ALINHAMENTO PELO MÉTODO DRIFT (DERIVAÇÃO)

Como prometido no último artigo, nesse vou abordar um dos principais problemas que um astrofotografo enfrenta, principalmente aqueles que não possuem um local fixo para montagem, o "alinhamento polar", mais especificamente o alinhamento pelo Método Drift, que é um alinhamento preciso.

ALINHAMENTO BÁSICO

Chamo de "alinhamento básico" o alinhamento que se aproxima do alinhamento preciso. Seria um alinhamento que permiti realizar observações com tranquilidade e até mesmo fotografias com curto tempo de exposição.

Para se compreender o alinhamento é necessário compreender primeiramente como uma montagem equatorial funciona, caso contrário o processo será muito mais complicado. 

Movimentos / alinhamento montagem equatorial

A montagem equatorial possui 2 eixos, o eixo de Declinação (DEC), cuja utilidade básica é apenas para apontar (centrar) os objetos a serem observados e o eixo de Ascensão reta (RA), esse sim, responsável por compensar o movimento de rotação da terra. No caso do hemisfério sul, esse eixo quando alinhado perfeitamente com o Polo Sul Celeste (vide imagem acima) executará um movimento de rotação do leste para o oeste, compensando assim a rotação da terra que é de oeste para leste. 

Observando a imagem acima fica claro o que devemos fazer para que o acompanhamento funcione. Basta alinhar o eixo polar exatamente no polo. Como fazer isso?

No hemisfério sul não temos a mesma sorte que nossos amigos do hemisfério norte. Não possuímos uma estrela polar, pelo menos não uma com magnitude igual. Portanto o negócio aqui é um pouco mais complicado. Vamos ver algumas opções para o hemisfério sul:

Ajuste da altitude: Para todos os métodos a seguir ajuste a altura da montagem conforme sua latitude. Basta saber a latitude do seu local de observação e ajustar a altura para o mesmo com apoio das marcações na lateral da montagem (caso sua montagem não possua essa marcação utilize um nível digital para isso). Link para encontrar a sua latitude  Mygeoposition.
Esse ajuste é relativamente fácil:

Marcação latitude montagem equatorial

Obs: Para todos os métodos a seguir, o melhor é que a montagem esteja bem nivelada, não é uma condição necessária, mas é bem aconselhável, principalmente se sua montagem é goto.

Estrela Sigma Octantis (σ Oct) :  Essa é um opção para quem possuí um céu com pouca poluição luminosa, pois a estrela  σ Oct é de magnitude maior que 5 o que dificulta sua localização em lugares com muita PL. Caso seu céu se enquadre nessa opção, basta utilizar a buscadora polar que vem na maioria das montagens equatoriais decentes. Geralmente é somente retirar a tampa da parte de trás olhar através da ocular. Faça o ajuste do Azimute (direita/esquerda) e da Altitude (cima/baixo) ajuste até centrar a estrela na buscadora polar. Observe na figura abaixo que ela fica muito próxima do polo sul celeste.

Polo sul celeste - σ Oct

Cruzeiro do sul: Geralmente menos preciso que usar a Estrela Sigma Octantis, porém uma ótima opção devido a facilidade de reconhecer e localizar. 

Polo sul celeste - Cruzeiro do sul

Como fazer:

1) Localize o cruzeiro do sul.

2) Utilizando o "eixo maior da cruz" formada pela constelação,  trace uma linha imaginária de aproximadamente 4 vezes o comprimento do eixo maior da cruz a partir a estrela Acrux ou de 5 X a partir da estrela Gacrux. Essa será a localização aproximada do pólo sul.

Bússola: Eu particularmente não gosto desse método, eu sempre tenho alguma interferência magnética por perto. Mas para quem preferir pode ser uma boa. Não vou nem entrar em detalhes sobre usar uma bússola convencional, porém quem quiser utilizar a tradicional lembre-se que ela aponta para o polo norte magnético e o que queremos encontrar o polo verdadeiro, portanto torna-se necessário calcular a declinação magnética (para calcular a declinação acesse  http://www.ngdc.noaa.gov/geomag-web/). A melhor opção hoje é utilizar um Smartphone ou qualquer dispositivo similar com um app que simule uma bussola, ai basta configura-lo para apontar para o polo verdadeiro que ele fará o calculo da declinação por você. Feito isso, basta apontar a montagem para o sul. 

Norte verdadeiro - Bússola Android

ALINHAMENTO PELO MÉTODO DRIFT 

Agora chegamos no ponto alto do artigo. Eu nunca encontrei um material realmente simples e objetivo sobre esse assunto em português, por isso resolvi escrever esse artigo.

O método drift consiste basicamente em centrar uma estrela e observar para que lado ela foge do centro. Detectada a fuga, realiza-se o ajuste necessário para que essa ela minimize até que não exista mais. 

Passos: 

1º.) Realize o alinhamento básico descrito acima.

2º.) Coloque uma câmera planetária ou webcam, ou ainda uma ocular (preferência com retículo) que proporcione um aumento forte (150x ou mais). Eu prefiro usar uma câmera planetária e ativar o retículo virtual do software de captura que eu estiver utilizando. 

3º.) Aponte para uma estrela ao leste o próxima ao horizonte.

4º.) Com o controle da montagem mova a mesma para o sul, a estrela aparentará se mover para o norte, e para o norte, aparentará se mover para o sul. Observe o eixo que a estrela se move no campo da câmera ou ocular, dessa maneira você irá localiza qual lado é o sul e qual é o norte (se estiver usando uma câmera ou ocular com retículo, vire ela para que o o norte e sul fique na vertical ou horizontal. Não é necessário, mas facilita).

