Enfoque por software

La mayoría de los programas de obtención de imagen astronómica permiten realizar enfoque haciendo uso de herramientas específicas. Lo más habitual es lo que se conoce con las siglas de FWHM, esto es, “Field Width at Half Maximum” (mejor no traducirlo). Esta utilidad permite visualizar o medir la puntualidad de una estrella, de manera que cuando nos acercamos al foco, el valor de FWHM disminuye hasta que llegue a un mínimo, momento en el que si seguimos moviendo el enfocador, el valor comenzará a subir. Se trata por tanto de buscar y mantener ese valor mínimo.
Esto puede tener ciertas complicaciones cuando hay demasiada turbulencia, ya que la puntualidad de la estrella se compromete y nunca estamos seguros de ese valor mínimo; la paciencia es la respuesta, esperar el tiempo suficiente para poder visualizar los valores más bajos posibles. Es aconsejable también no enfocar con estrellas demasiado brillantes ya que si se satura el chip con la luz, el enfoque no será fiable. Estrellas de tercera o cuarta magnitud podrían ser adecuadas a tal efecto.

Como decía existen múltiples programas que incluyen esta función. En los que voy a nombrar podemos usar esa característica de forma gratuita.

Está Astrosnap, con soporte a webcam. En su menú “Display” encontramos la pestaña “Focus” donde al seleccionar FWHM, podemos seleccionar una estrella y variar el enfoque para encontrar el valor más bajo posible.

Enfoque en Astrosnap

Lo normal es que estos software muestren una gráfica que varíe su forma al mismo tiempo que movemos el enfocador, lo que nos dará una idea más global de cómo lo estamos haciendo.

Valor FWHM en Astrosnap

También conozco Nebulosity, un programa muy completo, de pago, pero que permite realizar algunas funciones entre ellas el enfoque sin necesidad de registrarse. En este caso soporta una gran cantidad de cámaras, incluidas réflex populares como las Canon EOS digitales.

Se basa en el mismo principio; esta es su interfaz:

Botones de enfoque en Nebulosity

Cuando estemos capturando imágenes, al pulsar en una estrella se abrirá una ventana como esta:

Gráfica y valor FWHM en Nebulosity

La gráfica en la que tendremos que fijarnos es la roja de la parte superior con el pico lo más fino y elevado posible, el valor máximo “Max” lo más grande posible y el valor HFR lo más bajo posible. Aquí vuelvo a insistir que si nos pasamos de foco (extrafoco o intrafoco) debemos regresar al punto que estábamos inmediatamente antes y seguir comprobando los valores. Cuando empeore tanto si movemos el mando del enfoque hacia un lado o a otro, entonces ¡ya estamos en el foco!.

Como ves, aunque se trata de programas distintos el procedimiento es el mismo. Siguiendo estas pautas podrás hacerlo en cualquier otro software que incluya herramientas iguales o similares.

Enfoque por máscara

Este método permite también encontrar el punto de foco de una manera fiable. Hay usuarios que les gustará más una forma que otra pero al fin y al cabo, lo que necesitamos es encontrar el punto exacto o aproximarse lo más posible.

Las máscaras son un “trozo” de papel, plástico, vinilo, aluminio o cualquier material ligero y maleable que nos permita dibujar y recortar un tramado determinado. Se colocan en la boca del tubo. Yo personalmente he usado una lámina de plástico negro de 0,5mm de espesor, en ella se puede dibujar la máscara y luego recortarla con mucha paciencia.
No obstante, también pueden comprarse a nivel comercial; últimamente aparecen comercios dedicados a Astronomía que nos venderán máscaras personalizadas aunque lo más barato, como es habitual, será hacerla uno mismo.
Si no encontramos otra cosa, siempre podemos echar mano de una cartulina de color negro, aunque con el tiempo se irá deteriorando.

Tipos de máscara

Hay muchas más, aunque yo conozco 3 tipos , Hartmann, Bahtinov y Carey. La que más me gusta es la máscara de Bahtinov. A mi es la que mejor resultados me ha dado y la que más fácil me resulta para conseguir un foco perfecto.
Pero vamos a explicarlas de forma independiente.

