Mise au point et temps d'expo pour paysages nocturnes et étoiles ponctuelles

[Fred_76]

Bonjour,

Faire la mise au point quand on n'a pas de lumière pour faire un paysage nocturne est souvent très complexe. Pousser la bague de map à fond ne donne jamais une image nette, contrairement à ce que pensent certains.

Je viens de découvrir ça :
http://www.lonelyspeck.com/sharpstar/

C'est Ian Normann est un photographe américain de paysages nocturnes qui semble être à l'origine de ce système.

Il s'agit d'un masque de Bahtinov - très utilisé par les astronomes amateurs - mais adapté aux objectifs photos. Il est fabriqué en diverses tailles et se monte sur un porte filtre standard. Le tableau suivant donne la compatibilité de ce masque avec les couples focale/ouverture :

     

Voilà à quoi ça ressemble une fois monté sur un appareil photo :

     

Voici un test par Michael Fryes, un autre photographe américain spécialisé dans les paysages de nuit :

https://www.michaelfrye.com/2016/05/19/focusing-in-the-dark/
Ensuite, vient le problème du temps d'exposition. Si on ne pose pas assez longtemps, l'image est peu contrastée et on doit pousser les curseurs à fond au post traitement pour voir apparaître les détails, ce qui fait aussi grimper le bruit. Si on pose trop longtemps, les étoiles du ciel ne sont plus ponctuelles et prennent la forme de petits batonnets pas forcément gracieux.

Aaron Priest, encore un autre photographe américain de paysages nocturnes vient de mettre en ligne une page très détaillée sur la méthode NPF que j'ai développée il y a quelques années, et qu'il utilise avec succès :

http://galleries.aaronpriestphoto.com/Articles/NPF-Rule-for-Sharp-Stars

Enfin, si vous voulez compenser la rotation de la Terre pour poser plus longtemps, et ainsi faire mieux ressortir les détails de la Voie Lactée, en particulier les nébuleuses, je vous recommande d'investir dans une petite monture équatoriale motorisée de poche. Il en existe pléthore maintenant, les plus courantes étant :
- Skywatcher Star Adventurer
- Skywatcher Star Adventurer Mini Wifi
- iOptron SkyTracker Pro
- iOptron SkyGuider Pro
- Omegon Sightron Nano
- Vixen Polarie Star Tracker

Les prix vont de 300 à 500EUR.

A+

Fred

[Fred_76]

Je viens de tenter un bricolage avec une bande de tissus résille de décoration de table. La résille est à mailles hexagonales, chaque maille faisant environ 3 mm de long sur 2 mm de large. Comme c'est hexagonal, il y a 3 axes, comme dans un Bahtinov. Je m'attendais donc à avoir 3 aigrettes de diffraction sur une étoile brillante.



J'ai donc monté ce bout de résille sur mes objectifs.

A 24 mm, LiveView x10, on ne voit aucune aigrette, c'est trop petit.
A 70 mm, LiveView x10, on voit des aigrettes assez finement. Elles ne se déplacent pas comme avec le Bahtinov mais en fait dès qu'on les distingue c'est que la map est correcte. Si on bouge à peine la map, elles disparaissent.
À 200 mm, LiveView x10, on voit les aigrettes mais le maillage de la résille s'y superpose. Il est flou et peu contrasté tant que la map n'est pas bonne, mais quand elle est bonne, brutalement le contraste du maillage éclate. C'est un très bon signal pour savoir si on a atteint le bon réglage.

Bref, la résille est un substitut très pratique et pas cher du tout pour faire la map avec un objectif photo en paysage étoilé, pour des focales supérieures ou égales à 70 mm. En dessous il faut chercher autre chose. Le système SharpStar de Lonely Speck sera certainement plus adapté.

Le rouleau de résille que j'ai m'a coûté moins de 4€, longueur = 5 m, largeur = 10 cm. Il y a des résilles de deco à mailles carrées, ça devrait aussi aller. Par contre on trouve des résilles à mailles aléatoires, là il faut éviter car on n'aura pas de direction préférentielle de diffraction, donc pas d'aigrettes. On trouve ça chez Plein Ciel ou dans les boutiques de décors de fêtes (baptêmes, mariages...).

[seba]

Si on a une étoile brillante dans le ciel, l'AF fonctionne bien dessus (à partir de 35mm environ et au-dessus).

[Fred_76]

Pour ça il faut un objectif AF et une étoile brillante, et un boîtier capable d'une telle prouesse !