Determinando o Norte / Sul

5º.) Sabendo qual lado e o sul e qual é norte, centre a estrela e deixe por um tempo até que perceba que ela está fugindo para o norte ou para o sul. Ignore o movimento que não for para um desses lados. 

Estrela ao leste fugindo para o Sul - Ajustar altitude para baixo

6º.) Após identificar para que lado a estrela fugiu, proceda com o seguinte ajuste dependendo do caso:

•   Se a estrela fugiu para o sul, quer dizer que você esta apontando um pouco para cima do polo, então ajuste a altitude para baixo.
•   Se a estrela fugiu para o norte, quer dizer que você esta apontando um pouco para baixo do polo, ajuste a montagem para cima. 

7º) Repita esse passo até que praticamente não exista mais fuga para norte ou sul.

8º.) Aponte para uma estrela próxima ao meridiano e ao Zênite.

9º.) Novamente centre a estrela e deixe por um tempo até que perceba que ela está fugindo para o norte ou para o sul. Ignore o movimento que não for para um desses lados. 

10º.) Após identificar para que lado a estrela fugiu, proceda com o seguinte ajuste dependendo do caso:

•   Se a estrela fugir para o NORTE, quer dizer que você esta apontando um pouco para o oeste do polo, então ajuste o azimute para LESTE.
•   Se a estrela fugir para o SUL, quer dizer que você esta apontando um pouco para o leste do polo, então ajuste o azimute para OESTE.

11º.) Repita esse passo até que praticamente não exista mais fuga.

12º.) Repita todo o processo quantas vezes forem necessárias, até que a estrela se mantenha no centro por um longo período.

Observações: 

• O "tamanho" do ajuste vai depender de quanto seu alinhamento está fora. Se a estrela escapa totalmente do campo em segundos, quer dizer que o ajuste tem que ser feito até mesmo movendo o tripé, pois está bem fora. Caso a estrela demore, vamos dizer de 2 a 3 minutos para fugir do campo seu alinhamento esta próximo, o ajuste é moderado através dos knobs. Caso a estrela fique longo tempo para se notar a fuga, 5 minutos ou mais, você está muito próximo, aplique ajustes fracos.
• Caso o leste não seja visível, utilize uma estrela no oeste, porém inverta as correções, veja a tabela no fim do artigo.

O PULO DO GATO

As vezes esse negócio de norte e sul, leste e oeste pode confundir a cabeça. Eu sei, porque no início eu ficava perdido. Pena eu não me lembrar onde eu li, mas nunca mais me esqueci de uma brincadeira que auxilia na orientação. 

Alinhar a altura é coisa tranquila e normal, pois para o lado que a estrela fugir você faz o ajuste ao contrário.  Isso mesmo, simples assim, olha na tela / ocular, fugiu para um lado, você faz o ajuste na altura para que fuja para outro (conforme você vira o knob).

Alinhar o azimute é loucura, pois para o lado que a estrela fugir você faz o ajuste para o mesmo lado. Ou seja, olha na tela / ocular, fugiu para um lado, você faz o ajuste no azimute para que fuja ainda mais para o mesmo lado, loco né? Mas é isso mesmo.

Resumindo, alinhar a altura é lógico, se está fugindo para um lado, ajusta para outro para diminuir a fuga. Já alinhar o azimute parece errado, pois você corrige para o mesmo lado que a estrela foge.

ALINHAMENTO PELO MÉTODO DRIFT
HEMISFÉRIO SUL
LOCALIZAÇÃO	AÇÃO
Meridiano	Fuga para NORTE ajuste azimute p/ LESTE
	Fuga para SUL, ajuste azimute para OESTE
Leste	Fuga para NORTE, ajuste altura para CIMA
	Fuga para SUL, ajuste altura para BAIXO
Oeste	Fuga para NORTE, ajuste altura para BAIXO
	Fuga para SUL, ajuste altura para CIMA
HEMISFÉRIO NORTE
LOCALIZAÇÃO	AÇÃO
Meridiano	Fuga para NORTE ajuste azimute p/ LESTE
	Fuga para SUL, ajuste azimute p/ OESTE
Leste	Fuga para NORTE, ajuste altura para BAIXO
	Fuga para SUL, ajuste altura para CIMA
Oeste	Fuga para NORTE, ajuste altura para CIMA
	Fuga para SUL, ajuste altura para BAIXO

É isso ai, espero que artigo ajude a todos que tem dúvida em como proceder com um alinhamento preciso. No próximo artigo, vamos falar sobre auto-guiagem utilizando o PHD2 Guiding (vou também explicar como fazer o alinhamento drift utilizando o PHD). Deixo abaixo uma tabelinha bem útil para ser utilizada como referência para o alinhamento pelo método drift. Até a próxima.

GUIA PARA ASTROFOTOGRAFIA DE GRANDE CAMPO (WIDE-FIELD) 2º. PARTE - TRIPÉ FIXO

Conforme prometido na última postagem, vamos falar nessa segunda parte sobre astrofotografia de grande campo utilizando um tripé fixo, e ao invés de apenas 1 frame (foto), utilizaremos uma sequência de fotos para registrar o objeto em questão.

