LE REFLEX DSLR PER I PIANETI

Gennaio 2014

INTRODUZIONE

Le camere planetarie con sensore in bianco e nero sono molto performanti e offrono risoluzione e sensibilità maggiori rispetto alle analoghe versioni a colori.

Però, se escludiamo il mero dato di risoluzione ottenuto, riprendere pianeti come Giove, Marte, e Saturno in bianco e nero è sicuramente meno coinvolgente che farlo ottenendo i colori cui siamo abituati.

Si possono ovviamente usare le superiori camere monocromatiche accoppiate a filtri con bande selezionate e comporre poi una immagine a colori in tricromia o quadricromia, ma il processo è decisamente più laborioso, complicato, e richiede una continua corsa con l’orologio per evitare i problemi di rotazione dei pianeti.

Tutt’altra cosa è riprendere direttamente a colori ma, si sa, la matrice di Bayer (vedremo cosa accadrà a tra qualche mese con le nuove tecnologie annunciate) impone qualche limitazione (almeno se vogliamo “spiccare” per risultati sulla massa di astrofotografi che oggi si cimenta con questi gingilli).

Se però amiamo la comodità e accettiamo qualche limite in più possiamo anche trovare qualche alternativa all’acquisto di una nuova camera planetaria.

VOGLIA DI PROVARE

La voglia di riprendere a colori è nata in me dopo aver acquisito buone basi con il monocromatico e ottenuto risultati discreti in relazione sia al luogo di ripresa che al diametro dello strumento utilizzato (15 cm.)

Stavo scegliendo una camera planetaria con matrice di Bayer e sensore CMOS (ad esempio la ASI 120MC o la nuova 034) da affiancare alla ASI 120MM monocromatica quando mi sono ricordato dell’esperienza fatta con il metodo afocale.

Dispongo, oltre alle ovvie piccole fotocamere digitali compatte tascabili, anche di una reflex Canon digitale (una non nuovissima EOS 1000D) e, per caso, un amico mi ha inviato un paio di immagini realizzate proprio con una reflex uguale alla mia accoppiata a un piccolo telescopio. La cosa mi ha stupito (benché sapevo che fosse possibile operare in questo modo) e mi sono imposto di non spendere un cent e di provare ad usare ciò che già avevo...

IMPOSTAZIONI E SOFTWARE

Mi sono chiesto come fosse possibile ottenere filmati dalla reflex momento che la EOS 1000D non ha una funzione di registrazione video (come invece possono fare reflex più evolute o recenti). L’amico sopracitato aveva però parlato di un certo “LIVE VIEW” e, memore delle sue parole,  ho eseguito una ricerca estesa sul web per comprendere cosa fosse e come funzionasse questa opzione che, di fatto, serve a utilizzare il display informativo sul dorso della fotocamera come schermo di visione.

Una volta che si riesce ad attivare la funzione si può facilmente comprendere che serve solamente un programma in grado di leggere queste immagini (che avvengono in tempo reale e con velocità di FPS variabili a seconda delle condizioni di illuminazione del soggetto) anche sul PC.

Sono e resto un “uomo OS”, quindi vedo i sistemi windows e derivati con il fumo negli occhi ma, almeno per quanto riguarda l’astronomia amatoriale, ho dovuto mantenere un piccolo portatile con windows 7 da dedicare alle applicazioni fotografiche con i telescopi. In ambiente OS non girano molti programmi dedicati al nostro ristretto mondo e la maggior parte di devices progettate e costruite per astronomia utilizzano driver e software di gestione strutturati per piattaforme windows.

Ovviamente, tra questi ne esiste uno che si chiama EOS MOVIE RECORD (un programma proprietario di Canon realizzato proprio per il controllo remoto delle fotocamere reflex DSLR) che sembrava fare al caso mio.

Il programma è gratuito (ma vedremo che ne esiste anche uno, non di proprietà Canon, a pagamento che sembra distinguersi per caratteristiche fantastiche) e si installa in pochi secondi permettendo un “live view” direttamente sullo schermo del PC portatile.

Il software, pur non specifico come FIRE CAPTURE o prodotti similari, mette in evidenzia alcune caratteristiche basilari per la ripresa planetaria e può essere usato con ottimi risultati.

A parte comandare la motorizzazione della messa a fuoco della reflex e scegliere il diaframma di apertura (cosa inutile dal momento che l’obiettivo viene tolto a favore del telescopio di acquisizione) Eos Movie Record permette di selezionare la sensibilità ISO a cui far lavorare il sensore e scegliere il frame rate di riferimento per la ripresa del filmato.

Questo è soltanto il limite a cui tendere poiché una funzione automatica di lettura aggiusta, bypassando in parte le impostazioni dell’utente, il rapporto migliore tra velocità di ripresa e intensità del segnale ricevuto.

