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El final de una controversia, tal vez (muchas tomas cortas, o pocas largas)

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clase Autor Tema: El final de una controversia, tal vez (muchas tomas cortas, o pocas largas)  (Leído 3266 veces)
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Arecibo

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Alicante 
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« del : Jue, 02-Feb-2017, UTC 11h.41m. »

La Teoría (matemática) dice que, para el resultado final, da igual cinco tomas de un minuto, que una toma de cinco minutos.

Sin embargo, muchos astrofotógrafos experimentados prefieren las tomas largas.

Todos aspiramos a lo mismo: Aumentar la relación señal/ruido.

La Teoría se basa en la Ley de los Grandes Números (y, para el tema que nos ocupa, equivale a la primera frase de este post).

Hasta recientemente, yo no había tenido la oportunidad de comparar ambas estrategias. Cuando lo he hecho, lo que he visto es que sí que importa. Y que sí que es preferible utilizar tomas largas.

Dejo a un lado que muchas tomas (cortas) ocupan más espacio en disco, y alargan el tiempo de proceso (esto pesa en pro de las tomas largas); y dejo a un lado el tema de la saturación de las estrellas brillantes en las tomas largas (que pesa en pro de las cortas). Por lo que a detalles sutiles atañe, me paso a las tomas largas.

Soy matemático. Pero no tengo fé en las Matemaícas, como para ignorar la evidencia. Así que la cuestión es ¿porque funcionan mejor las tomas largas?

Creo que he dado con la clave: La Ley de los Grandes Números supone que las cosas que se promedian (en este caso varias, o muchas tomas cortas, para obtener "lo mismo" que con una toma larga) obedecen a procesos lineales. Mi sospecha es que, a niveles bajos de la señal, los sensores (y/o los circuitos que leen dichos sensore) son fuertemente no lineales. Y, entonces, la famosa (en círculos matemáticos) Ley de los Grandes Números, se va por el desagüe.

PS: Como muchos matemáticos son más papistas que el Papa, quiero aclarar que me refiero (al decir "Ley de los Grandes Números") al proceso estadístico por el cuál, la suma de procesos aleatorios (el ruido) crece con la raíz cuadrada del número de sumandos. Mientras que la suma de la señal crece con dicho número (esto es de Perogrullo, y no requiere de ningún Teorema); el resultado es que la relación señal/ruido aumenta con la raíz cuadrada del número de sumandos. Lo que muchos pensábamos (antes de pasar por la Dura Prueba de la Realidad) es que daba igual que esa suma se realizase en el sensor (dentro de la cámara, contando fotones), o fuera, en la versión digital de la imagen. Ahora creo que no.

Mi experiencia se basa en el uso exclusivo de una cámara de fotos con sensor CMOS (la Canon 60Da). No sé si mi elucubración es aplicable a las cámaras CCD.

« Últ. modif.: Jue, 02-Feb-2017, UTC 11h.59m. por Arecibo » - - -
josé antonio

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« respuesta #1 del : Jue, 02-Feb-2017, UTC 11h.59m. »

Depende de lo quue quieras fotografíar,
cada objeto tiene sus requerimientos

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madaleno

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Bustarviejo (Madrid) 
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« respuesta #2 del : Jue, 02-Feb-2017, UTC 12h.51m. »

No podemos simplificar tanto el asunto, ojalá fuese tan sencillo, pero no debemos obviar los demás factores que intervienen en una foto, como tipo de objeto a fotografiar, conjunto óptico, tipo de cámara, resolución por pixel, guiado, contaminación lumínica, seeing, etc...

Pero aún con los mismos elementos, habrá muchos objetos bastante brillantes en los que sea mejor hacer muchas tomas cortas y otros débiles en los que sean preferibles las tomas largas, eso solamente cada uno con sus circunstancias y su equipo puede decidir que es mejor para el.

Saludos.

Takahashi TSC225
Takahashi TSA102
Reductor Takahashi
Askar200
QHY268M
Rueda motorizada 7x2" ZWO
Enfocador y rotador Arduino

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Arecibo

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Alicante 
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« respuesta #3 del : Jue, 02-Feb-2017, UTC 13h.30m. »

Por supuesto. Lo que dije para las estrellas, se aplica a objetos brillantes también.

En particular, para M42, no paso de un minuto (a ISO 800, con un APO TS65Q). El precio es que me resulta casi imposible sacar el polvo rojizo que rodea a la nabulosa. No he probado a mezclar dos tipos (o más) de exposiciones, para sacar los detalles débiles.

Pero la mayoría de los objetos de Cielo Profundo son débiles. Y la controversia no me la he inventado yo; lo he leído en muchos foros, y a veces he participado, apoyando la opinión "teórica" que defiende que es igual. Lo que venía a contar es que, en mi experiencia reciente, no es igual. Y proponer un razón plausible de porqué (la no linealidad del proceso de digitalización).

Saludos.

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Jesús Navas

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« respuesta #4 del : Jue, 02-Feb-2017, UTC 14h.52m. »

Una de las razones que siempre se ha esgrimido en favor de las tomas largas es el ruido de lectura. A igualdad de tiempo total de integración, como habría menos tomas largas, el efecto total del ruido de lectura es menor. Por eso, las cámaras con reducido ruido de lectura, a igualdad de todo lo demás, permiten acortar los tiempos de exposición, lo que simplifica la realización de fotografías por otros aspectos que hay que tener en cuenta para conseguir buenos resultados: guiado, seeing, saturación, CL...

