Manual de Astrofotografia

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Manual de Astrofotografia
Manual de Astrofotografia
1ª Parte
Salmo 8, versiculos 3,4,5,6 da Biblia Sagrada
Estes apontamentos, podem ser distribuidos gratuitamente para todos aqueles que gostam de
astronomia e astrofotografia.
É estritamente proibido o plágio do documento, alterações ao mesmo documento, assim como a
comercialização do mesmo.
Deixo à sua consciencia um donativo, que possa fazer, para uma Instituição Humanitária, em
retribuição do meu esforço ao realizar este documento.
Jose Manuel Caetano Fernandes, nascido na ex-colónia portuguesa de GuinéBissau.
Dediquei parte da minha vida de forma auto-didáctica à astronomia e fotografia astronòmica.
Após a minha aposentação, participei em vários projectos (12 projectos) dos quais destaco os
seguintes :
DeepSkyStacker
Fitswork
FokusPokus
http://deepskystacker.free.fr/portuguese/index.html
http://www.fitswork.de/software/softw_po.php
http://home.arcor.de/th.bach/Software/Software4En.htm
(se não abrir use a seta esquerda, do seu browser da internet– dê um clique em cima da seta)
Participo ainda em 5 foruns de Astronomia e Astrofotografia.
INDICE
Generalidades e Conceitos sobre Equipamentos
Anexo 1 (cameras fotograficas)
Regra de Ouro no Binómio
Pré-processamento e Processamento Digitais
Fotografia Lunar
Fotografia de Ceu Profundo monocromática
Generalidades e Conceitos sobre Equipamentos
Existem essencialmente três factores a ter em consideração, na aquisição de um equipamento optico
para a astronomia. São eles :
1- conhecimentos
2- disponibilidade de tempo
3- capital a investir
Falemos agora sobre cada um deles.
O primeiro factor ( conhecimentos ), diz respeito a uma grande variedade interdisciplinar de
matérias que passo a enumerar : astronomia de posição, informática ( hardware e software ),
mecânica, electricidade de baixa tensão e electrónica.
Se o seu " calcanhar de Aquiles "são os conhecimentos, então, começe por tirar um curso ministrado
pelo Ciência Viva ou pela Fundação da Faculdade de Ciências, de Astronomia, para se familiarizar
com as 88 constelações, e a mecânica do universo, e diversos conceitos importantes. Depois tire
alguns cursos técnico-profissionais de hardware e software ( nomeadamente photoshop ), assim
como de electricidade ( baixa tensão ) e electrónica.
O segundo factor, é a disponibilidade de tempo. Se não tem disponibilidade de tempo então mais
vale ter uns pequenos binóculos e um livro sobre constelações e tentar evoluir dentro das
disponibilidades temporais.
Se voçê dispõe de capital, não se precepite. Tome em consideração a prioridade dos primeiros
factores, e só depois pondere na aquisição do equipamento. Faço sempre uma pequena analogia ao
mundo automobilistico, para as pessoas perceberem este factor. " ... de que serve alguem comprar
um Ferrari, se nem tirou a carta de condução, ... e nem tem experiencia para o conduzir .... "
É pois, na ponderação destes três factores que reside uma deliberação consciente de entrar no
mundo da astrofotografia. Ninguém entra no mundo da astrofotografia, sem passar primeiro pelo
conhecimento intrinseco das leis que regem universo, administradas na ciência da Astronomia.
Tomando em consideração que voçê tem a sustentação necessária ( conhecimento, disponibilidade,
capital ), falemos sobre o estudo do equipamento optico para a astronomia visual ou a
astrofotografia. O conjunto do Telescópio.
Este equipamento divide-se em três partes. A saber :
1 - Tubo optico
2 - Montagem
3 - Acessórios
Tubo optico ( OTA - Only Tube Assembly- em inglês ), existem três classificações:
Refletores ou Newtonianos ( homenagem feita ao fisico ingles seu inventor - Isaac Newton )
- parabólicos - hiperbólicos
Refratores ou lunetas ( seu inventor foi o italiano Galilei Galileu )
- acromaticos- apócromaticos - fluorites - dupletes - tripletes
Catadióptricos
– Schmidt.Cassegrain - Makstutov.Cassegrain - ... etc
Montagem,existem três classificações :
Altazimutal. Esta montagem é totalmente manual e o OTA, move-se sobre o seu eixo para cima ou
para baixo ( Norte ou Sul ), para a esquerda ou para a direita ( Este ou Oeste ). Os OTAs que estão
neste tipo de montagens chamam-se Dobsonianos, em homenagem ao seu inventor, Jonh Dobson.
