Astrofotografía urbana
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Astrofotografía urbana de cielo profundo con cámara réflex digital y CCD: el reto de la

contaminación lumínica
 

Objetivo de la web:

El objetivo de esta web es compartir mis experiencias como aficionado a la astrofotografía realizada desde la ciudad de Barcelona. No pretendo obtener imágenes de valor científico sino captar una fracción de la belleza que nos ofrece el universo. Me gustaría poder transmitir la idea de que, a pesar de la contaminación  lumínica y ambiental, la astrofotografía de cielo profundo es factible desde áreas metropolitanas, animando a personas como yo a disfrutar con esta apasionante afición. He enfocado la mayor parte de los comentarios y explicaciones a partir de astrofotografías realizadas con una cámara réflex digital (DSLR).  Se trata de cámaras que actualmente se han popularizado y son accesibles a muchos aficionados.  Aunque no están diseñadas pensando en las exigentes condiciones que imponen las imágenes astronómicas, consiguen resultados muy interesantes y nos permiten un acercamiento serio a la astrofotografía. También efectuaré algún apunte sobre las cámaras CCD porque considero que, al menos en mi caso, han supuesto la evolución natural tras una larga etapa “exprimiendo” las posibilidades de las réflex digitales. Finalmente,  podréis encontrar un tutorial de procesado básico con Photoshop  en el que he intentado exponer de una manera estructurada un flujo de trabajo sencillo y que espero os pueda ser de utilidad para iniciaros en el mundo de la astrofotografía.

 

Mirando hacia el mar bajo un cielo sin estrellas

                                                                                                                              

Unas reflexiones iniciales:

El silencio, el aire puro, la transparencia de las aguas cristalinas de un río o un estanque, la maravilla de contemplar el brillo de miles de lejanos soles bajo la oscuridad del cielo nocturno …parece que los habitantes del siglo XXI no tenemos derecho a poder gozar de estos placeres que, durante milenios, han acompañado a nuestros antepasados como realidades inmutables. Los avances tecnológicos y sobre todo una preocupante superpoblación mundial concentrada en grandes aglomeraciones urbanas, han situado a nuestro planeta en una situación muy delicada. En las áreas metropolitanas la ingente cantidad de luz generada por los sistemas de alumbrado público, vehículos y viviendas, emitida directamente hacia el cielo o reflejada hacia él por las superficies de cemento; es nuevamente proyectada hacia el suelo por la infinidad de partículas en suspensión permanente ocasionadas por la contaminación. El resultado es que el cielo se convierte en un emisor de luz por reflexión que eclipsa y elimina la mayor parte del brillo de las estrellas y nos priva del magnífico espectáculo de la bóveda celeste. No, los cielos de las ciudades no son negros...y las poquísimas estrellas que podemos ver han acabado por hacernos creer que no merece la pena mirar hacia arriba.

Vista nocturna de la ciudad de Barcelona ( exposición de 30 segundos a Iso 400)

 

¿Es posible la astronomía en estas condiciones...?

La astronomía visual, entendida como la contemplación del cielo nocturno a ojo desnudo o mediante instrumentación óptica (telescopio, prismáticos, etc.), resulta muy afectada por la contaminación lumínica. Aún así, con la ayuda de un telescopio podemos observar en "buenas condiciones" la Luna, los planetas, estrellas dobles, cúmulos, algunas nebulosas planetarias, cometas muy brillantes, lógicamente el sol, etc. Mención especial para los filtros "antipolución" que bloquean gran parte de la luz artificial del sistema de alumbrado y permiten contemplar objetos que ni se apreciaban sin el filtro. En cualquier caso, no nos engañemos, nada que ver con las imágenes que de estos objetos nos proporcionaría este mismo telescopio en un cielo completamente oscuro y limpio.
En cuanto a la posibilidad de realizar fotografías de objetos celestes desde una ciudad, de entrada podemos optar por la captación de planetas empleando una webcam acoplada al telescopio, gracias  a la elevada luminosidad intrínseca de estos objetos. Para ello se precisan focales altas (mucho aumento) por lo que la imagen planetaria no resulta demasiado afectada por las luces artificiales. Este método da unos resultados espectaculares y consigue unas imágenes de planetas de una calidad increíble mediante la acumulación de cientos o miles de frames individuales.
¿Y el cielo profundo? ¿Podemos conseguir fotografías aceptables de cielo profundo desde una ciudad? Si tenéis la amabilidad de continuar leyendo, estoy seguro de poderos convencer de que sí. A pesar de la enorme contaminación lumínica de las grandes ciudades, es posible fotografiar cúmulos estelares, estrellas dobles, algunas nebulosas planetarias, la gran nebulosa de Orión, etc. Cada cielo tiene sus limitaciones pero también sus posibilidades. Por ejemplo, el "cielo" que tiene el telescopio espacial Hubble es de una “calidad” superior al que puede tener un observatorio situado en alta montaña a, pongamos, 2.000 metros de altitud y éste es, sin duda, de mejor calidad al que puede existir en un gran núcleo urbano. Se trata de intentar sacar el máximo partido al nuestro. Aceptemos el reto y pongámonos manos a la obra.

 

 


 

