Tout ce que vous avez toujours voulu savoir mais n’avez jamais osé

demander …

Jacques DemersPaul Paradis

CAAL

Introduction Matériel Installation du set-up Acquisition des images Références Traitement des images : à toi Jacques !!!

11/04/23 CAAL 14 novembre 2011

Du plus simple : rapprochement planétaire

11/04/23 CAAL 14 novembre 2011

Gite du mont-Albert, 18 juin 2007

11/04/23 CAAL 14 novembre 2011

Saturne

Vénus

Gite du mont-Albert, 18 juin 2007

11/04/23 CAAL 14 novembre 2011

Hemmingford, 11 mai 2011

11/04/23 CAAL 14 novembre 2011

Jupiter

Vénus

Hemmingford, 11 mai 2011

11/04/23 CAAL 14 novembre 2011

Saint-Jean-sur-Richelieu, 09 novembre 2011

11/04/23 CAAL 14 novembre 2011

Jupiter

Saint-Jean-sur-Richelieu, 09 novembre 2011

… à un peu plus complexe !!!

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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)

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Montage minimal : Caméra Trépied Déclencheur souple ?

Minimum d’information sur Lune et planètes

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Niveau intermédiaire : équipement plus sophistiqué sans être trop complexe

Monture motorisée (équatoriale ou alt-azimuth) Télescope Caméra Ordinateur portable ?

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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

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Quoi choisir ? Caméra :

DSLR ou CCD ou WebCam ?Objets du système solaire (Lune-planètes) sont lumineuxObjets du système solaire (planètes) sont petits ( moins d’une

minute d’arc)Turbulence toujours présenteMeilleur choix : WebCam

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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

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Maximiser le rendement photo de notre système « instrument-WebCam » : comment ? Démystifier deux concepts :

Résolution Échantillonnage

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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

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Résolution physique (seconde d’arc) :

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Diamètre(mm)

Résolution(seconde d’arc)

100 1,20

150 0,80

200 0,60

250 0,48

300 0,40

120

( )Résolution

diamètre mm

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)

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Résolution photo : échantillonnage

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Focale (mm)

Pixel (m)

Échantillonnage(seconde

d’arc/pixel)

500 5,6 2,30

1000 5,6 1,15

2032 5,6 0,56

2540 5,6 0,45

3048 5,6 0,38

( )205

( )

tailledu pixel mÉchantillonnage

focale mm

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)

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RésolutionÉchantillonnage

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Échantillonnage : dimension de 1 pixel (seconde d’arc)

Résolution : Dimension (angulaire) des plus fins détails qui sont visibles sur une image (seconde d’arc)

Échantillonnage

Résolution

Télescope : Lunette Explore Scientific 127mm, f/7,5 (focale :

952,5mm)

Caméra : NexImage (Celestron)

Capteur : Format ¼ ‘’ : 3,6mm 2,7mmRésolution VGA : 640 480 pixels (pixel : 5,6 m)

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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 !

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2

RésolutionÉchantillonnage

Solution : augmenter la focale de l’instrument (Barlow)

à comparer avec l’échantillonnage optimal : 0,4725 /pixel

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Barlow Focale(mm)

Échantillonnage(seconde

d’arc/pixel)

1 952,5 1,21

2 1905,0 0,61

3 2857,5 0,40

( )205

( )

tailledu pixel mÉchantillonnage

focale mm

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);

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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

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Brancher la caméra web (NexImage) à l’ordinateur

Mettre en marche le logiciel d’acquisition AMCap

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Sélectionner « Preview » dans le menu Options (live view)

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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

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Menu « Options » : Video Capture Filter

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Menu « Options » : Video Capture Filter

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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)

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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 ?

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Menu « Options » : Video Capture Pin

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Menu « Options » : Video Capture Pin

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Menu « Capture » : Set Frame Rate

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Menu « Capture » : Set Frame Rate

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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 …

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Menu « Capture » : Set Time Limit

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Menu « Capture » : Set Time Limit

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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)

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3600 S RT

D

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

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3600 S RT

D

Menu « Capture » : Start Capture

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Menu « Capture » : Save Captured Video

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Menu « Capture » : Save Captured Video

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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

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À toi Jacques …

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