Entendiendo la Exposición y el ISO en Astrofotografía

Entendiendo la Exposición y el ISO en Astrofotografía

¿Confundido sobre exposición e ISO en astrofotografía? Aquí tienes algunos criterios para sacar el máximo partido a tus imágenes sin perder calidad. Exposición e ISO es fuente de interminables debates en fotografía.

Evita la sobreexposición

Para empezar debes entender qué significa sobreexposición.

Una cámara digital está compuesta por un sensor en cuyos pixeles recogen fotones que se convierten en una carga eléctrica. Puedes imaginar un pixel como un cubo de agua que va llenándose gota a gota (fotón a fotón). Durante el tiempo de exposición, la carga se acumula. Al final de la exposición se lee y se convierte en un valor numérico. Este el proceso básico que convierte fotones en imágenes digitales.

Cuando el tiempo de exposición es excesivo, un pixel puede saturarse, llenarse completamente. A partir de ese momento, los nuevos fotones que golpean el sensor son irrelevantes. El cubo desborda y siempre contendrá la misma cantidad de agua. Está sobreexpuesto.

Todos los pixeles sobreexpuestos toman el mismo valor numérico, aunque en realidad haya caído más luz sobre unos que sobre otros. Esto supone un empeoramiento en la calidad de tu imagen porque pierdes información sobre la cantidad real de fotones que ha recibido cada pixel. Además también puede generar otros efectos perniciosos. La carga de un pixel puede desbordarse sobre los pixeles contiguos y alterar su valor en algunos casos.

Entiende el ISO

El ISO es habitualmente mal llamado el parámetro de sensibilidad de la cámara.

Esto tenía sentido en las viejas cámaras donde la película química podía ser más o menos sensible a la luz. Sin embargo las cámaras digitales utilizan un sensor fotoeléctrico cuya sensibilidad no cambia. El ISO ya no es un parámetro de sensibilidad.

Al alterar el ISO, tu cámara digital realiza una operación de multiplicación de los valores numéricos leídos del sensor. En cada cámara esa multiplicación sigue una curva propietaria del fabricante. Es decir, el ISO es una manipulación numérica de la imagen similar a la que podemos realizar en el procesamiento de imágenes digitales cuando alteramos el brillo o el contraste de una fotografía.

Decide el tiempo máximo de exposición

El primer objetivo para decidir la exposición es evitar la sobreexposición de tus fotogramas. Esto fijará un límite máximo a tu exposición y habitualmente dependerá del brillo del cielo.

En los cielos urbanos con elevada contaminación lumínica, una exposición de un par de minutos puede quemar por completo tu fotografía. Sin embargo en un cielo muy oscuro podrías realizar tomas de treinta minutos o más sin sufrir sobreexposición.

Por este motivo los tubos con gran apertura tienen una utilización limitadas en entornos urbanos. La ventaja de estos tubos es captar una cantidad mayor de luz pero en un entorno urbano esto puede obligarte a realizar tomas muy cortas.

Otro limitador de la exposición máxima es evitar que los objetos salga movidos. Esto dependerá del objeto que quieras fotografiar. En tu fotografía puedes querer evitar trazas en las estrellas teniendo en cuenta el movimiento aparente del cielo. O bien puedes querer fotografiar Júpiter y limitar la exposición debido a la rotación del planeta.

La capacidad para guiar tu tubo también pondrá límites a tu exposición.

  • Sin motor estarás limitado por el movimiento celeste
  • Con motor y sin guiado estarás limitado por la calidad de tu alineación polar o los errores periódicos de la montura.
  • Con motor y guiado en una montura estable podrías extender la exposición muchísimo tiempo.

Otro factor limitante es el seeing astronómico. El mal seeing producido por la turbulencia atmosférica tiene también una velocidad de movimiento. Así que literalmente puedes congelar la imagen y limitar los efectos del seeing realizando exposiciones suficientemente cortas. Esto es habitual en fotografía planetaria, ya que otros objetos no ofrecen el brillo suficiente para poder capturarse en fracciones de segundo.

Decide el tiempo mínimo de exposición

Cada objeto tiene un brillo correspondiente a la cantidad de fotones que emite en un periodo de tiempo. Esto implica que necesitas exponer durante suficiente tiempo como para captar al menos un fotón.

Para los objetos más débiles esto puede requerir minutos de exposición, pero si el brillo del cielo es elevado (por la contaminación lumínica o por efecto de la fase lunar), este brillo puede ahogar al del objeto que pretendemos retratar.

Realizar una gran magnificación de la imagen implica una disminución del brillo de la imagen. La misma luz se reparte entre más pixeles. Aunque esto no suele ser un problema en fotografía planetaria, sí exigirá un aumento de la exposición en fotografía de cielo profundo. Sin embargo, una exposición más larga también exige una mejores condiciones de seeing.

Además de esto, los sensores digitales generan un ruido de lectura que suele situarse en la parte baja del histograma. Esto hace recomendable separar el histograma del cielo del límite izquierdo del histograma para aislar el ruido de lectura. De ese modo te será más sencillo extraer información del fotograma.

Al lograr separar el histograma del cielo del ruido de lectura pasas a trabajar bajo un régimen de limitación estadística del brillo del cielo. Bajo este régimen, sumar la información de fotogramas de duración corta equivale a haber realizado un fotograma de mayor duración.

Por tanto la forma habitual de proceder con los objetos más débiles es promediar las (sub) exposiciones de varios fotogramas. Esto aumenta la relación señal ruido del fotograma resultante a un valor equivalente al de la suma de todas las sub-exposiciones.​