Já existem robitizações para este tipo de montagens, mas que não são muito precisas para
astrofotografia, apenas para observação.
Equatorial. Este é o tipo de montagem por excelencia para a astrofotografia, pois a sua construção
está de acordo com os principeos da astronomia de posição, na colocação do meridiano de lugar
( observador - + latitude ), e o eixo horário ( AR ) do equador celeste, com o movimento angular do
objecto em causa ( -+Dec ).
Garfo Forca ou Forquilha.
Este género de montagem tipicamente americana, é geralmente utilizada para instrumentos de nivel
semi-profissional ou profissional devido à sua capacidade de suporte de peso, ... aguentam com
OTAs de grande dimenção. Falo de 50 cm para 2 metros de diamentro no primário, se for refletor.
De forma geral são refletores, pois a concepção dos espelhos fica mais económica.
Acessórios, a variedade é tão grande que contempla basicamente cinco classificações. A saber :
Oculares-filtros
Barlows-redutores
Motores – controladores
CCDs
Diversos
Nas oculares, existe grande variedade de marcas que contemplam desde os 4 ou 5 mm até aos 40
mm, variando nos campos de visão e nitidez. Nos filtros, existe uma vasta gama que contemplam
muitos comprimentos de onda, na banda do optico.
Nas barlows existem desde ampliações de : 1X ; 2X ; 2,5X ; 3X; 4X . Nos redutores focais, existem
valores compreeendidos entre : 0,5; 3,0 ; 6,3. São acessórios sempre a ter em conta.
Nos motores ( de uma forma geral ), encontramos diversos modelos, mas sempre desenvolvidos
pelos representantes das marcas das montagens. No entanto, existem pequenas excepções de marcas
que constroem motores que podem trabalhar em determinadas montagens.
Os controladores estão associados aos motores, com bases de dados permitindo a robotização da
montagem ou simplesmente manualmente electricos.
Os ccd, sigla derivada do inglês ( charge coople device - dispositivo de carga acoplada ), são as
camaras de aquisição de imagem astronómica ( embora eu considere errado usar a sigla CCD, pois
o CCD é um dos componentes do chip. O chip pode ser CCD ou CMOS. Por facilistismos errados
de linguagem chamamos CCD às camaras de aquisição de imagem astronómica ).
Estas camaras vieram subtituir as antigas camaras reflex ( slr ) que usavam o filme, como são
exemplos a Pentak K1000, Olympus OM1, Nikon F1 ... entre muitas outras slrs.
Aqui a classificação estabelece-se desta forma :
Camaras Classicas
Convencionais
Não-convencionais
As cameras convencionais, são aquelas em que o seu fabrico e venda destinam-se exclusivamente
para a astrofotografia. Existe um mercado especifico de grande variedade de marcas, dentro da
comunidade mundial de astronomos amadores e astrofotografos. Falarei sobre este segmento a
partir da 2ª Parte deste documento.
Cameras Clássicas ( vertente moderna ), são aquelas em que o seu fabrico e venda destinam-se ao
comercio normal de electrodomésticos. Dentro deste mercado, existem determinadas cameras
(anexo nº1) que tem algumas caracteristicas, que servem muito bem os propósitos da
astrofotografia, mesmo que se tenha de recorrer a pequenas modificações.