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Guismo

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Valladolid 
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WWW


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« respuesta #5 del : Jue, 02-Feb-2017, UTC 15h.37m. »

En los objetos más débiles, los pocos fotones que nos llegan no los vas a capturar en todas las fotos si haces poca exposición. Me explico, un fotón que capturas cada 5 minutos por ejemplo, si haces exposición de 5m lo tendrás en todas las fotos. Sin embargo con una exposición de 2 m sólo te saldrá en una de cada 3. Al promediar con el apilado esa señal será insignificante.

Equipo.neq6 pro.sw 80ed.sw 150-1200.eq 3-2 motoriza.nikon d 5100.asi 1600mmc.autoguiado lunatico qhy 5||.sw 200/1000.
https://astrofotorober.blogspot.com

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Arecibo

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« respuesta #6 del : Jue, 02-Feb-2017, UTC 20h.51m. »

Una de las razones que siempre se ha esgrimido en favor de las tomas largas es el ruido de lectura. A igualdad de tiempo total de integración, como habría menos tomas largas, el efecto total del ruido de lectura es menor. Por eso, las cámaras con reducido ruido de lectura, a igualdad de todo lo demás, permiten acortar los tiempos de exposición, lo que simplifica la realización de fotografías por otros aspectos que hay que tener en cuenta para conseguir buenos resultados: guiado, seeing, saturación, CL...

Sí, considerando sólo el ruido de lectura, tienes razón. Y, por supuesto, en todos los otros considerandos (seeing, guiado, contaminación lumínica, etc.).

Ahora no estoy muy seguro (porque hace bastante tiempo que lo estuve mirando), pero creo que mi cámara tiene bajo ruido de lectura. Otra cosa muy distinta (de esta camara concreta -y me refiero a la mía, no a la serie 60Da-) es el ruido térmico. Después de cinco años, y una avería que siempre he pensado que no me repararon bien, el ruido térmico es feroz.

También he "disfrutado" (sarcasmo) de una CL atroz, hasta recientemente.

Pero la Teoría (a la que me refería al principio del hilo), incide en los ruidos que dependen del tiempo de exposición: ruido térmico (corrígeme si no lo he entendido bien), y contaminación.

La interpretación (teórica) de lo que pasa es como sigue:

-Si expones (digamos) 5 minutos, la señal es 5 veces mayor que en 1 minuto. Mientras que el ruido térmico, y el ruido que corresponde a la CL (el ruido, que lo que molesta; no el nivel de luz que, si no fuese ruidoso, se podría quitar después), sólo aumenta en la raíz cuadrada de 5.

-Si sumas 5 tomas de 1 minuto, la señal es la misma que en la exposición más larga, y el ruido sólo crece como la raíz cuadrada de 5.

Ergo, los dos métodos son equivalentes. Insisto (cuando el ruido de lectura es el chocolate del loro del tingaldo).

Lo que quería contar es que, esta teoría, no funciona cuando intervienen procesos no lineales; cuando digo que no funciona, no me refiero a que "no funciona en la práctica", si no a que no funciona ni siquiera en teoría.

Y que he visto (al comparar las dos estrategias), que (descontando otros factores) me funcionan mejor las exposiciones largas; con el mismo objeto de Cielo Profundo. Me está funcionando con M78, NGC2175, y M101. Ninguno de los tres se caracteriza por su brillo.

« Últ. modif.: Jue, 02-Feb-2017, UTC 21h.08m. por Arecibo » - - -
Jesús Navas

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Málaga 
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« respuesta #7 del : Jue, 02-Feb-2017, UTC 21h.21m. »

A lo mejor no lo he expresado bien.

No quiero decir que sea conveniente o deseable siempre acortar el tiempo de exposición. Al menos, no si lo que quieres es llegar "lo más profundo" posible. Para eso, sin duda, lo mejor es el tiempo máximo que te permita su sistema y condiciones de observación. Pero si lo que quieres es conseguir otras cosas (máxima gama tonal con HDR, máxima resolución posible, etc.) entonces, aunque uses tomas largas, también necesitarás de las cortas. Incluso las más cortas posible que muestren lo que deseas. Un ejemplo extremo es la fotografía planetaria, donde se apilan cientos o incluso miles de tomas de fracciones de segundo, pero también podría utilizarse en objetos de cielo profundo muy luminosos y con f/ bajas (M42, M8...).

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Arecibo

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Alicante 
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« respuesta #8 del : Jue, 02-Feb-2017, UTC 23h.31m. »

A lo mejor no lo he expresado bien.

No quiero decir que sea conveniente o deseable siempre acortar el tiempo de exposición. Al menos, no si lo que quieres es llegar "lo más profundo" posible. Para eso, sin duda, lo mejor es el tiempo máximo que te permita su sistema y condiciones de observación. Pero si lo que quieres es conseguir otras cosas (máxima gama tonal con HDR, máxima resolución posible, etc.) entonces, aunque uses tomas largas, también necesitarás de las cortas. Incluso las más cortas posible que muestren lo que deseas. Un ejemplo extremo es la fotografía planetaria, donde se apilan cientos o incluso miles de tomas de fracciones de segundo, pero también podría utilizarse en objetos de cielo profundo muy luminosos y con f/ bajas (M42, M8...).

Gracias, Jesús. Sí, cuando la dinámica del objeto es grande creo, aunque no lo he probado aún, que el único camino es combinar distintos tiempos de exposición. Por supuesto, el guiado (y/o el alineamiento polar, etc.), y la contaminación lumínica, marcan el límite al tiempo de exposición por toma.

Y la fotografía planetaria es otro rollo, completamente distinto del Cielo Profundo.

Pero ¡vamos! (y no lo digo para estirar la polémica) ¿Es que no es "lo más profundo posible" lo que más mola? O yo soy un bicho raro (probablemente). Porque a mí sí que es lo que me gustaría conseguir.

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