Conseils

Technique "Photographie des étoiles"

 

(Copie d'un dialogue avec mon fils qui voyage en Australie, avec un sac à dos. Je ne parle que des problèmes classiques de la photographie)



Paramètres influant sur la photographie astronomique:


1- Le bruit thermique:

  Le bruit thermique est dû à l'agitation des électrons dûe à la chaleur. Il crée un genre de voile sur la photo. Plus tes poses seront longues, plus le voile sera prononcé. Et si la pose est très longue, le voile peut complètement blanchir la photo, éliminant ainsi tous les détails astrnomiques. Pour ton reflex, je soupçonne que le voile devient visible vers 20 secondes de pose. Le voile thermique pourra effacer tous les détails vers les 2 à 3 mn de pose. Conclusion, il faut faire des petites poses.

  Pour diminuer l'influence de ce voile en astronomie, on a l'habitude de faire des poses, objectif obturé, avec un noir complet et de la même durée que les photos. Cela permet d'avoir une photo avec un voile et des étoiles, et une autre photo avec seulement le voile. Il suffit ensuite de soustraire le voile pour avoir les seuls détails astronomiques.

  Exemple: Tu prends une photos des étoiles pendant 20 s. Tu obtiens les étoiles avec un voile de 20 s. Tu prends une 2 ème photo du noir (le fameux DARK) pendant 20 s. Tu auras donc un voile de 20 s. La soustraction t'offre une belle photo astro.

  Le D5D a un mécanisme intelligent qui permet de faire cela automatiquement, mais je crois en mode jpg.

  Le bruit thermique est un processus aléatoire/gaussien: Le voile doublera si le temps de pose est multiplié par 4.
  Il est plus important quand la température s'élève. Les capteurs, dans les observatoires ou chez les passionnés, sont refroidis avec des éléments Pelletier. (delta de -40 à -60°C)
Comme le voile est un processus aléatoire, il ne sera pas complètement éliminer lors de la soustraction... cela serait trop beau! Mais cela améliore nettement la situation.

PS. J'ai très peur que les photos que tu as prises, ne soient que du bruit... Donc ce fameux voile thermique!  D'où mon insistance à recevoir des clichés!


2- Le principe du jpg

  Quand on analyse profondémment le principe du jpg, on s'aperçoit qu'il tourne autour de la suppression du bruit. Et en photo le bruit c'est des pixels uniques. Les photosgraphies comportent du bruit partout. Des points sont trop lumineux, d'autres pas assez... Pour afficher ces points, il faut des fréquences spatiales élevées.  Si on filtre ces fréquences elevés, on élimine les points isolés (donc le bruit) C'est le jpg!

  Le problème, c'est qu'en astro, on photographies des... étoiles! qui sont aussi des points isolés!  Le principe du jpg conduit à raboter ces étoiles.

  Pour cette raison, en astro, on utilise le mode RAW. C'est préférable!   Le jpg n'est cependant pas complètement inutile, car on peut autoriser des taux de compression peu elevés, et chaque étoile pourra avoir assez de bits pour coder les fréquences élevées.  Cela dépend des algorithmes utilisés pour définir le taux de compression...


3- Le bruit photonique:

  Le capteur d'un APN, est constitué de 6 000 000 de pixels. Chaque pixel correspond à un entonnoir qui va capter des photons. Mais le nombre de photons captés pour donner un pixel utilisable n'est pas très important. Du blanc correspond à environ 10 000 photons. le noir à environ 10 photons! Et comme les photns arrivent de manière aléatoire selon le temps, on ne peutpas garantir ce nombre avec précision! L'imprécision est toujours de racine(n). [C'est une règle générale de la Physique]
Le rapport signal/bruit des photons sera n/racine(n)

  Le coté pratique: Si tu ne reçois pas beaucoup de photons (cas d'une image trop sombre), il y aura beaucoup de bruit! Des points apparaitront dans ton image. Et ce ne seront pas des étoiles!

  Il faut donc recevoir beaucoup de photons! et allonger les temps de poses... mais alors surviendra le voile thermique...


4- La Terre tourne!
 