A la caza y captura de fotones

La señal captada (el Nº de fotones) es directamente proporcional al tiempo de exposición y a la abertura/relación focal del instrumento óptico empleado. Otros parámetros a tener en cuenta son las características de sensibilidad y ganancia del sensor  de la cámara utilizada (dependen de cada sensor y no pueden modificarse). El método más apropiado para fotografiar objetos de cielo profundo es la acumulación de luz con exposiciones largas de varios minutos ( 5, 10 ó más minutos). Es decir, dejar abierto el obturador de la cámara en posición "Bulb" e ir acumulando más y más fotones, más y más señal. Esto sólo puede realizarse en cielos muy oscuros ya que, de lo contrario, la luz parásita de las zonas urbanas "quema"  rápidamente cualquier toma de más de 45 ó 60 segundos de duración (se impone  y eclipsa la señal del objeto a captar). Cada cielo y conjunto de equipo óptico + sensor tiene su "umbral de saturación". Podríamos definir el umbral de saturación como el tiempo máximo de exposición de una toma sin llegar a perder la información útil. Efectuar exposiciones de duración superior a este umbral no sólo no consigue aumentar la señal captada sino que degrada y ocasiona pérdidas irrecuperables en la información. A través de las diferentes técnicas en el procesado de una imagen podemos mostrar señales débiles que aparecían ocultas. Sin embargo, es imposible recuperar la información de una zona saturada de luz.  En este sentido, desde una zona urbana captamos más fotones del fondo del cielo (por reflexión de la luz artificial emitida) que del propio objeto celeste. Paradójicamente, la mayor parte de los fotones que captura nuestro sensor en exposiciones largas bajo cielos urbanos no han viajado miles de años luz para llegar hasta nosotros. ¡Son fotones que acaban de abandonar el filamento incandescente de nuestras luces de alumbrado y que han rebotado en las partículas en suspensión que tenemos permanentemente sobre nuestras cabezas!

 

 

Si no podemos efectuar tomas más largas ni incrementar la sensibilidad del sensor CCD...¿podemos realmente incrementar la señal por encima del citado umbral de saturación para nuestro cielo y equipo (la utilización de filtros antipolución ayuda un poco pero también elimina una parte de la señal "buena")?
Pues...no, no podemos...¿o sí?

 

La relación señal/ruido

En las fotografías tomadas con cámaras/sensores digitales, junto a la señal captada, existe un mayor o menor nivel de "ruido". Podríamos definir este ruido como aquella parte de la señal indeseable que no pertenece al objeto, provocada por el propio sistema de captación. La proporción existente entre la señal y el ruido es lo que se denomina la relación señal/ruido. En las fotografías de objetos muy luminosos (tomadas con la luz del día o flash), el nivel de la señal del objeto es tan elevado que el ruido (que siempre existe) es despreciable. Decimos, entonces, que "la relación señal/ruido" es alta. En astrofotografía ocurre lo contrario. Así, la señal es tan débil que se ve siempre afectada por un nivel variable de ruido, pudiendo éste igualar o superar a la propia señal. Decimos, entonces, que "la relación señal/ruido" es baja.

Cuando, mediante software, intentamos extraer y hacer emerger la señal de una toma, el ruido también aparece inevitablemente, limitando en gran medida las posibilidades de mejorar la imagen. Aumentamos la señal y también el ruido. Si la señal y el ruido aparecen tan estrechamente unidos...¿Qué podemos hacer para separar uno del otro?

Una gran parte del ruido es de origen aleatorio mientras que la señal del objeto no lo es, en consecuencia, el ruido sigue una distribución de probabilidades estocástica (aleatoria) denominada distribución de Poisson. Esta propiedad del ruido hace que el mismo sea proporcional a la raíz cuadrada de la señal.

Utilizando métodos estadísticos podemos aumentar la relación Señal/Ruido. Una de las estimaciones estadísticas más utilizadas es calcular la media de un grupo de tomas, es decir, sumar el valor de cada píxel situado en el mismo lugar y dividirlo por el número de imágenes que se van a combinar. La mejora (aumento) de la relación Señal/Ruido después del promediado es proporcional a la raíz cuadrada del número de imágenes empleadas.

De acuerdo con esta fórmula, promediando 4 imágenes mejoramos la relación Señal/Ruido en un factor 2, con 9 en un factor 3, etc. Es decir, con un número de imágenes suficientemente elevado podemos, en teoría, reducir el ruido tanto como queramos y obtener una relación Señal/Ruido alta. Es importante recalcar que el apilamiento de imágenes no significa un aumento de la señal presente en cada toma individual. En este sentido, una imagen individual de 300 segundos bajo un cielo oscuro, contiene más señal, entendida como información, que apilar 10 tomas de 30 segundos captadas bajo el mismo cielo. Lo que nos permite el apilar muchas imágenes, y no es poco, es disminuir significativamente el ruido de la imagen para poder aplicar métodos intensivos de procesado y  "hacer aparecer" la señal, desvelando unos detalles que hasta ese momento eran invisibles.
 

 

 

Astrofotografía con cámaras réflex digitales (DSLR)

La llegada, hace unos años, de las cámaras réflex digitales ha supuesto una revolución en las posibilidades de los astrofotógrafos aficionados. Actualmente, es posible adquirir una cámara réflex digital por un precio asequible. A pesar de que no se trata de modelos pensados especialmente para realizar astrofotografía poseen un conjunto de características que las hacen muy interesantes.

Algunas de éstas son:

  • Posibilidad de realizar fotografía a "foco primario".
     

  • Gran tamaño del sensor digital de captación (amplia cobertura angular).
     

  • Generación de auténticos ficheros en formato "Raw" (aptos para realizar la calibración).
     

  • Sistema de enfoque en directo "Live view" (no en los modelos más "antiguos" de DSLR).

     

  • Posibilidad de automatizar series de disparos con un intervalómetro.
     

  • No precisa ordenador portátil (descarga de las imágenes a la tarjeta de memoria)
     

 

 

El  ruido en las cámaras réflex digitales

La mayor dificultad con la que nos enfrentamos en la astrofotografía urbana es, sin duda, la presencia del indeseable "ruido" en las imágenes captadas. Éste se hace especialmente patente al no poder acumular la señal suficiente por culpa de la contaminación lumínica. Es decir, bajo un cielo oscuro  y mediante exposiciones individuales largas, podemos acumular la señal del objeto astronómico de tal manera que se imponga por encima del ruido que siempre existe (es lo que se llama "enterrar" el ruido bajo la señal). Por desgracia, esto no es posible desde la ciudad dado que rápidamente se alcanza el umbral de saturación.
Al no estar diseñadas específicamente para astrofotografía, las DSLR adolecen de los problemas de ruido inherentes a los sensores digitales y a su electrónica . Pretendo entrar con una cierta profundidad en el análisis del ruido de las réflex digitales porque entiendo que es una de la principales claves para abordar la astrofotografía urbana con un mínimo de garantías de éxito.