O video de alta sensibilidade e as webcams fazem parte dos meios não-convencionais, e são outra
forma de fazer astrofotografia a preto e branco, fazendo lembrar os velhos tempos do T-Max 200,
T-Max 400. Micro cameras de video de elevada sensibilidade aliadas a placas de aquisição de video
na Motherboard do Pc, permitem fotos de razoável qualidade, nomeadamente utilizando um filtro
H-alfa com pequenos Otas ou objectivas fotograficas. Para saber mais consulte este artigo. (anexo
nº2)
ANEXO
I
(cameras fotograficas)
Vivemos numa realidade em que o pragmatismo da ciência, é traduzido por componentes técnicos,
cada vez mais sofisticados. Tudo o que nos rodeia é a manifestação do conhecimento cientifico do
Homem. Para nós, que estamos na Astrofotografia/astronomia por vezes deparamo-nos com
algumas indecisões face ao enorme espectro de escolhas, que existem no nosso mercado. No mundo
das camaras fotograficas digitais existem as : Dslr ; Prosumers ; e as Bridges.
Deixo aqui algumas orientações, que permitirão uma escolha mais acertada na aquisição de uma
camara digital.
1 - Todas as camaras digitais ( webcams e fotograficas ) são boas para fotografar o Sol (com filtro
de protecção adequado), e a Lua. As diferenças estão em alguns detalhes como sejam :
* Facilidade de adaptação ao telescópio ( requer cuidado, pa-ciência, uma oficina pessoal e engenho
em electrotécnia )
* Sincronização do foco
* Maior ou menor numero de pixels, que vão interferir na qualidade da imagem.
2 - Se quiser fazer fotografia planetária, e aqui refiro-me a Vénus, Marte, Jupiter, Saturno, e
Úrano, ... as camaras tem de ter mais algumas especificações, como sejam :
A ) - se for webcam :
B ) - se for camara fotográfica :
* 25 ou 30 frames por segundo
* ter ISO/ASA até 400,no minimo
( quanto mais frames por segundo melhor )
*minimo 4.000.000 pixels efectivos em CMOS
* acima de 1.000.000 de pixels efectivos em CCD
* usar velocidade de obturação lenta
* cabo USB para ligação directa ao Pc/Notebook
* Cabo USB, ou similar
•
•
facilidade de adaptação ao foco primario
primario
* facilidade de adaptação ao foco
3 - Se quiser fazer fotografia de Céu Profundo, os " settings " são mais exigentes :
A ) - se for webcam, igual a 2 A )
B ) - se for camara fotografica
*O seu circuito electrónico, modificado com
disparador, ou 60 a 90 segundos de exposição
*tem que ter exposição manual Bulb+cabo
permitindo maior exposição
*ter ISO/ASA até 1600 com o " chip "
*Cartão de memória superior 500Mb
*cabo de ligação USB
*CMOS, mais de 5 milhões de pixels
*software/freeware aquisição de imagem
*tamanho do pixel igual ou superior a 5 microns
*Pc desktop ou Portátil/notebook
*armazenamento em RAW ou TIFF
*Aquisição em FITS ou BMP
*cabo de ligação USB
A obtenção de uma boa astrofotografia não depende só da camara digital.
O conjunto telescópio ( OTA ou Objectiva+Montagem+Acessórios ), complementam a
demonstração da imagem, com um pré-processamento digital. Para ter uma ideia geral, desta
equação ( camara digital / conjunto do telescópio ). Anexo 3.
No final vem o processamento digital da fotografia. Aqui existem muitas técnicas e muitos
softwares comerciais que fazem maravilhas, mas tambem existem FREEWARES, que fazem
sonhar. É uma questão que tem a haver um pouco com o nosso critério de exigencia pessoal.
Algumas camaras digitais que foram testadas :
Philips Vesta Pro, aconsellhável para : 1, 2A e 3A.
Philips Toucam Pro, aconselhavel para : 1, 2A e 3A.
Airis D60 ( e todas as camaras do segmento e marcas diferentes, com ISO até 200), aconselhavel
para :
1.( quando o ISO for até 800 ), aconselhável para : 1 e 2B.
Nikon Coolpix 995, aconselhável para : 1 e 2B.
Canon EOS 300D, aconselhavel para : 1, 2B e 3B.
Modelos de camaras fotograficas digitais, usados por outros astrofotografos :
Nikon:
Pentax:
Canon:
CoolPix 880 885 995 4300 4500 D70 D100 D200 D1 D2H D2X
ist D ist DS K10D K100D K110D
10D 300D 5D 20D 20Da 30D 350D 400D 450D 550D
O conceito básico, do equipamento astrofotográfico, é que no seu todo esteja sincronizado e a
funcionar automáticamente, através da electrónica e da informática. Até agora, as DSLR ´s, faziam
isso, mas o conceito tem vindo a mudar, também, para o automatismo das camaras compactas ou "
presumers ".