  Le problème du filé... La Terre tourne! Souviens-toi; la lune se déplace d'un diamètre en 2 mn.
Avec un 500 mm, la Lune (ou le soleil) fait 700 pixels. Soit 700 pixels pour 120 secondes. Si tu ne veux pas de bougé (filé) il faut donc une vitesse plus rapide que (pour 1 pixel) 120/700 soit 1/6 de seconde
 
  Avec un 50 mm (pour simplifier!) tu auras du filé à partir de 1.7 s de pose! Ce que tu as photographié (20 s) doit avoir un filé de 6 pixels... Le pied ne te permettra pas de faire des poses plus longues. Seul un suivi astronomique te permettra de faire des photos précises.

focaleposefocalepose
500 mm1/6 s70 mm1,2 s
300 mm1/3 s50 mm1,7 s
210 mm1/2 s35 mm2,5 s
135 mm0.7 s25 mm3,4 s
100 mm0.8 s17 mm5 s


5- La qualité de l'objectif
:

 Les objectifs offrent une meilleure qualité vers le millieu des réglages (ou au 1/3 et 2/3). En général f/8 est bon. 5.6 peut aussi donner de bons résulats.
De même les piqué est meilleur plutôt du coté grand angle, sans toutefois être très bon à l'extrême.
La position télé extrême est souvent de qualté insuffisante.

  Ainsi, oriente toi vers le grand angle (22...45 mm): meilleure qualité, et filé diminué.
Et vers une ouverture de f:4.5 à f:8


6- La sensibilité
:

  Le capteur reçoit les photons de la même manière et cela quelque soit le réglage de la sensibilité!
La "sensibilité' n'est en fait qu'un réglage de l'amplificateur de signal. Il n'influe en rien sur la quantité de photons reçue! Le rapport signal/bruit photonique n'est pas modifié par la "sensibilté".
Cependant, cela a un impact sur l'image finale et le jpeg. Car cela va accroitre inutilement le niveau du voile et risquer de saturer le process jpg.

  Donc ne te mets jamais en 3200 ISO. 800 ou 1600 sont préférables.
[Il reste des effets/explications secondaires sur la sensibilité... Je n'aborderai pas cela ici]


7- Bloquer l'appareil

  Il est important que l'appareil ne bouge pas pendant la photo!  (La moitié des photos sont bougées!) Le mieux serait de le bloquer contre un sac rempli de sable ou de billes de polystyrène.  Il ne faut pas que le sac soit très plein. Il lui faut une souplesse car il doit épouser la forme de l'APN. Tu pourrais mettre la main, ou un morceau de carton léger, devant l'objectif (sans le toucher) pour éliminer la 1ère seconde où l'APN peut bouger...

  En gros il ne faudrait plus toucher l'APN pendant toute la pose... Un déclencheur à fils serait évidemment un plus. Cela peut coûter quelques dollars ... ou beaucoup plus!


8- Régler la distance à l'infini (en manuel)
  La visée des étoiles réclame de mettre son auto-focus OFF, et l'anti-shaking sur off. Il faut régler la distance à l'infini. Il y a une bague (discrète) qui permet le régalge de la distance. Faire cela en pointant une lumière à plusieurs km, ou bien sur une étoile lumineuse.


9- Avoir une nuite bien noire
  Cela sera nettement moins bon avec une Lune présente, ou à proximité d'une agglomération... La pollution brumeuse conduit à un voile lumineux néfaste... D'où l'intérêt du désert!  (s'il n'y a pas eu de poussière dans la journée, et si des camions ne continuent pas d'en faire!)


X- Conclusions


  Pour faire de la photographie astronomique, il faut faire beaucoup de poses limitées en durée et avoir des clichés noirs. Ex 20 poses RAW 1600 ISO de 20s, plus une pose RAW 1600 ISO de 20 s, noire.
Ainsi on élimine le voile thermique, et on obtient suffisamment de photons, et on élimine le problème de la rotation terrestre.




Ce qu'il faut essayer de photographier

La lumière zodiacale:

  Cela se photographie le matin, un peu avant le lever du soleil, en pointant vers l'Est, avec un grand angle.
2 à 3 mn de poses peuvent être nécessaires. On peut faire 10 poses de 20 s, et on additionnera les 10 poses.

Ce sera une lueur peu précise. Le filé ne devrait pas créer de problèmes.


La Voie Lactée:

Au grand angle ou moyen. Faire plusieurs poses identiques. (pour pouvoir additionner les images)

On peut essayer de faire un panoramique... Il n'y a que les sots qui ne tentent rien!  Mais je suis un peu sceptique quant au résultat...


Un filé autour du pôle sud

Il faudrait trouver la direction du pôle sud... et photographier au grand angle pendant des durées longues. 1 mn? 2 mn?  (sans avoir une saturation du capteur)  et faire plusieurs photos à la suite.  Et une dark de même durée.


