Este documento no es más que un documento resumen que pretende explicar de forma sencilla las aplicaciones prácticas del documento creado por Antonio Fernández, un excelente astrofotógrafo, en su web: Relación SNR en astrofotografía.

Imagen V.Peris y J.L. Lamadrid (Pixinsight.com)

He intentado condensarlo lo más posible para que su lectura se haga lo más liviana posible para usuarios que quieren ir a lo práctico. El objetivo es intentar reducir al máximo el ruido de nuestras imágenes astronómicas utilizando técnicas y entendiendo el porqué de las mismas.

Como explica Antonio, la astrofotografía no viene a ser más que un reto contínuo ya que intenta siempre captar señales luminosas muy débiles, normalmente en entornos desfavorables y tras un mar de contaminación lumínica. Si a ello le sumamos las imprecisiones de nuestros equipos, tenemos un duro rival que superar. No hablaré en este documento de la técnica de la astrofotografía en sí (enfoque, seguimiento, etc) sino exclusivamente de la reducción de ruido.

Vayamos directamente a los puntos importantes para: Aumentar al máximo la relación señal-ruido, mediante una serie de reglas y normas que debemos acostumbrarnos a cumplir.

Cómo mantener a raya el ruido en astrofotografía

• Para ello evitaremos utilizar sensibilidades que superen 800 ISO (hablando de reflex digitales) y mantendremos refrigeradas las CCD que tengan esta posibilidad.
• Dejaremos descansar un momento el sensor entre toma y toma, para dejar que se pueda enfriar.

• Opcionalmente podemos desplazar levemente (lo mínimo posible es suficiente) el telescopio para evitar que la siguiente toma caiga exactamente en los mismos píxeles.
• Debemos maximizar la calidad del seguimiento, que debe ser lo más preciso posible. Ayuda mucho colocar la montura correctamente en estación.
• Conocer tu montura al máximo, ayuda a mejorar el seguimiento y conocer los tiempos máximos de exposición que puedes utilizar.
• Conocer tu cámara al máximo, hay un momento en que el sensor dice basta y no conviene acumular más exposición, sino hacer más tomas para después combinarlas.
• Enfoque y guiado óptimos, son fundamentales para evitar la dispersión de la señal, si la imagen no está enfocada, todo esfuerzo posterior será inútil así que enfocar, enfocar, enfocar y cuando creas que tienes enfocado volver a enfocar hasta que hayas enfocado
• Reducir el ruido fotónico del fondo del cielo. Tenemos que evitar que los pocillos del sensor se llenen de electrones “basura”. Para ello tendremos que ir a cielos lo más oscuros posibles y a ser posible cuando no haya Luna. Otra opción es utilizar filtros de banda estrella (Halfa, OIII, etc). También se deben evitar las luces parásitas (linternas, móviles, mecheros…) cerca de la boca del telescopio o la cámara.
• Capturar darks. Los darks son tomas con la tapa del objetivo puesta. Esto se hace para registrar en el sensor el ruido de captura de datos. Los darks deben de ser del mismo tiempo de exposición que las tomas de luz, con el mismo ISO y a la misma temperatura. Estas tomas deben combinarse después mediante el algoritmo Sigma-Average (disponible en programas como DeepSkyStacker) y restarse de las tomas de luz.
• Capturar BIAS. Los bias también son exposiciones oscuras pero muy cortas, hechas con el mínimo tiempo de exposición posible. Los bias almacenan el ruido de lectura del sensor.
• Capturar flats. Los flats son tomas de luz hechas con una fuente de luz uniforme, por ejemplo una pantalla en blanco de un ordenador. Los flats sirven para calibrar las tomas d eluz y reducir el efecto de una iluminación no uniforme (gradientes). También nos permiten disimular los defectos de la óptica. Para los que vengais de fotografía convencional, podeis usar un “softbox”.

Espero que siguiendo estos consejos, podais aumentar la calidad de vuestras imágenes.

