3 semplici passi per scattare un Dark Frame

Come scattare un dark frame astrofotografia

Le tue astrofotografie o i tuoi timelapse sono piene di grana o rumore? Probabilmente dovresti provare ad usare dei Dark Frame. Vediamo i semplicissimi ma delicati passaggi necessari per acquisirne uno che sia davvero efficace!

buzzoole code

Perché utilizzare i Dark Frames? A cosa servono?

Prima di cominciare cerchiamo di capire brevemente a cosa serve un Dark Frame. Questa particolare fotografia – si, il Dark Frame è una fotografia – ci permette di sottrarre da una qualsiasi foto uno specifico tipo di rumore: il cosiddetto rumore termico o thermal noise.

Dark Frame Calibration Comparison

Facciamo un passo indietro. Durante le pose fotografiche, siano esse della durata di pochi centesimi di secondo o della durata di minuti, la nostra reflex acquisisce un segnale di fondo fisiologico (ed ineliminabile in partenza) che si aggiunge alla fotografia che scattiamo. Questo segnale viene chiamato corrente di buio (o dark current) ed è proprio questo che dà vita al rumore termico.

 

Differenza tra Corrente di buio e Rumore Termico

E’ utile soffermarci altre due righe su un concetto importante: nonostante siano spesso utilizzati erroneamente come sinonimi e sebbene siano due elementi legati tra loro, corrente di buiorumore termico sono due “oggetti” decisamente diversi. La corrente di buio è il segnale di fondo che viene acquisito nel tempo dal nostro sensore fotografico (reflex, mirrorless, camere raffreddate, ecc) a causa dell’agitazione termica molecolare e viene misurato in elettroni al secondo [e-/s]. Ad esempio se facciamo una posa di 20 secondi con un sensore che ha una corrente di buio di 1 e-/s ci ritroveremo una fotografia con 20 “elettroni in più”.

Il problema principale è che la corrente di buio varia in maniera casuale nel tempoe da pixel a pixel – e non è sempre costante ai valori indicati dal costruttore. La conseguenza è che la “corrente di buio totale” che si accumula sulla fotografia è anch’essa casuale. Questa incertezza e variabilità può essere quindi definita rumore termico.

Quindi, per tornare all’esempio precedente, non è vero che se il costruttore dichiara 1 e-/s (posa 20 secondi) allora avremo sempre 20 elettroni accumulati. In realtà ci ritroveremo una volta con 19 elettroni, una volta con 21, 22, 24, 18 e così via. Questa incertezza – che, badate bene, varia da pixel a pixel! – è proprio il rumore termico.

La corrente di buio (e conseguentemente il rumore termico) cresce esponenzialmente al crescere della temperatura del sensore, ecco perché i produttori si battono per produrre camere con sistemi di raffreddamento sempre più efficienti. Questo rumore generato si va quindi a sommare al nostro segnale pulito diminuendo il famoso rapporto segnale rumore (SNR) della fotografia abbassandone la qualità complessiva. La corrente di buio è anche dipendente dall’ISO quindi il dark frame deve essere acquisito nelle stesse identiche condizioni della fotografia che deve essere ripulita ovvero stessi ISO, stessa temperatura (beato chi ci riesce) e stesso tempo di esposizione.

Insomma, ma quindi come facciamo a rimuovere questo rumore? Ta daa: Dark Frame!

 

Come funziona un Dark Frame?

Abbiamo detto che il rumore termico è un’incertezza che in fase di scatto si somma alla nostra fotografia pulita. Beh allora possiamo vederla così. In uscita dalla camera ci ritroveremo con qualcosa del genere:

Fotografia da Pulire =   Fotografia Pulita Rumore termico

E cosa ne pensate se provassimo a sottrarre dalla fotografia grezza il rumore termico? Esatto, rimarrebbe solo il segnale:

Fotografia da Pulire Rumore termico   =  Fotografia Pulita

Ma la domanda sorge spontanea: Come facciamo questa operazione? Come facciamo ad acquisire solamente il rumore termico?

Semplice: scattiamo una foto ad una scena perfettamente buia, senza segnale. Quale scena? Una perfettamente nera! Il tappo della camera secondo te può aiutarti? 😉

Nel momento in cui tapperai la camera e scatterai una foto avrai acquisito il tuo primo dark frame. La tua macchina fotografica avrà acquisito solamente rumore termico (o meglio corrente di buio). Adesso non dovrai far altro che sottrarre alla fotografia grezza questo dark frame:

Fotografia da Pulire Dark frame   =  Fotografia Pulita

Nella realtà, dato che il rumore contenuto nel dark frame è per definizione casuale, si preferisce acquisire molti dark frame e mediarli tra loro attraverso uno stacking al fine di ottenere quello che si chiama Master Dark Frame. Il MDF conterrà quindi una media del rumore termico da sottrarre:

Master Dark Frame   =   MEDIA(Dark Frame)

Fotografia da Pulire Master Dark Frame   =   Fotografia Pulita

Un modo per eseguire con semplicità queste operazioni, che di fatto costituiscono parte della cosiddetta calibrazione di un’astrofotografia, è utilizzare uno degli svariati software gratuiti disponibili in rete. Eccone una lista:

Personalmente ho usato moltissimo il semplice – ma completissimo – Deep Sky Stacker e mi sono trovato sempre molto bene: consigliatissimo!