Máscara de Bahtinov. Invento de un astrónomo Ruso, Pavel Bahtinov, provoca la difracción de la luz al pasar a través de las rendijas de la máscara. La forma de estas rendijas es muy importante y podemos variarlas en base a nuestra experiencia y necesidad como ahora veremos. Este es su aspecto:

Máscara de bahtinov para ETX70

En el telescopio:

Máscara de Bahtinov montada sobre un ETX70

Si miramos a través del ocular o la cámara, cuando estemos intentando enfocar una estrella brillante (recomendable estrellas de magnitud inferior a 2), nos encontraremos con esto:

Ejemplo enfoque máscara Bahtinov

El enfoque se consigue cuando la línea central esté perfectamente centrada con las dos oblicuas laterales. Vemos que incluso, la pequeña estrella del margen inferior izquierdo se ve perfectamente en el momento del foco. Además, justo en el centro de la estrella salen otras líneas de difracción características.

Para construir esta máscara podemos usar el generador en este sitio web:

http://astrojargon.net/MaskGenerator.aspx

Al entrar en esa dirección nos encontramos 3 parámetros básicos:

Parámetros de generación básica

Tan sencillo como poner la longitud focal de nuestro telescopio en primer lugar, la apertura en la segunda casilla y por último el tamaño del borde exterior que dependerá de nuestro telescopio (todo en milímetros). Por seguridad, este valor no debería ser inferior a 5mm. Pulsamos el botón “Generate” y nos guardará un archivo SVG. Se trata de un gráfico vectorial escalable y necesitaremos una aplicación válida para poder leer e imprimir este archivo. Afortunadamente tenemos un programa gratuito muy bueno, con el que podremos abrir, ver, imprimir e incluso realizar modificaciones si fuera necesario (solo para usuarios con experiencia). El programa se llama InkScape y puede descargarse desde aquí. Una vez instalado, lo ejecutas y ya puedes abrir el archivo generado.

Es posible que tengas que modificar un poco los valores de la focal y sobre todo la apertura, porque hay veces que los valores teóricos no coinciden con los prácticos. Por eso es recomendable hacer una impresión en papel y probar que encaje perfectamente antes de encargarla o aventurarnos a realizar algún diseño más serio o elaborado.

Las más cara que se genera con solo esos tres parámetros es perfectamente válida, pero los “spikes” o líneas de difracción están demasiado juntas (por defecto 20º) y personalmente, me resulta muy complicado enfocar. Preferiría generar una máscara con esas líneas algo más separadas, con un ángulo mayor que resulte fácil determinar cuando la línea cruza perfectamente a las líneas laterales oblicuas. Veamos la diferencia.

Con los parámetros por defecto que hay en la web, la máscara generada tiene este aspecto, abierta con Inkscape:

Máscara Bahtinov parámetros por defecto

Si queremos variar el ángulo (Angle – degrees), tan solo tenemos que ir a las opciones avanzadas y cambiar el dato por el que deseemos. En mi caso, como he comentado, un ángulo de 30 me ha funcionado mucho mejor:

Cámbio del ángulo antes de generar la máscara

Si comparamos la anterior con la siguiente vemos la diferencia:

Máscara ángulo 20

Máscara ángulo 30

En mis pruebas, como he comentado me da mejor resultado la máscara con ángulo 30. Sin embargo esto provoca que las rendijas situadas en ángulo no se “dibujen” hasta el borde y tengamos pérdida de luz; no es que sea demasiado importante y decisivo, pero tiene solución. Para ello cambiamos otro parámetro, “Bahtinov Factor” subiéndolo un poco.

Bahtinov Factor

Por defecto está en 150, veamos qué pasa al introducir un valor de 200:

Máscara generada con un valor Bahtinov Factor más alto

Aumenta el número de rendijas en base al factor elegido; cuantas más tengamos mayor será la definición de las líneas generadas pero también se vuelve más complicado recortarlas a mano.

Así tendríamos preparada la máscara para un telescopio refractor, pero ¿qué pasa con un telescopio tipo Newton?, deberíamos crear una zona cerrada justo en el centro, ya que no tendrá ningún efecto. Este factor se denomina “Center Obstruction Diameter“, dado en milímetros que dependerá del tamaño del espejo secundario.

Parametro de obstrucción central

Por ejemplo, al diseño de la máscara anterior le añadimos una obstrucción central de 60mm, la máscara quedaría así:

Obstrucción central de 60mm

Y ya tendríamos preparada nuestra máscara de Bahtinov para imprimir y probar en nuestro telescopio Newton. Ahora deberás ajustar los parámetros anteriores a tu propio telescopio.

