Quelles sont les raisons de ne pas prendre de super longues expositions (heures) en astrophotographie?

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Je fais des recherches pour me lancer dans l'astrophotographie.

La plupart des didacticiels recommandent de prendre plusieurs expositions, puis de les empiler.

Cela me fait me demander: à condition que l'appareil photo soit sur un système de suivi, pourquoi ne pas laisser l'obturateur ouvert aussi longtemps que possible?

astrophotography long-exposure night

— Ruslan
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Ces didacticiels supposent-ils qu'un système de suivi est en place?

— unperson325680

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Je recommande le livre "Deep-sky Imaging Primer" de Charles Bracken. Il répondra à la plupart des questions des débutants. Pour plus de détails, reportez-vous à un forum astro dédié comme les nuits nuageuses.

— user71927

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Liés à la physique : physics.stackexchange.com/questions/306036/...

— dmckee

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@ Michael Clark et @ Itai ont fourni de bonnes réponses. Quelques réflexions supplémentaires du point de vue de l'amateur enthousiaste:

La technologie de suivi n'est pas parfaite et il est parfois préférable de travailler dans les limites pratiques du suivi disponible plutôt que de pousser trop loin
Des expositions très longues peuvent ne pas bien fonctionner avec des niveaux élevés de pollution lumineuse. Il y a un équilibre à trouver entre la capture du plus grand nombre de photons cibles possible sans exagérer les photons indésirables
Gestion des risques: si vous n'avez qu'une seule longue exposition, elle peut facilement être ruinée par un flash de lumière externe qui s'éteint. Des expositions multiples et plus courtes signifient que vous pouvez simplement jeter les mauvaises images

— MartinV
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Re "Il y a un équilibre à trouver entre la capture du plus grand nombre de photons cibles possible sans exagérer les photons indésirables": cela devrait être totalement indépendant du temps d'exposition.

— Peter - Rétablir Monica le

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+1 pour le commentaire sur la technologie de suivi, avec une équitation polaire alignée muette, j'ai pu obtenir ~ 3 minutes à 300 mm FL sans traînées d'étoiles avant maintenant, mais seulement avec de la chance de mon côté. En fonction de la qualité et de la souplesse de votre kit et de votre technique, vous pouvez faire mieux ou moins bien, mais l'alignement et l'empilement des poteaux seront toujours utiles si vous essayez pour des objets du ciel profond avec un kit amateur.

— Joseph Rogers

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@ PeterA.Schneider Il y a des brouilleurs variant dans le temps comme les météores, les avions et les nuages. Prendre plusieurs images vous permet de les supprimer facilement. Un autre facteur est la saturation du stockage de photons d'un pixel, une limite appelée "pleine capacité de puits".

— user71659

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@ PeterA.Schneider Ce n'est pas vrai à moins que la "lumière indésirable" ne soit presque constante ET omniprésente. Ou vous n'avez aucun algorithme en place pour éliminer les mauvaises images. Si vous avez de nombreuses expositions courtes, vous disposez de nombreux échantillons d'une certaine distribution. Les étoiles restent (presque) au même endroit (en supposant un système de suivi), la lumière indésirable est susceptible d'être éteinte (voitures, maisons, même réverbères ces jours-ci) ou non stationnaire en ce qui concerne le cadre de référence de suivi. Les deux vous permettent de le filtrer avec des algorithmes intelligents.

— DRF

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@DFR vous dites "jeter les mauvaises images" et je ne peux pas dire si vous êtes d'accord avec le point n ° 3 de MartinV ou si vous impliquez une composition numérique de plusieurs images séquentielles dans une longue exposition simulée (en ajoutant l'algorithme de mot, je pense que ce dernier ). Je ne connais pas l'OP, mais mon astrophotographie à longue exposition [très amateur] se fait avec du verre épais sur un film honnête. Vous ne pouvez pas supposer la disponibilité des processus de nettoyage numérique dans une exposition longue à moins que le PO ne le dise explicitement.

— Ruscal

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C'est d'abord parce que nous le pouvons maintenant.

