Pubblichiamo di seguito un guest post di Roberto Capacci, autore di bellissime fotografie astronomiche. Ci spiegherà in una serie di post le tecniche e la strumentazione da utilizzare per diventare esperti astrofotografi!
Quasi tutti abbiamo, almeno una volta, alzato gli occhi al cielo in una buia notte estiva, scrutato le stelle e seguito con lo sguardo la Via Lattea attraversare il firmamento.
È uno spettacolo, purtroppo, sempre più raro a causa del crescente inquinamento luminoso. Non stupisce quindi che si cerchi di serbare oltre il ricordo di quella visione anche qualcosa di più durevole nel tempo, magari una fotografia. Ma come fare? Quali attrezzature usare?
In realtà è più semplice di quanto si possa pensare e nel seguito saranno esposti i tre metodi più comunemente adottati.
Prima, però, ricordiamo il brevemente il movimento degli astri e della Terra nel cielo. La Terra ruota nello spazio attorno ad un asse di rotazione passante per il Polo Nord e il Polo Sud; tale rotazione avviene da ovest verso est. Questo significa che per un osservatore sulla Terra tutti gli oggetti immobili nello spazio esterno, come le stelle, le nebulose e le galassie, sembrano spostarsi dall’orizzonte est a quello ovest. L’unica stella che appare immobile è la Stella Polare poiché è allineata quasi perfettamente con l’asse di rotazione della Terra.
Tecniche di ripresa
Eccoci al momento fatidico: come fare a fotografare il cielo e cosa aspettarsi in base alla propria attrezzatura.
Esistono tre modi principali per riprendere gli oggetti celesti: fotografare con una macchina digitale usando un cavalletto fotografico; fotografare con una macchina digitale posta su una montatura equatoriale motorizzata; fotografare con una macchina digitale reflex o una camera CCD direttamente collegata ad un telescopio.
Macchina fotografica digitale e cavalletto fotografico
È il metodo più semplice e meno dispendioso. Consiste nell’adoperare una macchina fotografica digitale montata su un comune cavalletto fotografico, da poche decine di euro. I risultati migliori vengono se si utilizza una macchina digitale reflex, ma anche una compatta può dare dei discreti risultati se adoperata con accortezza.
Vediamo il caso di una macchina digitale reflex: generalmente in dotazione possiedono obiettivi 18-55mm più che adatti per il nostro intento, ovvero la fotografia panoramica del cielo stellato o di congiunzioni tra la Luna e altri pianeti.
Per fotografare il cielo stellato è sufficiente seguire i seguenti passaggi:
- inquadrare con la camera la porzione del cielo desiderata
- selezionare (manualmente o in automatico) la messa a fuoco all’infinito (simbolo ∞ nella ghiera di messa a fuoco)
- scegliere la massima apertura del diaframma (ad esempio f/2.8 o f/4)
- scegliere la sensibilità più alta tra le disponibili (generalmente 1600 ISO o 3200 ISO)
- selezionare un tempo di esposizione di 30”
- premere il pulsante di scatto e non toccare la camera prima che l’otturatore si chiuda di nuovo,cosi da evitare foto mosse.
Come detto, la volta celeste è in continuo movimento, quindi la scelta dell’esposizione di 30 s è dovuta al compromesso di avere un’immagine abbastanza nitida del cielo ma senza creare l’effetto delle stelle allungate. Questo metodo può anche essere utilizzato per fotografare le stelle cadenti.
Allo stesso risultato si può giungere usando una compatta, selezionando tra le opzioni preimpostate quella relativa ai paesaggi notturni.
Per riprendere soggetti diversi, come per esempio paesaggi in cui la Luna e pianeti o stelle luminose si trovino particolarmente vicine, si eseguono i medesimi passaggi descritti sopra, ma utilizzando pose nell’ordine di 1-4 secondi e sensibilità tra 400 -800 ISO.
Macchina fotografica digitale reflex in parallelo ad una montatura equatoriale motorizzata
Per poter compensare il moto di rotazione terrestre, così da avere stelle puntiformi e tempi di posa nell’ordine di diversi minuti si può ricorrere ad una montatura equatoriale motorizzata. Questo strumento, una volta allineato con l’asse di rotazione della Terra (cioè puntato verso la Stella Polare), permette alla macchina fotografica (o ad un telescopio) installato sopra, di muoversi all’unisono con la volta celeste.
Siccome la maggior parte delle reflex in commercio ha tempi di esposizione massimi di 30 secondi è necessario acquistare anche un comando di controllo per la fotocamera che permetta pose più lunghe. Il costo di un temporizzatore per le reflex varia da modello a modello ma è nell’ordine di 25-45 euro, mentre una montatura equatoriale motorizzata solo per la fotografia con reflex in parallelo è nell’ordine dei 180-250 euro.