Si tienes un telescopio Meade LXD75 de 6″, puedes descargar la máscara preparada desde aquí:

Máscara Carey

Esta no la he probado, pero es un “sucedáneo” de la máscara de Bahtinov, como tantos otros. Algunas introducen mejoras, quizá otras sean más o menos cómodas para enfocar pero se basan en la misma estructura. Podemos encontrar toda la información sobre ella en este enlace:

Máscara de Carey: http://www.btintern...fcarey/careymask.htm

Máscara Hartmann

Esta es otra de las que he probado, mucho más fácil de construir pero por contra es más complicado decidir el punto exacto de enfoque. Sin embargo es la única que conozco que nos permite enfocar con casi cualquier objeto, mejor cuanto más puntual pero podríamos usar cualquier planeta brillante, útil por tanto cuando vamos a realizar fotografía planetaria.

Como comentaba, nunca estoy seguro de si nuestra estrella u objeto está perfectamente enfocado. Quizá sea cuestión de aprender bien a manejarla, insistir en el diseño  y probar hasta encontrar el mejor para nuestro sistema óptico. También podemos crear las máscaras mediante un generador que podemos encontrar en esta página:

Generador máscara Hartman: http://www.billyard...k.com/Hartmann.shtml

Generador online de máscara Hartmann

El número de parámetros es muy inferior comparado con las máscaras anteriores, solo debemos tener en cuenta el diámetro de apertura real del tubo, diámetro del espejo, número y tamaño de agujeros en la máscara y su tamaño. El generador nos mostrará cada vez una máscara nueva (en PDF) que podremos descargar e imprimir fácilmente.

Ejemplo máscara Hartmann generada

La máscara puede recortarse con círculos y/o triángulos, cada uno de ellos genera un “punto de luz” distinto y es ahí donde radica la posible precisión, dependiendo de cómo los combinemos. Por lo visto el diámetro óptimo de cada orificio será del 10% respecto al diámetro del objetivo y en cuanto a las figuras las más precisas será de 2 círculos y un triángulo. De todo esto tenemos una explicación bastante precisa en la página Astronomía práctica elemental (entrar en el  sitio web), por si estás interesado en encontrar la máscara más adecuada para tu telescopio e instrucciones específicas de su funcionamiento.

Incluyo ahora los ejemplos de las máscaras Hartmann que me he construido, tanto para el ETX70 como para el Newton de 6″, que por cierto, según lo anterior su construcción no es la más conveniente, pero bueno, funcionan. Son estas:

Máscara Hartmann sobre ETX70

Máscara Hartmann para Newton 6 pulgadas

Y esto es lo que aparece cuando estamos enfocando. En el momento que veamos las líneas de difracción estamos justo en el foco:

Ejemplo de enfoque con máscara Hartmann

De momento estos son los métodos de enfoque que he podido comprobar. Agradecería si alguien tiene más información o experiencia en estos y otros métodos, que se ponga en contacto conmigo para poder añadirlo al artículo.

Más información

Métodos de enfoque (inglés):

http://www.astrop...OP/FOCUS/METHODS.HTM

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¡Y funciona!, en las pruebas realizadas el cambio es radical, no es perfecto pero sin duda la corrección que hace me dejó anonadado, con cierta cara de incredulidad, tanto que tuve que comprobar cambiando el filtro por el adaptador original “vacio” y comparar.
Se trata de un filtro denominado por Baader como MPCC (Multi Purpose Coma Corrector), algo así como corrector de coma multi-propósito para reflectores tipo Newton, con relaciones focales entre 4 y 6, las más comunes. En mi caso, el Meade LXD75 de 6″ y 762mm de focal dan una relación de f/5. Aquí tienes el folleto (PDF) original de Baader donde se da toda la información necesaria. Concretamente el que yo tengo es este, pensado para fotografía; en las instrucciones se puede leer que existe otra versión con adaptadores distintos para poder hacer foco con oculares de distintos fabricantes, en caso de hacer uso de él en visual.

Filtro MPCC de Baader Planetarium

Estos son los resultados.

Las imágenes están por supuesto sin tratar, era una prueba. Son de la zona de Can Menor y concretamente la estrella brillante es Procyon. Son fotos de 2 minutos con guiado para, lógicamente intentar que las estrellas salieran lo más puntuales posibles.

Imagen no corregida, sin filtro

Imagen Corregida con el filtro MPCC

El aspecto general de la imagen se hace evidente.

