Techniques monocromáticas-astrofotografia
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Design do sensor
As câmeras coloridas produzem imagens coloridas usando uma matriz Bayer, uma matriz de filtro colorida que fica na frente do sensor. A matriz permite que a luz das cores primárias, vermelha, verde e azul, entre no sensor. Um arranjo de matriz típico consiste em uma passagem vermelha de 25% na área, 25% azul e 50% verde. A matriz Bayer permite que um único sensor de chip produza uma imagem colorida.
Muitos objetos no espaço profundo são compostos de hidrogênio, oxigênio e enxofre. Esses elementos emitem luz no espectro vermelho, azul e vermelho/laranja, respectivamente.
Ao imaginar um objeto rico em hidrogênio, o objeto emita principalmente luz nos comprimentos de onda de hidrogênio-alfa/vermelho. Nesse cenário, a matriz Bayer permitirá apenas 25% da luz que entra da nebulosa alcançar o sensor, pois apenas 25% da área da matriz permitirá que a luz vermelha passe.
Um sensor monocromático não possui uma matriz Bayer. Isso significa que todo o sensor pode ser utilizado para capturar comprimentos de onda específicos usando filtros de cores especializados conhecidos como filtros de banda estreita. Muitas nebulosas são compostas de hidrogênio, oxigênio e enxofre. Essas nebulosas emitem luz nos comprimentos de onda vermelha, azul e laranja, respectivamente. Um filtro de banda estreita pode ser usada para cada cor para produzir três imagens monocromáticas discretas. Essas imagens podem ser combinadas para produzir uma imagem colorida.
Vantagens
A astrofotografia monocromática ganhou sua popularidade como um método de combate aos efeitos da poluição da luz moderna. A matriz Bayer em um sensor tradicional limitará a área do sensor disponível capaz de coletar luz de objetos profundos do espaço a aproximadamente 25%. Os 75% restantes, no entanto, ainda são capazes de coletar luz, geralmente na forma de poluição luminosa circundante. Isso pode afetar adversamente a relação sinal / ruído.
Remover a matriz Bayer significa que um filtro de banda estreita pode ser usada para permitir apenas comprimentos de onda específicos de luz para atingir o sensor. Isso tem o benefício de utilizar toda a área do sensor para maximizar a quantidade de luz coletada, além de rejeitar fontes de poluição luminária externa, melhorando amplamente a relação sinal / ruído.
Processamento de imagem monocromática
Imagens coloridas em câmeras típicas são feitas combinando dados de pixels vermelhos, verdes e azuis. Para produzir uma imagem colorida usando um sensor monocromático, três imagens monocromáticas devem ser produzidas e combinadas para produzir uma imagem colorida. As três imagens monocromáticas são mapeadas para os respectivos canais vermelhos, verdes e azuis. No caso da astrofotografia, isso pode variar até certo ponto, embora uma paleta de cores comum seja a paleta Hubble, geralmente conhecida como "Sho". No palete hubble, o enxofre é mapeado para o canal vermelho, os sinais de hidrogênio-alfa são mapeados para verde e o oxigênio é mapeado para azul
A astrofotografia monocromática também requer um número maior de quadros de calibração. Os quadros de calibração são usados captura artefatos e poeira no sensor e filtro de imagem e gradientes de luz devido a reflexões internas no trem óptico. Estes podem ser removidos da imagem final. A imagem monocromática requer o uso de três filtros individuais para produzir uma imagem colorida. Isso significa que três conjuntos de quadros de calibração devem ser gerados e aplicados durante o estágio de processamento da imagem. Portanto, isso aumenta a quantidade de imagens que precisam ser armazenadas, exigindo maiores quantidades de espaço de armazenamento.
A fotografia monocromática também requer equipamentos adicionais. Devido à exigência de vários filtros, os astrofotografistas amadores geralmente usam uma roda de filtro eletrônica. Isso permite que vários filtros sejam instalados e um computador pode ser usado para controlar a roda e alterar os filtros durante a noite