Le meteore sono fioche?


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Ieri sera ero fuori a cercare di sparare alla pioggia di meteoriti dei Geminidi. Stavo usando un obiettivo Canon 5D2, 17-40mm f4.0 impostato su 17mm e f4.0, ISO 400. La fotocamera era montata su un innesto non tracking (solo perché non funzionava sul campo!) E stavo facendo 60 seconde esposizioni. Quindi mi aspettavo tracce di stelle ma quello che non mi aspettavo erano meteore deboli.

A proposito, dei 90 o giù di lì ho preso solo 2, ed è quello che mi ha lasciato perplesso. I cieli erano molto attivi, almeno 2 al minuto e la fotocamera era puntata su un buon punto.

In particolare, una meteora era notevolmente luminosa e passava tra Orione e Giove, proprio dove la fotocamera puntava. Ne ero piuttosto entusiasta, sarebbe stato uno scatto eccezionale. Sono rimasto deluso quando sono tornato a casa. All'inizio non riuscivo a trovarlo, era così fioco.

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Guarda a metà circa e un terzo della strada. La meteora punta verso le 2 in punto. È davvero difficile da vedere .

Perché? Era facilmente brillante come Betelgeuse e Bellatrix, le due stelle luminose nella metà superiore di Orione, puoi vedere la cintura di Orione all'estrema destra.

So che l'otturatore era aperto quando passava quello luminoso. Le meteore sono davvero così deboli?

Riferimenti:

  1. domanda meteorologica su questo sito
  2. articolo sulla fotografia meteorica

Questa risposta, da una domanda contrassegnata come duplicata della domanda precedente, fornisce informazioni utili: photo.stackexchange.com/a/67382/37074 .
Rob,

Risposte:


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Le meteore possono essere deboli o luminose, a seconda delle dimensioni, della durata e dell'intensità della loro entrata. Questo è generalmente irrilevante per il processo di fotografarli, tuttavia. La prima preoccupazione della maggior parte degli astrofotografi di campo ampio è l'ISO, e penso che ciò porti all'uso frequente di TROPPO BASSO di un'impostazione ISO. Sono stato anche fuori la scorsa notte a fotografare il cielo notturno, sperando di catturare alcune buone foto di una grande meteora geminide. Sono riuscito a catturarne alcuni, come questo qui:

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Potrebbe sorprenderti scoprire che le statistiche per questo scatto erano le seguenti:

  • ISO: 3200!
  • Otturatore: 4.0s
  • Diaframma: f / 2.8
  • Lunghezza focale: 16mm (EF 16-35mm f / 2.8 L II)
  • Fotocamera: EOS 7D

Ho spinto le impostazioni di esposizione il più lontano possibile. Volevo ridurre al minimo il trailing delle stelle (nel caso in cui ne avessi stampato uno), quindi volevo un'esposizione più breve, e il 6s era più alto che potevo andare prima di incontrare evidenti tracce di stelle. Avrei scelto ISO 6400, tuttavia quel rumore di colore rosso macchiato mangia davvero al QI, quindi sono rimasto a ISO 3200 con un'apertura di f / 2.8. Come puoi vedere, con la massima quantità di luce sull'obiettivo e un'impostazione ISO molto elevata, il meteorite (che in questo caso è durato circa 2,5 secondi ed era moderatamente luminoso) si distingue chiaramente.

La nozione di "time-on-pixel" esposta da jg-faustus in risposta alla risposta di BobT è fondamentale qui. Volete che la quantità di tempo che una meteora ha su ogni pixel che copre sia simile al tempo che le stelle hanno su ogni pixel che coprono. Maggiore è il rapporto, più oscuro apparirà una meteora rispetto alle stelle. Il trucco è esporre in modo tale che il rapporto tempo-pixel per le meteore sia simile a quello delle stelle. Ciò significa ridurre i tempi di esposizione, il che richiede una spintaISO (forse molto più alto di quanto si pensi normalmente ad usare). A valori ISO elevati, il rumore di lettura è effettivamente un non fattore. La fonte primaria di rumore è il rumore dei fotoni, e gli algoritmi di riduzione del rumore tendono ad essere i migliori per rimuovere quel tipo di rumore. Se avessi avuto una Canon 5D III a disposizione, avrei scattato a ISO 6400, forse addirittura 12800 se fosse stato necessario ridurre il rapporto tempo-pixel tra meteore e stelle. Non è necessario puntare a un rapporto 1: 1 ... L'intensità della meteora è maggiore per una durata inferiore, ma non si desidera un rapporto 50: 1 o superiore.