Y aquí en detalle, de la misma zona (esquina superior derecha):

Sin filtro MPCC

Imagen filtrada

Ya en las imágenes reducidas se aprecia el cambio. La imagen filtrada y corregida todavía muestra algún error en la puntualidad de las estrellas y su “falsa” forma esférica, sin embargo estoy dudando si fue producido por un fallo en el guiado. Depende también de qué zona echemos un vistazo. En mi caso se corrigen todas casi perfectamente salvo la inferior izquierda de la imagen, que curiosamente la corrección aplicada por el filtro deforma las estrellas en sentido perpendicular a la forma habitual de la coma en esa esquina. Entran también otros factores como la colimación del telescopio, muy importante en cualquier caso para conseguir imágenes mucho más nítidas y durante las pruebas, no se hizo. Así que, sea como fuere, la corrección aplicada por el filtro es buenísima y desde luego imprescindible para poder obtener imágenes suficientemente buenas, desde el centro a los bordes.

Enfocador

Varios amigos me han comentado que el telescopio podría tener problemas de foco con el enfocador original del Newton de Meade. En mi caso, hace tiempo que cambié el enfocador por uno de perfil bajo, micrométrico y con soporte directo para 1/4″ y 2″, o sea, mucho más versátil que el anterior, por lo que no he podido probarlo.

Enfocador Orion de perfil bajo micrométrico 2 pulgadas

Vista general del enfocador instalado en el tubo del LXD75

Con el enfocador nuevo, no he tenido ningún problema de foco en visual ni tampoco en fotografía, que siempre precisa tener el punto de foco mucho más bajo. Aunque un poco caro en relación al precio general del tubo, sus prestaciones y calidad mejoran de forma notable y en mi caso, ha merecido la pena.

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Antes de comenzar, agradecer a Antonio Fraga del Grupo de Observadores Astronómicos de Tenerife (GOAT) por su inestimable ayuda, sin la cual este resumen no hubiera sido tan detallado y preciso.

Cálculo de la resolución en cámaras digitales

La resolución es la capacidad de un telescopio de mostrar de forma individual a dos objetos que se encuentran muy juntos, es decir, su valor nos permitirá saber de forma teórica la separación mínima que debe tener por ejemplo una estrella doble para poder separarla.
En fotografía, aunque existen otros diseños,  la gran mayoría de las imágenes obtenidas con un sensor digital es una matriz de píxeles de dos dimensiones. Cada píxel individual se caracteriza morfológicamente por sus dimensiones (normalmente cuadradas aunque también es común encontrar píxeles rectangulares) que se miden en micras (millonésima parte de un metro).

Ejemplo chip CCD

Para conocer el nivel resolutivo de un píxel debemos conocer sus dimensiones (en micras) y la focal (en mm) del instrumento óptico a través del cual se va a obtener una imagen, mediante esta fórmula:

Cálculo de la resolución - Fórmula original

En el rango de focales en el que trabajamos, la fórmula anterior se puede aproximar con precisión suficiente mediante esta otra:

Cálculo de la resolución - Fórmula aproximada

Por poner 3 ejemplos, el telescopio que uso habitualmente para fotografía sería el Newton de 762mm de focal y las cámaras más habituales con su tamaño de píxel son:

• Webcam Philips SPC900 - 5,6 micrómetros
• QHY5 – 5,2 micrómetros
• Canon EOS 400D – 5,7 micrómetros

Según esto tenemos que la resolución para esa determinada focal sería:

• Webcam Philips SPC900 = 1,51 segundos de arco por píxel
• QHY5 = 1,40 segundos de arco por píxel
• Canon EOS400D = 1,54 segundos de arco por píxel

Los valores anteriores son teóricos; cuando la luz atraviesa nuestra atmósfera dará lugar a pérdida de detalles y de forma irremediable cada estrella, aún siendo fuentes de luz puntuales por la gran distancia a la que se encuentran, ocupará siempre un espacio mayor que el tamaño del píxel de nuestra cámara.
Según algunos autores, es bastante complicado que en cielos suburbanos podamos llegar a una resolución práctica inferior a los 3 o 4 segundos de arco por píxel. Esta es la razón principal por la que enviamos telescopios fuera de nuestra atmósfera, mientras que en la Tierra los sistemas más avanzados necesitan lo que se conoce como óptica adaptativa para intentar paliar sus efectos.

