Fotografare la Nebulosa di Orione (M42)

Nella notte del 12 gennaio 2024, l’atmosfera era perfetta per l’astrofotografia: la luna in fase di minima luminosità, un cielo sereno senza vento né umidità. Era il momento ideale, un venerdì sera, che mi consentiva di riposare nel weekend. Equipaggiato con il mio nuovo teleobiettivo Sony 200-600 f6.3 che volevo provare, mi sono diretto verso il mio punto visuale preferito vicino a Vidiciatico. Posto isolato e lontano dall’inquinamento luminoso, il luogo richiede circa 60-90 minuti in auto, ma offre la visibilità perfetta della stella polare e di buona parte della volta celeste. In quella sera Orione si muoveva elegantemente da sud-est a sud-ovest, raggiungendo il culmine di 40 gradi attorno alle 10-11 di sera. Giunto sul posto alle 22:00, ho prima ammirato il cielo meraviglioso e ho deciso di non impiegare l’autotracker ma solo l’astroinseguitore. Il nuovo obiettivo è molto pesante e la base motorizzata, già precedentemente compromessa, mi ha fatto perdere molto  tempo. Mi sono detto che questa sarà l’ultima volta che userò quella base. La notte non è eccessivamente fredda e siamo attorno ai 0 centrigradi, soprattutto non c’è vento né umidità. Purtroppo come detto non riesco a centrare perfettamente la stella polare.  Faccio allora diverse prove e concludo che il tempo massimo che posso permettermi è di 30s. Tempi superiori causano lo star trail. Poiché M42 è molto luminoso nella parte centrale  della nebulosa opto per un HDR realizzato come segue:

• 45 frame per catturare le alti luci del cuore della nebulosa abbassando ISO a 640 ma mantenendo inquadratura con il 600 mm a TA (f6.3) e i i tempi di esposizione a 30s. Quindi in totale 22,5 minuti di acquisizione
• 352 frame per catturare la nebulosa sempre con 600 mm f6.3, 30s ma ISO 6400. Quindi in totale quasi tre ore di acquisizione. Gli ultimi scatti vedono M42 quasi sulla linea dell’orizzonte. Si vede chiaramente che in quella zona del cielo l’inquinamento luminoso è superiore ma ormai sono qui ed acquisiamo fino all’ultimo fotone!!

Finita la sequenza parto con gli scatti di calibrazione:

• 25 frame di DARK
• 89 frame di BIAS
• 20 frame di FLAT1, realizzate con una T-Shirt bianca di fronte all’obiettivo ed un tablet in torch mode
• 20 frame di FLAT2 alternative realizzate in modo simile ma con un tempo di esposizione più lungo. Poi in postproduzione userò sempre FLAT1

Nota: La mia camera è una mirrorless SONY A7R3 non modificata.  Non ho usato il riscaldatore della lente perché non c’era né umidità né era troppo freddo. Non ho usato filtri per la rimozione dell’inquinamento luminoso. Il mio motore astro-inseguitore  è un iOpton SkyGuider PRO.  In campo ho usato i seguenti tool SW: Stellarium, Telescopius, APP PolarFinder, Clear Outside. Light Pollution Map.

Ho colto l’occasione di questi scatti per rifarmi un’idea aggiornata personale della postproduzione migliore mettendo a confronto diverse elaborazioni.

Ho acquisito i frame in Lightroom e da questo ho prodotto una serie di TIFF a 16 bit.  Ho salvato diverse sequenze TIFF:

1. Sequenza originale senza alterazione dei frame in Lightroom
2. Sequenza modificata riducendo la le Luci e la nitidezza (entrambe portate a zero). Riduzione leggera del rumore di luminosità e di colore.
3. Sequenza dove ho regolato l’esposizione a mano di tutti i 352 frame in modo da uniformare l’istogramma. Infatti mentre Orione tramontava , si riduceva il contrasto ed aumentava un po’ la luminosità complessiva perché all’orizzonte il cielo era sempre più inquinato. Questa correzione mi ha richiesto tanto lavoro ma nella realtà non ha aiutato a migliorare la qualità né in Sequator né in DSS

In Lightroom ho anche selezionato la migliore foto della sequenza per impostarla come immagine di riferimento  per lo stacking. Ho anche filtrato 11 frame dei 352 perché la loro qualità era bassa. Questo ha aiutato soprattutto Sequator che non possiede un metodo per discriminare le foto migliori come invece può fare DSS.Sempre tramite Lightroom ho salvato la sequenza  di TIFF dei file di calibrazione in cartelle differenti.