 

Come scattare un dark frame?

E adesso passiamo alla fase operativa. Supponiamo che tu debba ridurre il rumore termico di una fotografica scattata con tempo di esposizione 30 secondi, ISO800 e con temperatura media del sensore di 20°C. Se stiamo utilizzando una reflex tradizionale probabilmente non conosciamo con precisione la temperatura del sensore ma non preoccupiamoci troppo. Proprio per questo è buona norma acquisire qualche dark frame prima e dopo le fotografie da pulire in modo da ridurre la nostra incertezza sulla temperatura. Spesso si sente dire che bisogna impostare anche il diaframma nella stessa maniera. Questo è assolutamente privo di senso dato che, come abbiamo visto, il dark frame non dipende dal cammino ottico. Ma adesso cominciamo.ù

 

1. Metti il tappo all’obiettivo

Come scattare un Dark Frame Astrofotografia

O meglio ancora: rimuovi l’obiettivo e metti il tappo alla tua reflex. Dobbiamo infatti acquisire solo il rumore termico. Qualsiasi altro tipo di segnale comprometterebbe la riuscita della calibrazione. Spesso è meglio non calibrare una fotografia piuttosto che calibrarla con dei dark frame imprecisi.

 

2. Assicurati di aver impostato gli stessi settaggi della foto da calibrare

Come scattare un Dark Frame Astrofotografia

Come abbiamo detto il rumore termico dipende, oltre che dalla temperatura, anche dal tempo di esposizione e dagli ISO. Quindi, prima di acquisire i dark frame controlla che i parametri siano esattamente uguali a quelli della foto che devi ripulire. Se provassi a calibrare la tua foto di 30 secondi con un dark frame di 60 secondi sottrarresti alla foto molto più rumore di quello effettivamente presente in essa. Il risultato sarebbe una foto degenerata piuttosto che pulita.

 

3. Scatta in RAW tenendo sotto controllo la temperatura

Come scattare un Dark Frame Astrofotografia

Può sembrarti apparentemente una cosa trascurabile ma ti assicuro che è l’aspetto fondamentale di un buon dark frame. Piccole variazioni di temperatura producono grosse variazioni del rumore. Approssimativamente il rumore raddoppia se la temperatura sale di soli 6-7°C. Sembra poco ma ricordateti che le macchine fotografiche, soprattutto durante la notte, sono soggette a forti sbalzi di temperatura durante le pose (si passa facilmente dai 10° ai 35°).

 

Consigli finali

Purtroppo conoscere la temperatura del sensore durante le sessioni fotografiche non è semplice. Dato che c’è questa incertezza, acquisisci dei dark frame prima della fotografia grezza e altri dopo. Se il tempo di esposizione è abbastanza corto puoi anche acquisire tutto in un’unica tirata. Per consultare la temperatura alla quale sono state scattate le tue foto puoi utilizzare un tool gratuito – ma un po’ macchinoso – che si chiama exiftool.

Se invece utilizzi una camera modificata con termoregolazione allora puoi stare tranquillo e acquisire i tuoi dark frame comodamente quando preferisci. Ti basterà impostare la temperatura e dormire sogni tranquilli.

Come vedete scattare un dark frame non è per niente complicato. L’importante è scattare il tasto magico sapendo cosa si sta facendo. Una volta acquisiti i dark frame basterà darli in pasto a dei programmi come Deep Sky Stacker per calibrare le nostre astrofotografie. Mi raccomando: stessi identici settaggi (ISO e tempo di esposizione) e temperatura il più possibile uguale a quella della fotografia da ripulire. Nient’altro da sapere. Ovviamente più dark frame faremo e meglio sarà.

Se avete qualche dubbio o qualche problema con la vostra camera o con i dark frame… scriveteci! 😉 Alla prossima!

Alessio Vaccaro

Alessio Vaccaro is an amateur astrophotographer who has published in magazines such as BBC Sky at Night, Coelum, Ciel & Espace and AAPOD. In the free time he loves to learn new things about data science, business and life.

Potrebbero interessarti anche...

Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *