Fotografía con webcam y Registax 2

La fotografía astronómica con una sencilla webcam ofrece unos resultados tan sorprendentes que por su relativa sencillez ha desbancado a la fotografía tradicional en los campos de imágenes planetarias y de detalles lunares. No necesitaremos más que una webcam y un par de programas que se encuentran en Internet y son gratuitos, además de una mínima familiarización con la informática.

Las webcam incorporan un sensor CCD con una sensibilidad mucho mayor que la de las películas fotográficas. Nuestra técnica consistirá básicamente en captar un vídeo, que descompodremos en cada uno de sus cuadros o frames para de entre éstos escoger aquellos en los que las turbulencias atmosféricas hayan distorsionado menos la imagen del cuerpo fotografiado, además de que alinearemos perfectamente cada uno de estos cuadros antes de sumarlos en una sola imagen resultante. Es un proceso que manualmente sería muy farragoso, pero con el Registax 2 o el k3ccdtools es muy sencillo.
 
  Para imágenes de larga exposición las webcam en principio no nos sirven, ya que el CCD se calienta e introduce errores. Esto se puede subsanar refrigerando el chip a muy bajas temperaturas, con lo cual estaríamos transformando nuestra webcam en toda una cámara CCD que en el mercado se venden a unos 400 €. Tendremos que hacernos un circuito electrónico, y ser muy hábiles, pero hay muchas personas que trabajan ya con webcams modificadas para larga exposición. Para hacerlo, es obligado visitar la web de Steve Chambers. A la izquierda, M57 con una Philips Vesta Pro modificada.
Ya que para mí la electrónica y el chino se parecen bastante, lo que aquí veréis es de qué manera captar y optimizar imágenes de exposiciones cortas, es decir, de los planetas y la Luna.

Captura del vídeo

El primer paso consiste en la captura del vídeo. Normalmente las propias cámaras web traen algún tipo de software para crear videos en formato AVI, que será suficiente. En todos estos programas hay algunas opciones que tendremos que adecuar a nuestro gusto:


Velocidad de captura, o cuadros por segundo, o fps. Es el tiempo de exposición de cada toma. Van desde 5 a 60 fps según el tipo de cámara. Cuanto mayor sea, menos saturada será la imagen de cada cuadro, y a más velocidad captaremos los fotogramas.
Saturación. Está directamente relacionada con los fps, pero además existe esta opción para modificarla.
Brillo. Normalmente lo dejaremos sin tocar, con su valor por defecto.
Contraste. Tampoco lo toco en la captura, aunque pude darse el caso en que sea interesante.
Tamaño de salida. Es el tamaño en píxeles del video que grabaremos. Cuanto mayor sea mejor, aunque el proceso posterior con el Registax será más lento. El campo es bastante limitado, siendo en las cámaras más avanzadas actualmente de 640 x 480 píxeles.

Una vez configuradas estas opciones comenzaremos a grabar el video. Cuantas más tomas contenga mejor, aunque después el procesado puede hacerse eterno si nos pasamos. Con unos 500 cuadros estaremos tirando por lo alto, sobre todo si el tamaño de salida es elevado. La duración de la grabación dependerá de la velocidad de captura que antes hayamos seleccionado.
Con el programa AstroSnap dispondremos de muchas más opciones para la captura, algunas de ellas muy útiles sobre todo si usamos una webcam modificada, entre las cuales se encuentra incluso el autoguiado para algunos tipos de webcam y computerización.

Procesado del vídeo con Registax 2

Tras haber guardado el video con la captura, abriremos el Registax 2 (siempre hablamos de la versión freeware). También son buenos programas para hacer lo mismo el k3ccdtools y el Avi2BMP.


