Astrofotografía y Paisajes Nocturnos

Por Luis argerich

“De noche la mitad de los ateos creen en Dios” (Edward Young)

Introducción

Este texto es una recopilación de datos, información y recomendaciones para fotografía de paisajes nocturnos. Esta orientado a la fotografía sin uso de telescopios. La mayoría de los ejemplos están orientados a escenas naturales sin mayor intervención humana, aunque no hay razón que impida aplicarlo en zonas urbanas. La descripción del cielo nocturno esta orientada a observadores ubicados en el hemisferio sur.

Fuentes de Luz Nocturnas

“Muchas veces pienso que la noche tiene mas vida y colores mas intensos que el día.” (Vicent Van Gogh)

En las noches con Luna esta será la principal fuente de iluminación del paisaje, la Luna refleja la luz solar por lo que los colores y las tonalidades serán muy similares a las del día pero en una intensidad mucho menor.

En las noches sin Luna la atmósfera terrestre será la principal fuente de luz, la misma puede reflejar la luz de ciudades a cientos de kilómetros del lugar en el que estemos proporcionando una iluminación bastante impredecible, es sorprendente ver los tonos que podemos llegar a obtener en una noche sin Luna.

Lluvia de Estrellas

La Luna se comporta durante la noche de forma muy similar a sol durante el día, la Luna genera sombras, siluetas cuando apuntamos hacia ella, destellos (flares) y demás. Aun sin Luna y lejos de la civilización es muy difícil lograr la oscuridad absoluta, siempre existirá una mínima fuente de luz.

Mediante exposiciones largas la cámara puede captar mucha mas luz de la que nuestros ojos pueden ver durante la noche, de esta forma un paisaje nocturno puede presentar la realidad de una forma que resulta imposible de apreciar a simple vista. Desde lo que podemos ver a simple vista hasta lo que la cámara puede llegar a capturar hay un mundo de posibilidades y depende exclusivamente de una decisión artística del fotógrafo hasta donde llegar.

Como hemos mencionado lo importante es recordar que el cielo nunca es completamente oscuro [1], siempre tiene un cierto brillo y por eso al procesar fotos nocturnas hay que tener especial cuidado en no abusar del balance del punto negro dejando el fondo completamente negro, si hacemos eso estamos descartando una valiosa parte de la foto.

Composición

“Un artista trabaja en su próxima composición porque no ha quedado satisfecho con la anterior.” (Dimitri Shostakovich)

La composición de un paisaje por la noche sigue parámetros similares a la composición diurna con el agregado de ciertos elementos de la naturaleza que no están presentes durante el dia: principalmente la Luna y las estrellas. Estudiar la posición de la Luna, las estrellas, la Vía Láctea y los planetas pasa a formar parte del planeamiento de una foto nocturna.

Afortunadamente existen muchos programas que pueden ayudarnos a pre-visualizar el cielo nocturno en cualquier momento del año desde cualquier lugar del planeta. Stellarium [2], que es gratuito es una buena opción para ayudarnos en la preparación de la foto.

 “Luna Oceanica”

Al ser necesario usar largas exposiciones toda foto nocturna es también un estudio del movimiento, especialmente de las nubes y los cursos de agua u océanos. Realizar exposiciones largas durante el día puede ayudarnos a comprender la forma en que las nubes o el agua van a mostrarse durante la noche.

Si existe viento las hojas y ramas se moverán durante la exposición y en general esto produce un efecto desagradable en las fotos por lo que deberíamos evitar que este tipo de elementos tengan protagonismo en un paisaje nocturno, aun si el viento es solo una brisa.

Usando la cámara como un par de ojos extras

Algo que ayuda en la composición es usar la cámara para entender mejor el paisaje que nos rodea. Usaremos algún ISO ridiculamente alto como 12800 y tomaremos fotos de 4 o 5 segundos con el diafragma abierto en diferentes direcciones. El objetivo es descubrir una escena que nos guste y que puede ser invisible a nuestros ojos para luego si tomar la foto seriamente. Las fotos de prueba son inusables pero ayudan mucho a encontrar un encuadre que nos guste.

La Profundidad de Campo

La profundidad de campo en una toma nocturna es igual a la de una foto diurna; el único problema es que resulta imposible revisarla ya que en el visor no podemos ver nada.

Es fundamental por la noche contar con tablas de distancia hiperfocal [3] para los lentes que usemos o bien haber probado durante el día la apertura que necesitamos para el DOF que buscamos en las fotos que pensamos sacar de noche, ambas aproximaciones funcionan.

Con un lente angular es posible estimar a ojo de buen cubero la PDC usando una apertura relativamente amplia. En F8 o F11 un lente de 18mm o menos suele estar en hiperfocal.

Si no hay elementos cercanos a la cámara la PDC es mucho menos critica y podemos simplemente usar de F4 a F8 y estar seguros de tener una PDC aceptable.

Exposición

“Es mejor prender una vela que maldecir a la oscuridad” (Proverbio Chino)

En fotografia nocturna es fundamental minimizar el ruido, la receta simple para minimizar el ruido es exponer tanto tiempo como se pueda y una vez que no se puede exponer mas subir el ISO tanto como podamos sin quemar las luces altas. Usar ISOs mas alla de 1600 rara vez tiene sentido en la mayoria de las camaras de hoy en dia.

Exponer durante la noche es mas difícil que durante el día, el fotómetro de la cámara en general no es lo suficientemente sensible como para medir correctamente y no puede medir mas allá de 30 segundos (según el modelo de cámara). En líneas generales podemos decir que el fotómetro de la cámara durante la noche es completamente inútil.

“Salida de Luna Bajo la Luz de las Velas”

Para exponer es necesario realizar primero una aproximación, usamos el lente completamente abierto, el ISO mas ridiculamente alto que nuestra cámara tenga y realizamos exposiciones cortas de prueba hasta lograr el nivel de luz que queremos. Hay que tener muy en cuenta que dado que los ojos humanos son menos sensibles que la cámara la tendencia es a sub-exponer, cuando el LCD de la cámara sea parecido a lo que nuestros ojos vean la foto estará notablemente subexpuesta, no hay nada malo en subexponer una foto pero debemos saber que esto genera ruido, exponer un poco mas y luego ajustar la exposición hacia abajo al procesar produce el mismo resultado con mucho menos ruido.

Una vez que encontremos el tiempo de exposición adecuado lo llevaremos al ISO y apertura que querramos usar sabiendo que cada paso de ISO y cada paso de diafragma duplica el tiempo de exposición.

Ejemplo:

Sea el tiempo de exposición correcto en F2.8, ISO6400 de 4 segundos.

Si queremos sacar en F8, ISO800 entonces:

F2.8, 6400  = 4 segundos

F4,6400 = 8 segundos

F5.6,6400 = 16 segundos

F8,6400 = 32 segundos

F8,3200 = 64 segundos

F8,1600 = 128 segundos

F8,800 = 256 segundos

El tiempo de exposición sera entonces de 256 segundos en F8 e ISO800, es necesario poner la cámara en modo bulb, usar un disparador remoto y esperar 256 segundos. O 512 segundos si tenemos activada la reducción de ruido de la cámara. Como la cámara no puede programarse para 256 segundos de exposición necesitamos un reloj con luz con el cual podamos medir el tiempo de exposición; o bien un control remoto con intervalómetro que podamos programar en el tiempo de exposición deseado.

Foco

Enfocar con el visor de la cámara de noche es imposible y la marca de infinito del lente si la tenemos suele no ser precisa por lo tanto el foco es uno de los asuntos mas delicados en la fotografía nocturna.

En las cámaras con live-view es posible enfocar usando el live-view, foco manual y una linterna potente que nos permita iluminar zonas del paisaje a enfocar.

Si estamos enfocando las estrellas debemos encontrar una brillante y hacer zoom al máximo para luego enfocarla manualmente.

Una vez que enfocamos con live-view es conveniente desactivarlo y tomar el resto de las fotos en modo normal, sin mirror lockup. El live-view hace que el sensor gane temperatura y esto aumenta el ruido, durante el dia la diferencia es completamente imperceptible pero de noche exprimiendo fotones puede ser una molestia. La vibración del espejo no molesta en exposiciones mayores a 5 segundos ya que resulta despreciable en duración con respecto al tiempo total de exposición. En general la vibración del espejo influye mas cuando el tiempo de exposición esta entre 1/50 y 1 segundo.