[seba]

Pour ça il faut un objectif AF et une étoile brillante, et un boîtier capable d'une telle prouesse !

Oui.
Tous les boîtiers peuvent faire ça.

[Fred_76]

Seba, pas d'accord avec l'AF sur une étoile brillante :

1000D : ça pistonne et fini dans les choux
500D : idem

Mais bon, on le sait bien, ceux qui veulent faire de la photo de nuit n'ont que des boîtiers à 3000€ qui sont capables de telles prouesses (genre A7S/R II, A9, D810A...).

Voici le retour d'expérience d'un spécialiste du paysage de nuit (c'est pas moi) :
http://www.lonelyspeck.com/focusing-at-night/

[seba]

Je le fais facilement avec un antique Nikon D200.
Mais il faut : une étoile assez brillante (grandeur 0 au moins je pense)
Une distance focale pas trop courte (au moins 35mm ou 50 mm, la luminosité de l'étoile à travers le module AF dépend de la distance focale, plus elle est longue plus l'image sera lumineuse)
Faire une pré-mise au point
Boîtier stable

[seba]

Maintenant les masques de Bahtinov c'est bien mais en principe il faut les placer sur la pupille d'entrée de l'objectif.
Et pour un grand-angle la pupille d'entrée est toute petite et à l'intérieur de l'objectif.
Et malheureusement l'AF ne marchera pas non plus avec un grand-angle.

[Fred_76]

Je le fais facilement avec un antique Nikon D200.
Mais il faut : une étoile assez brillante (grandeur 0 au moins je pense)
Une distance focale pas trop courte (au moins 35mm ou 50 mm, la luminosité de l'étoile à travers le module AF dépend de la distance focale, plus elle est longue plus l'image sera lumineuse)
Faire une pré-mise au point
Boîtier stable

"plus la focale est longue plus l'image sera lumineuse" : pas tout à fait.

Pour les étoiles qui sont des sources de lumière ponctuelles, c'est le diamètre efficace qui compte, donc le rapport F/A, A étant l'ouverture. Comme généralement plus la focale est longue plus les objectifs sont fermés (sauf à payer le prix fort), la conclusion est moins facile.

Pour les objets étalés, comme la Lune, le paysage, les nébuleuses... c'est uniquement l'ouverture qui compte. Là encore, plus les focales sont longues plus les ouvertures augmentent.

Bref, il n'est pas aussi simple de conclure comme toi. Il faudrait ajouter "à ouverture constante, plus la focale est longue plus les étoiles seront lumineuses".

Cela dit, le masque de Bahtinov n'est, en astrophoto, jamais placé au point nodal. Il est placé là où on peut, et ça donne de très bons résultats. Sur les objectifs c'est effectivement plus difficile car le réseau de diffraction à créer est extrêmement fin, ce qu'on ne peut pas bricoler soi même avec un plastique et un cutter. La solution du tissus à mailles larges est loin d'être idéale, c'est un pis aller. Les mailles ne sont pas aussi régulières et les aigrettes de diffraction pas très concentrées. On les voit peu. De plus en paysage nocturne, on utilise surtout des focales de moins de 25 mm, justement là où l'AF des boîtiers, même les plus performants, ne marche plus ou presque, surtout quand la nuit est très sombre, et où la solution avec tissus à mailles ajourées ne marche pas non plus.

La gravure laser sur PMMA (plexiglas) permet des tracés très fins et précis, ce qui va rendre les aigrettes très concentrées et longues, donc bien plus visibles, voir la vidéo sur Lonelyspeck.

Il y a un Fablab près de chez moi, je vais voir s'ils peuvent me renseigner sur la technique à mettre en œuvre.

[seba]

"plus la focale est longue plus l'image sera lumineuse" : pas tout à fait.

Pour les étoiles qui sont des sources de lumière ponctuelles, c'est le diamètre efficace qui compte, donc le rapport F/A, A étant l'ouverture. Comme généralement plus la focale est longue plus les objectifs sont fermés (sauf à payer le prix fort), la conclusion est moins facile.
...
Bref, il n'est pas aussi simple de conclure comme toi. Il faudrait ajouter "à ouverture constante, plus la focale est longue plus les étoiles seront lumineuses".

J'ai précisé "à travers le module AF" et le système objectif-module AF a une ouverture constante quel que soit l'objectif.

Cela dit, le masque de Bahtinov n'est, en astrophoto, jamais placé au point nodal.