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Puede que por una vez, batir un record Guiness valga para algo. A pesar del espectacular avance de navegadores como Firefox, Opera o Safari en los últimos años, Internet Explorer sigue teniendo el dominio del mercado. ¿Cómo es posible que esta castaña de programa supere en usuarios a los demás navegadores que son claramente superiores?

Pues dentro de unos días se celebrará el Download Day de Firefox 3, en el que se pretende superar el record Guiness de descargas de un programa de software en un sólo día. Para ello, en Spread Firefox, piden tu colaboración apuntándonte para que te avisen el día que se realiza la descarga.

Tan simple como eso y esperar a que llegue el día para descargar el programa.

Merece la pena. Como comentan, no te piden que te trages una espada, comas cristales o te claves alfileres en la cara

El objetivo es darle algo más de publicidad a un programa, que siendo gratuito, necesita un empujoncito para desbancar a programas anacrónicos e inseguros como Internet Explorer.

Realmente, ahora que principalmente uso el Mac, utilizo mayormente Safari, principalmente por comodidad en el flujo de trabajo y porque Safari en su sistema nativo va como un tiro. Sin embargo, sigo utilizando Firefox para algunas cosas puntuales y por supuesto en el trabajo.

Ya pueden contar con mi descarga. A ver si llega el día.

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Voy a iniciar una serie de posts en los que voy a hablar de fotógrafos que publican sus trabajos en flickr y que creo que son realmente buenos. O que al menos a mí me gustan bastante.

Llevo siguiendo durante un tiempo a un fotógrafo llamado Mark Velasquez, y que se dedica casi exclusivamente al retrato fotográfico. Ultimamente ha tenido algunos “problemillas”, con su cuenta flickr porque algunas de sus fotos son algo subidas de tono, pero en mi opinión son siempre fotos artísticas y bastante originales y atrayentes. Tuvo que abrir una nueva cuenta y publicar sus nuevos trabajos aquí, porque los demás aparecían censurados con la típica imagen negra cubierta de “nieve”. En fin, no creo que se le debiera censurar, cuando realiza trabajos que no hieren a nadie, ni hace fotografías que puedan herir la sensibilidad de ninguna persona.

Me gusta especialmente la nitidez de sus retratos, la iluminación que utiliza, en definitiva, fotografías originales en uno de los tipos de fotografía que a mí me resultan más complicados de dominar: el retrato. Sus fotografías, muestran una capacidad de transmitir una mirada de humor, de drama, situaciones trágicas, inusuales, que evocan sentimientos. Uno no puede evitar cuando mira sus fotografías, el mostrar una sonrisa o sentirse conmovido por lo que muestra.

Realmente uno de mis fotógrafos favoritos de Flickr.

Enlace: Mark Velasquez

Interesante y de un corte similar, encontramos entre sus contactos a Sandra Lundquist, cuyas fotografías también me gustan mucho y me parecen bastante trabajadas.

Relacionada: Sandra Lundquist

¡Enhorabuena a los dos!

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Después de ver una pequeña introducción a la astrofotografía, voy a hablar del seguimiento. Como dije en el otro artículo, mi interés se centra principalmente en la astrofotografía a foco primario, aunque todos los coneceptos que aquí se explican son aplicables al resto de técnicas. Esto es cierto en casi los casos, aunque nos encontraremos excepciones en cometas, planetas, la Luna y el Sol.

Para poder realizar fotografía de larga exposición (recordemos que la luz que nos llega de los objetos celestes suele ser bastante débil), necesitamos algún artilugio que contrarreste el movimiento de rotación de la Tierra y que el objeto fotografiado se situe siempre en el mismo punto.

De esta manera conseguimos que la luz que nos llega del objeto en cuestión siempre incida sobre los mismos píxeles del sensor, y por lo tanto, tener una imagen correcta de lo que estemos fotografiando.

Se hace imperativo pues, el uso de una montura ecuatorial en la que montar el telescopio, y no sólo eso, sino que además la montura esté motorizada.

Existen en el mercado, modelos de monturas que cumplen de sobra los requisitos mínimos para poder empezar con esto. Naturalmente, cuando estamos hablando de trabajos que precisan en muchas ocasiones de una precisión casi quirúrgica, nos damos cuenta de que la precisión mecánica del aparato es importantísima, casi tanto o más que la calidad de nuestro tubo óptico o cámara.