Si la cámara no tiene live-view lo mejor que podemos hacer es enfocar durante el día una escena muy similar a la que queremos sacar de noche y marcar con cinta de enmascarar la posición de foco del lente, es recomendable también hacer lo mismo con el infinito y tener ambas marcas listas para la noche.

Con o sin live-view podemos usar un laser verde de potencia mediana para apuntar al objeto que querramos enfocar y usar el AF de la cámara.

El Balance de Blancos

“El color, como las formas, sigue los cambios de nuestras emociones” (Pablo Picasso)

El ojo humano es mas sensible a la luz azul, luego al verde y por ultimo al rojo en el espectro de luz visible. Es por esto que cuando la intensidad de la luz es muy baja tendemos a ver las cosas en tonos azulados. La cámara no presenta esta sensibilidad por lo que el ajuste del balance de blancos automático presentara la escena en un tono mucho mas rojizo al que percibimos a simple vista.

Cuando sacamos fotos nocturnas suele ser recomendable tomar una foto a una tarjeta gris neutra como referencia y es fundamental sacar en RAW. Ajustar el balance de blancos luego a tonos mas fríos suele acercar la foto a lo que percibimos en la escena. La decisión final del balance de blancos depende del gusto del fotógrafo, podemos usar el balance automático, uno modificado o cualquier otro.

Como valor por default es recomendable usar el modo “daylight” ya que eso hara que las estrellas similares al sol se vean blancas al producir luz blanca y el resto en su color correspondiente. Si modificamos el WB al post-procesar es recomendable identificar alguna estrella cuya luz sea similar al sol, es decir de tipo espectral G2 y usarla como neutro para el balance de blancos, Alfa Centauri es una de las estrellas que podemos usar a tal fin.

ISO y Ruido

Este es un tema complejo porque en general se parte del pre-concepto de que a mayor ISO hay mas ruido, esto es absolutamente falso [4]. Lo que si es cierto es que cuanto menor sea la luz que ingrese a la cámara (señal) mayor sera el ruido.

Cuando usamos un ISO alto bajamos el tiempo de exposición y eso es lo que genera el ruido y no el ISO en si mismo. Lo ideal para evitar ruido es exponer la mayor cantidad de tiempo posible a esto se lo llama derechear el histograma [5]. Sin embargo no siempre podemos subir el tiempo de exposición arbitrariamente, de esto hablaremos mas adelante.

Para tiempos de exposición fijos cuanto mayor el ISO menor el ruido siempre y cuando podamos subirlo. Es decir que si no podemos derechear el histograma usando el tiempo de exposición lo debemos hacer subiendo el ISO.

Las Estrellas en Movimiento

“E pur si muove!” (Galileo Galilei)

Uno de los recursos fotográficos que tenemos por la noche es permitir que la rotación terrestre haga que las estrellas generen trazas, en ingles star-trails. El tamaño de la traza depende del tiempo de exposición y de la distancia de la estrella al polo celeste. Cuanto mas alejada del polo mayor el movimiento por unidad de tiempo.

“El Polo Sur Celeste”

Para lograr buenas trazas son necesarios tiempos de exposición largos, por lo menos unos 10 minutos y hasta varias horas. Es altamente recomendable sacar varias exposiciones cortas y luego sumarlas en lugar de una sola exposición de larga duración, el motivo es que cualquier incidente que ocurra en una exposición muy larga como invasión de luces, quedarnos sin batería u otro problema haría que la toma completa se arruine. En varias tomas cortas no hay problema en descartar una toma si la misma no ha salido bien.

Para aquellos interesados la fórmula para calcular la longitud de los trazos de las estrellas es:

F * E * (2 Pi / T) * Cos(D)

Donde:

F = Distancia Focal

E = Tiempo de exposicion

T = Duracion de un dia en la misma unidad que el tiempo de exposición

D = Declinacion de la estrella en grados

La composición es importante y planear bien la toma es fundamental, la foto suele tener mayor impacto visual si existe un elemento en primer plano con las estrellas girando en el fondo. Para lograr esto es recomendable buscar algún elemento que no se mueva con el viento y sirva como primer plano, rocas, montañas y arboles muertos son casos típicos. Molinos, estructuras de metal y otros también pueden usarse en ámbitos rurales o urbanos. Suele ser una buena idea buscar la composición durante el día.

La forma y la longitud de las trazas depende de la distancia de las estrellas al polo celeste, si centramos la foto en el polo tendremos trazas perfectamente concéntricas y de corto trazo por unidad de tiempo. Si solo tomamos estrellas cercanas al horizonte tendremos trazas casi horizontales y de largo trazo por unidad de tiempo. Para pre-visualizar el efecto podemos o bien ir probando con fotos o bien conocer el cielo nocturno para saber donde esta el polo o bien usar algún software que nos lo indique. Stellarium que ya hemos mencionado es una excelente opción.

Para exponer en una foto de este tipo es recomendable usar ISO400, una PDC adecuada según la escena y exponer para que el paisaje quede bien. Luego hacer “n” fotos con estos parámetros. Las fotos se pueden juntar en PS o bien con algún programa especifico. El software star-trails [6] es gratuito, muy fácil de usar y efectivo para crear fotos con trazas.

Determinando el Polo Sur Celeste a partir de las Estrellas:

El método mas recomendable y simple consiste en encontrar la cruz del sur y extender el brazo principal en la dirección de su estrella mas brillante 4.5 veces. Allí estará aproximadamente el polo sur Celeste.

Otra opción si son visibles las nubes de magallanes es formar un triángulo equilatero con las dos nubes y un punto imaginario que sera el polo sur Celeste.

Finalmente podemos asegurarnos que el tripode este perfectamente nivelado y luego graduar la altura del cabezal segun nuestra latitud (en Buenos Aires 35 grados aproximadamente) y con una brujula apuntar hacia el Sur teniendo en cuenta la desviacion magnetica de la misma. Eso nos da una muy buena aproximacion de donde esta el polo sur celeste.

Hay otras técnicas que pueden buscarse en la web [7].

Las Estrellas sin Movimiento

“Mantengan sus ojos en las estrellas y sus pies sobre la tierra” (T. Roosevelt)

Cuando queremos que las estrellas aparezcan en la foto perfectamente redondas debemos evitar las trazas. Para evitar las trazas debemos limitar el tiempo de exposición. El tiempo máximo de exposición que podemos usar para que no se produzcan trazas depende de la distancia focal que usemos y de la distancia de las estrellas al polo celeste.

Cuanto mayor sea la distancia focal mas rápido se generaran trazas. Cuanto mas cerca del horizonte estén las estrellas mas rápido se generaran trazas.

 “Cielos del Sur”

Una aproximación que podemos usar es calcular [ 600 / (distancia_focal * factor_crop) ] para encontrar el tiempo máximo de exposición. Por ejemplo en 200mm podemos exponer unos 3 segundos en promedio sin que se produzcan trazas mientras que con 20mm podemos exponer 30 segundos.

Esto debe usarse con mucho cuidado y siempre hay que hacer una foto de prueba y verificar las estrellas en el display de la cámara usando el zoom y recorriendo todo el cuadro. En un gran angular puede ocurrir que las estrellas del centro se vean bien redondas pero las de los bordes ya muestren trazas, esto ocurre por que al ser muy amplio el campo visual estamos incluyendo estrellas cuya distancia al polo celeste varía mucho, algunas se mueven mas rápido que otras y debemos mantener fijas aquellas que mas rápido se mueven!

Una vez que hemos encontrado el tiempo de exposición máximo posible encontraremos que el resultado es posiblemente demasiado oscuro. Para maximizar la cantidad de luz que el sensor capta debemos entonces usar el diafragma completamente abierto y el máximo ISO posible.

En base a todo lo anterior para paisajes con estrellas sin movimiento es recomendable usar un angular lo mas luminoso posible, el angular permite tiempos de exposición mayores sin trazas y la luminosidad maximiza la señal que podemos capturar.

Por ejemplo con un 17mm es típico sacar en F2.8 e ISO1600 o superior durante 20 segundos.