Ruido térmico (Dark current noise)

Es ocasionado por la temperatura del sensor que genera electrones (corriente de oscuridad) al margen de los producidos por los fotones (señal). En las DSLR el ruido térmico está muy presente ya que, a diferencia de las CCD astronómicas, no están refrigeradas. El ruido térmico se hace patente en forma de píxeles iluminados como "falsas estrellas" y está directamente relacionado con el tiempo de exposición y la temperatura ambiente: a mayor tiempo de exposición y mayor temperatura ambiente más ruido térmico.

 

Dark de 30 segundos a Iso 800 generado con una Canon 50D (amplificado para mejor visualización)

Esta "falsa señal" puede sustraerse de la imagen original mediante los llamados "darks" o tomas oscuras. Un dark se realiza con el objetivo de la cámara tapado y con la misma duración e Iso de la toma a "limpiar". Es muy conveniente que los darks se realicen durante la misma sesión de astrofotografía para que la temperatura sea lo más similar posible a la de las tomas originales. Como cualquier imagen, un dark también lleva incorporado ruido aleatorio por lo que será conveniente minimizar éste último mediante un apilado de varios darks (50/75 es un buen número), generando lo que se llama un "dark maestro" (master dark). Una buena opción es efectuar un conjunto de darks durante la sesión, la mitad al principio y el resto al final, después de la adquisición de la imágenes astronómicas.

Ruido de lectura o Ron (read out noise)

Este ruido es ocasionado por la electrónica de la cámara en el momento de efectuar las operaciones de  lectura, amplificación y recuento de la señal. En las DSLR el Ron está relacionado directamente con el ajuste de la sensibilidad Iso, siendo proporcional al mismo. Un ajuste de la Iso más alto producirá un mayor ruido de lectura.
El ruido de lectura se percibe en forma de una trama siguiendo un patrón más o menos regular que se hace más visible cuanto mayor es la exigencia en el procesado.
 

Comparativa del ruido de lectura (Ron) a diferentes sensibilidades Iso de una Canon 50D (amplificado con Photoshop para una mejor visualización en la web)

 

En la imagen superior se constata el aumento del ruido de lectura a medida que vamos aumentando el ajuste Iso de la DSLR. Observemos el "brutal" patrón de ruido a partir de las altas Iso que produce la Canon 50D, especialmente a 3200, 6400 y 12800 Iso.

El ruido de lectura puede minimizarse (no eliminarse) mediante las denominadas "Bias", es decir, tomas con el objetivo tapado a la mayor velocidad que permita la cámara y  con la misma Iso de las tomas originales. Al ser tan cortas únicamente contienen el ruido de lectura ya que no ha habido tiempo de generar ruido térmico.

Patrones de ruido digital

Si analizamos el ruido presente en cualquier imagen digital, en función de su naturaleza, podemos diferenciarlo en dos tipos:

- Ruido aleatorio sin un patrón ni situación definidos.

- Ruido identificable por un patrón o situación definidos y más o menos constante en cada imagen.

El ruido "genérico" que muestra una distribución normalmente presente por toda la imagen y que podríamos asimilar al "grano" de la fotografía analógica/química, es de naturaleza aleatoria y, en consecuencia, susceptible de ser reducido en gran medida mediante el apilado de un número suficiente de imágenes individuales.
El ruido térmico, presenta una posición constante en cada imagen (los píxeles iluminados siempre se encuentran en la mismo lugar del sensor). Este ruido puede eliminarse por sustracción de los denominados Darks o tomas oscuras.
El ruido de lectura o RON sigue un patrón más o menos geométrico en forma de una trama o malla de líneas horizontales y/o verticales (también denominado "banding"), reproduciendo la disposición de los píxeles en el sensor. Las tomas oscuras con la máxima velocidad de obturación, denominadas Bias, se utilizan para restar el ruido de lectura de las imágenes individuales.

 Ejemplo de ruido genérico aleatorio( fondo de la imagen)                                            Ejemplo de ruido térmico                                        Ejemplo de ruido de lectura con la presencia del "banding" "

Mi experiencia personal con las cámaras DSLR (réflex digitales) y con en el procesado de astrofotografías  urbanas en las que la señal obtenida es muy débil, me indica que el tipo de ruido que representa un mayor problema es el de lectura (RON / "read out noise"). Se trata de un ruido absolutamente "incrustado" en las imágenes y que en los procesados exigentes, aparece rápidamente y se hace muy visible. Al tratarse de un ruido no aleatorio, debería poderse paliar mediante la resta de un "Bias" (un Master Bias obtenido apilando 30 ó más Bias individuales con la misma Iso que las imágenes astronómicas ). Sin embargo, no he conseguido reducciones significativas del ruido de lectura por sustracción de Bias de las tomas individuales.

El ruido de lectura y el autoguiado: venciendo al "banding"

Dentro de la multitud de pruebas y ensayos que voy efectuando fotografiando el cielo de mi ciudad, realizo exposiciones de varios minutos (entre 1 y 4) para poder utilizar ajustes Iso bajos (100/200 Iso). Esto es interesante porque permite operar con la máxima calidad del sensor CMOS de la Canon, es decir, con el  mínimo nivel de producción de ruido y también porque al captarse más fotones (son directamente proporcionales al tiempo de exposición) se aprovecha mejor el rango dinámico de la cámara, esto es, la capacidad para representar los distintos niveles de grises. Estos tiempos de exposición requieren efectuar autoguiado para que no se pongan de manifiesto los movimientos estelares en las tomas individuales. Un correcto  y preciso autoguiado consigue que prácticamente no se produzca deriva del objeto fotografiado y del fondo del cielo entre toma y toma, es decir, la situación de los píxeles con la información es la misma en cada imagen. Esto, que puede parecer bueno y deseable, genera problemas desde el punto de vista de eliminación del ruido no aleatorio, muy especialmente, del ruido de lectura. Efectivamente, cuanto mejor y más preciso es el autoguiado, más patente se hace el ruido de lectura durante el procesado de las imágenes. Al recaer el patrón de ruido en los mismos píxeles de las sucesivas imágenes, lejos de reducirse o eliminarse, se refuerza (es tratado como si de "señal buena" se tratase).