Como ejemplo en cuanto a la resolución alcanzable, existen páginas en Internet como Meteoblue donde podemos consultar para un determinado día el valor del seeing en segundos de arco. Cuando los cuadros de “Seeing Index” están en verde con valores más próximos a 5 es cuando tendremos mejor calidad de cielo. Si las condiciones cambian y los valores se tornan hacia el rojo (es decir, se alejan de 5) la calidad de nuestra visión del cielo y la fotografía irá empeorando.

Meteoblue - Astronomy Seeing

“Seeing arcSeconds” nos muestra ese valor aproximado, aunque se trata de una aplicación aún en fase experimental.

La resolución en nuestro telescopio

Es necesario conocer la capacidad  resolutiva de un telescopio para evitar sobredimensionar  la imagen debido a la aplicación incorrecta de lentes barlow o reductores de focal que disparen los aumentos. Hacerlo no mejoraría nada y solo conseguiríamos imágenes borrosas, porque cada instrumento tiene una resolución teórica intrínseca que no puede cambiarse y que va ligada directamente a la apertura del telescopio como ahora vemos.

En estas imágenes podemos ver unos ejemplos simulados de lo que significan los conceptos de Bajo Muestreo o Undersampling y Sobre Muestreo o Oversampling. Por supuesto, entre ambos estados se encuentra la imagen correcta.

Ejemplos de imágenes muestreadas

Para conocer la resolución máxima (siempre teórica) de nuestro telescopio necesitamos echar mano de la fórmula:

R = 4,56 / D (pulgadas)

Por ejemplo, en el caso del Newton de 6″ de apertura el resultado sería:

R = 4,56 / 6 = 0,76 segundos de arco

Podemos ajustar y dejarlo en 0,8 segundos de arco ya que con toda probabilidad la atmósfera podría empeorar drásticamente ese valor y además, nos facilitará los cálculos.

Cálculo de la focal máxima

En el caso de uso de la webcam en fotografía planetaria, para comprobar si la imagen que vamos a obtener está bien muestreada, es decir, se mostrará con el máximo detalle posible sin pérdida de calidad, podemos echar mano del llamado criterio de Nyquist y considerarla bien muestreada si dos píxeles adyacentes cubren el máximo poder resolutivo del telescopio. Según esto, cada píxel de la CCD debería cubrir 0,4 segundos de arco.

Haciendo uso nuevamente de la fórmula genérica para el cálculo de la resolución podemos despejar la focal:

distancia focal = 206,3 x tamaño del pixel / Resolución

es decir,

distancia focal  = 206,3 x 5,6 / 0,4 = 2888,2 mm

por lo tanto con el telescopio que nos ocupa de 762 mm de focal podríamos hacer uso de una lente barlow de entre 3x y 4x para obtener una imagen nítida.

En resumen, un valor superior nos daría una imagen más grande pero de peor calidad, es decir una imagen “sobremuestreada”, como la del ejemplo anterior, porque estamos intentando obtener de nuestro telescopio un poder resolutor mayor que el teórico.
Por el contrario un valor inferior nos daría una imagen de calidad pobre submuestreada, ya que cada píxel estaría cubriendo mucho más que los 0,4 minutos de arco, desaprovechamos por tanto la capacidad del telescopio.

Centroide de una estrella

Para aclarar los conceptos prácticos necesitamos conocer algunos teóricos como el de centroide. No será necesario en cualquier caso realizar estos cálculos, los programas que podamos usar lo hacen por nosotros.

Cuando obtenemos una imagen de un campo estelar a través de un telescopio, el perfil de cada estrella (aunque teóricamente una fuente de luz puntual) se extiende mucho más allá de un único píxel. Esto es debido a que la luz de cada estrella atraviesa nuestra atmósfera antes de ser capturada mediante nuestro instrumento óptico.

Ejemplo de un campo estelar aumentado

Concepto de subpíxel

Si quisiéramos localizar una estrella dada dentro de dicha imagen con un par de coordenadas (x, y), en primer lugar debemos discernir qué píxeles que son parte de dicha estrella y cuáles del “fondo del cielo”. Para ello debemos calcular el valor medio de intensidad del fondo del cielo mediante alguna técnica y una vez conocida el área cubierta por la estrella, calcular el centroide como la media ponderada de los valores de intensidad de cada píxel dentro de dicha área (análogo al cálculo de centro de masas) :

Fórmulas centroide

Donde:

(X₀, Y₀) es la coordenada del la esquina superior izquierda del área que cubre la estrella

P(i, j) representa el valor de la intensidad del píxel localizado en x = X_0+i, y = Y_0+j

w es el ancho en píxeles del área inspeccionada

h es el alto en píxeles del área inspeccionada

Estrella individual

Si resolvemos las fórmulas del centroide, encontraremos la posición de la estrella con una precisión de fracciones de píxel; esto permite a los programas de autoguiado guiar a nivel de subpixel.