Lo stacking è la fase fondamentale del processamento di astrofotografia e serve per mettere insieme le varie acquisizioni del cielo e le calibrazioni che sono state ottenute in campo  durante la notte (o più notti). Il risultato finale è una sola immagine che mette insieme tutte le informazioni acquisite e che rappresenta il punto di partenza per la vera fase di post-elaborazione successiva.
Per lo stacking non dispongo del famoso e probabilmente migliore SW disponibile sul mercato  PixInsight ma solo di tool gratuiti. Conosco abbastanza bene Deep Sky Stacker e Sequator e volevo confrontarli per avere una mia idea personale a riguardo. La mia teoria è che prima di acquistare qualcosa occorra avere la evidenza che quello che dispongo mi sta ponendo dei limiti.  Quello che intendo fare prossimamente è di imparare ASTAP, un tool free di stacking che in molti dicono produrre risultati non troppo diversi da Pixinsight. Poi forse passerò a Pixinsight. Tornando al mio processamento di M42, ho tentato almeno una ventina di operazioni di stacking, selezionando i diversi file TIFF che Lightroom ha prodotto. In molti casi dopo lo stacking  ho proceduto con lo stretching dell’istogramma prima di concludere la valutazione. In totale ho dedicato almeno 40 ore di elaborazione prima di esprimere una valutazione ragionata, provando e riprovando
Questi sono i risultati del mio assessment:

• Sequator è molto semplice e veloce a fare lo stacking ma in tutti i casi a parità di frame in ingresso si è sempre dimostrato inferiore a DSS in termini di nitidezza, contrasto, rumore dopo lo stretching
• DSS è buono ma il risultato dipende da cosa fai prima dello stacking. Per ragioni che non mi sono chiare se il singolo frame in lightroom ha ancora dinamica poi DSS la perde nonostante entrino dei TIFF a 16 bit. Sembra quasi che DSS cumuli i valori e perda la dinamica che invece il singolo frame conserva anche nei punti più luminosi. Quindi ho trovato conveniente  recuperare le luci in Lightroom prima di passare a DSS. E’ la stessa conclusione a cui è giunto Peter Zelinka in un video tutorial.
• Il risultato in DSS dipende anche da quante stelle decidi di impostare per l’allineamento. Nel mio caso per trovare molte  stelle dovevo abbassare molto la soglia. Dopo diverse prove ho concluso che in questi casi  non convenga esagerare nel chiedere un allineamento con molte stelle se a soglia diventa bassa. Alla fine ho usato 38 stelle ed una soglia del 34%.
• Ho anche tentato di passare i file RAW della camera (ARW) a DSS ma il risultato non è stato migliore ed il cuore della nebulosa è risultato bruciato .
• Ho trovato conveniente fare lo stacking di tutte le (352-11) 341 frame fino al tramonto con la riduzione delle luci in Lightroom ma disporre in Photoshop anche dei seguenti stacking:
  • Uno stacking dei soli 200 frame quando Orione era più alto nel cielo.
  • Uno stacking dell’intera sequenza senza alterazione in Lightroom per la parte non luminosa della nebulosa
  • Lo stacking dei 45 frame iniziali che mantengono le alte luci

Per il postprocessing impiego Photoshop. In passato impiegavo per Orione il metodo di  Nico Carver di Nebula Photos che descrive il workflow proprio di Orione dalla ripresa alla elaborazione.
Negli ultimi anni ho trovato interessante elaborare i metodi descritti da Peter Zelinka, Astroexploring (Nick),  due YouTuber che seguo con interesse. Il metodo di Nick per la fase iniziale dello stretching e di Peter per la seconda fase mi sembrano molto semplici ed efficaci. Alla fine il metodo che  ho seguito è però una mia interpretazione che prende ispirazione da entrambi.
Di seguito trovate il workflow che ho adottato per M42 guardando i livelli in PS che ho raggruppato e nominato in modo autoesplicativo.