Utilizando la deriva del telescopio como "dithering"

La técnica denominada "dithering" (del inglés dither: temblar, agitar...), consiste en efectuar pequeños desplazamientos del campo fotografiado entre toma y toma (unos pocos píxeles). Este desplazamiento puede conseguirse de 3 maneras:

  • De forma automática por el propio programa de autoguiado.

  • De forma manual, deteniendo el autoguiado y desplazando ligeramente (con el mando de control) el sistema cámara/telescopio tras cada toma (lógicamente, después de cada desplazamiento deberemos volver a activar el autoguiado).

  • Utilizando la deriva del propio telescopio (esta no debe apreciarse en cada una de las tomas individuales pero sí mostrarse a lo largo de una secuencia de las mismas).

El dithering es un procedimiento muy potente para luchar contra los patrones de ruido no aleatorios porque, una vez alineadas las estrellas de las diferentes imágenes individuales, podemos aplicar una combinación estadística que descarte los valores de los píxeles que se ven afectados por el citado ruido. Lo que nos proporciona el dithering es la posibilidad de convertir un patrón de ruido no aleatorio en uno que podríamos definir como "pseudo" aleatorio.
Evidentemente, la deriva del telescopio como dithering está limitada por la duración máxima de las tomas individuales. No puede utilizarse en exposiciones prolongadas porque las estrellas aparecerían movidas. No obstante, para tomas cortas como las que yo he realizado (no superiores a 30 segundos), ha funcionado a la perfección.

El ajuste de la sensibilidad Iso en las DSLR

Considero necesario efectuar una aclaración sobre el concepto de la Iso en las DSLR, mal denominado ajuste de sensibilidad. La sensibilidad o eficiencia quántica del sensor es una característica propia del mismo y puede definirse como la capacidad para convertir el mayor número de fotones recibidos del cielo en electrones que, posteriormente, serán interpretados en una estructura de píxeles, creando la imagen. La eficiencia del sensor es la que es en función de los materiales y el diseño empleados en el momento de su fabricación y, por lo tanto, no es modificable electrónicamente a posteriori. El ajuste Iso actúa amplificando el valor de los electrones recogidos en cada celdilla del sensor, en el momento de efectuar la lectura, pero eso no significa que el sensor "haya captado mas fotones del objeto astronómico". Esta amplificación electrónica conlleva también aumentar dramáticamente el ruido de lectura (Ron) siendo, para astrofotografía, peor el remedio que la enfermedad. En la práctica, los ajustes elevados de la "sensibilidad" Iso (superiores a Iso 1600) deben, en principio, descartarse (salvo que apilemos centenares de imágenes individuales capturadas con "dithering").

Minimizando el ruido antes del apilado: Calibración de las tomas individuales

Definimos "calibración" de una imagen individual como el proceso de sustraer una parte del ruido térmico y el ruido de lectura antes de proceder al apilado. Con la resta de un dark promediado (master dark) conseguimos eliminar por completo los píxeles calientes ocasionados por la corriente de oscuridad del sensor. Es interesante señalar que en la mayoría de las ocasiones la resta del dark también conlleva implícitamente el restar un Bias. Es decir, el Bias está incorporado en el dark y por lo tanto no es necesario restarlo por separado.
La calibración de las imágenes individuales antes del apilado debe efectuarse obligatoriamente con un programa que permita trabajar con los archivos en formato Raw que genera la DSLR (por ejemplo el Deep Sky Stacker). Olvidémonos de intentar calibrar imágenes en formato Tif o Jpg. Simplemente no funciona. 

 

 

Atacando la galaxia de Andrómeda desde una ciudad

Andrómeda es el objeto más alejado de la Tierra que puede contemplarse a simple vista bajo un cielo suficientemente oscuro. Tiene un diámetro de 250.000 años luz, es decir, más o menos el doble que nuestra galaxia. La luz procedente de la galaxia de Andrómeda, en su recorrido hasta nosotros,  debe viajar a lo largo de aproximadamente 2,9 millones de años. Cuando contemplamos esta galaxia la estamos viendo tal y como era hace casi 3 millones de años...estamos viendo el pasado. Es absolutamente espectacular. Tiene una gran extensión angular cubriendo un área aproximada de 3 grados cuadrados en la que cabrían 10 lunas llenas. Su magnitud visual es 3,4 pero su enorme extensión hace que sea muy difusa y tenue. Desde la ciudad -con independencia del telescopio utilizado- solamente es visible su núcleo pero puede llegar a intuirse incluso con unos sencillos prismáticos de 6x25.

¿Es posible fotografiar la galaxia de Andrómeda desde una ciudad?

Llevaba tiempo persiguiendo a Andrómeda pero siempre había conseguido "esquivarme". Efectuando apilamientos de 50, 100, 200 tomas justo por debajo de mi nivel de saturación con el refractor de 80 milímetros (30 segundos a Iso 1600) y procesando el resultado para exprimir los histogramas, no pasaba de obtener un bonito "huevo frito" sobre un fondo de cielo con pocas estrellas. Nada que se pareciese ni remotamente a las fantásticas fotografías conseguidas desde zonas oscuras por compañeros de afición mucho más hábiles que yo. Un día, procesando un vídeo de 50 segundos de Júpiter tomado con una webcam, después de comparar un frame individual (de baja calidad) con el excelente resultado final tras el apilado y retoque pensé...¿y si empleara la misma técnica con Andrómeda? ¿Qué pasaría si incrementase significativamente el número de imágenes individuales? Entonces se me ocurrió utilizar la cámara réflex digital como si fuese una webcam, es decir, acumular muchas tomas de la máxima duración que mi nivel de saturación me permitiera. La idea es elevar al máximo la relación Señal/Ruido para, posteriormente, procesar intensamente la toma y arrancar los secretos que están ocultos. Me puse manos a la obra y, después de dos sesiones fotográficas, había acumulado 466 tomas de 30 segundos. Una vez apiladas, empecé a procesarlas y ...¡increíble!...aparecieron muchísimas estrellas, la forma elíptica de Andrómeda se apreciaba como una nebulosa y hasta se distinguían perfectamente las dos galaxias elípticas que le acompañan (M32/ NGC 221 y M110/NGC 205). ¡Mis ojos no podían dar crédito a lo que estaban viendo! Toda esa información había estado siempre allí pero el ruido no permitía sacarla a relucir.
A partir de esta primera experiencia, procedí a obtener más tomas (en varias sesiones) y efectué un apilado de 1.000 fotografías individuales. Después de un laborioso procesado he obtenido el siguiente resultado:

La galaxia de Andrómeda fotografiada desde la ciudad de Barcelona

 

La imagen después del apilado y antes del procesado                                                                   La misma toma después del procesado
(Imagen captada entre el 30 de octubre y el 10 de noviembre del 2007)

Conclusiones: Cada cielo tiene sus posibilidades.

En efecto, lo importante es volver a "mirar hacia arriba" y hacer de las dificultades un reto motivador. No pretendo dar el mensaje de que los cielos urbanos actuales son ideales para la práctica de la astronomía pero, insisto, esconden mucha más "magia" de la que creemos. Sólo hay que comparar la imagen obtenida directamente de la cámara (antes del procesado) con la resultante final tras el procesado. En este sentido, todo lo que podamos hacer para intentar mejorar, por poco que sea, las tomas individuales, permitirá conseguir resultados de más calidad. Afortunadamente no es imprescindible un equipo de coste prohibitivo ya que en la ciudad no es tan determinante como  la metodología utilizada (muchas tomas individuales y el procesado posterior). La oferta de cámaras digitales réflex las ha situado en un segmento de precios mucho más asequible y lo mismo puede decirse de los telescopios (reflectores, refractores o catadióptricos). Estoy convencido de que la astrofotografía desde las ciudades es posible, eso sí, sin pretender en ningún momento entrar en competencia o compararla con la que puede realizarse bajo cielos oscuros y limpios. Digamos que se trata, sencillamente, de "una categoría diferente".
Me sentiría enormemente satisfecho si pudiera servir de estímulo y acicate a otros aficionados a la astrofotografía urbana (insisto, es apasionante). Es fácil y hasta justificable el caer en el desánimo y acabar repudiando a nuestros cielos urbanos. Sin embargo, no debemos darnos por vencidos y, de alguna manera, "normalizar" y convertir en cotidiano la práctica de la astronomía desde las áreas metropolitanas. Cuantos más seamos, más posibilidades tenemos de concienciar a la opinión pública y a los gobernantes para racionalizar el derroche de luz de las ciudades y, por qué  no, llegar a recuperar aunque sólo sea un poco de la oscuridad nocturna que nos pertenece.

Observatorio y equipo

 

Galería de fotos captadas con cámara réflex digital

 

Nebulosa de Orión M42
(Sitúa  el mouse  sobre la imagen para ver la toma antes del procesado)

Datos de la fotografía:
Sistema óptico: Nikon D70 a foco primario sobre catadióptrico Schmitd-Cassegrain de 235 milímetros de apertura con reductor de focal a F6.3.
265 tomas de 20 segundos a Iso 640.
Procesado con Deep sky stacker, Pixinsight y Photoshop CS3.
Lugar: Desde la ciudad de Barcelona.
Fecha: 10 -11-2008
 

 

 

Las Pléyades (M45)
(Sitúa  el mouse  sobre la imagen para ver la toma antes del procesado)

Datos de la fotografía:
Sistema óptico: Canon 50D a foco primario sobre refractor ED80 de 600 milímetros de focal.
812  tomas de 30 segundos a Iso 800
Procesado con Deep sky stacker, Pixinsight y Photoshop CS3.
Lugar: Desde la ciudad de Barcelona.
Fecha: 04 -01-2009


 

 

El cometa C/2007 N3 Lulin

Datos de la fotografía:
Sistema óptico: Canon 50D a foco primario sobre refractor ED80 de 600 milímetros de focal.
101  tomas de 60segundos a Iso 200
Procesado con Deep sky stacker, Pixinsight y Photoshop CS3.
Lugar: Desde la ciudad de Barcelona.
Fecha: 27 -02-2009

 

 

M81, M82 y NGC 3077
(Sitúa  el mouse sobre la imagen para ver la toma antes del procesado)

Datos de la fotografía:
Sistema óptico: Canon 50D a foco primario sobre refractor ED80 de 600 milímetros de focal.
Utilización de filtro IDAS LPS
202  tomas de 30segundos a Iso 800
Procesado con Deep sky stacker, Pixinsight y Photoshop CS3.
Lugar: Desde la ciudad de Barcelona.
Fecha: 06 -03-2009

 

 

La estrella Sirio

Datos de la fotografía:
Sistema óptico: Canon 50D a foco primario sobre reflector Newton 254/1200.
Utilización de filtro IDAS LPS
96 tomas de 15segundos a Iso 800
Procesado con Deep sky stacker, Pixinsight y Photoshop CS3.
Lugar: Desde la ciudad de Barcelona.
Fecha: 26 -03-2009

 

 

La galaxia del remolino (M51)
(Sitúa  el mouse sobre la imagen para ver la toma antes del procesado)

Datos de la fotografía:
Sistema óptico: Canon 50D a foco primario sobre reflector Newton 254/1200.
Utilización de filtro IDAS LPS
274 tomas de 20 segundos a Iso 800
Procesado con Deep sky stacker, Pixinsight y Photoshop CS3.
Lugar: Desde la ciudad de Barcelona.
Fecha: 27 -03-2009
 

 

M27 (Dumbbell)
(Sitúa el mouse sobre la imagen para ver la toma antes del procesado)

 

Datos de la fotografía:
Sistema óptico: Canon 50D a foco primario sobre reflector Newton 254/1200.
Utilización de filtro IDAS LPS
134 tomas de 120 segundos a Iso 200
Guiado automático con PHD Guiding y webcam Philips Toucam
Procesado con Deep sky stacker, Pixinsight y Photoshop CS3.
Lugar: Desde la ciudad de Barcelona.
Fecha: 27  y 28-07-2009