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Damian Peach es el artífice de esta hazaña, componer vídeos e imágenes y publicarlos aquí. Entra antes de continuar:

http://www.damianpeach.com/seeingscale.htm

La escala se divide en (traducido):

5. Excelente Seeing – Un disco sólido estable con buen contraste. Se aprecian detalles planetarios durante largos períodos. Sin ondulación significativa o falta de claridad.

4. Buen Seeing – Un disco sólido estable con buen contraste. Se aprecian detalles con frecuencia, aunque no durante largos períodos.

3. Razonable Seeing – Leve o moderada ondulación o falta de claridad. Cambio razonable. Se ven detalles de menor importancia en el planeta.

2. Mal Seeing – Muy complicado de ver, con muchas ondulaciones o falta de claridad. Poco contraste. Detalles a gran escala mal definidos. Imposible ver detalles finos.

1. Seeing extremadamente malo – Ondulaciones graves y falta de claridad. Contraste muy pobre y casi sin detalle.

Gracias a esta escala podremos hacernos una idea de cómo será la imagen final que podemos obtener en nuestras propias pruebas.

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Lo primero de todo agradecer al autor la distribución de esta utilidad de forma gratuita, Enzo de Bernardini cuya página web es http://www.astrosurf.com/astronosur/.

Instalación

Una vez descargado el programa, descomprimimos su contenido y ejecutamos “Selene.exe”. Sin embargo, quizá se nos planteen algunas dudas o problemas que se explican a continuación.

(Textual de la página Astronosur)

Algunos sistemas quizás no tengan la librería MSSTDFMT.DLL, la cual es necesaría para la ejecución de la aplicación. Puede descargarse haciendo click aquí (53 kb). Debe descomprimirse en /windows/system32/. Si al ejecutar el programa una leyenda indica que debe registrarse, vaya al menú Inicio > Ejecutar e ingrese el siguiente comando:

regsvr32 “C:\WINDOWS\system32\MSSTDFMT.DLL”
Esto registrará la librería en el sistema y permitirá la ejecución del programa.

Ciertos sistemas requieren el archivo MSCOMCTL.OCX. El mismo puede descargarse desde aquí. Debe descomprimirse y copiarse en el directorio /windows/system32.

Nota: Generalmente, la ruta /windows/system32 se encuentra en la unidad C.

Instalación en Windows 7
(Gracias a Francisco Torres)

Para instalar las librerías hay que copiarlas en primer lugar en el directorio system32 y luego para registrarla, hay que ejecutar el comando “regsvr32″ como se ha visto en el apartado anterior, pero con permiso de administrador.

Para ello en Windows 7 buscamos “símbolo de sistema” en Inicio / Todos los programas / Accesorios y pulsando con el botón derecho del ratón obtenemos el menú donde seleccionamos “Ejecutar como administrador”. Dependiendo el equipo y los programas previamente instalados será necesario instalar una o más librerías de las que vienen con el programa, pero en cualquier caso la misma aplicación nos demandará la librería que le falta.

Cuando tenemos todas las librerías usadas instaladas, el programa corre perfectamente.

La interfaz del programa

Un aspecto sencillo, con una sola ventana desde la que podemos controlar todo. Veamos un ejemplo:

Interfaz Selene

En el centro de la imagen con un cuadro negro, es donde se mostrará la imagen capturada por nuestra webcam, claro está una vez conectada al ordenador. A la derecha tenemos todos los controles necesarios para definir las características de la imagen o vídeo, así como los controles de la webcam y otros detalles que ahora veremos. En la parte inferior aparecen varios desplegables y casillas que nos permitirán automatizar el proceso de nombrar los archivos obtenidos.

Controles de la imagen

Como decía, en la parte derecha del programa tenemos todos los controles. Vamos a repasarlos uno a uno.