Fatti questi acquisti, i passi per fotografare sono sostanzialmente quelli già elencati, con l’eccezione che stavolta i tempi di posa potranno prolungarsi fino a 5-7 minuti in base alla bontà del cielo. Infatti cieli più scuri permettono tempi di posa più lunghi perché risentono meno dell’inquinamento luminoso.
In questo caso è possibile usare anche teleobiettivi fino a circa 135-180 mm senza rilevare il fenomeno del mosso. I soggetti da fotografare diventano centinaia, per la maggior parte nebulose ad emissione come la Nebulosa Nord America NGC 700 o la Grande Nebulosa di Orione M42 o ampi campi stellari e costellazioni. Inoltre è possibile eseguire più di uno scatto e sommarli insieme per aumentare il segnale (ovvero l’intensità con cui il cielo viene ripreso) attraverso appositi software come Iris e DeepSky Stacker, entrambi gratuiti.
Macchina fotografica reflex o CCD al fuoco diretto di un telescopio
Questa soluzione è generalmente riservata agli astrofotografi più appassionati, poiché richiede un’attrezzatura comprensiva, oltre alla reflex, di un telescopio di buona fattura, di una montatura equatoriale sufficientemente robusta, di un più piccolo telescopio guida e di una camera di autoguida.
Il setup suddetto permette di riprendere, in base alla tipologia del telescopio, oggetti del cielo profondo come nebulose a emissione od oscure, ammassi aperti e globulari, pianeti e galassie, oltre al nostro ben noto satellite.
La spiegazione, in questo caso, meriterebbe ben più spazio, ma è riassumibile in poche righe: la camera di ripresa, sia una reflex o un sensore CCD per astronomia, assorbono la luce del soggetto raccolta dal telescopio. Quest’ultimo deve essere installato su una montatura equatoriale che, grazie al suo sistema di motori, compensa la rotazione terrestre e mantiene inquadrato l’obiettivo. Il telescopio di guida e l’autoguida (una piccola camera di ripresa più piccola e meno sensibile di quella principale) hanno lo scopo di individuare una stella vicina al soggetto da riprendere e rilevarne i leggeri spostamenti a causa delle imperfezioni della compensazione del moto delle stelle nel cielo. Una volta rilevati tali scostamenti, le relative informazioni vengono inviate alla montatura che li corregge in tempo reale garantendo così la puntiformità delle immagini.
Il costo minimo di tale attrezzatura non è generalmente inferiore ai 500-700 euro.
La nebulosa “testa di cavallo” è sempre meravigliosa!
Foto fantastiche, complimenti :)
Come non approvare il commento precedente: la trovo anche io fantastica.
Vorrei ridire sul fatto che la montatura equatoriale sia qualcosa da primi passi…Costa un bel po’.
Sinceramente ho qualche dubbio sul valore della sensibilità ISO. In fotografia tradizionale, il valore iso è riferito alla qualità della pellicola ma nel caso di una fotocamera digitale di fatto è solo un algoritmo che rischia fortemente di incrementare il rumore di fondo dell’immagine. Si alza l’iso per fotografare dei puntini e finisce per vedere roba che non esiste.
Non è forse meglio lasciare l’iso a 50 e portare anche ad un minuto il tempo di apertura ?
Roberto può sicuramente rispondere meglio di me, ma credo che il senso di aumentare i valori ISO e di conseguenza limitare il tempo di esposizione serva ad evitare di raccogliere troppa luce di fondo. A seconda dell’inquinamento luminoso presente, aumentare troppo il tempo di posa porterebbe ad avere un cielo tutto rosa…
Con le attuali reflex il rumore a 1.600 o 3.200 iso non è poi cosi’ alto. In post produzione poi col denoise si possono “pulire” gli artefatti in maniera molto piu’ ottimizzata dell’algoritmo in camera. Comunque anche io sono fortemente dubbioso su questo aspetto. Se non si scatta a mano libero che senso ha impostare la sensibilità a 3.200 iso? Meglio aumentare i tempi no e chiudere eventualmente un po’ il diaframma no?
“serva ad evitare di raccogliere troppa luce di fondo”
Vero ma chi vuole fotografare le stelle sa benissimo che deve saltare in macchina e andare molto lontano dalle città
“Con le attuali reflex il rumore a 1.600 o 3.200 iso non è poi cosi’ alto.”
Però le istruzioni non riguardavano le reflex ma le compattine: con quelle già 400 iso fanno apparire gli ufo in foto
[D]: penso che per le compatte sia un campo decisamente off-limits… ci vuole una reflex assolutamente :-)
Per quanto riguarda il rumore di fondo, ci sono alcuni valori di ISO che sono “nativi” del sensore (quindi riguardano l’elettronica) e valori di ISO interpolati. Facendo le prove, si può vedere che i valori di ISO nativi e i loro multipli offrono il minimo possibile di rumore.
