Il rumore è un fatto della vita quando si tratta di astrofotografia, con l'eccezione che le foto del cielo profondo sono impilate e scattate su un supporto di tracciamento (più in un momento).
La tua foto è in realtà un rumore molto basso, nel grande schema di scatti astrofotografici a campo singolo, che ho visto ... ma manca anche di saturazione. Penso che si tratti davvero di una questione di gusti, ma alla fine, in un modo o nell'altro, otterrai quasi la stessa quantità di rumore nelle tue fotografie indipendentemente dall'impostazione ISO. Se desideri ottenere la stessa quantità di saturazione, devi fare una delle due cose. O avrai bisogno di usare un'impostazione ISO più alta (ISO 3200, forse anche fino a 6400), o dovrai aumentare l'esposizione in post. La stragrande maggioranza del rumore nell'astrofotografia proviene dal rumore dei fotoni, quindi l'uso di un ISO più elevato equivale a un aumento dell'esposizione post-processo dal punto di vista del rumore.
Nella tua foto di esempio, hai uno scatto a campo singolo, a grande campo. Il tuo limite è un singolo fotogramma a causa del primo piano, a meno che tu non ricorra a trucchi più complessi in cui prendi più fotogrammi, ritaglia il cielo e impili quei fotogrammi per migliorare la saturazione del cielo. Certamente possibile ... anche molto lavoro. Come te, mi piacciono gli scatti di astrofotografia che includono parte del paesaggio in primo piano, quindi vale la pena provare qualche accatastamento parziale manuale per migliorare il tuo SNR.
Il calore contribuisce sicuramente al rumore durante le lunghe esposizioni. Non sono sicuro che 40 secondi siano abbastanza lunghi da produrre così tanto calore che il rumore termico diventa un fattore più significativo del rumore da fotone. Le vecchie DSLR avevano bolle termiche a causa del surriscaldamento di componenti quasi off-die ... quando si scattavano cornici scure, si potevano vedere chiaramente le aree agli angoli o lungo i bordi della cornice che avevano più rumore. Non ho mai visto un evento del genere con la mia 7D e ci sono momenti in cui ho scattato esposizioni lunghe 40-50 secondi a 16 mm.
Esistono modi per ridurre le varie fonti di rumore non fotoniche. I frame scuri e i frame Bias sono due. L'uso di fotogrammi scuri e diagonali è in genere realmente necessario solo quando si eseguono accatastamenti a esposizione multipla con uno strumento come Deep Sky Stacker . In generale, "Riduzione del rumore a lunga esposizione" all'interno della fotocamera sta semplicemente prendendo una cornice scura che viene sottratta in modo nativo dalla cornice chiara prima che venga salvata sulla scheda di memoria. Una singola cornice scura aiuterà a mitigare il rumore di lettura, ma non tanto quanto una cornice scura multi-esposizione correttamente impilata, come spiegato qui sul sito di DSS .
Va notato che la cosa più importante nell'astrofotografia è SNR, o rapporto segnale-rumore. Più è alto il tuo SNR per frame, migliori sono i risultati ... in pila o in altro modo. Potresti prendere 120 fotogrammi da 5 secondi o 5 fotogrammi da 120 secondi ... i cinque fotogrammi da 120 secondi produrranno sempre risultati migliori. Potresti anche prendere 500 fotogrammi da 5 secondi e i 5 fotogrammi da 120 secondi produrranno ancora un risultato più ricco, poiché il SNR per fotogramma è molto più alto. Ogni fotogramma contiene informazioni più ricche e complete che è improbabile che tu possa replicare completamente impilando esposizioni molto più brevi.
Il prossimo modo migliore per migliorare SNR è passare a una fotocamera con pixel più grandi. SNR per pixel è più alto con pixel più grandi, quindi su una base per pixel, i risultati dovrebbero essere migliori e con impostazioni ISO più elevate rispetto a una fotocamera con pixel più piccoli. Se dovessimo confrontare la 1D X e la 7D (entrambi i sensori da 18mp), i pixel più grandi della 1D X raccoglieranno 2,6 volte più luce. Stai già utilizzando la 6D, che è un'ottima fotocamera per l'astrofotografia grazie ai suoi pixel di grandi dimensioni e alle elevate prestazioni ISO elevate. Da un puro punto di vista SNR (basato su dati sensorgen.info), la 1D X a ISO 3200 supporta ~ 3 volte la saturazione per pixel, la 6D a ISO 3200 supporta ~ 2 volte la saturazione per pixel, come qualsiasi Canon APS-C da 18mp sensori.
Dato che stai già utilizzando la migliore fotocamera che probabilmente puoi ottenere da Canon per scopi di astrofotografia, l'unica altra cosa che puoi davvero fare è alzare l'ISO. Con impostazioni ISO inferiori, è presente più rumore di lettura. In particolare con Canon, più aumenti l'ISO, più basso è il contributo del rumore di lettura, al punto in cui alle impostazioni ISO più elevate, il rumore di lettura può essere di appena 1,3- per pixel (ben al di sotto del minimo piatto di ~ 3e - per la Sony Exmor trovata nella D800.)