Como explicado anteriormente, na astrofotografia de objetos difusos como nebulosas e galáxias o mais importante é a captação de luz, lembramos que para isso podemos usar dois recursos diferentes da câmera, o ISO e o tempo de exposição. Porém também vimos os problemas que o uso desses 2 recursos acarretam, usar um ISO muito elevado faz com que o ruído na imagem fique muito alto, para contornarmos esse problema recorremos ao tempo de exposição, porém nos deparamos com outro problema a "bendita rotação da terra" que faz com que as estrelas aparentemente se movam de leste para oste. Ainda recapitulando, também vimos como calcular o limite para uma única exposição, para que não ocorra o rastro das estrelas na imagem (trail).
Mas e se quiséssemos fotografar um objeto com um brilho muito tênue, que necessite de muito mais tempo de exposição do que nossa câmera é capaz de proporcionar em apenas alguns segundos? A resposta é simples, utilizaremos dezenas (ou centenas) de frames do mesmo objeto em um processo chamado empilhamento de imagens (stack ou integração). Esse processo nada mais é que sobrepor as imagens para formar apenas 1 imagem final. Teoricamente 10 frames de 1 minuto de exposição empilhados teriam a mesmo resultado de apenas 1 frame de 10 minutos,  mas já adianto que não é bem assim que acontece, chega-se muito próximo, porém já percebi que quanto maior a diferença de tempo entre os frames únicos (no caso 1 min para 10 min) menos eficaz essa técnica se torna. Resumindo, 1 frame de 10 minuto é mais eficiente do que 2 frames de 5 minuto que por sua vez é mais eficiente que 10 frames de 1 minuto e assim por diante.

Vamos ao que interessa, como realizar o processo?

EXECUTANDO A FOTOGRAFIA - MULTI EXPOSIÇÕES

Configuração da câmera: Seguir a mesma indicada no artigo anterior, porém desta vez, caso a câmera possua a redução de ruído vamos deixar desligado, pois vamos fazer além dos Fotogramas de Luz ou Ligth Frames (imagem do objeto em questão), faremos também dark, flats e bias frames para redução do ruído. (explicarei mais adiante) 

EXECUÇÃO DOS LIGTH FRAMES

Como dito anteriormente os Ligth frames são os fotogramas de luz (foto do objeto em questão). Desse ponto adiante, vou utilizar como exemplo uma imagem da galáxia anã satélite conhecida como Grande Nuvem de Magalhães (LMC-Large Magellanic Cloud) a qual registrei com essa técnica especificamente para utiliza-la como exemplo nesse artigo.

A quantidade de fotogramas de luz vai variar muito, dependendo do que se quer registrar (na teoria, quanto mais, melhor).

Tempo da sessão e rotação do campo (field rotation): Quando estamos utilizando um tripé fixo para fotografar dificilmente vamos usar um grande aumento (grande distância focal), assim garantimos o maior tempo de exposição possível por frame sem trail, por tanto o objeto permanecerá muito tempo no campo de visão. Observem a animação abaixo, onde simulei o campo da minha Nikon D5000 (marcado pelo retângulo vermelho) em d=55mm (distância focal comum nas objetivas que acompanham as DSLR),  que a LMC permanece horas no campo da câmera. Porém fica bastante evidente a rotação do campo e no que isso acarretará de problemas na hora do empilhamento e na imagem final. Felizmente nos vamos utilizar softwares para realizar o processo de integração, e como dito, devido ao pouco aumento utilizado, o campo é grande e esse fatores vão ajudar a diminuir o efeito dessa rotação do campo. De qualquer maneira deixo a dica, se desejar fazer horas e horas de exposição (ou utilizar um aumento maior), procure ir rotacionando a câmera no sentido contrário ao da rotação da terra para tentar amenizar ainda mais o efeito, caso contrário, apenas o centro da imagem ficará definido, isso acarretará uma grande perda de campo (podendo afetar até mesmo o campo do objeto fotografado). 

Acionamento do obturador: Não existe muita diferença do processo de registro explicado na primeira parte para essa, basicamente é a quantidade de frames, porém na primeira parte era muito simples fazer o registro, pois se tratava de apenas 1 frame, bastava acionar o obturador 1 vez e aguardar. Agora teremos que acionar, dezenas (ou centenas) de vezes, o que se torna extremamente chato e cansativo. Portanto, o primeiro passo é definir como faremos isso.

Diversas câmeras possuem recursos para fazer sequências de imagens, a minha Nikon D5000 por exemplo permite até 9 fotos seguidas e acredito que muitas câmeras devam ter recursos mais interessantes. Fica a dica para os usuários de câmeras Canon que utilizam o CHDK (expliquei na primeira parte), existe um script chamado "Intervalometer" que serve muito bem para esse propósito. Existem também câmeras (principalmente DSLRs) que permitem ser controladas via softwares, alguns exemplos de softwares são o BackyardEOS para Canon, Câmera control Pro 2 (pago) e Nikoncontrol 3k para Nikon entre vários outros. Também existem controles remotos com intervalômetro. Se caso nenhuma das alternativas anteriores se encaixarem com seu modelo de câmera, infelizmente não tem jeito, vai ter que gastar o tempo e paciência apertando botão a noite toda se não quiser trocar de equipamento.

00 - Controle remoto com intervalômetro

Basicamente a aquisição dos ligth frames se resume em: configurar a câmera (ISO, tempo de exposição e abertura - seguir 1º. parte) de modo que se consiga pelo menos o minimo de sinal do objeto (ver imagem 01). Perder quanto tempo for necessário para focar. Fazer quantas fotos forem possíveis.

01 - Ligth frame - Grande Nuvem de Magalhães - Nikon D5000 - 1 X 15" - ISO 6400 - f/5.3

EXECUÇÃO DOS DARK FRAMES

Os dark frames , como nome sugere, são fotos feitas quase sem captação de luz, pois nela queremos apenas captar o ruído do sensor. Utilizaremos as mesma posteriori para subtrair esse mesmo ruído das imagens de luz. A maioria das boas câmeras realiza esse processo internamente, porém de forma menos eficaz que os softwares próprios para isso. Por esse motivo deixarmos essa opção desativada nas configurações da câmera.

Como fazer: O ideal seria realizar um Dark frame em seguida de cada Ligth frame, porém isso se tornaria extremamente trabalhoso, além de se perder um tempo valioso de captura para realizar os Darks. Por isso, a maioria dos astrofotógrafos deixam para realizar os Dark frames depois de cada sessão. Simplesmente você deverá manter exatamente a mesma configuração utilizada para realizar os Ligth frames (ISO, tempo de exposição etc.), colocar a tampa da objetiva (ou cobrir de alguma forma que a luz não atinja o sensor) e iniciar a captura. Nesse tipo de técnica eu acredito que uma boa quantidade de Dark frames seria em torno de 20 à 30, acima disso a melhora será pouco significativa.

02 - Dark frame

Dicas: Usuários de câmeras Canon e qualquer outra câmera ou CCD que possua sensor de temperatura do interno. É possível criar uma biblioteca de Darks frames, ou seja, basta apenas ir guardando todos seus Darks separados por ISO e tempo de exposição e depois utilizar o o software Dark Master, o qual fará a correlação dos Darks e Ligth frames utilizando como base a temperatura do sensor, gerando assim uma lista correlacionada de arquivos do DeepSkyStacker.

EXECUÇÃO DOS FLAT FRAMES

Outra coisa muito importante na astrofotografia são os Flat frames, pois são eles que utilizaremos para minimizar problemas do sistema óptico, como vinhetagem e sujeira na lente ou sensor.

Como fazer: Desta vez vamos precisar de uma fonte de luz branca (uma lanterna ou lampada por exemplo) e um pedação de pano, papel ou algum outro material que sirva como difusor da luz. Cobriremos a objetiva com esse difusor e colocaremos essa luz na frente da objetiva. Utilizaremos o mesmo ISO utilizado nos Ligth frames, porém a velocidade do obturador será apenas a necessária para captarmos esses defeitos na lente/sensor. Procure fazer a mesma quantidade que os Darks frames ou mais.

Obs: Se possível não mude a distância focal da objetiva para realizar os Flats (em caso de telescópios, mantenha a câmera na mesma posição da captura dos Ligths).

03 - Ligth frame

EXECUÇÃO DOS BIAS FRAMES

Os bias frames são usados para remover o ruído causado pelo sinal de leitura dos sensores CCD ou CMOS dos Ligth frames.

Como fazer: Os bias frames devem ser feitos utilizando o mesmo ISO dos Ligth frames, porém com tempo de exposição próximo ao zero (1/4000 ou 1/8000 dependendo da câmera), ou seja, com o menor tempo de exposição possível que sua câmera permitir e assim como os Darks frames com a câmera tampada.

04 - Bias frame

INTEGRAÇÃO E CALIBRAÇÃO DOS FRAMES

Nessa parte nós vamos recorrer a um excelente software chamado DeepSkyStacker (DSS), faça o download gratuito aqui. Não vou entrar em detalhes muito específicos do programa, pois existem inúmeros tutoriais na internet, então seria um perda de tempo minha escrever mais um. Vou fazer apenas um guia rápido e deixarei alguns links para um tutoriais mais detalhados.

1º.) Abra o programa. Abra a sua pasta que contém suas fotos (Ligth frames), selecione todos e arraste para dentro do programa, uma janela de seleção se abrirá, selecione "Fotograma de luz" e click em "ok". Repita o mesmo processo para os Darks, Flats e Bias frames, obviamente selecionando o respectivo tipo de frame na janela de seleção.

05 - Criando lista de frames DeepSkyStacker - Objeto: Grande Nuvem de Magalhães

Dicas:

a) Antes de importar as fotos para o programa separe-as em pastas "Light", "Dark", "Flat" e "Bias", verifique cada uma dos Ligth frames e descarte os que apresentarem defeitos como excesso de trail, nuvens etc.

b) Evite de utilizar extensões ou outras características distintas, por exemplo, tentar empilhar imagens .em formato RAW juntamente com JPG, ou imagens com resolução diferentes como "1600 x 900" com "4310 x 2868" , provavelmente o programa irá retornar um erro e não conseguirá finalizar o processamento.

2º.) Click em "Verificar tudo".

3º.) Click em "Registrar fotos que foram verificadas", uma janela se abrirá. Como disse, não vamos entrar em detalhes "muito específicos" sobre configurações de integração, portanto, vamos utilizar as configurações recomendadas que o programa trás para nos auxiliar. Portanto vamos clicar em "Configurações recomendadas", você será levado a uma tela onde algumas dicas de configurações vão estar em vermelho isso significa que você não selecionou nenhuma opção para essa situação de integração, ou que você possui mais que uma opção. Em caso de possuir apenas 1 opção, click no link em azul para ativa-la, caso possua 2 opções, veja a qual se encaixa melhor com a situação. No caso do meu exemplo de integração da LMC, as configurações ficaram conforme a imagem abaixo:

06 - Configurações recomendadas DeepSkyStaker

Agora click em "OK" para fechar as Configurações recomendadas e em "OK" novamente na janela "Registrar Configurações". Uma nova tela com informações se abrirá e as etapas de integração serão mostradas. Verifique as informações e em seguida click em "OK" novamente. Imediatamente o programa iniciara o processo de integração dos frames. Agora é só aguardar até termine (pode levar bastante tempo).