Algunos Trucos para Fotografiar Estrellas

En Photoshop, cuando la luminosidad del cielo no destaca lo suficiente podemos duplicar la capa del cielo -haciendo una selección previa- y usar el modo “luminosity” para juntar ambas capas. Esto hace que las estrellas se destaquen mas.

Otro truco consiste en sacar a las estrellas ligeramente fuera de foco lo cual hace que se vean mas grandes en diámetro y se destaquen mas en la foto, hay que tener sumo cuidado porque si se nota que el cielo esta fuera de foco la foto queda arruinada. En todo caso se pueden sacar ambas versiones.

Existen también conjuntos de acciones para PS que pueden usarse para mejorar fotografías astronómicas, Joel Carboni tiene un excelente conjunto de acciones a un precio bastante accesible [8], incluyendo acciones para agregar puntas de difracción en las estrellas, eliminar halos, aumentar el color de las mismas, etc.

Sobre la Cantidad de Estrellas

La cantidad de estrellas que podemos captar en la foto depende, obviamente del tiempo de exposición , ISO y apertura que usemos.

Cuanta mayor la señal mayor el tiempo de exposición. Pero sorprendentemente depende también de la distancia focal. Cuanto mayor la focal mas estrellas podemos captar. Esto ocurre porque las estrellas son fuentes de luz puntuales y entonces algunos conceptos fotográficos que teníamos cambian.

Para la luminosidad de una fuente puntual la cuenta que importa es focal/apertura cuanto mayor sea este valor mayor la luminosidad de las estrellas.

La explicación es que en un angular la luminosidad del fondo aumenta en mayor medida con respecto a las fuentes puntuales y eso hace que algunas estrellas poco brillantes queden tapadas por el fondo. Un lente de 200mm F4 captara muchas mas estrellas que un 50mm F2.8 (200/4 es mayor que 50/2.8).  

El Paisaje con Estrellas sin Movimiento

“Un trillon de asteriscos y ninguna explicación” (Robert Brault)

Si queremos ver un paisaje nocturno de la forma mas similar a la que ven nuestros ojos es necesario evitar que las estrellas se muevan generando trazas. Las trazas pequeñas son especialmente problemáticas porque hacen que las estrellas se vean movidas levemente generando un impresión negativa en el observador. Para que la foto funcione las estrellas deben tener forma perfectamente redonda, tal y como las vemos con nuestros ojos.

 “Corona Australis”

Los parámetros necesarios para fotografiar las estrellas sin que se generen trazas en general no resultan adecuados para el paisaje que las rodea, la exposición suele ser demasiado breve generando una escena demasiado oscura. Además el tener el lente en su apertura máxima con foco en las estrellas hace que el resto de la escena aparezca fuera de foco. No queda otra que sacar dos fotos, una para el paisaje y otra para las estrellas y luego combinarlas.

La gran mayoría de los fotógrafos que sacan paisajes nocturnos deben hacer esto a menos que se trate de una escena muy especial como por ejemplo montañas distantes en donde el foco en infinito alcanza, la PDC es adecuada y el tiempo de exposición funciona.

Para el paisaje usaremos entonces una apertura mas chica, de F5.6 a F16, el foco lo haremos en el paisaje o usando la distancia hiperfocal, usaremos un ISO mas normal, 200,400 a 800 y el tiempo de exposición sera mucho mayor. En algunos casos es recomendable sacar el paisaje con mas luz natural que las estrellas, por ejemplo podemos sacar el paisaje 30 minutos después del atardecer y las estrellas 30 minutos después de la foto del paisaje.

Combinar las fotos implica el trabajo usual con mascaras, gradientes y demás y excede el alcance de este tutorial.

El metodo de Doug Zubenel

Hay una forma de realizar una foto nocturna con elementos cercanos a la camara y el cielo en una sola exposición que requiere de mucha práctica y fue inventado por Doug Zubenel.

La receta es:

- Enfocar el fondo, programar la exposicion para el fondo/cielo.

- Unos 10 segundos antes de que termine la exposicion realizar muy rapidamente los siguientes ajustes:

        1. Tapar la camara con algun gorro o similar

        2. Cambiar la apertura a F11 o F16

        3. Cambiar el foco a un punto cercano, por ej 1 o 2 metros

        4. Quitar el gorro o sombrero

        5. Con alguna linterna pintar los elementos cercanos a la camara.

Se necesita un lente manual para poder cambiar la apertura y se necesita previamente marcar el punto correcto de foco para los elementos cercanos a la camara. Con un poco de suerte tendremos todo en foco.

Si se usa seguimiento entonces dependiendo de la direccion de las estrellas hay que realizar esta maniobra al principio o al final de la exposicion. Si no se usa seguimiento da igual porque la camara no va moviendose.

Pintando con Luz

“Con la luz correcta en el momento correcto todo es extraordinario” (Aaron Rose)

Pintar con luz (light-painting) es una técnica que podemos usar durante la noche para aumentar la iluminación del paisaje mediante luz artificial. Lo mas común es pintar la escena con una linterna durante la exposición de forma tal que el paisaje se vea mas luminoso. Al iluminar mas o menos ciertas zonas durante la exposición o usando colores para iluminar podemos lograr diferentes efectos. Las posibilidades son muchas.

“La Roca Geyser”

Para un resultado natural es necesario tener una linterna potente con un haz de luz amplio, las linternas busca-huellas o aquellas que concentran la luz en una zona muy chica no son recomendables ya que iluminan de forma muy despareja.

Es recomendable alejarnos de la zona para pintar de forma tal de abarcar la mayor cantidad de espacio posible con nuestra linterna y durante la exposición pintar suavemente toda la escena moviendo la linterna de un lado a otro de la forma mas pareja posible. Luego revisamos la foto y repetimos el procedimiento tantas veces como sea necesario para lograr el efecto buscado.

Cuando queremos congelar algún tipo de movimiento como agua salpicando , algún ave en vuelo o similar podemos necesitar usar el flash de la cámara. Es recomendable sacar el flash de la cámara y dispararlo manualmente en el momento indicado, la potencia debería ser baja para que no se produzca un efecto de luz desparejo. Cuando no tenemos una linterna podemos poner el flash en su potencia mas baja y usar múltiples disparos manuales del flash para pintar la escena con luz.

La Luna

“Hay tres cosas que nadie puede ocultar: El Sol, La Luna y La Verdad” (Buda)

La Luna es el elemento mas poderoso en un paisaje nocturno, tan poderoso como el sol en una toma diurna. La luna sirve tanto como fuente de luz como motivo principal de la foto o elemento secundario.

Cuando la luna es protagonista de la foto debemos usar una distancia focal muy grande, 400mm o mas en full-frame. Aun así es difícil llenar el cuadro con la Luna. Hay que tener en cuenta que la luna parece mas grande cuando esta cerca del horizonte debido a una ilusión óptica que la cámara es incapaz de ver [26].

Para la luna como cuadro completo es recomendable sacar en F5.6 a F11, ISO200 o 400 y probar el tiempo de exposición con cuidado de no sobre-exponer, podemos comenzar con algo de tipo 1/320 e ir variando.  La luna se mueve bastante rápido en el cielo y las focales grandes aumentan el movimiento con respecto del encuadre por lo que no hay que usar velocidades lentas o tendremos falta de nitidez por movimiento. Hay que congelar el movimiento lunar!

“Perigeo”

Para maximizar la nitidez es fundamental evitar vibraciones al momento de hacer la foto, usar un trípode estable protegido del viento, levantar el espejo de la cámara y usar un disparador remoto para no tener que tocar la cámara. Anclar el trípode correctamente para que absorba las vibraciones y esperar un poco entre foto y foto para que las vibraciones se disipen es importante.

Cuando la luna es parte del cuadro tenemos la opción de que salga sobre-expuesta o bien de hacer dos fotos y combinarlas. En las horas cercanas al atardecer y amanecer es posible exponer correctamente la luna y el paisaje al mismo tiempo pero solo durante un tiempo breve! Si la luna se ve muy pequeña en el cuadro es posible sacar otra foto con una distancia focal un poco mayor y luego componer ambas fotos. No deberíamos caer en una diferencia muy grande de distancia focal para que el resultado no se vea antinatural.