Graças à iniciativa de amadores e amantes da fotografia no geral, têm surgido " devagarinho " na
internet, pequenos programas freewares, que utilizam protocolos com algumas marcas e modelos
( ver no freeware, quais as marcas e modelos com os quais o programa é compativel ), que criam
informaticamente rotinas que permitem a automatização de processos de aquisição de imagem para
o Pc.
De uma forma geral estes freewares, estão relacionados com camaras descontinuadas no mercado,
isto para não " ferir " com interesses comerciais, de equipamentos que ainda não foram
descontinuados.
É pois, um mercado de 2ª mão de equipamentos, a ter em conta para os astrofotografos.
Neste momento, as marcas e os modelos são (lamento, se alguns sites foram desintegrados) :
Nikon Coolpix
http://velatron.com/dca/theforce/
http://dcadiou.free.fr/coolpix/cable/cable.htm
http://aristarco.dnsalias.org/krinnicam
http://www.ruwebit.net/article/81
http://www.digital-camera.dk/
http://www.charliex.net/cpix/cpix.htm
http://www.math.ualberta.ca/imaging/
http://www.driversreal.com/cameras_mp3_player/nikon/
http://www.philohome.com/remote990/remote990.htm
http://www.bigmike.it/ir-control.html
http://www.smaal.info/Astro_Stuff/Entries/2005/6/20_Coolpix_995_Astrophotography.html
http://www.thefirmament.nl/astro/main_screen.html?
http://www.thefirmament.nl/astro/coolpix.html&2
Casio QV
http://www.dicasoft.de/ctrlwin.htm
http://www.inweb.ch/foto/remocon.html
http://world.casio.com/qv/download/en/
http://www.beausoft.com/qvindex.html
Canon PowerShot e Ixus
http://chdk.wikia.com/wiki/CHDK_in_Brief
http://www.breezesys.com/index.htm
Olympus série E
http://www.pinetreecomputing.com/camctl.asp
Manuais
Agfa, Epson, Sanyo
http://park2.wakwak.com/~tsuruzoh/index-e.html
Panasonic dc1000 series of digital cameras- Linux+java solaris
http://www.df.lth.se/~roubert/dc1000/
Epson e outras marcas
http://www.lightner.net/lightner/bruce/ppc_use.html
Outras marcas e modelos
http://photopc.sourceforge.net/
Diversos
http://www.velocityreviews.com/forums/archive/index.php?f-37.html
http://www.ayton.id.au/gary/photo/Dig_RemoteControl.htm
http://www.scss.com.au/family/andrew/camera/remote/mk1/
LINUX
http://www.gphoto.org/
Regra de Ouro no Binómio : OTA + Montagem
(astrofotografia-observação)
Tome em consideração a seguinte regra, que lhe permite ter uma avaliação correcta do desempenho
do seu equipamento : Conjunto Telescópio.
Esta regra diz respeito à relação de proporcionalidade fisica (Massa + Peso + desempenho dos
motores) entre o Tubo Optico (OTA) e a Montagem motorizada nos dois eixos (Ar e Dec).
Quando compramos uma montagem (de preferencia equatorial), devemos o fazer sempre com os
motores e o visor polar no eixo horario, assim como o seu manual da montagem.
Geralmente, no manual está estipulado o limite de carga util da montagem. Não confundir com
limite de carga da montagem.
Este valor (carga util) é muito importante porque :
1 ) Se usar ¼ desse peso no OTA, serve os propósitos de astrofotografia de Ceu Profundo.
2 ) Se usar 2/4 desse peso no OTA, serve os propósitos de Astrofotografia Planetária.
3) Se usar ¾ desse peso no OTA, serve os propósitos da Observação.