La idea de que un instrumento dotado de movimiento horario pueda contrarrestar exactamente el movimiento diurno de la Tierra es bastante optimista. Para controlar y corregir las imprecisiones (mecánicas) existen sustancialmente dos métodos: en uno de ellos se utiliza un pequeño telescopio montado en paralelo al instrumento principal y en el otro se emplea parte de la imagen formada por el telescopio principal. En ambos casos el observador debe situar la imagen de una estrella en un punto preciso de referencia (normalmente el centro de un retículo en forma de cruz) y controlar que la imagen de la estrella permanezca inmóvil en el punto inicial. Existe otro método, el autoguiado, que consiste en conectar una cámara sencilla a un ordenador y dejar que un software realice las correcciones necesarias, nosotros vamos a centrarnos en seguimiento manual, ya que el mundo del autoguiado es otra historia y debe ser contada en otra ocasión.

En la imagen superior, un ocular con
retículo iluminado. La mayoría de estos
accesorios incorporan un regulador de
intensidad para evitar que el retículo
deslumbre al observador.

Esta es la imagen que ofrece un ocular con retículo
iluminado. El objetivo del astrofotográfo es que la
estrella permanezca continuamente en el centro
del retículo.

Por lo general, con las distancias focales telescópicas. al cabo de un minuto o dos se observa que la imagen comienza a alejarse del punto de referencia. En cuanto el observador nota una variación, debe hacer coincidir nuevamente la imagen con dicho punto. Puede hacerlo con un variador de frecuencia o un segundo motor que actúa sobre el eje horario, o bien mediante los mandos de movimiento lento de la montura. Habitualmente las monturas preparadas para realizar seguimiento vienen con un mando en el que podemos aumentar o disminuir la velocidad de los motores según sea necesario.

A causa de una puesta en estación imperfecta o de la refracción atmosférica, al cabo de cierto tiempo es preciso corregir también la declinación. Así pues, un instrumento para la fotografía de larga exposición también debe permitir la corrección de esta coordenada. Por lo tanto, y para un resultado óptimo, necesitamos una montura motorizada en los dos ejes.

El aumento óptimo

Para efectuar las correcciones, no siempre es necesario trabajar con muchos aumentos. Los fabricantes de telescopios profesionales aplican a sus sistemas de guía un número de aumentos equivalente al número de centímetros de la distancia focal del instrumento fotográfico. Esto significa que cuando se fotografía con 100 cm de distancia focal, hay que trabajar con 100x en el telescopio guía y así sucesivamente.

Algunos aficionados, en cambio, aplican a sus telescopios aumentos de 300x o 400x, aun cuando utilizan focales modestas para fotografiar. Realmente no es necesario, aunque también ayudará a detectar cualquier mínima imprecisión.

Yo suelo trabajar con 60cm de focal. Mi tubo guía tiene 70cm de distancia focal y lo uso con un ocular de 12,5x y una barlow 2x, lo que quiere decir que hago el seguimiento usando unos 112 aumentos, lo que es suficiente para mi tubo principal.

Pongamos un ejemplo:

Supongamos que queremos fotografiar un objeto celeste con un telescopio que tiene 1200mm de distancia focal. Supongamos además que nuestro tubo guía tiene 600mm de distancia focal. ¿Qué número de aumentos y qué ocular tenemos que utilizar para que todo salga bien?

El telescopio principal tiene 120cm de distancia focal por lo que aplicando la regla que vimos anteriormente, sabemos que debemos aplicar al tubo guía 120 aumentos (120x).

¿Cómo obtenemos 120 aumentos con un tubo guía de 600mm de distancia focal?

El aumento se calcula dividiendo la distancia focal del telescopio por la distancia focal del ocular a utilizar. Es decir, con un tubo de 600mm de distancia focal, un ocular de 20mm nos dará 30x, un ocular de 10mm nos dará 60x y un ocular de 5mm nos dará por tanto 120x.