En cuanto a las fases las sombras, relieves y texturas se destacan mas en cuarto creciente o menguante y desaparecen en la fase llena, la fase llena resulta ideal para resaltar las formas y colores de la superficie lunar.

La Vía Láctea

“Cuando opino sobre la naturaleza la Vía Láctea me hace sentir como un escarabajo” (Arthur Conan Doyle)

La Vía Láctea no es otra cosa que el plano de nuestra propia galaxia contra el cielo nocturno. Para lograr buenas fotos de la Vía Láctea es fundamental conocer su posición desde el lugar en el que estemos en diferentes épocas del año. La zona mas brillante de nuestra galaxia esta en Escorpio y Sagitario en donde se encuentra el centro galáctico. La zona meridional de la Vía Láctea es también muy interesante, la parte Norte es menos brillante y atractiva.

“La Via Lactea sobre Mercedes”

La Vía Láctea se ve beneficiada por exposiciones lo mas largas posibles con grandes angulares, como hemos mencionado deberíamos exponer todo lo posible sin que se note el movimiento de las estrellas usando el diafragma completamente abierto y en un ISO elevado. Esto hará que zonas que a simple vista son casi invisibles comiencen a destacarse enormemente.

Objetos Astronómicos Interesantes

“La unica alternativa para ver las estrellas es un golpe en la cabeza, yo prefiero la noche” (Percivall Lowell)

Algunos objetos astronómicos pueden fotografiarse relativamente bien o incluso muy bien sin necesidad de usar un telescopio o dispositivos de seguimiento. Hay que usar software para saber en que momento es mas conveniente fotografiarlos, su ubicación en el cielo, horario, altura etc. Un programa que puede usarse para planificar la observación y sesión fotográfica es AstroPlanner [25]

Algunos objetos seleccionados son:

La Nebulosa de Orión

(Mejor epoca de observacion en el hemisferio Sur: Verano)

La constelación de Orión [10] es una de las mas fáciles de reconocer y es un excelente elemento en el cielo de un paisaje nocturno. La nebulosa de Orión (M42) ubicada en el centro de la constelación es enorme, sumamente brillante y fácil de distinguir a simple vista aun desde zonas urbanas.

Tan brillante es la nebulosa que con un telescopio la lucha es por no sobre-exponer la toma. Es una de las áreas que se pueden fotografiar, con diferentes intenciones, en casi cualquier distancia focal ya que aun una exposición relativamente corta podrá capturar la nebulosidad. Aun sin un telescopio es probable que necesitemos hacer un HDR o similar porque el brillo de la nebulosa es mucho mayor que el de las estrellas y el rango dinamico de la camara puede no ser suficiente. Un HDR estelar! y son mas comunes de lo que uno piensa.

Orion es inconfundible durante el verano, basta ubicar el Asterismo conocido como “Las tres Marias” que forma parte del cinturon de Orion.  La Nebulosa de Orion se encuentra justo sobre el cinturon.

El “pie” derecho de Orion es Betelgeuse una super-gigante roja cuyo color es facilmente distinguible a simple vista. Algun día esta estrella explotara convirtiéndose en supernova alcanzando un brillo mayor al de la Luna llena, se va a poder leer un libro bajo la luz de Betelgeuse, esto puede ocurrir mañana o dentro de 1 millón de años.

La Nebulosa de Eta Carina

(Mejor epoca de observacion en el hemisferio Sur: Otoño)

La nebulosa de Eta Carina (NGC 3372) [11] es una espectacular zona del cielo meridional, casi tan grande y brillante como la nebulosa de Orión, resulta un poco mas difícil de distinguir y localizar desde cielos urbanos.

Al estar ubicada sobre la Vía Láctea misma la nebulosa de Eta Carina en sus colores rojizos y azules llama poderosamente la atención en cualquier toma nocturna que la incluya. Al igual que la nebulosa de Orión puede fotografiarse en casi cualquier distancia focal.

Carina es una constelación que es visible casi todo el año en el hemisferio Sur, en cielos oscuros la nebulosa es facilmente reconocible como una gran mancha rojiza cerca de la Cruz del Sur, constelación que resulta inconfundible.

En el centro de la nebulosa se encuentra la increíble estrella Eta-Carina que hace unos pocos cientos de años tuvo una mini explosión llegando a ser la segunda estrella mas brillante del cielo, algún día se producirá la gran explosión que cambiara esa zona del cielo para siempre.

Las Nubes de Magallanes

(Mejor epoca de observacion en el hemisferio Sur: Verano)

Las nubes de Magallanes [12] son galaxias satélites de nuestra Vía Láctea, cada “nube” comprende miles de millones de estrellas. En cielos oscuros son muy fáciles de distinguir a simple vista cerca del polo sur Celeste a un costado de la Vía Láctea.

Al ser casi circunpolares son muy faciles de ubicar durante gran parte del año en el hemisferio sur, simplemente hay que localizar la cruz del sur y las nubes estaran muy cerca como pequeñas manchas borrosas sobre los cielos oscuros. En areas urbanas son indisinguibles del fondo.

La gran nube de Magallanes tiene una extensión mayor que la Luna llena y es fácil de fotografiar. La pequeña nube tiene la mitad de tamaño pero esta cerca de uno de los cúmulos estelares mas espectaculares del cielo: 47 Tucanae [9] que podrá distinguirse en las fotos si el cielo esta oscuro y podemos exponer lo suficiente con una distancia focal mayor a 100mm. Es una vista espectaculart con binoculares. En focales menores se vera como una estrella borrosa.

Las Nubes de Magallanes son características distintivas del hemisferio sur y al ser las galaxias mas grandes que podemos ver en el cielo llaman poderosamente la atención en cualquier foto que las incluya.

Antares y la zona de Rho Ophiuchus

(Mejor epoca de observacion en el hemisferio Sur: Invierno)

Antares es la estrella mas brillante de la constelación de Escorpio, junto con Orión una de las pocas constelaciones que realmente se distingue facilmente a simple vista por su forma. Antares es una super gigante roja, como Betelgeuse en Orión,  cuyo color es facilmente distinguible a simple vista.

Escorpio es facilmente reconocible alto en el cielo durante el invierno en el hemisferio Sur, se puede ubicar a partir del tono rojizo de Antares o bien a partir de la la forma distintiva del agujón. Toda la zona de escorpio es fabulosa para observar con binoculares.

Muy cerca de Antares se encuentra el cumulo globular M4 y la zona de nacimiento de estrellas de Rho Ophichus, de esta zona se desprenden enormes lineas oscuras hacia el plano de la Vía Láctea.

A estas marcas se las llama en muchos lados “huellas de neumático” y son facilmente distinguibles a simple vista con cielos oscuros.

Con casi cualquier focal apuntar a antares es garantía de un paisaje estelar interesante, las marcas de neumático de Rho Ophichus alcanzando la Vía Láctea proporcionan una imagen fantástica.

La Galaxia de Andrómeda

(Mejor epoca de observacion en el hemisferio Sur: Primavera)

Andrómeda (M31) [13] es la Galaxia mas grande del grupo de Galaxias al cual pertenece la Vía Láctea, es facilmente distinguible a simple vista aunque desde el hemisferio Sur nunca se eleva mucho sobre el horizonte. Con focales desde 80mm Andrómeda es un objetivo facilmente fotografiable y ciertamente espectacular.

La Zona de Sagitario

(Mejor epoca de observacion en el hemisferio Sur: Invierno)

En Sagitario se encuentra el centro de la Vía Láctea, es la zona mas brillante y ancha de la misma, cualquier foto que cuente con esta zona como fondo tendrá un cielo espectacular. En cielos oscuros tendremos resultados excelentes practicamente con cualquier distancia focal.

Satélites Artificiales

Una enorme cantidad de satélites artificiales cruzan el cielo nocturno cada noche, algunos de estos satélites producen destellos muy brillantes que pueden capturarse en una fotografía. Los satelites de tipo Iridium son los mas brillantes llegando a magnitud -9, como comparación la Luna tiene magnitud -13 y Venus -4,5 (ver tabla de magnitudes).