Comunque sia, il bello è che è possibile RIPRENDERE, con la funzione WRITE, filmati in estensione “video.Avi” che sono simili a quelli ottenibili con una camerina planetaria dedicata.

Autostakkert 2 non li legge (manca un CODEC che non ho ancora cercato) ma Registax 6.0 sì ed è quindi possibile procedere con le funzioni di stacking ed elaborazione con i wavelet tipici delle riprese a cui siamo abituati.

I risultati possono essere scadenti o stupefacenti: dipende dallo strumento, dal seeing, e dalla bravura dell’autore, come sempre...

Quello che è certo è che, almeno in teoria, una reflex come quella indicata nel presente articolo può rivaleggiare con le migliori (o quasi) camere planetarie a colori dedicate, potendo inoltre essere usata con profitto anche per fotografie naturalistiche di un certo livello.

Serve, ovviamente, un sistema di raccordo (anello T2 con riduttore a 1,25 o 2 pollici - dipendentemente dal tipo di focheggiatore di cui è dotato il telescopio) e di un cavo di trasmissione dati tra la reflex e il PC.

A pagamento (tra i 30 e i 50 dollari a seconda della versione) è possibile acuisire BackYard Eos, un programma molto potente, sviluppato proprio per esaltare le performances delle camere Canon EOS e trattare in modo professionale filmati e riprese.

La versione 3.0 è l’ultima disponibile (gennaio 2014). Esiste anche una versione di prova per 30 giorni scaricabile direttamente dal sito.

http://www.backyardeos.com/default.aspx

ASPETTI NEGATIVI

A tutta questa simpatica eccitazione va contrapposto il solo, vero, aspetto negativo nell’utilizzo delle reflex digitali per ripresa in alta risoluzione: il peso.

Una Canon EOS 1000D (che è una delle più leggere) pesa circa 500 grammi senza obiettivo, cinque volte tanto una ASI 120MM, oltre al peso dei raccordi. Questo, de facto, ne limita molto l’utilizzo con strumenti “entry level” richiedendo meccaniche di buon livello e focheggiatori robusti. Avrei voluto scrivere che “preclude” l’uso di strumenti economici ma ho trovato, sul web, immagini di buon livello scattate da volenterosi pionieri con strumenti imbarazzanti e questo mi suggerisce di essere quantomeno possibilista.

Se però disponete di una buona meccanica, un focheggiatore robusto e possibilmente motorizzato, potete essere certi di avere tra le mani un set-up che, ben impiegato, rappresenta una valida alternativa alle camere in voga con limiti che, pur presenti, difficilmente saranno di ostacolo alla maggior parte degli imager “en passant” di oggi (della cui nutrita schiera io faccio parte).

CONSIDERAZIONI TECNICHE ED ECONOMICHE

La EOS 1000D è una camera che, almeno sulla carta, ha caratteristiche adeguate a concorrere (a livello di prestazioni) con le attuali piccole telecamere a colori con sensore CMOS tanto diffuse (si vedano le ASI MC e prodotti similari).

I pixel di cui dispone hanno infatti dimensione di 0,0057 mm. che sono equiparabili a quelle delle camere planetarie oggi in commercio (la ASI ha pixel da 3,75 micron ma altre concorrenti si attestano intorno ai 5 micron circa).

Inoltre ha la possibilità di lavorare a frame rate reali prossimi ai 20 FPS che rappresentano un buon valore di compromesso tra segnale acquisito e velocità di scatto.

E’ robusta (molto più di una camerina CMOS) e, cosa assolutamente da non trascurare, ha il sensore protetto e con una tendenza a “sporcarsi” molto meno accentuata rispetto alle camere planetarie dedicate.

A questo possiamo aggiungere un sensore enorme che offre vantaggi e svantaggi al tempo stesso. Da un lato (con il sensore da 10 Mpixel e misure di 22,2x14,8 mm.) la possibilità di riprendere soggetti estesi (mi riferisco esclusivamente alla Luna e al Sole e ad alcune combinazioni sui satelliti principali di Giove), dall’altro il fardello di file più pesanti se usati senza qualche funzione di ROI applicata.

Oggi non è più in commercio, sostituita dalle nuove EOS 1100D e 100D (rispettivamente da 12Mpixel e 18Mpixel) che vengono vendute a 340 e 500 euro complete di obiettivo zoom.

Se pensiamo che una ASI 120MC costa 300 euro possiamo facilmente renderci conto di quale ingiustificata speculazione riguardi le piccole camere hi-res planetarie che il mercato propone.

Provate, per esercizio mentale, a immaginare quanto possa costare produrre una ASI 120 o una camera similare...