Partendo dal fondo del workflow della figura, ho applicato lo stretching dell’istogramma che a mio avviso rappresenta la fase più importante e delicata di una elaborazione si un’astrofotografia dopo lo stacking. In pratica l’immagine stack-ata prodotta da DSS non appare molto diversa da una singola immagine acquisita, in quanto tutte le informazioni sono ancora “nascoste” da un istogramma che è ancora molto compresso.  Espandendo l’istogramma di una immagine stack-ata a 16 bit, il dettaglio nascosto gradualmente emerge.  Questo è il momento più emozionante del processamento in quanto appaiono dettagli che non erano visibili durante l’osservazione notturna o guardando una singola immagine acquisita. Il metodo  che adotto è nella fase iniziale quello di Nick di Astroexploring. Esso è  una sequenza ripetuta  mista, basata su valori tonali e curve e sui canali RGB. Ad ogni iterazione, tramite una regolazione dei valori tonali  si fa lo stretching del punto di nero per ogni canale RGB spostandolo verso destra fino al punto in cui inizia il contenuto informativo rappresentato dall’istogramma per quel canale. Poi si costruisce un livello curve e si applica un curva dalla forma ad S, stando attenti a non bruciare il valore delle zone più luminose.  Infine si crea un livello  unione dei livelli visibili con (CMD/CTRL ALT SHIFT E). Il ciclo si ripete più volte.
Dopo tre-quattro di queste iterazioni, sempre all’interno della sessione di stretching, ho curato sia la correzione del colore dello sfondo tramite il metodo suggerito da Peter Zelinka sia la rimozione del gradiente tramite il tool a pagamento GradientXTerminator.
Poi il worflow prosegue  con la prima fase dell’HDR: ho allineato l’immagine stack-ata che preserva le alte luci basata sui 45 frame, sostituendo la zona bruciata del cuore della nebulosa dell’immagine del livello sottostante con quella dell’immagine per alte luci, pennellando più volte una maschera nera con un  pennello bianco  sfumato e a bassa opacità.

Prima di farlo però mi sono premurato di operare dello stretching anche su questa immagine per consentire un blending più naturale. Successivamente ho continuato con l’HDR ma  facendo il merging con   l’immagine prodotta dallo stacking dei primi 200 frame sempre con maschere e pennelli. Nella fase successiva ho lavorato sui colori, lavorando con la correzione selettiva dei colori ed altre tecniche.
Passo ad incrementare il dettaglio delle aree di maggiore interesse. Per questo trovo utile prima applicare selettivamente l’immagine prodotta da filtro camera raw, tramite  l’aumento della chiarezza e, successivamente, applicare un filtro High Pass sovrapposto con un raggio che metta in evidenza i dettagli interni della nebulosa (ho usato per questo un raggio di 20 pixel). Tutto va fatto con moderazione  e sempre guidati dalle maschere perché in questa fase è facilissimo rovinare tutto o semplicemente aggiungere rumore.
A questo punto creo un livello  unione dei livelli visibili con (CMD/CTRL ALT SHIFT E) e con questo torno in  Filtro Camera Raw per controllare una serie di parametri come il contrasto, i colori ma anche la rumorosità che involontariamente potrebbe essere stata generata dalle fasi precedenti
Segue una fase di minimizzazione delle Stelle per rendere l’immagine più gradevole e meno confusa. Per farlo uso i tool di photoshop di selezione delle stelle tramite selezione intervallo colori partendo dalle luci e lavorando con le soglie, in modo che le selezioni circondino le stelle. Successivamente espando le selezioni, le sfumo ed applico il filtro di minimizzazione delle luci con un raggio molto piccolo.
Infine ho fatto il merging con altre elaborazioni della stessa foto che avevo selezionato come migliori (ad esempio perché gradivo maggiormente i colori o alcuni dettagli della nebulosa). Il merging è fatto duplicando le immagini da unire in due livelli,  differenziando un livello per il blending della la luminosità da quello del colore. Questo permette di applicare  un diverso livello di opacità e quindi di trasparenza per luminosità e colore.
Completata questa fase ho anche applicato alcuni filtri delle azioni di Carboni. Ho con pazienza provato tutte le azioni ma alla fine l’unica che mi ha convinto è stato il “Local Contrast Enhancement”
Salvo l’immagine in formato TIFF, torno in Lightroom qui opero il ritaglio e salvo il JPEG