Ya sabemos qué tipo de ocular tenemos que utilizar, ahora bien. Los oculares reticulados habitualmente son de 12,5 o 10 mm. También los hay de 5, pero como suele ser un ocular bastante caro para el uso que se le da, los aficionados suelen poseer uno.

Pongamos que en nuestro caso disponemos del ocular de 10mm, bastará con acoplarle una lente de Barlow y ya estaremos doblando el poder de aumento de la composición óptica.

Si tenemos el ocular de 12,5mm necesitaremos acoplar una Barlow 3x o conformarnos con guiar con unos aumentos un poco inferiores, la diferencia no será demasiada aunque todo depende de lo exigentes que seamos con la calidad de nuestras fotografías.

La guía fuera de eje

La guía fuera de eje, es un accesorio que se acopla al enfocador del telescopio con el que se va a fotografiar y digamos que “dobla” la imagen que llega al mismo tiempo a la cámara y al observador.

En la imagen una guía fuera de eje de construcción casera por Daniel López

Este sistema tiene la ventaja de que siempre vamos a guiar a la misma distancia focal que el telescopio con el fotografiamos y tiene la desventaja de que en ocasiones es complicado encontrar una estrella guía brillante que se encuentre cerca del objeto a fotografiar.

Otra ventaja de este sistema se encuentra en que reducidos la carga que colocamos sobre la montura y por lo tanto los motores deben tener un movimento más suave.

La principal desventaja de los sistemas de guía fuera de eje son su elevado precio si lo comparamos con el sistema de guía en paralelo, salvo que lo construyamos nosotros mismos.

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La astrofotografía es una rama de la fotografía, en la que se intenta captar fotográficamente las imágenes de los cuerpos celestes mediante cámaras y telescopios o teleobjetivos.

La astrofotografía también se encuadra como una rama dentro de la astronomía. Tiene ciertas ventajas sobre la astronomía visual, entre ellas, la mayor captación de detalles y la posibilidad de guardar un recuerdo fantástico que perdure en el tiempo. Además, a través de la astrofotografía se pueden incluso realizar trabajos científicos como calcular órbitas de cometas, descubrir supernovas extragalácticas, estudiar el Sol, etc.

¿Cómo hacer astrofotografía? Técnicas de astrofotografía
Existen varias técnicas para hacer astrofotografía y cada una de ellas nos servirá mejor para un fin concreto. Básicamente, tenemos la astrofotografía a foco primario, astrofotografía de proyección por ocular (diggiscoping) y astrofotografía en piggyback.

Astrofotografía a foco primario
La astrofotografía a foco primario es la que yo practico con mayor asiduidad y consiste en acoplar una cámara (normalmente réflex o sensor CCD astronómico) directamente al telescopio sin más elementos ópticos intermedios.

De esta manera conseguimos que el telescopio sea la lente principal de nuestra cámara y podemos obtener practicamente todo tipo de fotografías.

Lo más importante en esta técnica es conocer la distancia focal de nuestro telescopio, su apertura y el tamaño del sensor de nuestra cámara (hablo de soportes digitales).

Cuanto mayor sea la distancia focal, mayores aparecerán los objetos celestes en nuestras fotografías. Estas distancias focales largas nos serán ideales para objetos como galaxias, cúmulos y nebulosas planetarias. En cambio, con telescopios de focal corta, conseguiremos impresionantes fotos de grandes campos de estrellas, nebulosas amplias e incluso también encuadres de varias galaxias juntas.

La apertura, es otro dato a tener en cuenta. Cuanto mayor sea la apertura, conseguiremos más resolución en nuestras fotografías, es decir, conseguiremos más y mejores detalles de los objetos que estemos fotografiando.

El tamaño del sensor también es importante, ya que de él depende el campo que abarquemos con el telescopio. Cuanto mayor sea este campo, tanto mejor, a igual distancia focal. Digamos que el sensor, grande, es por norma general mejor que un chip pequeño.

¿Qué puedo conseguir con esta técnica?

