Fotografare pianeti e Luna con una webcam

La modesta web camera (o webcam) ha acquisito rapidamente interesse tra gli astrofili. Ha infatti due caratteristiche che sono molto utili nell’astrofotografia: (1) il suo obiettivo può essere rimosso, in modo molto simile all’obiettivo di una reflex digitale, rendendo possibile il connetterla facilmente con qualsiasi telescopio e (2) può registrare un numero enorme di fotogrammi in un breve lasso di tempo (1-2 minuti), una caratteristica particolarmente utile in fase di post-elaborazione. In questo articolo vedremo come riprendere la Luna ed i pianeti con una webcam e la tecnica di post-elaborazione.

Se vuoi catturare immagini di luna, pianeti o perfino di gruppi di macchie solari, un buon metodo – e sicuramente il più economico – è usare una webcam, insieme a un adattatore e ad un filtro IR. Le varietà CCD, come ad esempio la Phillips Toucam Pro ed altri modelli oggi non più in vendita (che potete tentare di trovare qui, insieme a quelli nuovi), sono più comunemente usate in quanto sono in genere più sensibili alla luce rispetto alle loro controparti CMOS, anche se oggi ciò potrebbe risultare una nozione antiquata.

Come si imposta la webcam? Beh, questo non potrebbe essere più facile. Infatti, il filtro IR fornito dai rivenditori di materiale per astrofili si avvita semplicemente all’estremità del portaobiettivi, ed impedisce alle immagini risultanti di essere sovrasaturate in luce IR. Quindi avvita l’adattatore alla webcam e inseriscilo nel tuo telescopio dove andrebbe l’oculare. Potrebbe essere necessario un tubo diagonale o di estensione per fornire un fuoco abbastanza distante da ottenere un’immagine nitida.

Per salvare le immagini su un PC / laptop, tutto ciò che serve è un software gratuito (come SharpCap o Astro-Snap) e un po’ di pazienza con le impostazioni di guadagno, esposizione e luminosità. Passa un po’ di tempo a ottenere la migliore messa a fuoco possibile e modifica queste impostazioni finché non hai la migliore immagine e contrasto visibili sullo schermo prima di iniziare la registrazione. Ogni obiettivo e target richiederà un diverso bilanciamento tra guadagno, esposizione, nitidezza.

Uno screenshot del software di cattura immagini SharpCap.

Seleziona la webcam esterna piuttosto che quella interna, e soprattutto scegli l’impostazione più alta possibile per la tua webcam, quindi come minimo 640×480. Un minuto è il tempo minimo di registrazione per essere sicuro di avere abbastanza fotogrammi di qualità per il software di sovrapposizione delle immagini con cui lavorare dopo, se ne vale la pena: hai una migliore possibilità di catturare fotogrammi più stabili. Una ripresa troppo lunga rallenterebbe molto il lavoro con i PC più vecchi.

I due possibili metodi di ripresa

Qualunque videocamera web, o webcam, può essere utilizzata per l’astrofotografia. Alcune webcam, tuttavia, hanno prestazioni migliori di altre. Due dei modelli più popolari, ad esempio, sono la Logitech Pro 4000 e la Philips SPC900NC, entrambe dotati di sensori CCD che producono immagini di gran lunga migliori rispetto ad altre webcam della stessa classe, dotate dei sensori CMOS meno sensibili. Pertanto, quando scegliete una webcam, optate per una dotata di sensore CCD, che è più sensibile.

Le immagini possono essere catturate utilizzando 2 diverse tecniche: (1) metodo del primo fuoco e (2) metodo di proiezione dell’oculare. Il metodo del primo fuoco prevede la sostituzione dell’obiettivo della webcam con l’obiettivo (o specchio) di un telescopio. L’idea è di mettere a fuoco un’immagine del bersaglio (in questo caso, un pianeta o la Luna) direttamente sul sensore della webcam. Richiede una webcam (con l’obiettivo rimosso), un adattatore da webcam a telescopio e un telescopio.

Il metodo del primo fuoco per le riprese con la webcam tramite un telescopio.

Nelle riprese planetarie, è importante che il telescopio abbia un ingrandimento sufficiente per essere in grado di catturare una notevole quantità di dettagli. Raccomando di usare una lunghezza focale non inferiore a 1000 mm. Se il tuo telescopio è un po’ troppo corto, le lenti di Barlow (ad es. 2x) possono essere inserite lungo il percorso ottico per ottenere lunghezze focali più lunghe. Limitate il numero di Barlow al massimo di 2 e usate un obiettivo Barlow 4x invece di utilizzare due Barlow 2x impilati.

Il metodo di proiezione dell’oculare prevede la proiezione di un’immagine sul sensore della webcam con l’aiuto di un oculare. Questa è una tecnica più complicata in quanto richiede più adattatori, ma tende a produrre immagini di alta qualità. Richiede una webcam (con l’obiettivo rimosso), un adattatore da fotocamera a telescopio, un adattatore per proiezione dell’oculare, un oculare e un telescopio. Si consiglia, tuttavia, di apprendere il metodo del primo fuoco prima di tentare questo.

Il metodo del primo fuoco con l’aggiunta di una lente di Barlow.

L’uso di un oculare di maggiore potenza produce un’immagine più grande (cioè un ingrandimento maggiore). Inoltre, l’aumento della separazione tra l’oculare e il sensore aumenta ulteriormente l’ingrandimento. Se si desidera un ingrandimento maggiore, si può semplicemente sostituire l’oculare con uno più potente, oppure aumentare la separazione usando un estensore per tubi. Le lenti di Barlow possono servire come estensori del tubo a condizione che la “lente” sia stata rimossa.