 

 

La galaxia de Andrómeda (M31)
(Sitúa el mouse sobre la imagen para ver la toma antes del procesado)

Datos de la fotografía:
Sistema óptico: Canon 50D a foco primario sobre refractor ED80 de 600 milímetros de focal.
3.000  tomas de 20 segundos a Iso 1250
Procesado con Deep sky stacker, Pixinsight, MaximDL y Photoshop CS3.
Lugar: Desde la ciudad de Barcelona.
Fecha: Entre el 23-9-2009  y el 10-12-2009
 

 

Cúmulo globular M3
(Sitúa el mouse sobre la imagen para ver la toma antes del procesado)

Datos de la fotografía:
Sistema óptico: Canon 50D a foco primario sobre Newton de 254 milímetros a F4,7
200  tomas de 15 segundos a Iso 640
Procesado con Deep sky stacker, Pixinsight, MaximDL y Photoshop CS3.
Lugar: Desde la ciudad de Barcelona.
Fecha: 20-05-2010
 

Cúmulo globular M13 + galaxia NGC 6207
(Sitúa el mouse sobre la imagen para ver la toma antes del procesado)

Datos de la fotografía:
Sistema óptico: Canon 50D a foco primario sobre Newton de 254 milímetros a F4,7
553  tomas de 15 segundos a Iso 640
Procesado con Deep sky stacker, Pixinsight, MaximDL y Photoshop CS3.
Lugar: Desde la ciudad de Barcelona.
Fecha: 4 y 5-06-2010

 

Cometa 103P/Hartley
(Sitúa el mouse sobre la imagen para ver la toma antes del procesado)

Datos de la fotografía:
Sistema óptico: Canon 50D a foco primario sobre refractor Equinox 66-400 a F6 + filtro IDAS LPS
92  tomas de 60 segundos a Iso 1000
Procesado con Deep sky stacker, Pixinsight  y Photoshop CS3.
Lugar: Desde la ciudad de Barcelona.
Fecha: 5-10-2010
 

Gran campo en Piggyback / Zona Deneb
(Sitúa el mouse sobre la imagen para ver la toma antes del procesado)

                                                                                         Datos de la fotografía:
                                                                                         Sistema óptico: Canon 50D (en Piggyback) + objetivo fotográfico Sigma 17-70 a 24 mm 
                                                                                         Sin filtro IDAS LPS
                                                                                         50  tomas de 60 segundos a Iso 200
                                                                                         Procesado con Deep sky stacker y Photoshop CS3.
                                                                                         Lugar: Desde la ciudad de Barcelona.
                                                                                         Fecha: 01-10-2012
 

Galaxia de Andrómeda
(Sitúa el mouse sobre la imagen para ver la toma antes del procesado)

                                                                                        Datos de la fotografía:
                                                                                         Sistema óptico: Canon 50D  a foco primario sobre refractor ED80 +  Reductor de focal 0.8X 
                                                                                         Filtro IDAS LPS
                                                                                         450  tomas de 60 segundos a Iso 640
                                                                                         Guiado automático con Guidemaster y webcam Philips Toucam
                                                                                         Procesado con Deep sky stacker y Photoshop CS3.
                                                                                         Lugar: Desde la ciudad de Barcelona.
                                                                                         Fecha:  Entre el 11 y el 29  de noviembre del 2012
 

 

Procesado básico con Photoshop

He preparado un tutorial de procesado básico con Photoshop que pretende ser una síntesis de lo que he ido aprendiendo. Está orientado a imágenes captadas con una cámara réflex digital y está estructurado en módulos o herramientas, cada una de las cuales resuelve o reduce un problema concreto de la imagen.

La imagen que utilizo como ejemplo en el tutorial está obtenida con un apilado de únicamente 25 imágenes de 30 segundos de exposición a Iso 800 y, por supuesto, bajo los contaminados cielos de mi ciudad de Barcelona. He elegido a propósito una imagen que, sin duda, está al alcance de la mayoría de aficionados porque no requiere de autoguiado ni exige demasiado tiempo en su adquisición.
Deseo que pueda servir de ayuda a los que se inician en la astrofotografía de cielo profundo.
 

Nebulosa de Orión
(Sitúa el mouse sobre la imagen para ver la toma antes del procesado)

 

                                                                                         Datos de la fotografía:
                                                                                         Sistema óptico: Canon 50D  a foco primario sobre refractor TS110 
                                                                                         25  tomas de 30 segundos a Iso 800
                                                                                         Guiado automático : Sin guiado automático
                                                                                         Procesado con Deep sky stacker y Photoshop CS3.
                                                                                         Lugar: Desde la ciudad de Barcelona.
                                                                                         Fecha:  22-02-2014
 

 

                                                            Tutorial de procesado                                    Imagen utilizada en el tutorial
                                                            básico con Photoshop                                    
(clic sobre la imagen para descargarla)
                                                                                                                        (clic sobre la imagen para descargarlo)

                                                                                                    

 

 

Astrofotografía con cámara CCD

He sido y seguiré siendo un defensor y un partidario de las DSLR. Desde mis primeras imágenes a foco primario con la Nikon D70, allá por el año 2004, he realizado miles de disparos y la evolución y el progreso constantes en los resultados confirman las posibilidades de estas cámaras.  Por otro lado, durante estos años he seguido con interés creciente todo lo relacionado con las CCD astronómicas porque intuía que representaban la siguiente etapa en mi trayectoria astrofotográfica.  A principios del año 2011 adquirí una cámara QHY9 monocroma y empecé a realizar pruebas con ella. Ya desde el primer momento se evidenciaron las cualidades de un instrumento diseñado específicamente para astronomía. Si tuviera que utilizar dos palabras para definir el comportamiento de la CCD, serían... “ruido” y “sensibilidad”. En efecto, el nivel de ruido en las imágenes (fundamentalmente el de lectura o RON) es muy inferior al de una réflex. En el campo de la sensibilidad del sensor, también “gana” con claridad la CCD. Sin ninguna duda, al tratarse una cámara monocroma, es decir, sin el filtro de Bayer, se aprovechan muchos más fotones que en un sensor de color. Me ha sorprendido muy especialmente el poder alargar los tiempos de exposición con la CCD muy por encima del umbral de saturación de la réflex. Exposiciones de 5 o 6 minutos (utilizando el filtro IDAS LPS o los filtros RGB para la obtención de imágenes a color) empiezan a ser habituales y, por supuesto, la mayor cantidad de señal captada se nota. 