La foto qui ha avuto qualche post elaborazione. Ho applicato una curva di tono per migliorare il contrasto, ho regolato il bilanciamento del bianco per far risaltare il colore, ho aumentato un po 'la saturazione e ho applicato un po' di rimozione del rumore (anche se non tanto quanto si potrebbe pensare.) Ecco alcuni altri scatti, tutti fatti con un otturatore velocità tra 4-6 secondi, ISO 3200, apertura f / 2.8. Ognuno ha avuto un'elaborazione simile. Queste meteore erano tutte più deboli di quella sopra a causa delle loro durate più brevi, tuttavia in termini di tempo sui pixel i rapporti sono ancora abbastanza piccoli. Uno di questi fu una scintilla momentanea che durò per meno di un secondo, e questo è abbastanza debole, ma ancora abbastanza visibile.

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Per quanto riguarda la frequenza dei colpi, su 90 colpi, ne hai ottenuti due. Questo è uno per ogni 45 scatti, e poiché le tue esposizioni sono lunghe 60 secondi, ciò significa uno ogni 45 minuti. Nella mia zona, il tasso di entrata Geminid era di circa 50-60 all'ora durante il picco (12: 00-03: 00) e il mio periodo di esposizione e intervallo era di circa 9 secondi (esposizioni di 4 secondi, intervallo di 5 secondi la maggior parte del tempo). Ciò significa che sto facendo circa sei esposizioni al minuto, e c'era solo una meteora al minuto. Ci si aspetterebbe che quasi ogni sesto colpo avrebbe una meteora.

Contrariamente alla matematica semplicistica, bisogna considerare il rapporto del cielo coperto dalla cornice della fotocamera. A 16 mm su un APS-C, il mio obiettivo copre un campo visivo di 35 ° x 24 °, fuori da un cielo che racchiude una gamma ideale di 360 ° x 180 °. Tenendo conto del fatto che le meteore generalmente riempivano circa 3/4 del cielo dalla loro sorgente radiante, immagino un raggio di cielo di 270 ° x 135 °. La mia cornice copriva circa il 13% dell'orizzontale e circa il 18% della verticale, quindi un bel po 'di cielo che era potenziale area per un colpo era fuori dalla cornice. Personalmente ho visto circa 1-2 meteore ogni 2-4 minuti, tuttavia solo una frazione di quelle è finita nel frame. Per ogni sequenza di 100 scatti (che ha richiesto circa 15 minuti a 9 s per scatto), la mia fotocamera ha raccolto 2-3 meteore.

Non conoscendo la regione in cui ti trovavi (c'erano regioni buone, giuste e povere per la visione delle docce Geminid), non riesco a calcolare la velocità con cui la tua macchina fotografica avrebbe dovuto prendere una meteora. In una zona povera, il tasso potrebbe essere compreso tra zero e alcune decine all'ora. In una zona fiera, dove ero, la tariffa era facilmente di 50 all'ora o più. In un'area con una buona visione, la frequenza era compresa tra 120 e 190 all'ora, che sarebbe stata di 2-3 al minuto. Con un tempo di esposizione di 60 secondi (troppo lungo, secondo me ... un ISO più alto e un otturatore più corto sarebbero generalmente migliori per l'ampio campo) in una regione di visualizzazione corretta, avresti dovuto raccogliere molto più di due su 90 fotogrammi con meteore in loro.


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Inoltre, riguardo a quel link, ecco una citazione importante (enfasi sulla mia):

"Durante la doccia Leonid del 1998, ho avuto sei telecamere contemporaneamente con obiettivi 16mm, 18mm, 24mm, 35mm, 50mm e 85mm. Ho scattato 5-10 minuti consecutivi per circa 5 ore. Ho finito con circa 30 fotogrammi per telecamera , per un totale di 180 fotogrammi. Ho registrato 3 meteore . Uno non era nemmeno un Leonid ... "

Quindi sparare 90 fotogrammi e ottenere 2 meteore sembra la giusta frequenza di colpi.

Penso che il problema principale sia la lunga velocità dell'otturatore, le meteore hanno una durata molto breve, il tempo di otturazione aggiuntivo non li renderà più luminosi. Se avessi sparato a ISO1600 per 15 secondi, la meteora sarebbe stata 4 volte più luminosa.

È simile in linea di principio al bilanciamento del flash con l'ambiente, la meteora è il flash e la sua luminosità dipende dall'apertura / ISO, le stelle sono l'ambiente, quindi la loro luminosità dipende dal tempo di posa / apertura / ISO, quindi è possibile controllare il bilanciamento tra due usano la velocità dell'otturatore (sto contando piste più lunghe come "più luminose").


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Se guardi lo sfondo del secondo link puoi vedere molto rumore del sensore. Ciò significa che probabilmente è stata un'esposizione a lungo termine o che l'ISO è stato aumentato fino a un valore elevato (come afferma l'articolo). Il "valore elevato" dipende dalla fotocamera, ma da 1600 a 6400 è una buona gamma con cui sperimentare. Se prendi il tuo originale e fai un po 'di photoshoppery per migliorare il percorso (aumenta l'esposizione) vedrai un percorso leggermente migliore. Non ho dubbi sul fatto che le immagini che hai collegato abbiano avuto il loro contrasto e le loro esposizioni ottimizzate per mostrare i percorsi. Ecco il tuo JPG con esposizione e contrasto regolati ...