 

Arriba a la izquierda encontraremos dos solapas, estando activada la Input. En Selectt Input abriremos el video a procesar, y en Settings activamos Colour Processing y LRGB. En Processing Area dejaremos los 512 píxeles por defecto, y en Alignment Box podeis dejar 32 píxeles. Esta última opción es el tamaño de la ventana del video sobre la que el programa va a realizar las comprobaciones. Cuanto más grande sea más lento será el proceso (y puede llegar a ser verdaderamente lento) por lo que yo no usaría más de los 32 salvo que el ordenador sea muy potente. También dependerá la elección del tamaño aparente del cuerpo fotografiado, aunque no es necesario que la ventana lo cubra completamente. Si activamos Show Frame List aparecerá una lista con todos los cuadros del video, lo cual es interesante para seleccionar manualmente uno en el que la imagen sea buena. Finalmente, pincharemos sobre la imagen en un punto, donde el programa realizará el alineado de los cuadros posteriormente. Es aconsejable hacerlo sobre el borde del disco del planeta o en una zona de transición de iluminación en un cráter de la Luna, y no en una zona de color plano.

Al pinchar sobre la imagen se nos habrá abierto una nueva ventana, con la solapa superior Aligning:


 

Aquí configuraremos los parámetros para la alineación de los cuadros del video. Iremos uno por uno. Bias substract, desactivado; Optimize until, al 1%, Search area, a 2 píxeles y Lower quality al 85% o más. Este último valor no es aconsejable emplearlo por debajo de 70%. De su valor dependerá la cantidad de cuadros que finalmente daremos por buenos para la imagen final. El proceso se enlentece cuanto más bajo sea este porcentaje. Dejaremos activados Track object y Misalign warning, que nos pedirá que volvamos a centrar la ventana de alineación si algún cuadro extraño hace que el programa pierda la alineación. Activamos Alignment filter a 10 píxeles; en Quality filter band dejaremos start en 12 y width en 5, y activamos Use contrast, Auto-optimisation y Fast optimize. Por fin, podemos dar al botón Align.
A continuación abriremos la solapa superior izquierda Stacking:

 

Abajo se nos muestra con el valor n el número de cuadros que, si no alteramos nada ahora, el programa ha dado como buenos. Podemos aumentar o reducir este valor actuando sobre el cursor horizontal que aparece bajo el gráfico. Hay que tener en cuenta que no porque la imagen final esté compuesta por gran cantidad de cuadros será mejor. Aquí sería una buena idea guardar el resultado de la alineación hecha antes e ir probando con varios números de cuadros. En las opciones de la derecha dejaremos activadas Colour processing, LRGB y Use image quality. Con esto podemos empezar ya con el Stack, que sumará los cuadros seleccionados en una única imagen.

Pasamos ahora a la solapa Wavelet  Processing:


 

Aquí encontramos una serie de parámetros con los que podremos resaltar rasgos de la imagen. Iremos jugando con los valores de las capas (Layers) dejando el Wavelet Scheme en modo Linear, con el valor Initial en 1 y el Step en 0. Además tendremos activadas las casillas de Auto-processing y de Partial processing. Si la imagen se endurece y aparece ruido, activaremos la casilla Noise reduction. En la ventana que se abrirá entonces, marcaremos en Method C las capas que más hayamos endurecido, aplicando con la barra de la izquierda la cantidad de reducción de ruido que deseemos. En las opciones de abajo, podremos corregir el valor de Gamma, así como el brillo y contraste. Con todo ello deberemos tener cuidado en no dar un aspecto irreal a la imagen resultante, pero en esta ventana tenemos una herramienta muy potente para mejorar nuestra imagen.
Por fin, activamos la solapa Final, donde podemos girar la imagen y, antes de guardarla, aplicar un aumento de su tamaño. Este aumento es posible sin pérdida debido a la mayor calidad de la imagen resultado de las sumas de los cuadros. Podremos llegar a un incremento de tamaño de hasta el 200%, en el botón Resize. Una vez hecho, solo nos queda salvar la imagen, en formato que no dé pérdida, por ejemplo, en BMP.

A continuación será necesario probablemente ajustar los niveles sobre todo del fondo negro, con cualquier programa de tratamiento digital de imágenes.


Será también conveniente realizar una captura de vídeo oscura, con la tapa del telescopio puesta, o lo que se llama un dark frame, que trataremos con el Registax desde la ventana inicial. Al restar un dark frame eliminamos de la imagen posibles errores por suciedad, píxeles erróneos, etc.

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