Se, ad esempio, un sensore ha un valore di ISO 160, allora impostando un valore di 640 (160 x 4) si ha molto meno rumore (ma veramente MOLTO meno) che impostando un valore di ISO a 400 (che verrebbe calcolato via software aggiungendo artefatti).
Si possono vedere delle comparative sui vari siti specializzati in fotografia digitale, per capire quali siano i valori di ISO migliori di ogni fotocamera, in cui solitamente si fotografa una stanza al buio senza flash.
Allora vorrei rispondere con ordine a tutti:
@GermanTK: L’articolo in questione è una sintesi,per motivi di spazio, dei principali metodi astrofotografici. Ovviamente il setup del terzo caso è ancora meno economico,ma è stato menzionato per completezza.
Per quanto riguarda la montatura equatoriale,va tenuto conto che se una compatta di buona qualità si aggira sui 200-300 euro e una reflex digitale sui 450-1200,allora la spesa di circa 200-250 euro per una mont.equatoriale nuova (o circa 150 per una usata) può dirsi compatibile con il costo della camera.
@[D]:I valori elevati di ISO dei sensori sono necessari per aumentare la capacità di raccolta del sensore. Inoltre bisogna distinguere tra i tre casi sopra citati. Nel primo (riguarda reflex digitali e compatte digitali)con l’uso del solo cavalletto, gli alti valori sono imposti dall’esigenza di evitare il mosso,che si introduce dopo circa 30-45 secondi:esposizioni di diversi minuti darebbero luogo alle cosiddette strisciate stellari.Inoltre il rumore termico ed elettronico della camera è funzione del tempo di esposizione,per pose cosi brevi è trascurabile,per quelle più lunghe (2 caso e 3 caso) esistono opportune tecniche per la sua riduzione o eliminazione.
Per il secondo caso invece si fa riferimento a sole reflex,nel terzo a reflex e CCD,qui,avendo la possibilità di prolungare le pose si utilizzano sensibilità più basse.
I cieli bui sono importanti ma non fondamentali,molti astroimager ottengono buoni risulatti fotografando da periferie cittadine (ovvio che i cieli di alta montagna sono a tutti preferibili).
@nome: Spero che quanto detto sopra chiarisca la questione. Ad ogni modo in astrofotografia a mono libera non si fotografa mai,per evidenti problemi di mosso legati ai tempi di esposizione.
Se si diminuisce la sensibilità e si chiude il diaframma la capacità di raccolta del segnale diminuisce esponenzialmente,cosa sconsigliabile se non si ha la possibilità di compensare la rotazione terrestre.
Per fare un esempio se si fotografa un oggetto che per risaltare in maniera appena apprezzabile ha bisogno di 5 minuti di esposizione a f/4 a 800 ISO, con lo stesso obiettivo a 200 ISO e f/8 avrà bisogno di circa 70-80 minuti:nel primo caso la puntiformità è garantita e il rumore ben gestibile,nel secondo caso poche montature in commercio sono in grado di garantire la stabilità necessaria e cosa più importante il rumore della camera dominerà sul segnale del soggetto rendendo inutile la posa.
@Antonio: Ovviamente le reflex sono indispensabili per fotografie del profondo cielo,ma l’articolo è rivolto a tutti,anche a chi non ha mai provato a fare astrofotografia,ma vorrebbe immortalare la luna o qualche stella.
Quindi piccoli risultati sono ottenibili anche con le compatte. Ad esempio la foto della luna sul crinale innevato, nell’articolo, è stata fatta con una semplice compatta.
“si può vedere che i valori di ISO nativi e i loro multipli offrono il minimo possibile di rumore.”
Hanno un nome questi valori di iso nativi ?
Dove si possono rintracciare ?
@Roberto: si, mi riferivo alle foto del cielo profondo, come nebulose e galassie. PS: le due foto che hai postato sono spettacolari! Che strumenti hai usato?
@[D]: linko un paio di siti che ne parlano, penso che siano di interesse anche ai fini dell’articolo, per aiutare chi volesse cimentarsi in questo tipo di fotografia :-)
http://www.clickblog.it/post/10904/liso-piu-basso-non-e-sempre-sinonimo-di-immagini-migliori
http://www.clickblog.it/post/10913/usate-multipli-di-iso-160-per-i-video-con-reflex-canon
nel secondo link si vede come al livello ISO 640, il sensore della Canon abbia un livello di rumore inferiore che a ISO 100.