Após o processamento, a imagem vai aparecer na sua tela, no meu caso o resultado inicial foi esse:

07 - Resultado integração

O primeiro ajuste que faremos será nos níveis RGB, inicialmente vamos apenas junta-los e clicar em aplicar, conforme imagem abaixo:

08 - Ajuste níveis RGB

Observem que a imagem ainda não apresenta nenhum sinal do objeto fotografado, o que vamos resolver nessa etapa, através do ajuste de luminância. Aplique ajustes no "Escuro", "Tonalidade" e "Luminosidade" até que se obtenha um um histograma parecido com o apresentado na imagem abaixo. Que fique bem claro que para cada objeto esse ajuste vai variar, porém uma configuração parecida com essa já lhe dá base para inciar com ajustes mais finos.

09 - Ajuste de Luminância

Vocês vão verificar que mesmo após esses ajustes ainda teremos uma imagem com muita pouca coloração, portanto, teremos que fazer ajuste da saturação da imagem. Geralmente as imagens feitas com a minha câmera necessitam que eu ajuste a saturação entre 15% a 20%. (Isso vai variar de câmera para câmera e de objeto para objeto)

Obs: Vejam o efeito da rotação do campo, agora extremamente visível nas bordas da imagem.

10 - Ajuste saturação

A partir desses ajustes iniciais você poderá voltar para prover pequenas alterações em todos os ajustes vistos, até que sua imagem fique do seu gosto ou parecida com alguma imagem do mesmo objeto que você conheça. No meu caso, não continuarei com esses pequenos ajustes no DeepSkyStacker, costumo nesse ponto salvar minha imagem, clicando em "Guardar foto no ficheiro", e selecionando "Defina os ajustes na imagem, mas não os aplique" e repito o processo de salvamento, porém dessa vez selecionando "Ajustes ao guardar a imagem", gerando assim dois arquivos, um no qual a imagem ficará parecida com a primeira imagem formada após o processamento e na outra parecida com o resultado final após os ajustes.

11 - Salvando

Após salvar a imagem utilizo algum editor de imagem, eu uso o Photoshop, porém você poderá utilizar qualquer programa de sua preferência. Não vou entrar em detalhes do processamento no editor de imagens, apenas deixo as dicas.

Faça uma cópia do layer original e vá aplicando os seguintes ajustes até que a imagem fique do seu gosto:

-Utilize a ferramenta crop (ou similar) para eliminar as bordas indesejáveis.
-Ajuste de curvas.
-Ajuste os níveis.
-Ajuste o equilíbrio de cores.
-Use a ferramenta de superexposição e de subexposição para equilibrar diferenças de exposição no fundo da imagem.
-Utilize filtros para remoção de ruído ou para tornar nítido se necessário (com bastante moderação para não forçar a imagem)
-Utilize o filtro para correção de lente para minimizar os defeitos da lente da câmera.

12-Aplicando ajustes

Após alguns minutos (ou horas) testando e aplicando os ajustes chegamos ao resultado final:

Segue links com tutoriais mais bem elaborados do DeepSkyStacker:

Esse tutorial do amigo e astrofotografo Rodrigo Andolfato é ótimo: Usando o DeepSkyStacker - Por Rodrigo Andolfato

Para quem prefere ler ao assistir, um tutorial bem simples em inglês: http://www.stargazing.net/david/DSS/S3P2.7DSSV2HQs.pdf

Em uma busca rápida no Google você poderá encontrar muitos outros ótimos tutoriais sobre o DeepSkyStacker.

DICAS DE OBJETOS A SEREM FOTOGRAFADOS UTILIZANDO ESSA TÉCNICA:

Vou citar apenas apenas alguns exemplos, existem vários outros objetos que podem ser fotografados. O grau de dificuldade é estimado pela técnica empregada (tripe fixo) e supondo apenas o uso de câmeras compactas ou DSLRs com objetivas comuns. (Os objetos taxados como dificuldade alta podem ser um pouco decepcionantes).

Dificuldade baixa:

Via Láctea - Campo extremamente grande
Região Cruzeiro do Sul - Campo extremamente grande

Dificuldade média:

Grande nuvens de Magalhães - Grande campo
Pequena nuvens de Magalhães - Grande campo

Dificuldade média/alta:

Região Nebulosa de Eta Carinae (NGC 3372) - Espaço profundo
Galáxia de Andrômeda (Messier 31, NGC 224) - Espaço profundo

Dificuldade alta:

Grande nebulosa em Órion (Messier 42, NGC 1976)- Espaço profundo
Nebulosa da lagoa - Espaço profundo
Aglomerado de Ptolomeu (Messier 7, NGC 6475) - Espaço profundo
Plêiades (Messier 45)

Lembretes:

-Para esse tipo de astrofotografia, é extramente importante que se tenha um local afastado das luzes artificiais e de preferência que a lua não esteja no céu, caso contrário será impossível ter bons resultados. (evite lugares perigosos, procure estar acompanhado(a) ou em grupo)

-Se preocupe muito em focar corretamente, se possível utilize uma estrela bem brilhante para ajustar o foco.

-Verifique constantemente como os frames estão ficando no decorrer da sessão, caso algo esteja saindo errado, corrija a tempo.

-Utilize o Stellarium para pc/mac, o Google SkyMap e SkyEye para Android (ou outro aplicativo de sua preferência) para localizar facilmente os objetos a serem fotografados.

É isso ai, espero que tenham gostado e que o artigo possa ajudar muitas outras pessoas que tenham interesse em fotografar objetos de céu profundo mas não possuem uma montagem / plataforma equatorial motorizada. Alias, esse será o assunto para o próximo artigo, pretendo primeiro explicar como funciona uma montagem / plataforma equatorial e como coloca-la em estação para realização de astrofotografia de longa exposição e na sequência falarei como utilizar uma câmera guia em conjunto com sua montagem para conseguir maior precisão nas astrofotografias de longa exposição. Até a próxima!