Je n'ai pas écrit qu'il fallait le placer au point nodal mais sur la pupille d'entrée. Enfin je pense qu'idéalement il faudrait le placer là.

[Fred_76]

L'objectif à sa propre ouverture maximale par construction. L'AF ouvre l'objectif au maximum pour faire sa mesure mais il ne pourra pas l'ouvrir plus que ce que le constructeur de l'objectif à prévu... ce serait trop beau

Pour le point nodal, oui excuse ma confusion avec la pupille d'entrée qui sont deux points différents. Cela dit, qu'est ce qui te fait dire qu'il faudrait idéalement placer le masque à cet endroit ?

[seba]

L'objectif à sa propre ouverture maximale par construction. L'AF ouvre l'objectif au maximum pour faire sa mesure mais il ne pourra pas l'ouvrir plus que ce que le constructeur de l'objectif à prévu... ce serait trop beau

L'ouverture du module AF est beaucoup plus réduite que celle de l'objectif et donc des deux c'est celle du module AF qui compte (comme quand utilise des jumelles, si on utilise des 7x50 et que la pupille de l'oeil fait 2mm, ça ne sert à rien d'avoir des pupilles de sortie de 7mm).

Pour le point nodal, oui excuse ma confusion avec la pupille d'entrée qui sont deux points différents. Cela dit, qu'est ce qui te fait dire qu'il faudrait idéalement placer le masque à cet endroit ?

Si le masque est placé ailleurs il n'est pas sur le point de vue de l'objectif est est donc "vu" d'une certaine distance.

[seba]

Un essai d'AF ce soir sur Véga.
Appareil Nikon D200.
L'AF fait le point à partir de 35mm environ.
Mais si le point n'est pas préalablement réalisé (donc sur le verre de visée), l'AF pompe et n'y arrive pas.
Un autre souci est que vu le diamètre de la pupille d'entrée, l'étoile scintille et il faut être dans un moment favorable.
Avec le D200 ce n'est pas simple car le collimateur ne s'allume pas, il faut centrer l'étoile au jugé.
Sous 35mm ça ne marche pas pour la raison déjà indiquée.

[Alain 91]

J'avoue que j'ai un peu de mal à comprendre l'utilité de la méthode des aigrettes losqu'on utilise un grand angle pour un paysage de nuit (comme sur la photo d'illustration, un 35mm sur un full frame). En astronomie avec un télescope ou une lunettes, on voit un champs très réduit du ciel, dans ce cas c'est une très bonne méthode de mise au point précise, juste en mettant 2 fils tendus en croix devant l'ouverture cela suffit à faire de la diffraction/aigrettes sur une étoile lumineuse. Avec un APN et un 14 mm (par exemple), je me demande comment on peut voir des aigrettes sur quelques étoiles quand on a la moitié la voie lactée dans le cadre, même en faisant un super crop. Il est vrai aussi que les objectifs AF aujour'hui ont (où n'ont pas pour beaucoup) des indications de distance très approximatives. Sur un objectif fixe Leica par exemple, mettez le signe 'infini' au dessus de la marque correspondant à l'ouverture et ce sera net.
Pour le temps de pose maximum la méthode NPF est excellente (je connais le calculateur du site de la Société Astronomique du Havre), la monture motorisée va faire bouger le paysage pour ceux qui font du 'nightscape'.

[seba]

Sur un objectif fixe Leica par exemple, mettez le signe 'infini' au dessus de la marque correspondant à l'ouverture et ce sera net.

[Alain 91]

Oui je me suis mal exprimé, je voulais dire qu'en mettant le signe 'infini' sur la marque centrale de l'indicateur de profondeur de champs j'obtiens une image nette à l'infini d'autant plus avec un grand angle. Beaucoup de fabricants aujourd'hui ne se donnent plus la peine de marquer leurs objectifs sachant que les systèmes AF ou focus peaking en manuel, sont performants.
Désolé pour la mauvais qualité de la photo qui provient d'un smartphone bas de gamme.

[Fred_76]

Alain 91, en astro, la méthode des aigrettes avec deux fils tendus n'est plus vraiment utilisée. On utilise désormais le masque dit de Bahtinov, bien plus rapide et efficace.

https://fr.m.wikipedia.org/wiki/Masque_de_Bahtinov

Se fabriquer un masque ne coûte rien, juste 30'minutes de découpe avec un cutter sur une feuille de plastique opaque.