L’elaborazione delle immagini ottenute

Nelle riprese planetarie, il nostro obiettivo è registrare video di 2-3 minuti del pianeta che desideriamo visualizzare e quindi utilizzare un software per estrarre i fotogrammi di immagini fisse da questo video (ricordate che i video sono solo immagini fisse visualizzate in sequenza). Pertanto, scorrete i fotogrammi e cercare l’immagine più bella (nitida, chiara, con molti dettagli), quindi utilizzate il software in questione per cercare altre immagini di qualità simile e, successivamente, sovrapporle.

Il collegamento della webcam con il metodo di proiezione dell’oculare.

Questi fotogrammi saranno allineati automaticamente dal software, e quindi combinati per formare un’unica immagine di qualità superiore a quella dei singoli fotogrammi. Confrontare tutti gli altri fotogrammi uno alla volta con l’immagine più bella in inglese si chiama “registering”, mentre il processo di mettere tutti i fotogrammi simili l’uno sopra l’altro, allineandoli automaticamente, e quindi combinandoli tutti per formare una singola immagine, è chiamato “stacking”, o impilamento.

Esistono diversi programmi freeware che possono eseguire il registering e l’impilamento, uno dei quali è chiamato RegiStax. Selezionando e impilando le immagini, i dettagli nitidi vengono preservati, il rumore viene notevolmente ridotto e l’immagine risultante appare nitida e pulita. Il software può essere scaricato direttamente da Internet cliccando qui. Vi suggerisco caldamente di provare a imparare come post-processare i clip registrati, vi garantisco che sarete sorpresi dai risultati!

In pratica, i video che acquisirai saranno archiviati sul tuo computer come un file .avi pronto per essere eseguito attraverso un software gratuito: AutoStakkert, Registax e AviStack sono alcuni dei preferiti. Questo processo di post-elaborazione è cruciale in quanto il software sceglie le immagini più chiare – ovvero quelle che sono meno influenzate dal luccichio dell’atmosfera terrestre – e le combina in un’unica immagine con una super-risoluzione pronta per alcuni tocchi finali “cosmetici”!

Fai clic su “Seleziona” o “Apri” a seconda del software che scegli e trova il file .avi su cui vuoi lavorare. Qui illustrerò Registax perché è probabilmente il software di impilamento più comune. A meno che non stiate pianificando di leggere le istruzioni complete per la scelta del software di impilamento, lascia le impostazioni così come sono. Le impostazioni predefinite sono perfette finché non si diventa più sicuri. Tutte le icone utili si trovano nella parte in alto a sinistra dell’interfaccia.

Puoi fare clic su “Imposta punti di allineamento” (Set Alignpoints) per consentire a Registax di scegliere automaticamente i punti dell’immagine da utilizzare come punti di riferimento, oppure puoi fare clic sull’immagine e scegliere i tuoi. Quindi fai clic su “Allinea” e lascia che il programma faccia il suo lavoro. Quindi fai clic su “Limit” e attendi alcuni secondi (o minuti se si tratta di un file .avi di grandi dimensioni). Infine, fai clic su “Stack” e attendi per ottenere il risultato finale.

Se hai usato, ad esempio, Autostakkert invece di Registax, il processo è molto più semplice e comprende fare clic su: ‘Apri’ e scegli il tuo file .avi; ‘Analizzare’; ‘Impila’. Al termine, l’immagine finale verrà automaticamente salvata come file .tif nella stessa cartella del computer del file .avi originale. Qualunque software tu abbia usato per allineare e impilare i tuoi fotogrammi .avi frame, ti consigliamo di elaborare il file .tif ottenuto anche con la funzione ‘Wavelets’ di Registax.

Infatti, questo è il modo più radicale per modificare il tuo file .tif per far emergere il dettaglio nella tua immagine finale. Dunque, se hai utilizzato un altro software, assicurati di aver salvato il prodotto finito come file .tif e aprilo in Registax facendo clic su “seleziona”. Ti porterà automaticamente alla schermata delle wavelets. Se impili l’immagine con Registax, di nuovo ti porterà automaticamente alla schermata delle wavelets come passo successivo una volta terminato l’impilamento.

Se stai lavorando su un intero pianeta o sull’intera luna, fai clic su “RGB Align” nel mezzo della matrice “Functions” sul lato destro. Trascina gli angoli della casella gialla per adattarla completamente al di fuori della sfera del soggetto e fai clic su “Estimate”. Al termine, fai clic su “x” nella finestra dello strumento di allineamento RGB. Ciò ridurrà qualsiasi falsa frangia di colori al tuo oggetto, quindi è improbabile che ti serva se stai lavorando su un’immagine lunare o solare di dettaglio.

Ora arriva la parte davvero eccitante per i dettagli puoi trarre dall’immagine. I cursori sulla sinistra aggiungono contrasto a specifiche regioni di colore nell’immagine aumentando il rumore. Il rumore è il nemico dell’astrofotografia, quindi devi stare molto attento a non esagerare qui. Il primo cursore è il livello di rumore generale, quindi questo è molto importante bilanciarlo bene. Gioca con tutti quanti finché i tuoi occhi non ti diranno quanto o quanto poco spostare ciascuno dei cursori a destra.

Infine, usa i cursori “Contrasto / Luminosità” sulla destra per aggiungere l’illuminazione desiderata al tuo obiettivo e l’oscurità necessaria per l’oscurità dello spazio. La fase di un ulteriore ritocco finale è spesso del tutto superflua e solo tu puoi dire se migliora l’immagine o semplicemente aumenta il rumore, ma i delicati ritocchi Luminosità / Contrasto e il più dolce “Sharpening” nel programma Photoshop possono migliorare l’immagine. Ed i programmi di grafica possono aiutarti a ritagliarla dal fotogramma.

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