PhotoShopped esempio dell'immagine di Paul Cezanne


Fortunatamente, scatto in RAW, quindi ci giocherò. Sono rimasto sorpreso da quanto fosse luminoso ai miei occhi eppure fioco nell'immagine.
Paul Cezanne,

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@PaulCezanne Penso che abbia senso se si considera che ogni pixel / sensel è esposto in modo indipendente. Se le stelle si muovono dire 10 pixel in 60 secondi ottengono un tempo di esposizione effettivo di 6 secondi per pixel, mentre la meteora può muoversi dire 200 pixel in due secondi e ottiene un tempo di esposizione effettivo di solo 1/100 di secondo per pixel. Secondo la risposta di Matt Grum, l'unica soluzione integrata nella fotocamera (che conosco) è quella di aumentare l'ISO o l'apertura.
jg-faustus,

@ jg-faustus: tecnicamente parlando, aumentare ISO non è in realtà una soluzione. Come hai affermato, per una lunga esposizione di 60 secondi, il tempo sul pixel della meteora è una frazione di quella per ogni stella. L'aumento dell'ISO non modifica in alcun modo la sensibilità del sensore, ma cambia solo il punto in cui ogni pixel diventa completamente "saturo". Supponendo che non ci siano cambiamenti nel tempo di esposizione, ciò non risolverà effettivamente il problema a portata di mano ... poco tempo sui pixel per la meteora con molto tempo sui pixel per le stelle. La soluzione migliore è quella di ottenere più luce sul sensore, e solo un'apertura più ampia può farlo ...
jrista

Tuttavia, la riduzione del tempo di esposizione e un aumento dell'ISO modificano il rapporto tempo-pixel mantenendo o migliorando l'esposizione. Nei miei scatti, ho usato un'esposizione 4s, che è 15 volte più veloce di quella di Paul. Ciò significa che il rapporto tempo-pixel tra meteore e stelle è molto più basso, forse anche uguale (nel caso di una meteora di lunga durata che è iniziata non appena l'otturatore si è aperto, il rapporto si avvicina a 1: 1). Un ISO più alto non fa altro che massimizzare la saturazione prima della lettura, quindi l'immagine appare migliore, ma in realtà non migliora la sensibilità del sensore.
jrista

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@ jg-faustus: sono totalmente d'accordo. Penso che il concetto sia valido. Avevo avuto quell'idea nella parte posteriore della mia mente ... anche se era più incentrata sull'evitare il trascinamento delle stelle e minimizzare l'esposizione delle stelle. Il modo in cui hai definito l'intera idea è molto meglio, anche se ... tempo sui pixel. Fattore critico, IMO, per ottenere buoni scatti meteorici. Concordo anche sul fatto che una volta che iniziano a formarsi startrails, non vi è alcun vantaggio per un'esposizione aggiuntiva. La regola del 600 è probabilmente utile qui, e l'idea che l'utilizzo di una delle prime 2-3 impostazioni ISO native. Potresti non aver sempre bisogno / voler usare il massimo, ma molto alto è buono!
jrista

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Penso che il tuo problema principale non sia che siano deboli, ma che siano così veloci e brevi.

Per un'esposizione di 60 secondi sono sorpreso di quanto siano deboli gli inizi.

Personalmente correrei con un ISO più alto e un'esposizione più breve in modo che il breve momento della meteora sia meglio catturato. Ad esempio, se hai eseguito ISO 800 e un'esposizione di 30 secondi, trarrai vantaggio da:

  • Metà della lunghezza del sentiero stellare

  • la stessa luminosità della stella

  • una meteora molto più luminosa

I lati negativi potenziali sono più esposizioni necessarie e forse più rumore.


ma guarda le scie meteoriche nel secondo link che ho pubblicato, sono così luminose!
Paul Cezanne,

vero, ma non tutte le meteore hanno la stessa luminosità, se dici che era solo brillante come una stella, allora era piuttosto piuttosto debole per gli standard meteorici.
Digital Lightcraft il

2
@PaulCezanne: E le date della copirite su quei due colpi brillanti erano distanti due anni. Quelli erano i suoi migliori due su probabilmente decine di migliaia di esposizioni per lungo tempo. Catturare uno spettacolare colpo di meteorite è un gioco di numeri.
Michael C,

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È un gioco di numeri. Più lunga è la tua esposizione, più luminose sono le stelle rispetto alle meteore. Più ampia è la tua lente, maggiore è la percentuale di cielo che copri. Più scatti fai, più probabilità prenderai una bella meteora.