La photographie au bulbe permet en effet de prendre des expositions de quelques minutes à plusieurs heures, selon l'appareil photo. À l'aide d'un appareil photo argentique, l'astrophotographie est effectuée avec de très longues expositions et ces appareils photo n'ont pas de limite de temps car ils n'ont pas besoin d'alimentation pour fonctionner.

Un appareil photo numérique peut être utilisé de la même manière, mais la plupart des ampoules sans miroir limitent l'exposition à 30 minutes ou une heure, ce qui rend impossible la prise de vue d'une exposition plus longue, il n'y a donc pas le choix.

La plupart des reflex numériques peuvent cependant prendre des expositions de plus d'une heure, de sorte qu'ils peuvent effectuer une très longue exposition pour obtenir l'image finale en une seule photo. Cependant, l'utilisation de plusieurs prises de vue peut être avantageuse. Plus important encore, la luminosité maximale de chaque pixel est virtuellement augmentée. D'un seul coup, une fois qu'un photosite est saturé, il sera surexposé. Avec plusieurs prises de vue, il est possible que la saturation ne se produise pas, ce qui donne au logiciel une plus grande précision de données avec laquelle travailler. Simplement excessivement simplifié, chaque doublement des prises de vue vous donne une précision supplémentaire et une plage dynamique à peu près. Donc, prenez seulement 4 photos, obtenez 2 arrêts de plage dynamique supplémentaires par rapport à une seule exposition.

Les expositions multiples ont pour effet de faire la moyenne du bruit. Cela vous donnera des images plus propres avec lesquelles travailler, mais une réduction du bruit logiciel peut être appliquée à chaque image, ce qui est plus efficace que le traitement d'une exposition plus longue et beaucoup plus bruyante.

Il est assez difficile de mesurer une exposition très longue, mais si vous avez de nombreuses images, vous avez la possibilité de ne pas utiliser l'intégralité de la pile ou de mélanger les logiciels pour éviter la surexposition, en particulier si vous avez inclus du premier plan dans votre composition.

Les deux inconvénients de la capture d'images multiples sont mineurs. L'une est que c'est plus de travail plus tard puisque la pile d'images doit être transférée et traitée par ordinateur, au lieu d'une seule image. L'autre est qu'il peut y avoir de minuscules écarts si vous faites des traînées d'étoiles pendant que l'appareil photo prend du temps entre les prises de vue (assurez-vous de désactiver la réduction du bruit à obturation longue si vous ne voulez pas d'énormes écarts) qui peuvent dépendre d'un certain nombre de choses et l'appareil photo particulier.

— Itai
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Le principal avantage de l'empilement est de faire la moyenne du "bruit de tir" de la distribution de Poisson aléatoire qui peut être un problème dans les images à faible luminosité telles que l'astrophotographie. Un autre avantage pour l'empilement réside dans l'utilisation de capteurs d'imagerie monochrome dédiés tout en alternant les filtres de couleur (ou liés à l'astronomie spécialisée) sur l'ensemble du capteur pour chaque exposition, puis en les combinant en post.

— Michael C
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pour l'empilement de bruit de prise de vue, plusieurs expositions sont exactement les mêmes que pour une seule exposition longue du même temps cumulé. nous pouvons le considérer comme un "empilement analogique". donc, non, ce n'est certainement pas la raison pour laquelle nous utilisons des expositions multiples.

— szulat

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@szulat Uniquement si vous empilez les expositions multiples en utilisant un filtrage moyen simple, par opposition à un filtre moyen ou médian ajusté.

— jpa

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@jpa, la réponse indique "moyenne sur". de toute façon, les algorithmes sont secondaires. le processus lui-même recueille la même quantité de bruit. ce qui peut être différent est technique, par exemple la possibilité d'obtenir une plage dynamique beaucoup plus grande (qu'une seule exposition. Les fichiers 14 ou même 16 bits ne sont souvent pas suffisants pour couvrir d'énormes contrastes d'astrophotographie)

— szulat

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@szulat: N'oubliez pas - la médiane est un type de moyenne .