Galería de fotos captadas con cámara monocroma CCD QHY9

 


 

Galaxia de Andrómeda

Datos de la fotografía:
Sistema óptico: CCD QHY9 a foco primario sobre refractor Equinox 66-400 a F6 + filtro IDAS LPS
18  tomas de 600 segundos
Autoguiado: Webcam Philips + Mak 500 + Guide Master
Procesado con Deep sky stacker, Maxim DL y Photoshop CS3.
Lugar: Desde la ciudad de Barcelona.
Fecha: 25-01-2011

 

Zona de la nebulosa de Orión

Datos de la fotografía:
Sistema óptico: CCD QHY9 a foco primario sobre refractor Equinox 66-400 a F6 + filtro IDAS LPS
40  tomas de 120 segundos
Autoguiado: Webcam Philips + Mak 500 + Guide Master
Procesado con Deep sky stacker, Maxim DL y Photoshop CS3.
Lugar: Desde la ciudad de Barcelona.
Fecha: 04-02-2011
 


Zona de la nebulosa de Orión (composición LRGB)

 

Datos de la fotografía:
Sistema óptico: CCD QHY9 a foco primario sobre refractor Equinox 66-400 a F6 + filtro IDAS LPS(para todos los canales)
Canal L: 40  tomas de 120 segundos
Canal R: 25 tomas de 180 segundos
Canal G: 25 tomas de 180 segundos
Canal B: 25 tomas de 180 segundos
Autoguiado: Webcam Philips + Mak 500 + Guide Master
Procesado con Deep sky stacker, Maxim DL y Photoshop CS3.
Lugar: Desde la ciudad de Barcelona.
Fecha: 13-02-2011
 


Zona de la nebulosa de Orión con tratamiento HDR(composición LRGB)

Datos de la fotografía:
Sistema óptico: CCD QHY9 a foco primario sobre refractor Equinox 66-400 a F6 + filtro IDAS LPS(para todos los canales)
Canal L: 40  tomas de 120 segundos
Canal R: 25 tomas de 180 segundos
Canal G: 25 tomas de 180 segundos
Canal B: 25 tomas de 180 segundos
Autoguiado: Webcam Philips + Mak 500 + Guide Master
Procesado con Deep sky stacker, Pixinsight Maxim DL, Photoshop CS3 y Luminance HDR.
Lugar: Desde la ciudad de Barcelona.
Fecha: 13-02-2011


 

 


M27 (Dumbbell)

Datos de la fotografía:
Sistema óptico: CCD QHY9 a foco primario sobre catadióptrico Schmitd-Cassegrain de 235 milímetros de apertura con reductor de focal a F6.3+ filtro IDAS LPS
21  tomas de 300 segundos
Autoguiado: Webcam Philips + Mak 500 + Guide Master
Procesado con Maxim DL y Photoshop CS3.
Lugar: Desde la ciudad de Barcelona.
Fecha: 04-02-2011
 

M31 / Andrómeda (monocroma)

Datos de la fotografía:
Sistema óptico: CCD QHY9 a foco primario sobre refractor Equinox 66-400
Canal L: 44  tomas de 360 segundos (con filtro IDAS LPS)
Autoguiado: Webcam Philips + Mak 500 + Guide Master
Procesado: Maxim DL y Photoshop CS3.
Lugar: Desde la ciudad de Barcelona.
Fecha: entre el 3 y el 12-10-2011


M31 / Andrómeda (LRGB)
(Sitúa el mouse sobre la imagen para ver la toma antes del procesado)


 

Datos de la fotografía:
Sistema óptico: CCD QHY9 a foco primario sobre refractor Equinox 66-400 +W.O. Flattener III  0.8x a F4.8
Canal L: 60  tomas de 360 segundos (con filtro IDAS LPS)
Canal R: 30 tomas de 360 segundos
Canal G: 30 tomas de 360 segundos
Canal B: 50 tomas de 360 segundos
Autoguiado: Webcam Philips + Mak 500 + Guide Master
Procesado: Maxim DL y Photoshop CS3.
Lugar: Desde la ciudad de Barcelona.
Fecha: 08-01-2012

 


M45 (Pléyades) LRGB
(Sitúa el mouse sobre la imagen para ver la toma antes del procesado)

Datos de la fotografía:
Sistema óptico: CCD QHY9 a foco primario sobre refractor Equinox 66-400 +W.O. Flattener III  0.8x a F4.8
Canal L: 24  tomas de 600 segundos (con filtro IDAS LPS)
Canal R: 30 tomas de 360 segundos
Canal G: 30 tomas de 360 segundos
Canal B: 50 tomas de 360 segundos
Autoguiado: Webcam Philips + Mak 500 + Guide Master
Procesado: Maxim DL y Photoshop CS3.
Lugar: Desde la ciudad de Barcelona.
Fecha: 05-03-2012

 

 

Astrofotografía urbana de “Gran campo” con CCD
 

Las bellas fotografías de gran campo, mostrando infinidad de estrellas así como las increíbles nebulosidades de nuestra Vía Láctea, siempre han estado captadas desde cielos muy oscuros. Con ausencia prácticamente total de contaminación lumínica y, por supuesto, alejados de las ciudades y áreas urbanas.  
Estas condiciones suponen un desafío… ¿qué aparecería en una foto de una zona de la Vía Láctea bajo el cielo de mi ciudad? Para responder a esta cuestión necesitamos un sistema óptico + cámara que pueda cubrir una gran área de la bóveda (de varias decenas de grados). Los telescopios (con focales de cientos o miles de milímetros) no nos serán de utilidad. Por el contrario, un objetivo fotográfico de formato angular o gran angular, con una buena luminosidad (F2, F2.8, etc.), acoplado a la CCD QHY9, cumple con los requisitos iniciales. yo no he podido aprovechar las ópticas de la Canon ya que  el sistema de anclaje de la bayoneta EOS no permite su montaje sobre la rosca “M42” de la  CCD.  Afortunadamente pueden encontrarse objetivos de segunda mano, de calidad y a un buen precio como ha sido mi caso con una óptica Carl Zeiss Jena Flektogon de 20 milímetros a F2.8 que roscada a la QHY9 ofrece una espectacular cobertura angular de 51 x 38 grados. Además de imágenes monocromas, puede obtenerse color a partir de tricromías con filtros RGB fotográficos. Los resultados iniciales confirman las enormes posibilidades también de los cielos urbanos en las fotografías de gran campo.