Una Vista muy Inusual

Para fotografiar estos destellos es fundamental saber en que momento se producen y en que dirección, ya que solo duran unos pocos segundos. Para hacer la predicción puede usar el sitio CalSky.com [36] o también Heavens-Above.com [37], ambos son gratuitos y permiten introducir nuestras coordenadas en latitud y longitud y a partir de nuestra posición geográfica predecir los destellos de satélites a ocurrir en los próximos días.

Por ejemplo podemos obtener la siguiente información:

19:20:05 Flare from MMA2 (Left antenna)   Magnitude=-4.9mag

Azimuth=  7.4° N    altitude= 43.6°  in constellation Hercules

Flare angle=0.43°

Flare center line, closest point →MapIt: Longitude=58.406° W  Latitude=-34.523° (WGS84) Distance=8.1 km  Azimuth= 92.7° E  

Satellite above: longitude=57.6° W  latitude=-28.3°  height above Earth=788.9 km  distance to satellite=1081.1 km

Altitude of sun=-11.8°

Aqui vemos que el satélite producirá un destello de magnitud -4.9, algo mas brilante que Venus a las 19:20:05. Para encontrarlo debemos orientarnos con una brujula hacia la dirección 7.4 grados Norte y apuntar el trípode 43.6 grados sobre el horizonte. El destello se producirá en la constelación Hercules.

Para fotografiar los destellos procedemos con en cualquier foto estelar, podemos dejar que las estrellas formen trazas o no dependiendo del resultado que busquemos, en general es recomendable comenzar a exponer unos 20 segundos antes de la hora exacta indicada y exponer por lo menos 40 segundos.

Lluvias de Meteoros

Los meteoros o estrellas fugaces se producen cuando un objeto pequenio en el espacio ingresa en la atmosfera terrestre quemandose y desintegrandose en la misma. Todas las noches, en areas sin contaminacion luminica pueden verse estrellas fugaces. En ciertas fechas en particular la tierra pasa por zonas de su orbita en donde abundan restos de un cometa o asteroide, el cruce de la tierra con estas zonas de fragmentos produce un importante aumento en el numero de meteoritos que pueden verse y por eso se denomina a este fenomeno ¨lluvia de meteoros¨.

“Bolido Geminido en Mercedes”

Hay decenas de lluvias de meteoros [38], las fechas en las cuales esperar cada una deben consultarse en tiempo real y por eso no indicamos ningun sitio en particular.

Las lluvias de meteoros mas interesantes suelen ser las Geminidas, Perseidas y Leonidas. Algunas lluvias de meteoros pueden verse desde ambos hemisferios Ej:Geminidas, otras solo desde el hemisferio Norte o Sur.

Las condiciones ideales para fotografias una lluvia de meteoros requieren de un area libre de polucion luminica en una noche clara y sin Luna. Los meteoros si bien suelen originarse en una cierta zona del cielo que depende de cada lluvia pueden producirse en cualquier parte del firmamento por lo que un lente lo mas angular posible es recomendable. La mejor forma de capturar un bolido grande es cubrir la mayor partee del cielo posible, un lente ojo de pez es por lo tanto ideal para la tarea.

En cuanto a la exposicion puede hacerse una toma de larga exposicion en donde las estrellas dibujen trazos y los meteoros mas brillantes las crucen (ver estrellas en movimiento) o bien pueden hacerse muchas exposiciones cortas para luego alinearlas y que las estrellas queden fijas. El modo ¨luminosity¨es recomendable para superponer capas al editar de forma tal que los meteoros sean visibles, este modo solo superpone los pixeles mas brillantes entre las imagenes, si usamos otros modos las trazas de los meteoros desaparecen al quedar ¨promediadas¨en el resto de las exposiciones.

Una foto exitosa de una lluvia de meteoros requiere una gran dosis de paciencia, otra gran dosis de suerte y de condiciones de observacion ideales, considerando que las lluvias de meteoros ïnteresantes¨son muy pocas por anio y que necesitamos un dia despejado y sin Luna la suma de todos los requisitos hace que la tarea sea por demas dificil, pero no imposible!

Eclipses Lunares (Seccion en desarrollo)

Los eclipses lunares son eventos astronomicos en los cuales la tierra eclipsa la luz del sol quitandole a la Luna su fuente de luz. Los eclipses lunares son mucho mas frecuentes que los eclipses de sol y pueden verse desde una zona relativamente amplia del planeta.

“Eclipse del Solsticio de 2010”

Para conocer el proximo eclipse es recomendable acudir al sitio de la NASA sobre eclipses [39].

Para fotografiar un eclipse se procede en forma identica a una fotografia de la Luna con la salvedad que a medida que el eclipse avanza seran necesarios tiempos de exposicion mayores. En general no es recomendable fotografiar a la Luna con tiempos de exposicion mayores a 1 segundo ya que perderemos mucha nitidez debido al movimiento Lunar. Por lo tanto durante la fase de totalidad del eclipse se recomienda usar el lente con el diafragma completamente abierto e ir subiendo el ISO para mantenernos en tiempos de exposicion aceptables.

Hay muchas opciones compositivas posibles durante un eclipse, pueden tomarse fotos de la Luna durante las distintas fases para luego hacer un collage o tambien puede mantenerse con un lente mas angular una posicion fija e ir tomando fotos para registrar la posicion de la Luna durante el eclipse.

Problemas Opticos: Coma y Aberraciones Cromáticas

La astrofotografía es una de las pruebas mas exigentes para un lente, al usar el mismo completamente abierto pueden producirse algunos efectos desagradables.

El menos grave son las aberraciones cromáticas y la distorsión que pueden corregirse con relativa facilidad en el post-procesamiento.

El problemas mas grave que podemos encontrar es que las estrellas cercanas a los bordes no se vean como puntos sino con forma de coma, esto es extremadamente difícil de corregir en el post-procesamiento. Si nuestro lente exhibe este defecto la única solución posible es cerrar un poco el diafragma hasta que el efecto desaparezca. Esto va en detrimento de la cantidad de luz que podemos captar y por eso el uso de lentes de buena calidad es bastante importante. A veces un F4 de buena calidad es mejor que un F2.8 malo, si el F4 puede usarse abierto y el F2.8 hay que cerrarlo a F5.6 queda claro cual sera mas luminoso finalmente.

Técnicas de Apilado

“Las barreras han comenzado a ceder” (John Herschel)

El principal enemigo de la fotografía nocturna es el ruido, lo primero que debemos hacer si queremos tomar buenas fotos nocturnas es aceptar que el ruido sera un problema por mas buena que sea la cámara, entender como nos afecta el ruido y como combatirlo. Ignorar el ruido durante la noche tiene consecuencias tan catastróficas como exponer o enfocar mal.

El ruido se produce por varios motivos, el principal es la fluctuación en el arribo de los fotones a la cámara, cuanto menor es la cantidad de luz (señal) mas peso tiene esta fluctuación en la foto.

Otras fuentes de ruido son las producidas por el error de lectura de la cámara, la conversión de señal analógica en digital y el redondeo de la misma y el ruido térmico en exposiciones de mas de 1 minuto. Este es mayor a medida que es mayor la temperatura ambiente, por eso en verano suelen usarse ISOs mas altos para acortar los tiempos de exposición y el ruido termal.

En invierno no tenemos ese problema y es preferible una exposición mas larga a subir el ISO. A la relación entre la señal y el ruido se la llama tasa señal-ruido y esto es lo que realmente afecta la foto. La misma cantidad de ruido puede pasar de ser muy molesta en una foto con baja señal a imperceptible en una foto con mucha señal. Como las fotos nocturnas tienen muchas zonas oscuras el manejo del ruido es crítico.

Otro factor a tener en cuenta es que las fotos nocturnas y astronómicas suelen requerir un extensivo post-procesamiento, y el mismo exacerba aun mas el ruido, no es bueno procesar ruido!

“El Emu Asoma”

Para combatir el ruido el recurso mas común en la astrofotografía es el tomar múltiples fotos y apilarlas [23]. Como el ruido es aleatorio entre foto y foto el promediar varias fotos hace que el ruido vaya disminuyendo. La disminución del ruido es en función de la raíz cuadrada de la cantidad de fotos apiladas. El apilado mejora la tasa señal-ruido.

