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Astrophoto planétaire

Astrophoto planétaire. Tout ce que vous avez toujours voulu savoir mais n’avez jamais osé demander … Jacques Demers Paul Paradis CAAL. Plan. Introduction Matériel Installation du set-up Acquisition des images Références Traitement des images : à toi Jacques !!!. Introduction.

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Astrophoto planétaire

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Presentation Transcript

  1. Astrophoto planétaire Tout ce que vous avez toujours voulu savoir mais n’avez jamais osé demander … Jacques Demers Paul Paradis CAAL

  2. Plan • Introduction • Matériel • Installation du set-up • Acquisition des images • Références • Traitement des images : à toi Jacques !!! CAAL 14 novembre 2011

  3. Introduction • Du plus simple : rapprochement planétaire Gite du mont-Albert, 18 juin 2007 CAAL 14 novembre 2011

  4. Introduction Saturne Vénus Gite du mont-Albert, 18 juin 2007 CAAL 14 novembre 2011

  5. Introduction Hemmingford, 11 mai 2011 CAAL 14 novembre 2011

  6. Introduction Jupiter Vénus Hemmingford, 11 mai 2011 CAAL 14 novembre 2011

  7. Introduction Saint-Jean-sur-Richelieu, 09 novembre 2011 CAAL 14 novembre 2011

  8. Introduction Jupiter Saint-Jean-sur-Richelieu, 09 novembre 2011 CAAL 14 novembre 2011

  9. Introduction • … à un peu plus complexe !!! CAAL 14 novembre 2011

  10. Introduction CAAL 14 novembre 2011

  11. Introduction • La photo planétaire, ses avantages : • Objets lumineux, même si passablement petits : photo possible même en ville (pollution lumineuse) • Set-up simplifié • Un inconvénient majeur (l’ennemi numéro 1) • Turbulence atmosphérique (seeing) CAAL 14 novembre 2011

  12. Matériel • Montage minimal : • Caméra • Trépied • Déclencheur souple ? • Minimum d’information sur Lune et planètes CAAL 14 novembre 2011

  13. Matériel • Niveau intermédiaire : • équipement plus sophistiqué sans être trop complexe • Monture motorisée (équatoriale ou alt-azimuth) • Télescope • Caméra • Ordinateur portable ? CAAL 14 novembre 2011

  14. Matériel • Quoi choisir ? • Monture motorisée (équatoriale ou alt-azimuth) • pas nécessaire d’avoir une monture Paramount ou Astro-Physics • Monture alt-azimuth : attention à la rotation de champ ! • Télescope : • utilisez celui que vous avez CAAL 14 novembre 2011

  15. Matériel • Quoi choisir ? • Caméra : • DSLR ou CCD ou WebCam ? • Objets du système solaire (Lune-planètes) sont lumineux • Objets du système solaire (planètes) sont petits ( moins d’une minute d’arc) • Turbulence toujours présente • Meilleur choix : WebCam CAAL 14 novembre 2011

  16. Matériel • WebCam : avantages • Disponible à partir de 100$ • Bonne sensibilité du capteur (objets lumineux) • Bonne résolution : petits photosites ( 5 à 6 microns) • Acquisition vidéo : plusieurs dizaines d’images/sec (tricher avec la turbulence en choisissant les images de meilleure qualité) • Bruit diminue comme la racine carrée du nombre d’images CAAL 14 novembre 2011

  17. Matériel • Maximiser le rendement photo de notre système « instrument-WebCam » : comment ? • Démystifier deux concepts : • Résolution • Échantillonnage CAAL 14 novembre 2011

  18. Matériel • Résolution : • Dimension (angulaire : seconde d’arc) des plus fins détails qui sont visibles sur une image (Ex : séparer étoiles doubles) • La résolution dépend de : • Diamètre de l’instrument (résolution physique) • Dimension des pixels du capteur (résolution photo) • Longueur d’onde de la lumière • Turbulence (1 – « seeing ») • La résolution ne dépend pas de : • Nombre de « mégapixels » de caméra CAAL 14 novembre 2011

  19. Matériel • Résolution physique (seconde d’arc) : CAAL 14 novembre 2011

  20. Matériel • Résolution photo : échantillonnage Pour un télescope et une caméra donnés : • La surface totale du capteur détermine la grandeur du champ photographié (mesuré en seconde d’arc) • La dimension d’un pixel détermine l’échantillonnage (seconde d’arc/pixel) CAAL 14 novembre 2011

  21. Matériel • Résolution photo : échantillonnage CAAL 14 novembre 2011

  22. Matériel Échantillonnage  Résolution Pour distinguer deux points sur une image, il faut que ces deux points tombent sur deux pixels voisins Donc : (Imagerie planétaire à haute résolution) CAAL 14 novembre 2011

  23. Résolution Échantillonnage • Échantillonnage : dimension de 1 pixel (seconde d’arc) • Résolution : Dimension (angulaire) des plus fins détails qui sont visibles • sur une image (seconde d’arc) CAAL 14 novembre 2011

  24. Matériel Un exemple • Télescope : • Lunette Explore Scientific 127mm, f/7,5 (focale : 952,5mm) • Caméra : • NexImage (Celestron) • Capteur : • Format ¼ ‘’ : 3,6mm  2,7mm • Résolution VGA : 640  480 pixels (pixel : 5,6 m) CAAL 14 novembre 2011

  25. Matériel : Un exemple • Résolution physique : • 120/127mm = 0,945 seconde d’arc • Échantillonnage optimal = 0,945/2 = 0,4725 /pixel d’après : • Échantillonnage réel (à f/7,5) : 205  5,6/952,5 = 1,21 /pixel, trop élevé ! CAAL 14 novembre 2011

  26. Matériel : Un exemple • Solution : augmenter la focale de l’instrument (Barlow) à comparer avec l’échantillonnage optimal : 0,4725 /pixel CAAL 14 novembre 2011

  27. Installation du set-up Une fois TOUT l’équipement installé (caméra et accessoires compris) : • Alignement instrument principal et chercheur (visée sur objet fixe lointain); • Mise à niveau de la monture (utile pour simplifier l’alignement polaire); • Balancement de l’instrument selon les deux axes (Ascension droite et déclinaison); • Alignement polaire « soigné », sinon dérive sensible durant la prise vidéo; • Mise en marche du système Gemini V.4; • Date, heure, coordonnées GPS du site, … • Star Align : calibration du modèle de repérage GO TO; • Vérification de l’alignement « instrument-chercheur » : pointé sur DSO facilement identifiables (étoile connue, amas globulaire, …); • Vérification de la collimation de l’instrument, au besoin (surtout pour Newton ou SCT); CAAL 14 novembre 2011

  28. Acquisition des images • Pointer l’instrument vers l’objet d’intérêt (Lune ou planète), le centrer à l’oculaire (oculaire réticulé si disponible) et faire la mise au point CAAL 14 novembre 2011

  29. Acquisition des images • Brancher la caméra web (NexImage) à l’ordinateur • Mettre en marche le logiciel d’acquisition AMCap CAAL 14 novembre 2011

  30. Acquisition des images • Sélectionner « Preview » dans le menu Options (live view) CAAL 14 novembre 2011

  31. Acquisition des images • Remplacer « délicatement » l’oculaire par la caméra web (NexImage) • Recentrer l’objet et refaire la mise au point à l’écran de l’ordinateur • Note : processus à répéter si on désire utiliser un Barlow 2X ou 3X CAAL 14 novembre 2011

  32. Acquisition des images • Menu « Options » : Video Capture Filter CAAL 14 novembre 2011

  33. Acquisition des images • Menu « Options » : Video Capture Filter CAAL 14 novembre 2011

  34. Acquisition des images • Menu « Options » : Video Capture Filter • Désélectionner « Auto : Exposure » • Ajustement de : • Luminosité • Gain (ISO) • Vitesse d’obturation : la plus rapide • Attention : • éviter toute zone sur-exposée (information perdue) • Utiliser gain minimum (réduire bruit de fond) CAAL 14 novembre 2011

  35. Acquisition des images • Mise au point : FOCALISATION : étape essentielle • Options : expérimentation … • Lune : se fier aux détails fins à la surface; • Planètes : se fier aux satellites voisins (Gain au maximum) • Étoiles brillantes et masque de Bahtinov ? CAAL 14 novembre 2011

  36. Acquisition des images • Menu « Options » : Video Capture Pin CAAL 14 novembre 2011

  37. Acquisition des images • Menu « Options » : Video Capture Pin CAAL 14 novembre 2011

  38. Acquisition des images • Menu « Capture » : Set Frame Rate CAAL 14 novembre 2011

  39. Acquisition des images • Menu « Capture » : Set Frame Rate CAAL 14 novembre 2011

  40. Acquisition des images • Frame Rate : commentaire • Le niveau de compression des images (détérioration de la qualité) augmente avec le « Frame Rate ». • Question existentielle, s’il en est une … choisir entre • 600 images de bonne qualité à raison de 5 images/seconde durant 2 minutes OU • 1200 images de moindre qualité à raison de 10 images/seconde durant 2 minutes ??? • Expérimentation … CAAL 14 novembre 2011

  41. Acquisition des images • Menu « Capture » : Set Time Limit CAAL 14 novembre 2011

  42. Acquisition des images • Menu « Capture » : Set Time Limit CAAL 14 novembre 2011

  43. Acquisition des images • Time Limit : commentaire • Laps de temps maximal entre la première et la dernière image sélectionnées, au-delà duquel la rotation de la planète commence à se faire sentir. • T : durée de la prise vidéo (secondes) • S : bougé maximal toléré au centre du disque de la planète (seconde d’arc) • R : période de rotation de la planète (heures) • D : diamètre apparent de la planète (seconde d’arc) CAAL 14 novembre 2011

  44. Acquisition des images • Time Limit : exemple de calcul • Lunette 127mm et Jupiter • S : bougé maximal toléré au centre du disque de la planète : 0,475 seconde d’arc (résolution/2 = 0,95/2 = 0,475) • R : période de rotation de Jupiter : 9 h 55 m = 9,92 h • D : diamètre apparent de Jupiter (opposition): 45 secondes d’arc • On calcule : T = 120 secondes = 2 minutes CAAL 14 novembre 2011

  45. Acquisition des images • Menu « Capture » : Start Capture CAAL 14 novembre 2011

  46. Acquisition des images • Menu « Capture » : Save Captured Video CAAL 14 novembre 2011

  47. Acquisition des images • Menu « Capture » : Save Captured Video CAAL 14 novembre 2011

  48. Références • L’imagerie du système solaire, par Daniel Borcard (document PowerPoint disponible sur le site du CAAL) • Astrophotographie, par Thierry Legault, Éditions Eyrolles, 2007 (particulièrement le chapitre 5) • Introduction to webcam astrophotography, par Robert Reeves, Éditions Willmann-Bell, 2006 • Photographier le ciel en numérique, par Patrick Lécureuil, Éditions Vuibert, 2007 • Site web de Richard Beauregard (en particulier la rubrique Technique/calculs astronomiques) : http://pages.infinit.net/microlog/ciel_astro-ccd/technique.htm CAAL 14 novembre 2011

  49. Traitement des images • À toi Jacques … CAAL 14 novembre 2011

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