— psmears

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@MichaelClark en science, ces techniques sont appelées empilement robuste . Si c'est ce que vous voulez dire spécifiquement, vous devriez peut-être le préciser dans la réponse. Cependant, je ferais remarquer que l'empilement robuste n'est en fait pas beaucoup mieux que la moyenne simple en cas de bruit de tir; son principal avantage est qu'il empêche les valeurs extrêmes extrêmes d'influencer le résultat final. C'est-à-dire qu'il supprimera complètement un météore qui a traversé le cadre à un moment donné. Cependant, le bruit de tir n'est pas assez extrême et peut en fait se révéler plus fort en raison des poids inégaux attribués à un empilement robuste.

— leftaroundabout

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Les capteurs numériques chauffent lors de longues expositions; J'ai eu des expositions aussi courtes que 6 minutes présentant une distorsion des couleurs très visible dans les coins du cadre. Exécutez la puce en continu pendant des heures sans refroidissement spécialisé et le résultat serait probablement un gâchis inutilisable.

— eftpotrm
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J'ai travaillé une fois dans un observatoire et je peux confirmer que les capteurs CCD du grand télescope (de nos jours) avaient des systèmes de refroidissement dédiés. Je ne me souviens pas si c'était de l'azote mais c'était quelque chose comme ça.

— Basj

les astrocams dédiées dans l'espace lointain ont généralement 30 à 50 ° C de refroidissement thermométrique. Le rayonnement du corps noir est proportionnel à la température (en Kelvin) à la 4e puissance. Ainsi, bien que loin de la réduction de ~ 99,5% du bruit thermique que le LN2 peut donner, ils le réduisent d'environ un tiers à la moitié. Le niveau de bruit inférieur est l'une des principales raisons pour lesquelles les gens les utilisent au lieu des reflex numériques conventionnels.

— Dan Neely

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Les longues expositions vous offrent également les capacités du logiciel intégré à l'appareil photo. En prenant de nombreuses images et en les post-traitant par la suite, vous pouvez utiliser un logiciel avec différentes capacités et priorités, ce qui peut vous donner une meilleure image.

— Thorbjørn Ravn Andersen
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(Cela devrait être un commentaire mais mon représentant est trop faible)

— Thorbjørn Ravn Andersen

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En lisant les autres réponses ici et avec l'annonce de l'événement de la super lune bleu sang, l'autre semaine, j'ai décidé d'essayer une expérience. J'ai tiré sur la lune pendant l'une des brèves pauses dans le nuage alors que je n'étais ni au travail ni endormi. J'ai tourné à la main car c'était juste une expérience. Mon appareil photo, un Olympus E-520 (sorti en 2008), est notoirement bruyant et son objectif 70-300 mm de qualité assez ordinaire lorsqu'il est poussé à ses limites, mais la taille du capteur aux quatre tiers en fait un champ de vision équivalent à 600 mm.

J'ai pris plusieurs photos avec la stabilisation d'image F9.0 1 / 40s iso800 300 mm.

J'ai sélectionné environ 5 et essayé d'utiliser Darktable, Gimp, Siril et Hugin pour traiter les fichiers. L'image montrée ici a un cadre de couleur unique sans traitement de bruit et une image composite composée de 5 prises similaires alignées et mélangées puis converties en noir et blanc et nettoyées un peu. Vous pouvez voir dans les coins de l'image en noir et blanc où les images alignées ne se chevauchent pas, révélant l'effet que des calques supplémentaires ont sur le bruit.

Que je fasse simplement la moyenne des calques dans Gimp (bien que l'alignement et la rotation des calques soient presque impossibles) ou que j'utilise Hugin ou Siril, le bruit était sensiblement réduit en arrière-plan.

— dmkonlinux
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Une exposition très longue équivaut à une moyenne de plusieurs expositions plus courtes. Lorsque vous prenez plusieurs expositions courtes, vous avez toujours la possibilité de faire une moyenne pour imiter une exposition longue si vous le souhaitez. Mais il met également à votre disposition de nombreuses autres options (en plus de la moyenne).

— Aqib Ejaz
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