Astrofotografía de proyección por ocular (Digiscoping)
La astrofotografía de proyección por ocular, también conocida como digiscoping, que consiste en conectar la cámara a un telescopio, pero esta vez intercalando un ocular. De esta manera conseguimos multiplicar enormemente la capacidad de aumento del telescopio.

Dicho así suena bastante fácil, pero tiene sus inconvenientes. Los principales: la inestabilidad del sistema (cualquier mínima vibración se aprecia claramente en las tomas), y su limitación a objetos bastante brillantes.

Realmente esta técnica se suele limitar a la fotografía planetaria, que no requiere de grandes tiempos de exposición y puede repetirse fácilmente.

Creo que practicamente todos los aficionados que han empezado con la astrofotografía lo han hecho utilizando este método. Uno se encuentra observando la Luna, disfrutando de sus montes, cráteres, circos, cordilleras y de repente siente el impulso de capturar una imagen para guardarla por siempre.

Las primeras fotografías de este tipo se suelen hacer simplemente apoyando la cámara sobre el ocular del telescopio a pulso y disparando. Si uno tiene buen pulso, pues salen cosas bastante decentes. Yo he fotografiado Júpiter y la Luna de esta manera y hay mucha gente que incluso lo hace con Saturno.

Para los que se van introduciendo más en el mundillo de esta técnica, existen adaptadores especiales, que permiten adaptar cámaras compactas al ocular del telescopio para evitar vibraciones.

Otra opción es colocar una webcam y grabar un vídeo no demasiado largo (desde 15 seg hasta 2 minutos por ejemplo) que luego los programas astronómicos de edición se encargan de editar y mejorar, de tal manera que unen los frames del vídeo para multiplicar la resolución de la imagen. Es bastante impresionante lo que se puede llegar a fotografíar con una simple webcam de 30€.

¿Qué puedo conseguir con esta técnica?

Astrofotografía en “Piggyback” o fotografía en paralelo
Cuando uno empieza a hacer fotografía de larga exposición, se da cuenta de que las cosas son más difíciles de lo que parecen. La teoría es simple, pero llevarla a la práctica se puede volver extremadamente complicado en algunas situaciones.

Una de las primeras cosas que hacen los astrofotógrafos para solventar esos problemas es reducir la focal de trabajo. Para ello, suelen utilizar los objetivos fotográficos que vienen con las cámaras reflex, objetivos bastante utilizados son los de 50, 85, 135, 200 y 300 mm

Reducir la focal nos va a facilitar el trabajo en cuanto a que todo es mucho más fácil: seguimiento, estabilidad, puesta en estación…

Las fotografías que podemos obtener son de gran campo, es decir, grandes extensiones de cielo que pueden abarcar desde constelaciones enteras, la Vía Láctea, enormes nebulosas o galaxias o incluso la Luna.

Yo personalmente tengo un Tamron 55-200 que suelo usar bastante ya que me da muy buen resultado en todas las ocasiones en que lo he utilizado. Utilizo mucho las focales de 135 y 200 mm, me gustan los grandes campos y a veces apetece llevarse una porción grande de cielo a casa.

¿Qué puedo conseguir con esta técnica?

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La blogsfera lleva ya unos días haciéndose eco de que Google, ha abierto por fin su Google Code University.

El sitio web tiene disponibles tutoriales y cursos para que estudiantes y formadores puedan aprender más cosas sobre tecnologías computacionales y paradigmas de programación. Los contenidos se distribuyen bajo licencia Creative Commons, lo que hace que cualquier educador pueda utilizarlo y compartirlo en sus clases. Esta filosofía es la que me gusta: “El conocimiento debe ser libre”.

Los cursos contienen información sobre programación AJAX, sistemas distribuidos, seguridad web, lenguajes de programación, ejercicios e incluso algún vídeo.

También han puesto un foro en el que se pueden presentar preguntas, sugerencias, material o compartir cualquier opinión: Foro de Google Code para educadores.

En la web incluyen además una herramienta de búsqueda (CS Curriculum Search) en la que se pueden buscar contenidos adicionales e igualmente libres con los que trabajar.

Enlace: Google Code University

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