Exemplo de uma Montagem Equatorial em que a carga util é 18 Kg de carga, e o limite de carga é
25 Kg.
Vejamos para os três casos (18Kg) :
1 ) OTA até aos 4,5 Kg
2 ) OTA até aos 9 Kg
3 ) OTA até aos 13,5 Kg
Pré-Processamentos e Processamentos Digitais em Astrofotografia
Para o pré-processamento de astrofotografia de Céu Profundo, deve ler todo o site atribuido à
palavra – DeepSkyStacker – que se encontra no inicio deste manual (página 5). Para astrofotografia
Planetária deve ler (só existe a versão em inglês) do Registax (http://www.astronomie.be/Registax/).
Pode ver um Manual em Português-Br no YouTube
(http://www.youtube.com/watch?v=yBDfRmkkOZw )
Só depois de estar familiarizado com os processos do pré-processamento (para planetas e ceu
profundo), e ter realizado várias integrações (empilhamentos) é que pode partir para o próximo
passo : PROCESSAMENTO !!!!
Para começar recolhamos em download da internet uma aplicação gratuita ( freeware ), mas muito
util, com a designação de Irfan View ( versão mais recente - v4.20 ), e façamos tambem o download
na página dos plug ins do: " all plug ins as one large exe " .
Agora instale no seu Pc o Irfan View, e a seguir instale os Plug ins, que devem de ir para a mesma
pasta do Irfan View. Se não forem, você tem que manualmente os colocar na pasta do Irfan View.
Geralmente, logo que for instalado o programa Irfan View no PC, ... a instalação dos Plug ins, não
oferece problema, porque no momento da instalação, o seu Pc coloca-os na pasta do Irfan View.
Um último conselho. Para a melhor " performance " astrofotográfica, convém voçê fechar-se num
quarto com penumbra sombria, e proceder ao trabalho de digitalização informática, no seu
computador. Estão confirmados, melhores resultados de processamento astrofotográfico, com pouca
luz, do que com a luz do dia.
Fotografia Lunar
Passos elementares no Pré-processamento e Processamento monocromático ( 16.000.000 tons
cinzento ).
Vamos tomar esta foto, por exemplo, para as nossas experiencias.
1 - Depois de ter feito o download do Irfan View, e o ter
configurado no seu Pc, vamos proceder passo a passo, ao préprocessamento.
2 - Abra o programa. Ele tem esta apresentação ( interface ).
3 - Traga a fotografia, para o interface do programa.
Open File
4 - Vamos converter a foto para 16.000.000 tons de cinzento.
Image + Convert to Greyscale
5 - Agora, vamos usar o filtro Unsharp Mask.
Image + Effects + Effects Browser
6 - De seguida, selecionamos os filtro Unsharp Mask. Veja que
existe duas janelas. A janela da esquerda é a sua foto original, e a
janela da direita, é a fotocom o efeito pretendido, pela utilização do
filtro Unsharp Mask. Subtitua o zero da escala por 1.
Faça OK.Repita os passos de 5 a 6 de novo.
7 - Agora. Vamos diminuir um pouco o tamanho da foto.
Entre em :
Image + Resize/Resample
8 - Escolha o tamanho em " new size " . Ex: 800 x 600
Se a foto fôr para a Internet coloque no ISO 100.
Se fôr para guardar num CD, coloque ISO 300.
9 - Está na hora, de harmonizar todos os valores logaritmicos.
Repita os passos 5 e 6 . No passo 6, escolha o filtro :
Stretch Histogram, e faça OK.
10 - Entre em File + SAVE AS e guarde a sua foto.
________________________________________________________________________________
Fotografia do Ceu Profundo
(monocromática)
Passos elementares no Processamento monocromático ( 16.000.000 tons cinzento ).
Vamos tomar por consideração, esta foto ao lado, que foi resultante
de uma soma de 10 fotografias RAW ou Tiff ( não interessa agora o
ficheiro ) a 800 ISO cada foto. Depois foi usado o darkframe e o
flatfield, nos procedimentos normais da astrofotografia.
Importe a foto para o interface do Irfan View.
Entre em : Image + Color correction
Veja as duas janelas. Uma é a original image e a outra a new image
( a imagem nova que voçê vai realizar ). Repare no valor da escala
de Gamma Correction. Tem o valor de 1.00
Agora coloque a seta do rato em cima do ponteiro da escala gama e
devagar puxe para a direita. Veja o que está a acontecer a new
image. O valor da escala ficou em 2.32. Faça OK.
Aqui está a fotografia, Processada.
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