Pertanto, poiché aumentare l'esposizione post-processo è lo stesso che aumentare ISO quando il rumore di lettura è così basso, per migliorare la saturazione del cielo e la luminosità delle stelle, utilizzare un'impostazione ISO più elevata. Hai detto di usare ISO 800-1600. Prova ISO 3200, 6400 ... forse anche 8000. L'idea generale è di ridurre il tuo punto di bianco in modo che la fotocamera utilizzi i suoi dispositivi elettronici per aumentare il segnale il più possibile prima di leggere, per ridurre al minimo l'impatto del rumore di lettura. Va notato che il potenziamento dell'esposizione di uno scatto ISO 800 in post in modo tale che assomigli a un'esposizione di ISO 6400 comporterebbe probabilmente PIÙ rumore, poiché il rumore letto a ISO 800 è più del doppio con l'impostazione ISO inferiore (5.1e - vs. 2.0e- secondo sensorgen.info.)
Per rendere le cose un po 'più chiare, ho disegnato un ipotetico scenario di astrofotografia. Questo scenario presuppone un'esposizione di 30 secondi a f / 4, eseguita una volta per ciascuna impostazione ISO da 100 a 12800, utilizzando una Canon 5D III. Il presupposto è che un'esposizione di 30s f / 4 a ISO 12800 determina i pixel più luminosi (stelle) che raggiungono il "punto di saturazione" (in altre parole, le stelle più luminose escono di bianco puro, come qualsiasi pixel rosso, verde e blu per quelle stelle raggiungono il livello massimo di carica). La stessa identica esposizione in tutte le altre impostazioni ISO comporterà un'esposizione al di sotto del punto di saturazione. Inoltre, viene dimostrata la differenza tra rumore di lettura e rumore di fotone.
Nel diagramma seguente, l'asse X lineare rappresenta ciascuna impostazione ISO e l'asse Y logaritmico rappresenta il livello di carica in elettroni (e-). Le linee rosse e verdi vengono disegnate per ciascuna impostazione ISO, con il rosso che rappresenta il rumore di lettura e il verde che rappresenta il punto di saturazione . La gamma dinamica è effettivamente il rapporto tra il punto di saturazione e il rumore di lettura (verde su rosso). Per ISO 100, il punto di saturazione è anche il livello letterale di carica massima del fotodiodo (FWC, o piena capacità del pozzo). Le barre blu rappresentano il segnale e la parte più scura della barra blu rappresenta il rumore intrinseco in quel segnale (rumore del colpo di fotone, che è la radice quadrata del segnale).
Supponendo un'esposizione di 30s f / 4 che raggiunge la massima saturazione a ISO 12800, la carica di quel segnale è 520e- (secondo sensorgen.info). Pertanto, supponendo che la stessa esposizione sia utilizzata per tutte le altre impostazioni ISO ... il segnale, così come il rumore del fotone, sarà IDENTICO . (La carica nel fotodiodo è un prodotto della luce nel tempo ... che è influenzato SOLO dall'apertura e dalla velocità dell'otturatore.) Ciò che cambia quando riduciamo l'ISO è che il rumore di lettura inizia a salire. Poiché la scala è logaritmica, le impostazioni ISO da 800 a 12800 hanno poca differenza nel rumore di lettura (in particolare da 1600 a 12800). Una volta raggiunto ISO 400, il rumore di lettura inizia a salire al punto in cui è un rapporto maggiore del segnale complessivo rispetto al rumore dei fotoni.
La differenza chiave tra lo scatto a ISO 12800 e lo scatto a ISO 400 è il punto di saturazione (barre verdi). A ISO 12800, il rumore di lettura è basso e il segnale si satura, quindi avrai uno stretto, luminoso e colorato immagine fuori dalla fotocamera. A ISO 400, il segnale è una piccola frazione (520e-) del punto di saturazione (18273e-), e ciò richiederà un significativo aumento dell'esposizione in post per apparire uguale allo scatto ISO 12800. Se si scatta a ISO 400 e si corregge l'esposizione in post, il rumore complessivo costituisce un fattore significativo del segnale. Il rumore di fondo letto, al di sotto del quale in realtà non esistono informazioni utili, è alto quasi quanto il rumore dei fotoni. Un tale aumento dell'esposizione post-processo comporterebbe un elevato grado di banding e rumore di colore, probabilmente fino ai mezzitoni.
Per un esempio estremo, se si dovesse scattare a ISO 100, leggere il rumore diventa il principale contributore del rumore (in questo esempio particolare ... tenere presente, a ISO 100, l'immagine è gravemente sottoesposta rispetto al punto di saturazione.) Aumentare un'esposizione ISO 100 in questo caso (che, al fine di simulare ciò che ha prodotto lo scatto ISO 12800, dovrebbe essere un SIX STOP BOOST ) comporterebbe un notevole banding e rumore di colore. Il diagramma seguente mostra come il rumore, sia in lettura che in ripresa, viene amplificato correggendo l'esposizione in post per ISO 100-6400, al fine di abbinare l'esposizione ISO 12800:
Ricorda che la scala qui è logaritmica, quindi la quantità di rumore per ogni impostazione ISO successivamente inferiore è esponenzialmente più alta dopo la correzione dell'esposizione in post.