Correggo quanto detto prima: i valori di ISO con minor rumore non sono “tutti” i multipli del valore base, ma solo i multipli di un fattore potenza di 2.
Nel caso specifico di Canon, quindi:
160 = 160 x 1
320 = 160 x 2
640 = 160 x 4
1280 = 160 x 8 (il software lo indica come 1250, ma in realtà è 1280)
Evidentemente i valori di ISO che vanno al raddoppio consentono di avere calcoli più precisi e quindi maggiore rapporto segnale/rumore.
E’ una cosa un po’ complicata, penso che gli articoli sui sensori digitali (fate una ricerca qui su Appunti Digitali) siano utili per approfondire la questione :-)
Possono essere il multiplo di quello che si vuole ma se manca il valore di partenza, stiamo a parlare di aria fritta.
Nella mia compatta ad esempio, c’è il menu che segna 4 opzioni (iso 50, 100, 200 e 400).
Quale sarà l’iso nativa del sensore ? 50 ? E se invece fosse già un multiplo di qualcosa ?
@[D]: magari se fai qualche esperimento lo scopri, no?
E cosa dovrei scoprire ?
Se fossero tutti multipli ?
Quello che serve è un datasheet del sensore
Ciao a tutti. Per la questione dei sensori è tutto molto più semplice dei vostri calcoli vari. Più la sensibilità è bassa e meno è il rumore. Più la sensibilità è alta e più è il rumore. Quindi scattare a iso 100 darà meno rumore che farlo a 200 e così via. Non si scappa. Spero si possano pubblicare il link. sennò correggetelo ma al sito: http://www.dxomark.com sono pubblicati tutti i benchmark dei vari sensori con tanto di grafico delle variazioni segnale/rumore per ogni iso selezionabile della macchina. Comunque gli ultimi modelli di reflex scattano senza problemi anche a 3200 iso. Parlo per esperienza e non per sentito dire ;)
@eco07: cito dal mio commento precedente:
“nel secondo link si vede come al livello ISO 640, il sensore della Canon abbia un livello di rumore inferiore che a ISO 100.”
come lo spieghi questo?
@Antonio Barba : cito l’articolo:
“Da prove che potete fare da soli, trovare online, o guardare dopo il salto è chiaro come ISO 640 abbiamo meno rumore persino di ISO 100 quando si tratta di registrare video. ”
Li parla di rumore e registrazione video, non di foto.
Non confondiamo le idee a chi le ha già poco chiare.
La mia macchina ad esempio ha: 100, 200, 400, 800, 1600, 3200, 6400, 12800 quindi niente valori strani..
Allora cerchiamo di capire qual’è, nel caso di una compatta, il giusto rapporto tra iso e tempo di apertura
@[D]: dipende da che situazione dobbiamo fotografare. Se dobbiamo fotografare il cielo notturno dovremo impostare un tempo di 30 secondi e il valore iso più alto che la macchina consente senza eccedere nel rumore. Il valore iso massimo varia per ogni modello e solo facendo delle prove si trova il suo limite.
Io quando scatto con la reflex imposto gli iso a 1600 o 3200 a seconda della necessita e aggiusto il tempo fino che non raggiungo il risultato desiderato. Una compatta non so quale valore di diaframma abbia ma con le reflex il minimo è avere un f2.8 per poter fare le panoramiche al cielo notturno..
Forse si potrebbe concludere così: una reflex gode di lenti ed algoritmi migliori, quindi può spaziare nella sensibilità iso e nell’apertura focale riducendo anche il tempo di apertura, mentre la compatta, realizzata risparmiando su obiettivo e programma (un classico: salva solo in jpeg neppure progressivo), si vede costretta a “strizzare l’occhio” ma a tenerlo aperto più a lungo.
In fin dei conti la fotografia è la capacità di catturare la maggior quantità luce nel minor tempo necessario.
Dopo i 30″ qual’è ancora il tempo utile per non avere una scia troppo evidente ?
Il tempo per evitare le scie dipende anche dalla velocità angolare. Spero si scriva così sennò correggetemi. In parole povere fotografando il cielo in prossimità della stella polare le stelle avranno un movimento più lento che non fotografando il cielo esattamente sopra la nostra testa. Io per la mia esperienza posso dire che se imposto 30 secondi e punto abbastanza verticale una leggera scia si nota visualizzando l’immagina al 100%. Se ridimensionata però non si nota. La cosa migliore è comunque sempre fare delle prove. Tanto con il digitale possiamo sempre vedere la foto appena scattata e correggere il tiro a quella successiva.
In alcune canon, i valori intermedi di iso vanno abilitati dalle impostazioni avanzate.
Che video sia diverso da foto, è vero, però il sensore è lo stesso!