Debemos tener en cuenta que a medida que sacamos varias fotos las estrellas se irán moviendo por lo que las fotos no pueden ser apiladas sin ser previamente alineadas (registradas). La forma mas simple de apilado es usar PS, cargar todas las fotos como capas, alinear las capas y luego hacer un promedio de las mismas [22]. Cuando la alineacion por capas del PS no es buena podemos usar algun programa para panoramicas como Hugin, PtGUI o PtAssembler para alinear los cielos.  

Al usar el intervalometro para capturar multiples fotos para ser apiladas es recomendable no usar live-view y dejar pasar unos segundos entre foto y foto de forma tal de minimizar el ruido termico, esto no es posible si hacemos star-trails ya que nos quedarian huecos en las trazas.

Otra opción es usar programas de apilado específicos para astrofotografía. DeepSkyStacker[14] es gratuito y eficiente, otras opciones son IRIS[15], Nebulosity[16], Registax[20], Maxim o ImagesPlus[17]. Registax es particularmente bueno para imagenes planetarias o de la Luna.

Usando DeepSky Stacker se cargan todas las imagenes (light frames), los darks (dark frames) y los offsets y se usa la funcion de stacking o apilado de imágenes. El programa tiene una función que recomienda los parámetros a usar para el apilado que es muy útil para novatos, simplemente hay que clickear el botón “ajustes recomendados” y ver lo que hemos elegido, lo que el programa recomienda e ir haciendo cambios.

Si bien el revelador de RAW de DSS es muy bueno es recomendable para principiantes convertir los RAW en Tiffs corrigiendo el balance de blancos, distorsion y demas y luego apilar los resultados con DSS.


Receta: Apilado de Paisajes Nocturnos en PS CS5 y Hugin

Suponemos que el paisaje tiene tanto una parte terrestre que no se mueve como el cielo con sus estrellas en movimiento. Cada exposición es lo suficientemente corta para que las estrellas no presenten trazas. En general trabajaremos con dos stacks, uno para la parte terrestre y otro para la parte del cielo.

1) Para la parte terrestre

1.1) En CS5 ir a file>scripts>load stack, cargar las imagenes, tildar la opción de crear un smart object

1.2) Opcionalmente alinear las capas si hace falta (no debería) edit->auto align layers

1.3) Layers > Stack Mode elegir Mean o Media (probar ambos para ver cual resulta mejor). Mean remueve objetos en movimiento como aviones y otras cositas. Media es mas efectivo si no hay que eliminar objetos en movimiento.

Como resultado obtenemos la “pila” con mucho menos ruido para la parte terrestre del paisaje.

2) Para el cielo

2.1) Cargar las imágenes en Hugin (o PtGUI u otro)

2.2) Asegurarnos de no optimizar la distorsión del lente ni el FOV, cropear la parte terrestre para que no puedan ponerse puntos de control alli. (Hugin y PtGUI tienen un tab crop) de esta forma los puntos de control estarán en el cielo y el soft alineara las estrellas compensando la rotacion terrestre.

2.3) Armar una panorámica, si hiciera falta ubicar manualmente los puntos de control en las estrellas mas brillantes.

2.4) Generar la salida como capas individuales.

2.5) Cargar estas capas individuales en PS y repetir lo que hicimos para la parte terrestre, al haber pasado por el soft para panos las imágenes del cielo deberían alinear a la perfección.

3) Ensamblar

3.1) Cargar las dos pilas como capas, alinearlas si hiciera falta y hacer un blend usando una mascara y un gradiente. Como la foto es la misma el blend es muy sencillo.

Y como resultado tenemos un paisaje con mucho menos ruido tanto en el cielo como en la parte terrestre y sin trazas. A partir de aquí se puede trabajar como una foto normal pero con mayor libertad de procesamiento agresivo ya que el ruido es menor. Puede que igual haga falta una pasada de reducción de ruido pero menor.


La Reducción de Ruido de la Cámara y los Dark Frames

Las cámaras hoy en día suelen venir con dos tipos de reducción de ruido, una reducción de ruido para ISOs altos y otra para tiempos de exposición altos. La reducción para ISOs altos es recomendable dejarla en default. La reducción de ruido para exposiciones largas es otro tema.

Para exposiciones largas la reducción de ruido de la cámara consiste en sacar otra foto con iguales parámetros pero con el diafragma cerrado a esta foto se la llama dark frame. Todo lo que aparezca en el dark frame es ruido y se resta de la foto original.

El inconveniente es que el tiempo necesario para tomar la foto se duplica. Si no vamos a apilar fotos es altamente recomendable dejar la reducción activada y tener en cuenta la duplicación del tiempo. Para star-trails o para apilado es importante desactivar esta reducción de ruido. En su reemplazo lo que haremos es sacar los dark-frames manualmente luego de las fotos. Lo único que hay que hacer es simplemente tapar el lente con su tapita y sacar una serie de fotos.

La cantidad de dark frames a tomar depende. En general cuantos mas sean mejor, entre 20 y 50 esta bien dependiendo del tipo de foto que saquemos. Tanto startrails como deepskystacker y los demás programas de apilado tienen la opción de tomar los darkframes en el proceso de apilado para reducir el ruido. Si no hacemos el proceso de esta forma las estrellas se moverán mucho mas entre foto y foto y el porcentaje del cuadro que podemos alinear sera mucho menor!

Ya sea mediante la reducción de la cámara o tomando dark-frames este proceso es fundamental para eliminar ruido, especialmente hot-pixels y dead-pixels. La reducción de la cámara siempre es mejor que la que se hace por software lo cual se puede compensar tomando múltiples dark-frames y generando un dark-frame maestro a partir del mismo. Esto es lo que hacen los principales programas de astrofotografía.

Además de dark-frames si nuestro programa de procesamiento lo soporta podemos tomar offsets (o bias). Estas son fotos tomadas con el mismo ISO con el cual sacamos y la velocidad mas rápida de la cámara (1/8000 o 1/4000 o similar) con la tapa del lente puesta. Esto permite filtrar el ruido de lectura del sensor. Si bien los dark-frames deben tomarse en la misma sesion en la cual tomamos las fotos los offsets pueden tomarse en cualquier momento y podemos tenerlos guardados para usarlos tantas veces como sea necesario. Es recomendable actualizar los offsets cada 6 meses aproximadamente para que coincidan con el envejecimiento de la cámara.

Para apilar es altamente recomendable un remoto con intervalómetro que podamos programar para que saque las “n” fotos automaticamente una después de la otra. Acordándonos de desactivar la reducción de ruido!

Señal y Tasa Señal-Ruido y el Apilado

Al apilar fotos es posible tanto promediarlas para reducir el ruido como sumarlas para aumentar el brillo (señal). Dos fotos de 2 segundos alineadas y sumadas son efectivamente iguales a una foto de 4 segundos con la diferencia de que el ruido será mayor en la suma.

El ruido es en general la raíz cuadrada de la señal, sqr2(2) + sqr2(2) = 2.82 mientras que sqr(4) = 2. Sumar fotos puede aumentar la señal pero el costo es el ruido. Es posible sumar y promediar pero vamos a necesitar tantas fotos que empieza a ser necesario hacer un buen seguimiento de las estrellas. Un cabezal de tipo micrométrico ayuda mucho en esta tarea.

Si bien no es recomendable por el aumento de ruido la suma de exposiciones es un recurso válido si se maneja con mucho cuidado.

La mayoria de los programas que hacen apilado de fotos tienen varios metodos para elegir, en general todos trabajan casi de la misma forma: hacen un promedio del valor del pixel en cada foto y eliminan valores que se desvian un cierto umbral del promedio.


Métodos de Apilado: [33]

Promedio (Average): Es el método mas simple, todos los frames cuentan y se hace un promedio del valor de cada pixel en cada frame. Es el mejor método para aumentar la tasa señal-ruido si se tienen pocos frames.

Media (Median): En lugar de promedio se toma la media, la tasa  señal-ruido es peor que haciendo un promedio pero se eliminan valores defectuosos, es efectivo para eliminar aviones que pasan, luces y cosas parecidas.

Promedio Sigma-Kappa (Kappa-Sigma Clipping): Es un promedio en el cual se refinan iterativamente los valores alejados del promedio para cada pixel. Puede regularse el numero de iteraciones a realizar y el porcentaje de rechazos en cada paso. Este método es recomendable cuando tenemos muchos frames.

