Il dithering in astrofotografia

Se c’è una cosa dalla quale non si può prescindere in astrofotografia, quella è il dithering! L’applicazione del dithering infatti permette di eliminare un’enorme fetta di artefatti derivanti dall’elettronica del sensore della fotocamera.

Che cos’è il dithering in astrofotografia?

Il dithering è una tecnica che consiste nel muovere di pochissimo la nostra montatura tra uno scatto e l’altro, preferibilmente su entrambi gli assi di ascensione retta e declinazione.

Così facendo tutti i difetti presenti sul sensore della camera, come hot pixels e pattern legati al rumore sia di lettura che dark current, saranno presenti ogni volta su pixel diversi nei vari frame. Difetti che la calibrazione con dark, bias e flat purtroppo non corregge.

Questo fa sì che in fase di somma degli scatti, grazie al valore di sigma usato dalla funzione di rejection dell’algoritmo, questi pixel vengano classificati come outliers e scartati. Un outlier in statistica è un elemento in un insieme di dati il cui valore si discosta di molto dal valore medio degli altri.

E’ quindi evidente come il dithering sia fondamentale per chi fa astrofotografia! Avere scatti perfettamente allineati tra loro, al contrario di quanto si possa normalmente pensare, è una delle cose peggiori da fare. 🙂

Cosa succede se non applico il dithering?

La risposta breve è: molto probabilmente dovrai cestinare i tuoi dati, soprattutto se sei con un sensore CMOS, peggio se non raffreddato come quelli delle reflex.

Questo perché tutti gli artefatti di cui abbiamo parlato sopra andranno a sovrapporsi tra i vari scatti e, invece di essere classificati come outliers, verranno considerati come segnale vero e proprio da sommare.

Un autentico disastro irreparabile purtroppo che viene chiamato in gergo rumore a pioggia.

Infatti sarà impossibile rimuovere quel genere di rumore con qualsiasi software. L’unica cosa da fare sarà trascinare i dati nel cestino e svuotarlo senza piangerci troppo su. 😀

Posso applicare il dithering solo in un asse? (RA / DEC)

Fare il dithering in un solo asse non è una buona idea. Questo perché gli artefatti più che essere scartati, verranno “spalmati” sull’immagine finale, generando quello che spesso viene chiamato walking noise.

E’ un difetto meno evidente del rumore a pioggia, ma comunque abbastanza terribile!

Come applico il dithering alla mia sequenza di astrofotografia?

Il dithering viene applicato dal software di guida, come ad esempio PHD2, ma l’iniziatore di tale processo è sempre il software di acquisizione. Questo perché il dithering va applicato solamente tra una posa e l’altra e non nel mentre, perché altrimenti avremmo una foto mossa! Pertanto software come BackyardNikon, SGP, APT ed altri, si interfacciano con PHD2 o con il loro sistema di guida interno per dare l’input di muovere leggermente la montatura.

Una volta ricevuto l’input il sistema di guida muoverà di pochi pixel la nostra inquadratura e ricentrerà la stella di guida. Una volta stabilizzatasi la guida comunicherà al software di acquisizione che può partire con la posa successiva. La stabilizzazione dipende dal valore minimo di errore impostato sotto il quale la nostra guida deve rimanere e per quanti secondi. Nel concreto se voi specificate come “settle amount” 1″ per 10s, vuol dire che PHD2 dirà al software di acquisizione che il dither è terminato una volta che la guida rimane stabile sotto 1″ di errore per 10 secondi.

Aggressività del dithering in astrofotografia

Un parametro importante da tenere a mente quando si imposta il dithering è l’aggressività. Questa determina il numero di pixel per i quali la nostra inquadratura deve essere spostata, ovviamente sempre muovendo la montatura. Per le reflex consiglio un dither molto alto, a differenza delle camere dedicate raffreddate per il quale il valore può essere anche medio basso, ma non lesinate. Meglio stare al sicuro e scegliere un dither leggermente più alto, tanto danni non ne fa.

Altro parametro da tenere in considerazione è ogni quante pose attivare la procedura di dithering. Solitamente se faccio poche pose, ad esempio 20 o meno, dithero ogni frame. Man mano che aumentano il numero di pose aumento l’intervallo, ma mai oltre un dither ogni 5 pose.

Dithering senza guida: è possibile?

Sì, ma con le dovute premesse.

Se avete la montatura collegata direttamente al PC con il cavo EQMOD, software come Sequence Generator Pro vi permettono di fare il dither in modalità “Direct Mount”, ovvero spostano la montatura senza ricentrare alcuna stella di guida ovviamente. Altrimenti PHD2 ha una modalità “Manual Dither” che come dice la funzione stessa vi permette allo stesso modo di applicare un dither manuale.

Se invece non avete una montatura collegata al PC, l’unico modo è farlo con la pulsantiera. Quindi vorrà dire che farete uno scatto, pausa, dither con pulsantiera, posa successiva. Già, è una seccatura, ma non c’è altro modo, considerate l’idea di collegare la montatura al PC. 🙂

Conclusione

Il dithering in astrofotografia è di vitale importanza, non ignoratelo! Vedrete con i vostri occhi la differenza tra foto con e senza. 🙂

Come sempre se avete domande fatele nei commenti e vi aspetto sul canale YouTube dove pubblico settimanalmente nuovi video!

Cieli sereni!