IMMAGINI DAL MONDO

Riporto qui alcune immagini (non mie) ottenute da un eccezionale imager utilizzando telescopi assolutamente “proletari” accoppiati a fotocamere Canon della serie EOS. I risultati sono strabilianti in assoluto e diventano davvero incredibili se valutati in relazione ai dati tecnici allegati. Non so se qualcuno di noi sarà in grado di eguagliare queste riprese ma, di certo, saranno di stimolo per molti e vanno fatte conoscere.

Image of Jupiter, Io (left) and Ganymede (right) taken at 13-14 october 2011, ~23:30 (UTC+2). 
Location: Rehovot city, Israel. Seeing is good. Jupiter's altitude 65 degrees. Telescope: Orion Skyview pro 200mm F/5 Newtonian. Camera: Canon EOS 500d DSLR, with televue 2.5x powermate, in prime focus. Camera settings: ISO800, exposures 1/100. Videos aquired by EOS movie rec software. Processing: Matlab, Registax and Photoshop. Stack of ~1000 out of 2500 frames.

Michael Vlasov

Saturn, taken in Rehovot city, Israel. 02/04/2012 , ~23:00 (UTC+3). Seeing 6/10. Telescope: Skywatcher BKP250 250mm newtonian on NEQ6 mount. Camera: Canon EOS 500D DSLR, in prime focus, with Televue 5X powermate (working at 6.5X).
Stack of 1200/1700 frames, from 4 minute movie recorded by EOS movie rec. ISO 3200.
Michael Vlasov

Mars, during 2012 opposition. Planet size: 12 arcseconds. Taken in Rehovot city, Israel. 02/04/2012 , ~21:00 (UTC+3). Seeing 6/10. Telescope: Skywatcher BKP250 250mm newtonian on NEQ6 mount. Camera: Canon EOS 500D DSLR, in prime focus, with Televue 5X powermate (working at 6.5X).
Stack of 3500/6000 frames, from 5 minute movie recorded by EOS movie rec. ISO 1600.

Michael Vlasov

Crater Plato on the Moon, taken at 02/04/2012.
In the middle: crater Plato, little mountain at bottom-right: Mons Pico.
Location: Rehovot city, Israel. Seeing 6/10. Skywatcher BKP250 250mm newtonian on NEQ6 mount. Camera: Canon EOS 500D DSLR, in prime focus, with Televue 5X powermate (working at 6.5X). ~4min movie clip recorded by EOS movie rec software. Processing: Matlab, Registax and Photoshop.
Michael Vlasov

Huge sunspot group 1476. Taken at 12/05/2012, 11:00 (UTC+3), in Rehovot city, Israel.  Sunspot groups visible on the image: 1477 (bottom), 1478 (bottom), 1479 (left), 1476 (middle). The largest sunspot group 1476 was easily visible with a naked eye, with eclipse sunglasses.
Telescope: Stellarvue ED80 refractor, white light solar filter (baader film). Camera: Canon EOS 500D DSLR in prime focus, with Televue 2.5X / 5X powermates (f/12.5 - f/35).
Michael Vlasov

Nel 2013 (definito HOT PRODUCT da SkY & Telescope: il che non significa a tutti i costi che sia un prodotto da non perdere, sia chiaro) Jerry Lodriguss, astrografo ben conosciuto, ha scritto un piccolo manuale (venduto alla notevole cifra di 40 dollari... mah!) sulla fotografia planetaria con camere DSLR. Non credo valga la pena di acquistare un simile libro (più che altro per via del suo costo) ma ritengo comunque indicativo che comincino ad essere presentati lavori divulgativi su questo metodo di acquisizione. 

It explains how to take beautiful high-resolution astrophotos of the Sun, Moon and planets with your Canon DSLR camera by recording Live View and using "Lucky Imaging". Lucky Imaging is a technique where hundreds or thousands of frames are recorded in a video. The video is then analyzed by special software and only those frames that were "lucky" to have been shot in moments of good seeing are selected and used to produce an image with sharp high-resolution details. Make a commitment to improving your astrophotography. You've invested a lot of hard work to earn the money to buy your DSLR, so don't waste its potential. Learn how to do planetary photography with it now. All you need is a Canon DSLR with Live View.

PRIME PROVE

gennaio 2014

Sulla scorta di quanto scritto mi sono dedicato alle prime prove con la Canon EOS 1000D accoppiata, per l’occorrenza, a un rifrattore acromatco da 15 cm. e focale 1800 mm. (quindi con rapporto di F12) accoppiato ad una vecchia barlow Celestron ULTIMA 2x (per una focale equivalente di 3600 mm.). Ovviamente il suddetto rifrattore non è lo strumento ideale per una ripresa a colori, soffrendo di aberrazione cromatica che, per quanto contenuta, è comunque presente in visuale e ben invasiva in fase di ripresa con i sensori CMOS. Inoltre, va detto, il seeing della serata in cui ho effettuato le prime prove era decisamente poco invogliante attestandosi su un modesto (stimato) 4/10 sulla scala di Pickering.