Les Nuages de Magellan

  Ce sont 2 galaxies visibles dans l'hémisphère sud (à l'oeil nu). Elles n'ont pas la forme spirale habituelle, mais ressemblent plutôt à des nuages. Et elles ont été citées la première fois par ... ?   Voir http://www.cidehom.com/apod.php?_date=040902

Astro1/09-Magellan_t.jpg zoom
^           ^                                      ^                     .
 |            |                                       |                      .
Magellan     PNM                               Scorpion       .               

A Adélaïde, (à 5° près)

- Le Grand Nuage est à 30 ° au dessus de l'horizon, et à 90° à gauche de la queue du Scorpion.
- Le Petit Nuage de Magellan est à 50° au dessus de l'horizon, et à 80° à gauche de la queue du Scorpion  (ref 292 dans CDC)

.

La Croix du Sud

Fredo: Alpha et Béta du Centaure associés avec les étoiles de la croix du Sud constituent une concentration d'étoiles brillantes qui n'a pas d'équivalent dans l'hémisphère boréal. Magnifique !

Un témoignage:  http://www.astrosurf.com/ubb/Forum2/HTML/001761.html





L'analyse de ton premier lot de photos

1- Images trop sombres

C'est le problème classique en photo astronomique. Il faut augmenter les temps de poses. Et ouvrir au maximum (presque) l'objectif. A ce propos, aucune de tes photos n'est prise avec une ouverture f:22. Ce que tu me disais me laissait très septique! Tes clichés sont tous ouverts entre 3.5 et 4.5. Maintenir ce réglage.

Astro1/5-Sombre.jpg

2- Photos bougées

Il faut vraiment améliorer ta technique pour ne pas bouger l'appareil. Un sac de lentilles (ou de riz) serait léger et permettrait de bien caler l'appareil. Il faudrait régler l'APN sur pose B (1er appuis=start, 2ème =stop) et s'arranger pour mettre quelquechose sur l'objectif pendant la 1ère seconde et aussi pendant la dernière... mais il te faut 2 mains pour travailler...

Astro1/2-%20boug%E9e.jpg  

Astro1/3-%20boug%E9e.jpg

3- Photos floues

Mettre le focus en mode manuel (de mémoire: sur la gauche du zoom, il y a un bouton A/M sur le zoom)
Arrêter l'antishaking: à l'arrière, en bas à droite.
Penser à remettre le focus sur A pour les photos de jour, et remettre l'antishaking.

Astro1/1-d%E9focalis%E9e.jpg

4- Photos bruitées

Faire des poses plus longues. Et en faire plusieurs identiques (sans bouger l'APN!) Dur dur!


Astro1/4-%20BruitFond.jpg


x- Conclusion


Une photo sur 10 est bonne et je ne pensais pas qu'on pouvait avoir cette qualité! Cela est une belle expérience. Fais en beaucoup en suivant les conseils...

Les meilleures de tes photos.  (publiées sur le NG pour discussion)



Extraits des discussions sur le NG

  Mon fils se trouve actuellement dans le désert australien, et me dit que les nuits sont particulièrement claires et que l'on voit superbement bien les étoiles et la Voie Lactée.

  Il a fait, sur mon conseil, des photos de la voûte stellaire et me dit que les photos sont très bonnes! Cependant, il a commis l'erreur de les graver et de les expédier par courrier... Je n'ai pas pu regarder ses photos, et je ne sais pas si la qualité est aussi bonne.

  Comme il est encore pour une semaine dans le désert, auriez-vous des conseils pour améliorer la qualité des photos.

Sur mon conseil, les photos ont été prises dans les conditions suivantes:

- reflex APS-C
- poses de 20 à 30s avec soustraction automatique du bruit thermique de la même durée.
- ouverture échelonnée
- au zoom 18-70 (de bonne qualité). Pas de téléobjectif, ni pied. (il voyage avec sac à dos...)
- APN bloqué sur un sac plastique rempli de sable ou de polystyrène. (?)
- jpg (ce qui est une erreur)

  Il ne sait pas ce qu'il y a à prendre (pas féru d'astronomie, mais très curieux). Donc si vous aviez des idées de direction à pointer, ou d'autres conseils... Je me ferai un plaisir de les lui communiquer. Il fera probablement de nouvelles photos dans ces conditions.

  Il me dit aussi que l'équinoxe est propice pour faire des photographies...
je ne sais pas de quoi! Lumière zodiacale?

REPONSES


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