 

Vía Láctea centrada en la estrella Deneb
(Sitúa el mouse sobre la imagen para ver la toma antes del procesado)

 

Datos de la fotografía:
Sistema óptico: CCD QHY9  + objetivo Carl Zeiss Jena Flektogon de 20 mm F2.8
30  tomas de 60 segundos
Procesado: Maxim DL y Photoshop CS3.
Lugar: Desde la ciudad de Barcelona.
Fecha: 03-08-2012

 

 

Vía Láctea zona de Lira y el Cisne (composición RGB)
(Sitúa el mouse sobre la imagen para ver la toma antes del procesado)

 

Datos de la fotografía:
Sistema óptico: CCD QHY9  + objetivo Carl Zeiss Jena Flektogon de 20 mm F2.8
Canal R: 30  tomas de 60 segundos
Canal G: 30  tomas de 60 segundos
Canal B: 30  tomas de 60 segundos
Procesado: Maxim DL y Photoshop CS3.
Lugar: Desde la ciudad de Barcelona.
Fecha: 08-08-2012

 

 

Gran campo con centro en Casiopea (Perseo abajo y Andrómeda a la derecha)
(Sitúa el mouse sobre la imagen para ver la toma antes del procesado)

 

Datos de la fotografía:
Sistema óptico: CCD QHY9  + objetivo Carl Zeiss Jena Flektogon de 20 mm F2.8
30  tomas de 60 segundos
Procesado: Maxim DL y Photoshop CS3.
Lugar: Desde la ciudad de Barcelona.
Fecha: 10-08-2012

 

 

La nebulosa de Norteamérica (NGC 7000) con filtro de hidrógeno alfa

 

Datos de la fotografía:
Sistema óptico: CCD QHY9  + filtro h alfa de 7 nm + Refractor ED 80-600 + W.O. Flattener III  0.8x a F6
12  tomas de 600 segundos
Autoguiado: Luna QHY5 II +Refractor Equinox 66-400 +PHD Guiding
Procesado: Maxim DL y Photoshop CS3.
Lugar: Desde la ciudad de Barcelona.
Fecha: 23-12-2012

 

 

La nebulosa de Orión (M42) con filtro de hidrógeno alfa
(Sitúa el mouse sobre la imagen para ver la toma antes del procesado)

 

Datos de la fotografía:
Sistema óptico: CCD QHY9  + filtro h alfa de 7 nm + Refractor ED 80-600 + W.O. Flattener III  0.8x a F6
16  tomas de 360 segundos
Autoguiado: Luna QHY5 II +Refractor Equinox 66-400 +PHD Guiding
Procesado: Maxim DL y Photoshop CS3.
Lugar: Desde la ciudad de Barcelona.
Fecha: 02-03-2013

 

 

El cometa C/2011 L4 Panstarrs (30-03-2013)
 

 

Datos de la fotografía:
Sistema óptico: CCD QHY9  + Refractor ED 80-600 + W.O. Flattener III  0.8x a F6
9  tomas de 30 segundos
Procesado: Maxim DL y Photoshop CS3.
Lugar: Desde la ciudad de Barcelona.
Fecha: 30-03-2013

 

 

Cúmulo globular M13
(Sitúa el mouse sobre la imagen para ver la toma antes del procesado)

 

Datos de la fotografía:
Sistema óptico: CCD QHY9  + Catadióptrico 235 mm de diámetro + reductor de focal a F 6.3
40 tomas de 120 segundos
Procesado: Maxim DL y Photoshop CS3.
Lugar: Desde la ciudad de Barcelona.
Fecha: 07-07-2013

 

 

Doble Cúmulo globular de Perseo (RGB)
(Sitúa el mouse sobre la imagen para ver la toma antes del procesado)

 

Datos de la fotografía:
Sistema óptico: CCD QHY9  + Refractor ED 80-600 + W.O. Flattener III  0.8x a F6
Canal R: 20  tomas de 300 segundos
Canal G: 30  tomas de 300 segundos
Canal B: 25  tomas de 300 segundos
Autoguiado: webcam Philips +Refractor Equinox 66-400 + Guide Master
Procesado: Pixinsight Core y Photoshop CS3.
Lugar: Desde la ciudad de Barcelona.
Fecha: entre el 23 y el 31-10-2013

 

 


M31 / Andrómeda (LRGB)


 

Datos de la fotografía:
Sistema óptico: CCD QHY9 a foco primario sobre refractor SW ED80 +W.O. Flattener III  0.8x a F6
Canal L: 20  tomas de 300 segundos (con filtro IDAS LPS)
Canal R: 20 tomas de 300 segundos
Canal G: 20 tomas de 300 segundos
Canal B: 20 tomas de 300 segundos
Autoguiado: Webcam Philips + Equinox 66-200 + Guide Master
Procesado: Pixinsight Core y Photoshop CS3.
Lugar: Desde la ciudad de Barcelona.
Fecha: Noviembre 2013


 

Muchas gracias por visitar esta web.
Autor: David Calabuig  /
davidcalabuig@andromedabcn.com
Miembro de la Agrupación Astronómica de Barcelona
(ASTER)


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Fecha de última modificación de esta página: 14/10/2015

 
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