 

Dalla breve esperienza (durata una sera e una decina di video ripresi) ho potuto constatare alcune limitazioni della reflex, o almeno della mia che è una macchina non dell'ultima generazione e (mi sembra) anche fuori produzione e sostituita con nuove più performanti.

 

La prima cosa che ho notato è la difficoltà di avere un frame rate veloce e accettabilmente costante.

Il programma di "default" della Canon indica il frame rate a cui "dovrebbe" lavorare la macchina ma questo valore è palesemente errato.

Durante i video ripresi il display indicava valori di FPS variabili dai 2 ai 10 circa mentre, nella realtà, il sensore stava riprendendo a una media di circa 16/18 FPS.

Non so spiegarvi come mai l'indicazione del software non corrisponda in modo così macroscopico alla verità ma, avendo ripreso per 200 secondi poco più di 3600/3700 "immagini" ritengo corretta la mia valutazione di velocità di ripresa.

Questo valore 16/18 FPS non è malvagio ma è obiettivamente lontano da quanto fanno le camere planetarie dedicate.

 

La seconda cosa è (almeno nel mio caso) l'impossibilità (o quantomeno non ho trovato ancora il modo di farlo) di selezionare un'area del sensore da usare (ROI) per aumentare il frame rate reale.

Anche questa è una limitazione rispetto alle camere C-MOS dedicate.

 

Terzo aspetto è la possibilità di "bilanciare" la temperatura dell'immagine (intesa come dominante). Questa possibilità non è affatto male anche se si può incorrere nell'errore di "voler correggere troppo"...

 

Quarto aspetto da valutare è la possibilità di variare, via software, l'ingrandimento a cui si lavora (nel caso del programma Canon che stavo usando le possibilità sono solo 2 (100% oppure 500%). 

In pratica, però, si usa solo lo zoom 5x perché in selezione normale sul sensore ci starebbe non solo Giove con i suoi satelliti ma anche un paio di costellazioni...

 

Quinto: Il sensore mi sembra più rumoroso di quello delle ASI et similia ma va detto che ho lavorato a 800 ISO e penso che riducendo la sensibilità si possa ottenere una immagine più pulita (forse). Va anche detto che l'accoppiata camera a colori con rifrattore acromatico offre il fianco a una marea di problemi per le cromatiche dominanti.

Sesto: mi ha dato l'impressione, questa "minima esperienza" che il sensore a colori lavori decisamente meno bene di quello monocromatico.

Per confermarlo però dovremo fare tante altre prove (anche e soprattutto in condizioni di seeing migliore) e quindi questa mia resta una semplice impressione "così".

 

Settimo: Il peso della Reflex (che non supera per il solo corpo i 450 grammi) non ha alcuna incidenza negativa sul sistema di focheggiatore usato (che è un AP da 2,7 pollici motorizzato) ma sicuramente offre maggiori problemi con focheggiatori meno performanti

 

Ottavo: un rifrattore acromatico non va bene "più di tanto" per fare grandi foto ai pianeti (almeno con la mia scarsa capacità elaborativa)

 

Nono: i filmati che "scarica" il programma della EOS non riesco a farli leggere ad Autostakkert2 (devo capire perché) con il risultato che ho dovuto lavorare con Registax 6.0 anche in fase di allineamento e stakking e (almeno per me) ci sono dei limiti nelle performances di Registax 6.0.

Penso che se avessi lavorato con autostakkert avrei ottenuto una immagine ANTE WAVELET forse migliore

 

Decimo: forse vanno ripresi più frame (ma mi sembra che 200 secondi siano un tempo di acquisizione già quasi "limite" anche se sappiamo che ci si potrebbe spingere (con 3,6 metri di focale) oltre del 50% senza grossi problemi di "rotazione" del pianeta.

Quindi la prossima sera senza nuvole proverò ad allungare la durata del filmato.

 

Undici: credo che serva un programma più specifico di quello "standard di Canon" per avere a disposizione parametri di ripresa più versatili.

 

In aggiunta c’è anche un altro aspetto che ho solo parzialmente citato ma che mi ha creato non pochi problemi.

Se è vero che la EOS riprendeva con una media di 16/18 FPS al massimo, è altrettanto vero che il "refresh" dell'immagine sul video era molto più lenta (davvero vicina ai 2-8 FPS che citava il display).

Questo crea un po' di problemi di messa a fuoco, soprattutto se il seeing non è eccezionale perché l'immagine appare sempre un poco "flou".

Ritengo quindi, anche guardando l'immagine risultante dallo stacking, che ci sia un lieve fuori fuoco e anche qualche problema di allineamento e inseguimento (che si nota più sul satellite che non sul pianeta) ma che c'è ovunque (ovviamente) e abbassa ulteriormente la nitidezza dell'immagine.

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