Ho anche girato i Geminidi questo dicembre con una EF 17-40mm f / 4L su una EOS 5DII, la stessa attrezzatura che hai usato. La maggior parte delle mie esposizioni era di 30 secondi o meno a ISO 1000 e f / 4. Ho messo a fuoco manualmente utilizzando Live View x10 su una stella luminosa, quindi perfezionato su una stella più fioca. Ho usato un timer economico che si collega alla porta di rilascio del cavo e l'ho impostato per scattare foto continue. Ho dovuto fare una pausa frequente per pulire il gelo dal filtro UV sulla parte anteriore dell'obiettivo (posizionato lì a causa del punto di temperatura / rugiada). Per diverse ore ho finito con quasi 400 esposizioni. Ho ottenuto uno scatto eccezionale e altri 3-4 Geminidi confermati. Ne ho anche presi un altro paio che pensavo fossero meteore fino a scoprire i loro percorsi e i tempi di apparizione abbinati a satelliti noti in orbita!

Il ridimensionamento rende la linea della meteora non uniforme, ma è liscia sulla versione a piena risoluzione. Probabilmente è stata la meteora più luminosa che ho visto tutta la notte, e sono stato fortunato ad avere la fotocamera puntata nella direzione giusta in quel momento. Spero di non aver svegliato i vicini quando l'ho visto e ho realizzato che la fotocamera era puntata in quella direzione e l'otturatore era aperto! Questo è stato ritagliato da 5616X3744 a 3924X2616 e quindi ridimensionato a 1536X1024 per l'uso web. Si vede meglio su uno sfondo scuro.

(Visto sullo sfondo bianco predefinito utilizzato da Stack Exchange, i contenuti di queste immagini sono appena visibili. Visualizzali a schermo intero o su uno sfondo nero per vedere tutti i dettagli!)

Meteora

Ecco le impostazioni che ho usato nel DPP di Canon per convertire il file RAW. La riduzione del rumore è stata impostata su 2 (lum) e 3 (chrom). Per le due immagini seguenti ho usato le stesse impostazioni tranne che WB era impostato su 3700K.
impostazioni

Questa è stata una cattura più tipica. Full 5616X3744 ridimensionato a 1536X1024 per uso web. Notare il modo in cui si è acceso poco prima dell'oscuramento. A occhio nudo nel momento in cui quel bagliore alla fine ha illuminato metà del cielo!

Meteora 2

Questo ha un aereo in basso a sinistra. Quello che sembra essere una meteora in alto a destra è in realtà CZ-2D, un razzo lanciato il 20/11/2011 dalla Repubblica Popolare Cinese. È un razzo usato e probabilmente sta cadendo, il che spiega la variazione di luminosità. Ritagliata a 3968X2645 e ridimensionata a 1536X1024.

Aereo + Satellite


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Anche se la meteora era brillante quasi quanto le stelle, devi tenere presente che la meteora illuminava il tuo sensore per almeno pochi secondi, e in genere meno di una, mentre le stelle erano per l'intera lunghezza dell'esposizione e la loro la luce viene diffusa su un'area molto più ampia del sensore rispetto alle stelle.

Se sei nuovo nell'astrofotografia, in genere devi giocare in modo significativo con le curve di luce per far apparire chiaramente gli oggetti dimmer nell'immagine perché le stelle luminose in genere saturano i pixel che stanno illuminando al massimo dei tuoi sensori mentre quasi tutto altrimenti è molto più debole.


correzione: la meteora illuminerebbe il sensore per una FRAZIONE di un secondo.
Digital Lightcraft il

@DarkcatStudios Le meteore possono durare per alcuni secondi; questo è più probabile che accada quando il radiante è basso all'orizzonte perché il tasso di penetrazione del meteorite negli strati più spessi dell'atmosfera è più lento. amsmeteors.org/mcleod/mcleod4.html
Dan è Fiddling di Firelight il

Mi riferivo principalmente al tipo previsto per questa settimana - piccolo e molto veloce - brucia molto rapidamente
Digital Lightcraft

E stavo facendo una risposta generale ...
Dan è Fiddling di Firelight il

@DarkcatStudios: Avendo osservato personalmente i Geminidi la scorsa notte, ne ricordo alcuni che sono durati per diversi secondi, erano di un verde particolarmente brillante e avevano grandi code. La maggior parte dei Geminidi è più corta, ma ce ne sono molti che durano per periodi abbastanza lunghi.
jrista

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Li trovo piuttosto fiochi, ho aumentato ISO a 6400 su Canon Eos 100D e pochi secondi di esposizione per accentuare un possibile passaggio meteorico

Li trovo piuttosto fiochi, ho aumentato ISO a 6400 su Canon Eos 100D e pochi secondi di esposizione per accentuare un possibile passaggio meteorico

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