GUIA PARA ASTROFOTOGRAFIA DE GRANDE CAMPO (WIDE-FIELD) 1º. PARTE - TRIPÉ FIXO

Nessa primeira parte, gostaria de falar um pouco sobre astrofotografia sem o uso equipamentos mais complexos, utilizando apenas uma câmera e um tripé simples para fotografia.

Imagem da região do cruzeiro do sul fotografado em Rafard/SP - 05.06.2013 - utilizando Tripé fixo e  uma câmera Nikon D5000 - ISO 3200 - 30 segundos de exposição

ESCOLHENDO OS EQUIPAMENTOS 

Como dito no início, vamos tentar usar o mínimo de equipamento. Muitas pessoas acham que esse tipo de fotografia só é possível com câmeras profissionais e montagens equatoriais que compensam a rotação da terra. Isso não é uma verdade, obviamente que uma boa câmera e uma montagem equatorial abrem um leque muito maior de possibilidades, mas é totalmente possível utilizar câmeras compactas para o serviço. Porém alguns requisitos mínimos são necessários.

TRIPÉ

Não há nenhuma exigência para este acessório, pode ser qualquer um que seja estável e suporte o peso da sua câmera.

CÂMERAS

Como já disse, se puder ter uma câmera DSLR essa é a melhor forma de se conseguir boas astrofotografias de grande campo, porém não é indispensável, as compactas e outros modelos de lente fixa podem ser um bom inicio.

As principais características que uma câmera para astrofotografia deve possuir são: 

Controle manual de ISO: Para quem não sabe, ISO é basicamente o controle sensibilidade a luz que câmera possui. Nas câmeras antigas o ISO (ou ASA) era modificado de acordo com a sensibilidade do filme, já nas câmeras digitais isso é feito aumentando eletronicamente o ganho do sensor. De modo simplificado, quanto mais alto o ISO utilizado, mais luz a câmera capta em menos tempo de exposição. Isso possibilita fotografar em ambientes com pouca luz. Abaixo temos duas fotos com o mesmo tempo de exposição, a primeira com ISO 200 e a segunda com ISO 6400, notem a diferença:

Imagem da esquerda ISO 200  / Imagem da direita ISO 6.400

Porém esse ganho traz um mal que todo equipamento eletrônico sofre quando é "sobre carregado", ele aquece. Esse aquecimento gera um efeito indesejável na fotografia chamado de ruído.  Ele é percebido nas imagens como um "granulado" (muito normal em fotos tiradas por celulares e outras câmeras mais simples em ambientes com pouca luz).

Podemos perceber claramente esse defeito nas fotos abaixo, onde na da esquerda foi usado um ISO 200 e na direita um ISO 6400.

Esquerda: ISO 200 e 30 segundos de exposição / Direita ISO 6400 e 1 segundo de exposição

Controle manual do tempo de exposição (velocidade do obturador):  Uma maneira de conseguir capturar mais luz sem causar muito ruído, como acontece com ISO alto, é utilizando o controle da velocidade do obturador, fazendo com que o obturador fique aberto por um período suficiente para que ele consiga captar luz para gerar a imagem.  Podemos comprovar isso utilizando novamente as imagens anteriores. Onde na primeira foi utilizado um ISO baixo (200) e 30 segundos de exposição e na segunda um ISO alto (6400) porém apenas 1 segundo de exposição, observem que ambas captaram quase a mesma quantidade de luz apesar da grande diferença de tempo, porém, a imagem feita com 30 segundos e ISO 200 possui uma qualidade muito superior, pois nela o ruído é baixo. 

O ideal seria possuir também controle sobre a abertura do obturador, quanto mais aberto, mais luz capta, o que ajuda na astrofotografia. Porém não é condição necessária. Logo, o que precisamos basicamente é ter controle do ISO e do tempo de exposição.  Uma boa câmera para astrofotografia deve permitir no mínimo 15 segundos de exposição. Aconselho fortemente as câmeras da marca Canon, para qualquer tipo de câmera (compacta, super zoom, DSLR), porém quando se trara de DSLR qualquer câmera vai possuir todos esses controles e muitos outros, sendo a Canon e a Nikon as mais indicadas para astrofotografia. (Eu uso uma Nikon, mas a preferência mundial para astrofotografia é a Canon).

Se for optar por uma câmera compacta, escolha uma Canon, pois elas permitem um controle manual fantástico, além de que, temos um grande amigo chamado CHDK que é um firmware que utilizamos para modificar (de maneira simples) essas câmeras compactas possibilitando usar tempos de exposição e ISO "sem limite". No final do artigo vou ensinar como fazer essa modificação.

DETERMINANDO A DATA E LOCAL

Provavelmente a determinação do local (sítio) e da data da fotografia é o principal fator para se conseguir um bom registro.

Local: Quando deseja-se fazer uma astrofotografia de espaço profundo, ou como é o caso, de grande campo, é desejável que você esteja o mais distante possível de fontes de luz. Portanto, se afastar dos centros iluminados da cidade é muito importante. Em cidades pequenas é possível conseguir algo bem razoável bem próximo das periferias, porém em grandes centros não tem outro jeito, é necessário dirigir alguns quilômetros para longe da cidade.

Data:  Quando me refiro a data, não falo sobre um período anual, mas sim mensal. Como falamos anteriormente é necessário fugir das luzes para se obter um bom registro, mas tem uma luz que infelizmente ou felizmente não podemos fugir em determinado período do mês.

A luz da lua, principalmente em sua fase cheia é um grande problema para captura de luz de outros objetos menos brilhantes como é o nosso caso, portanto, evitemos essa época.

Não posso deixar de falar que exitem épocas do ano que beneficiam, seja por possibilitar vermos partes mais densas da Via Láctea, seja por outros motivos, como períodos mais secos onde temos menos formações de nuvens. Portanto, como em qualquer modalidade de fotografia, é necessário fica na "espreita" de uma boa oportunidade.

Todas as fotos abaixo foram feitas utilizando a mesma configuração, a mesma câmera e com foco na mesma região da Via Láctea, as 3 demonstram as situações descritas acima, sendo que a primeira mostra a poluição luminosa no centro da pequena cidade de Rafard, a segunda a influência da luz da lua ainda no inicio de sua fase crescente, e terceira a visão do centro galáctico a 10 km da cidade.

Via Láctea e poluição luminosa da cidade

Via Láctea e luz da lua crescente

Via Láctea sem influência de luzes

EXECUTANDO A FOTOGRAFIA - EXPOSIÇÃO ÚNICA (1 FRAME)

Esse tipo de astrofotografia de grande campo é indicada para quando se deseja fotografar algum objeto que esteja na terra (uma construção, uma árvore etc ..) e ao fundo o céu.

Capela de Santo Expedito e  região do Cruzeiro do Sul  - Rafard/SP - Nikon D5000 -
30 s exposição - ISO 3200

Ipê e a região do Cruzeiro do Sul - Rafard/SP - Nikon D5000 -
30 s exposição - ISO 1600

Vamos ao que interessa, vejamos como devemos configurar a câmera para realizar as fotos:

Modo de captura: Manual ou se não disponível, um que possibilite o controle do tempo de exposição e ISO (algumas câmeras mais simples trazem essa opção como modo noturno).

Autofocus: Deixar desligado ou manual. Dica: O foco deve ser no infinito, use o foco automático para focar algum objeto distante na terra e quando focado desligue o auto focus.

Tempo de exposição: Como vimos acima, utilizar um ISO alto traz o problema do ruído, portanto vamos utilizar o máximo de exposição possível em conjunto com o ISO mínimo necessário para captar a luz com menos ruído. Mas como determinamos esse tempo máximo permitido?

Quando utilizamos um tripé fixo para astrofotografia nos deparamos com o maior problema que um astrofotografo possuí, o movimento de rotação da terra. Devido o movimento de rotação que é do oeste para o leste temos a impressão que os objetos no céu se movem do leste para o oeste, ou seja, nascem no leste e se põe no oeste. Apesar de ser aos olhos um movimento lento, quando fotografamos podemos perceber-lo com pouco tempo de exposição, Podemos nota-lo devido a ao problema que ele gera na imagem, "rastro" (trail), é exatamente o mesmo problema que temos ao fotografar algo em movimento , por exemplo quando fotografamos uma pessoa em um ambiente com pouca luz e ela se mexe fazendo com que a imagem fique "escorrida". Abaixo temos uma fotografia de 40 minutos em tripé fixo, que é uma outra modalidade de astrofotografia chamada de star trail, que serve exatamente para notarmos esse movimento de rotação. (Observem que o centro do circulo marca o polo sul celeste)

Star trail de 40 min de exposição

Tendo em vista esse problema, você já deve ter imaginado que existe um tempo máximo que podemos deixar a câmera fotografando para que isso não ocorra. Existe uma formula bem básica para calcularmos esse tempo máximo aproximado:

Tempo de exposição máximo = 600 / distância focal

Onde 600 é um coeficiente e a distância focal é a distância focal da objetiva ou do telescópio que está sendo utilizada. Por exemplo, se estamos utilizando uma câmera com uma objetiva 18-55 mm em 18 mm, poderemos regular o tempo de exposição para até 33 segundos (600/18). Lembrando que isso é um valor aproximado, câmeras compactas, que possuem um sensor menor, vão sofrer variação para baixo. O ideal é iniciar com esse tempo calculado, e fazer várias imagens diminuindo o tempo até que o trail não seja mais aparente.

Esse é um calculo básico e fácil de ser feito sem nenhum recurso, porém para quem deseja um cálculo mais preciso deixo a página de fórmulas do amigo e astrônomo José Agustoni (Zeca) , lá você vai encontrar, além dessa, uma infinidade de informações sobre astronomia e astronáutica. (Aprendi muita coisa com ele, vale a pena conferir).

ISO: Como já vimos anteriormente, o ISO vai nos ajudar a captar luz suficiente para que vejamos os detalhes dos objetos com pouca luz. Essa sensibilidade vária de câmera para câmera, portanto, a melhor forma de estipular o ISO a ser utilizado é realizar a mesma foto com o mesmo tempo de exposição e ir variando o valor do ISO para posteriormente escolher qual ficou melhor. Geralmente para este tipo de fotografia o ISO utilizado fica entre 800 e 3200. (Eu sempre faço pelo menos uma com 800, uma com 600 e outra com 3200)

Redução de ruído para ISO alto e longa exposição: Se sua câmera possuir essas opções, deixe-as ligadas. Com a opção da redução de ruído a foto levará o dobro do tempo, pois ele realiza uma segunda foto com o obturador fechado para realizar um processo chamado de subtração de dark frames, o qual não entrarei em detalhes de neste momento. Posteriormente explicarei como se faz isso através de softwares específicos.

Abertura do obturador: Deixar na máxima possível.

Distância focal: Aconselho usar a mínima possível (no caso das compactas, "sem zoom"). Pois assim podemos fotografar um campo mais amplo além de captar mais luz.

Formato da imagem: Caso exista a opção de imagem em formato raw, sempre utilize essa opção, caso não tenha, deixe na melhor qualidade possível.

Balanço de brancos: Se o formato da imagem for raw, o balanço de brancos não é importante, pois o mesmo será ajustado no tratamento da imagem. Caso seja em outro formato, ajuste para luz do dia em lugares sem poluição luminosa e para tungstênio caso esteja em um lugar com poluição luminosa.

Atraso do obturador ou trava do espelho: Essa opção é disponível e necessária somente para câmeras DSLR, pois evita que o tranco na hora de levantar o espelho da frente do sensor faça a câmera vibrar.

TRATANDO AS IMAGENS

Depois de uma longa noite de capturas espetaculares, o trabalho ainda continua. Não vou entrar em detalhes específicos sobre tratamento, pois é assunto que demanda um artigo inteiro, porém vou tentar passar alguma noção básica.

Provavelmente uma imagem bem feita, já será bem impressionante até mesmo sem nenhum tratamento, porém a imagem tem um ganho gigantesco quando se aplica o mínimo de tratamento, assim como pode ser visto nas imagens abaixo.

Imagem da direta sem tratamento e esquerda com tratamento, basicamente ajuste de curvas, níveis, balanço de cores

O software a ser utilizado pode ser qualquer editor de imagens que possibilite ajustes como curvas, níveis, balanço de cores, brilho e contraste etc. É muito comum o uso do famoso Photoshop, porém existe milhares de outras opções, inclusive algumas gratuitas. (Para quem não tem muita experiência com tratamento de imagens o Adobe Photoshop Lightroom é bem simples, intuitivo e traz excelentes resultados, principalmente quando se trata de imagem em formato raw).

Basicamente o que você vai fazer é fazer uma cópia do arquivo original (para não ter perigo de estraga-lo), abrir em um desses editores de imagem e ir aplicando os ajustes citados anteriormente até que a imagem fique do seu gosto. Dica: Vá duplicando os layers antes de ajustes significativos, assim você pode ir comparando os resultados antes e depois.

Finalizamos então essa primeira parte sobre astrofotografia. Na próxima parte falaremos sobre o mesmo tipo de astrofotografia, porém explicarei como registrar e processar múltiplas imagens ao invés de apenas uma, conseguindo assim fotografar objetos com pouca luminosidade, assim como galáxias e nebulosas.

CHDK CANON

O CHDK é um programa que possibilita utilizar recursos avançados na maioria das câmeras da família Powershot da Canon. É muito útil, e o melhor é que ele não altera o firmware original da câmera, você vai apenas carregá-lo no cartão de memória e utilizar quando for conveniente.

1º.)  Acesse o site http://chdk.wikia.com/wiki/CHDK e procure pelo modelo da sua câmera. Faça o download do firmware .

2º.) Extraia o conteúdo do download dentro do cartão de memória utilizando um leitor de cartão. Observação: é necessário utilizar o leitor de cartão, se você acessar o cartão através do usb da câmera não vai funcionar.

3º.) Insira o cartão na câmera e ligue-a mantendo pressionado o botão play (botão que você usa para visualizar as imagens na câmera). Obs: Se você ligar com o botão liga e desliga normal a câmera não carregar o CHDK.

4º.) Algumas câmeras possuem várias versões de firmware. Você vai observar que quando extrair o conteúdo para o cartão, vai ter um arquivo chamado "vers.req" ou "ver.req" dependendo do modelo da sua câmera. Este arquivo permite ver a versão do firmware da sua câmera entre outras informações. Caso você verifique que o firmware baixado não confere com a versão da sua câmera, volte ao site e faça o download do firmware correto. (Obs: Não ocorre nenhum problema ao carregar um firmware incorreto, apenas não funciona)

Para visualizar a versão, mantenha o botão "Set"  pressionado e pressiono o botão "Display" se você continuar com o botão "Set" pressionado e continuar pressionando "Display" você visualizara outra informações como o numero total de fotos que a câmera já fotografou até a presente data.

Se tudo correu bem, sua câmera já vai estar rodando o CHDK. Ainda com a câmera ligada no modo Playback, pressione o botão menu, vá até a opção "Firm Update", opção que agora deve estar disponível. Se não visualizar essa opção, tente pressionar novamente o botão Playback 2 vezes, esperando 2 segundos entre uma e outra.

Quando selecionado a opção "Firmware Update" sua câmera inicializara o CHDK. Para ligar a câmera e carregar o CHDK sempre ligue utilizando o botão Playback.

Para acessar as opções avançadas do CHDK, pressione o botão de "atalho" da sua câmera e aparecerá um peque "<ALT>" na parte inferior da tela, ai basta pressionar a tecla "Menu" para acessar as opções do CHDK, caso queira acessar as opões padrão do menu, basta pressionar novamente a tecla de atalho, o "<ALT>" vai sumir e você terá acesso ao menu original novamente.

Se você quiser que toda vez que você ligue a câmera, o sistema carregue o CHDK, você deve acessar o menu do CHDK, procurar pela opção "Debug Parameters", dentro dessa opção selecione "Make Card Bootable..." e pressione a tecla "Set". Remova seu cartão de memória e mova a trava de proteção contra gravação para a posição bloqueada, volte o cartão na câmera. Agora toda vez que você ligar a câmera ele carregara o CHDK, se quiser que inicialize normalmente, basta voltar a trava para posição destravada.