Promedio ponderado auto adaptativo (Auto Adaptative Weighted Average): Este método asigna un peso al valor de cada pixel en cada frame dependiendo de cuan alejado esta del promedio. De esta forma aprovecha todos los frames. Suele ser util en comparacion con el promedio simple cuando tenemos pocos frames.

Promedio ponderado por entropía (Entropy weighted average): Este metodo es útil cuando no todos los frames tienen igual exposicion (o ISO), hace en efecto una especie de HDR aumentando el rango dinámico de la foto apilada. Siempre es recomendable ver si no es mejor hacer la expansión de rango dinámico en PS a mano.

Receta para elegir el metodo de apilado:

Si tenemos anomalías a eliminar como aviones o cosas similares: Media

Si tenemos pocos frames (menos de 50): Promedio o Promedio ponderado auto adaptativo (probar ambos)

Si tenemos muchos frames (50+): Promedio Sigma-Kappa

Si los frames no tienen todos igual exposición: Promedio ponderado por entropía.

Deep Sky Stacker sabe recomendar solo el método que piensa funcionara mejor, pero nunca esta de mas saber que estamos haciendo!


Recomendaciones para dar los Primeros Pasos en el Apilado

Es recomendable comenzar con muy pocas imágenes y sin dark-frames, solo 3 a 5 fotos y apilar manualmente en PS y también con algún software, evaluar las diferencias entre una foto sola y el resultado apilado y progresar a partir de allí.

El apilado puede usarse tanto para fotografía estelar como terrestre, en el paisaje mientras que no haya movimiento podemos eliminar el ruido casi totalmente apilando fotos.

Los dark-frames deben tomarse justo luego de las fotos, es fundamental que la temperatura del sensor al tomar los darks sea similar a la que tenía al tomar las fotos.

Post-Procesamiento de Imagenes Apiladas

Una vez finalizado el proceso de apilado la imagen resultante suele ser una completa decepción, el motivo es que el soft de apilado deja la foto sin ningún tipo de procesamiento con lo cual suele faltarle contraste y saturación en gran medida. No hay que desesperarse, la información esta allí solo que en el orden equivocado.

Algo a tener en cuenta es que si apilamos una imagen que incluya tanto estrellas como el paisaje el software de astrofotografia va a des-rotar las estrellas y eso hará que el paisaje quede mal alineado, borroso. Sera necesario entonces combinar por un lado para las estrellas y por otro lado para el paisaje, como el paisaje no se mueve podemos apilar sin alinear en cualquier programa. Una vez que tenemos las dos pilas hay que combinarlas usando mascaras y gradientes como si se tratara de un montaje, algo así como desconstruir la foto y volver a construirla luego.

Los pasos mas típicos al post-procesar una foto apilada consisten en recuperar el contrastre mediante el uso de niveles y curvas [29] [30] y aumentar la saturación. Según la foto puede ser también necesario aplicar una reducción de ruido y finalmente aumentar la nitidez de la toma.

En el apilado muchas veces la reducción del ruido hace que algo del color de la foto se pierda, suele ser recomendable guardar uno de los frames individuales, alinearlo con el resultado apilado y usarlo como capa de color para el resultado final con distinto grado de saturación y opacidad, esto recupera aun mas el color original de las estrellas.

Algunos programas incorporan funciones que son muy difíciles de encontrar en otros IRIS, que es gratuito tiene algunas funciones especiales que resultan útiles en el post-procesamiento. Una de ellas es la función asinh que permite realzar el color de la foto, esta función se explica bien en el tutorial de Jim Solomon[18]. Otra función util de IRIS es el algoritmo de enfoque de Richardson-Lucy [19], también presente en RawTherapee y Astra-Images.


Receta: Workflow Simple de Post-Procesamiento de Imagenes Apiladas con DSS (Deep Sky Stacker)

0) Generar archivos Tiff a partir de los RAW con todas las imagenes a apilar usando nuestro revelador favorito: DxO, ACR, Capture One, etc.

1) Procesar la imagen con DeepSkyStacker (o similar) cargando todas las imagenes y dark frames de la sesion fotografica junto con los offsets/bias que tenemos guardados para el ISO en el cual sacamos las fotos.

2) Seguir las recomendaciones de DSS para el apilado, no asustarse con la imagen final y guardarla como Tiff de 16bits sin hacerle ajustes.

3) Cargar la imagen apilada en PS.

4) Mediante la herramienta de niveles ajustar los mismos hasta que la imagen tenga sentido. Nunca mover el slider de las luces altas del histograma. Es conveniente hacer esto en forma iterativa ajustando de a poco en cada paso de esta forma perdemos menos informacion en total.

5) Si es necesario aplicar una reduccion de ruido, enmascarando las estrellas y zonas donde necesitemos detalle.

6) Aumentar la saturacion a gusto

7) Aumentar el contraste a gusto

8) Salvar el resultado y como paso final aplicar sharpening segun el tamanio al que se vaya a guardar.


Eliminación de Polución Lumínica

La contaminación lumínica proveniente de ciudades cercanas a la toma suele causar una iluminación despareja en el fondo. Ademas limita el tiempo de exposicion posible ya que el cielo puede quemarse rapidamente si hay mucha contaminacion luminica.

Sin usar software pueden usarse filtros para reducir la polucion luminica, estos filtros bloquean parte del espectro de luz visible logrando tiempos de exposicion mayores antes de que la foto se queme. Se puede consultar la pagina de Hutech por mas informacion sobre estos filtros [35].

Un horizonte mucho mas luminoso que el resto del cielo suele ser causado por contaminación. Existen algunos programas que permiten reducir o eliminar este problema de iluminación. PixInsight, Pinxinsight LE (free) e IRIS son dos de los programas que lo permiten.

El mecanismo DBE (Dynamic Background Extraction) de PixInsight LE suele ser muy efectivo para la eliminacion de estos gradientes en el fondo [27] [28].

Cabe destacar que PixInsight LE fue discontinuado pero aun se consigue y es gratuito.

El cielo nunca es completamente negro!

Condensación

La condensación es otro poderoso enemigo de la fotografía nocturna, puede arruinar completamente una foto y es muy pero muy molesta en la automatización de fotos a apilar pues tenemos que estar limpiando el lente a cada rato.

La condensación se produce cuando el cristal del lente esta mas frío que el aire que lo rodea y el aire esta saturado. Cuanto mayor el calor mayor la probabilidad de condensación. En invierno no es un problema. Para pronosticar la condensacion debemos tener cuidado cuando la temperatura de rocio se acerca a la temperatura ambiente.

La única forma de evitar la condensación es mantener al lente caliente, se le puede acoplar algún calentaror químico para manos y pies o algún dispositivo especifico para evitar condensación [33].

En casos de emergencia los astrofotografos han llegado a usar secadores de pelo para evitar condensacion en los lentes durante exposiciones largas.

Astrofotografía con Seguimiento

Para fotografía astronómica de campo muy amplio una cámara digital sobre un trípode fijo puede ser suficiente, pero si queremos capturar con buen detalle objetos astronómicos mas pequeños serán necesarios tiempos de exposición mucho mayores y por lo tanto una montura que permita exponer una buena cantidad de tiempo sin generar trazas, compensando la rotación terrestre.

La forma mas simple de estas monturas es un dispositivo manual que puede armarse por muy poco dinero llamado Barn-Door-Tracking [21]. Consiste de 2 maderas, una bisagra y un tornillo en su versión mas simple. En versiones un poco mas complejas permite tiempos de exposición de 5 a 10 minutos sin que se generen trazas.

Otra forma simple es acoplando la cámara sobre un telescopio con sistema de tracking a esto se lo llama piggybacking, aquí los tiempos de exposición pueden ser tan largos como preciso sea el mecanismo de seguimiento del telescopio. Necesitamos aquí un astrónomo amigo que nos preste su telescopio.

Finalmente podemos usar una montura ecuatorial con sistema de seguimiento y montar nuestra cámara sobre la misma, hay varias opciones en el mercado. Astrotrac [23] es una opción interesante ya que es un accesorio que se agrega al trípode y permite seguimiento una vez alineado con el polo celeste. Si usamos una montura propia portatil es fundamental alinearla correctamente con el polo sur celeste para que el seguimiento sea efectivo. Cuanto mayor la distancia focal y los tiempos de exposicion que buscamos mayor precision necesitaremos. Con un angular de 17mm para tiempos de 1 o 2 minutos nos alcanza con una alineacion muy grosera, para un 400mm vamos a necesitar una precision mucho mayor si queremos que las estrellas se vean sin trazas.

Para alinear la montura en el hemisferio sur existen muchas tecnicas que exceden el alcance de este tutorial. [34]

Sobre la Calidad

Algo curioso sobre la astrofotografía es cuan difícil resulta evaluar la calidad de una foto para un novato. La emoción que se siente al capturar una foto de una galaxia distante cientos de años luz puede facilmente hacernos perder la objetividad con respecto a la toma. Es quizás una de las áreas de la fotografía en las cuales es mas probable que una foto, realmente mala, se vea magnifica a ojos del publico general.

Si queremos lograr astrofotografías de excelente calidad lo mejor que podemos hacer es comparar nuestros trabajos contra las obras de astrofotografos reconocidos, compartir las fotos en foros o sitios dedicados a la astrofotografia e insistir no una sino muchísimas veces en el reprocesamiento de nuestras fotos. Debemos practicar mucho y fundamentalmente tomarle la mano a como llegar desde la captura de las fotos, que ya de por si es difícil, hasta el resultado final.

Juntando Fotos

Una de las características interesantes de la fotografía astronómica es que el paisaje astronómico nunca cambia, las galaxias, estrellas y constelaciones se van a ver iguales, con cambios apenas perceptibles por miles de años. Esto permite armar una foto a partir de otras tomadas a lo largo de días, meses o incluso años.

Se pueden simplemente ir acumulando fotos de distintos objetos del espacio o zonas del cielo, apilarlas y reprocesarlas tantas veces como sea necesario. Las noches nubladas son ideales para largas sesiones de post-procesamiento.

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La mejor forma de contactarme es escribirme a lrargerich “arroba” gmail.com.

Todas las imagenes de este articulo fueron tomadas por el autor.

Mas fotos en http://www.luisargerich.com (se actualiza seguido)

Tambien pueden encontrarme en twitter http://www.twitter.com/lrargerich

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Algunos Links Utiles:

http://www.spaceweather.com/ Noticias sobre eventos astronomicos dia a dia.

http://apod.nasa.gov/apod/ Foto astronomica del dia NASA (navegar el archivo es genial)

http://www.twanight.org/newTWAN/index.asp Coleccion de paisajes y astrofotos.

http://www.cloudynights.com Importante foro de astronomia y astrofotografia

http://www.iceinspace.com.au/ Foro de astronomia y astrofotografia Australiano (H.Sur)

Referencias:

[1] http://en.wikipedia.org/wiki/Airglow

[2] http://www.stellarium.org/

[3] http://www.dofmaster.com/

[4] http://theory.uchicago.edu/~ejm/pix/20d/tests/noise/

[5] http://www.luminous-landscape.com/tutorials/expose-right.shtml

[6] http://www.startrails.de/html/software.html

[7] http://en.wikipedia.org/wiki/Celestial_pole

[8] http://www.prodigitalsoftware.com/

[9] http://en.wikipedia.org/wiki/47_Tucanae

[10] http://en.wikipedia.org/wiki/Messier_42

[11] http://en.wikipedia.org/wiki/Messier_42

[12] http://en.wikipedia.org/wiki/Magellanic_Clouds

[13] http://en.wikipedia.org/wiki/Andromeda_Galaxy

[14] http://deepskystacker.free.fr/

[15] http://www.astrosurf.com/buil/us/iris/iris.htm

[16] http://www.stark-labs.com/nebulosity.html

[17] http://www.mlunsold.com/

[18] http://www.saratogaskies.com/articles/cookbook/index.html

[19] http://www.astrosurf.com/~buil/us/iris/deconv/deconv.htm

[20] http://www.astronomie.be/registax/

[21] http://en.wikipedia.org/wiki/Barn_door_tracker

[22] http://help.adobe.com/en_US/Photoshop/11.0/WSA1E7602F-1D34-4ecf-B2FE-2BB344D6937Ca.html

[23] http://www.cambridgeincolour.com/techniques/image-averaging-noise.htm

[24] http://www.astrotrac.com/

[25] http://www.astroplanner.net/

[26] http://en.wikipedia.org/wiki/Moon_illusion

[27] http://www.espacioprofundo.com.ar/verarticulo/Como_eliminar_gradientes_con_PixInsight_LE.html

[28] http://www.astrosurf.com/astro35mm/articulos/dbe/dbe/dbe.htm

[29] http://www.youtube.com/watch?v=j9MeGLiAk9A

[30] http://www.astropixels.co.uk/Guide_levels_and_curves.htm

[31] http://www.astrotrac.com/

[32] http://astrozap.com/scripts/prodList.asp?idCategory=57

[33] http://deepskystacker.free.fr/english/technical.htm

[34] http://www.rogergroom.com/astronomy/info_polaralignment

[35] http://www.sciencecenter.net/hutech/idas/lps2.htm

[36] http://www.calsky.com/

[37] http://www.heavens-above.com/

[38] http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_meteor_showers

[39] http://eclipse.gsfc.nasa.gov/eclipse.html

Fotos:

“Lluvia de estrellas”

Canon5DII,ISO1600, F11, 91mm, 68’’

“Luna Oceanica”

Canon5DII,ISO400, F11,20 mm,25’’

“Salida de Luna Bajo la Luz de las Velas”

Canon5DII,ISO400,F8,70mm,30’’

“El polo sur celeste”

Canon5DII,62 fotos de 2 minutos de exposicion cada una apiladas con startrails

“Cielos del Sur”

Canon5DII,ISO3200,F2.8,15mm,42’’, Panoramica de 5 fotos.

 “Corona Australis”

Canon5DII,ISO3200,F4,40mm,6’’, el agua salipicando se pinto con una linterna

 “La Roca Geyser”

Canon5DII,ISO3200.F5.6,40mm,4’’, el agua salpicando se pinto con una linterna.

 “Perigeo”

Canon5DII,400mm,1/320,ISO200,F8, 50 fotos apiladas en PS para aumentar la saturacion.

 “La Via Lacta sobre Mercedes”

Canon5DII,ISO3200,F5.6,17mm,30’’

“Una Vista muy Inusual”

Canon5DII,ISO200,F7.1,24mm,51’’

 “El Emu Asoma”

Canon5DII,ISO3200,F5.6,17mm,10’’, 10 fotos apiladas para el cielo, las rocas pintadas con linterna.

“Bolido Geminido en Mercedes”

Canon 5DII,ISO1600,10segundos,F2.8,28mm

“Eclipse del Solsticio de 2010”

Canon T2i, 400mm, F5.6, ISO800, 0.6’’

Tabla de Magnitudes

(Esta tabla permite tener una idea del brillo aproximado de ciertos objetos en comparacion con otros y puede ayudarnos a encontrarlos en el cielo y a calcular los tiempos de exposicion). Hasta magnitud -4 los objetos pueden verse durante el dia. Magnitud 3 es el limite de visibilidad desde areas urbanas. Hasta magnitud 5 puede verse a simple vista en areas rurales.

Objeto

Magnitud

Luna

-12.9 (llena) a -2.5 (creciente 1er dia)

Destellos Satelites Iridium

-9.50

Venus

-4.6 (maximo)

ISS (estacion espacial)

-4.5

Jupiter

-2.94 (maximo) a -1.61 (minimo)

Marte

-2.91 (maximo) a 1.84 (minimo)

Mercurio

-2.45 (maximo) a 5.73 (minimo)

Sirio

-1.41 (La extrella mas brillante)

Canopus

-0.72 (la segunda estrella mas brillante)

Saturno

-0.49 (maximo) a 1.47 (minimo)

Gran Nube de Magallanes

+0.9

Nebulosa de Eta Carina

+1.0

Galaxia de Andromeda

+3.44

Nebulosa de Orion

+4.00

Fuente: http://en.wikipedia.org/wiki/Apparent_magnitude