Selene: Control de la imagen

En la parte superior podemos ver el reloj, que nos permite tener controlada la hora en todo momento, muy útil cuando estamos pendientes de fotografiar un evento en un momento concreto.
Debajo, tenemos los FPS de Captura, que no es más que el número de fotogramas por segundo que queremos obtener con el programa. Las posibilidades son 5, 10 o 15 fps como podemos ver. Personalmente recomiendo usar no más de 10 fps ya que con un valor superior se empieza a notar la compresión automática de imagen en algunas webcam con interfaz de USB 1.1 (ej. Philips SP900), lo que significa que los fotogramas individuales serán de menor calidad.
Después tenemos la Captura de Vídeo, para poder definir el tiempo que queremos que el programa capture fotografías o vídeo.
A continuación tenemos dos botones para iniciar la captura de vídeo AVI y la captura de fotogramas en formato BMP. Así que, cuando queramos empezar a sacar las fotos, pulsamos el botón elegido. La recomendación es sacar AVI siempre que sea posible (espacio en disco, etc.) Programas como Registax permiten procesar vídeos en formato AVI sin problemas, en cambio para BMP hay una limitación en el número de archivos que pueden abrirse simultáneamente (unos 400).
Seguidamente podemos ver otros dos botones. El primero permite Pausar o Continuar (Pausa/Play) la captura actual. El botón “Copiar” personalmente no lo he usado nunca.
Opción Timer, muy útil para mostrar una cuenta atrás antes del comienzo, muy útil cuando tenemos que llevar a cabo alguna tarea previa y así, lo automatizamos para no estar pendientes del ordenador en ese momento. Para activarlo, solo hay que pulsar el botón de la flecha, seleccionar si queremos imagen o vídeo y el programa hará el resto.
Después vemos el botón Ajustes que abre la ventana de ajustes de la webcam, donde podemos definir las opciones por defecto y el botón Formato, que abre las opciones de captura para el dispositivo. Generalmente no hay que modificarlo salvo que sepamos para qué sirve cada cosa.
Después varios botones. Empezando por la izquierda (Carpeta) sirve para definir el directorio donde se guardarán las fotos o vídeos. El segundo (Símbolo USB) para seleccionar el puerto adecuado de nuestra cámara; generalmente no es preciso pulsarlo. El tercer icono (Retículo) pone en la previsualización de las tomas unas marcas para ayudarnos a ver el desplazamiento del objeto y mantenerlo bien centrado para las fotos. El último icono (Escala de grises) puede ayudarnos a realizar ajustes en la imagen de la webcam, haciendo uso de los controles propios de la cámara, que podíamos abrir pulsando “Ajustes”.
A continuación 3 botones más que permiten variar el ZOOM de la imagen, para facilitar el enfoque.
Y finalmente el Aviso sonoro, emite un sonido antes y después de la toma para saber cuando empieza y termina sin necesidad de mirar la pantalla. La opción Capturar Audio permite usar esa característica si nuestra webcam tiene micrófono. Podemos usarlo para grabar por ejemplo una locución vocal sobre lo que sucede en ese momento.

Nombres automáticos

Otra opción que ya habíamos comentado era la de nombrar los archivos de forma automática que Selene va capturando. En la parte inferior del programa podemos ver lo siguiente:

Selene: Opciones de nombres automáticos

En Nombres de archivo, por defecto aparece Vídeo, es decir, si comenzamos a capturar un vídeo ese será el nombre que llevará. Si desplegamos podemos ver también los nombres de nuestros compañeros del Sistema Solar para facilitar su identificación posterior. Por supuesto, podemos escribir el nuestro propio, con tan solo pulsar sobre el nombre. Para el desplegable de Imagen tenemos las mismas opciones. Después, para ambos podemos elegir que aparte del nombre seleccionado se agregue la fecha, útil para evitar sobrescribir nombres de archivo.
Seguidamente, contamos con dos opciones Centrar y Datos grandes. El primero nos muestra la imagen centrada en la ventana y el segundo nos permite ver en grande los tiempos de captura y timer, por si tenemos la pantalla del ordenador algo lejos…
Ya por último, el programa nos da una información valiosa en la barra de estado, como el nombre que Selene dará al vídeo o imagen (para poder monitorizar si lo hemos elegido bien) así como el tamaño del fotograma, que podemos cambiar desde el botón Formato que vimos anteriormente.

Ejemplos

Os puedo mostrar algunos ejemplos de fotografías propias realizadas con este programa y la webcam:

Fotografía solar con PST Coronado

Fotografía de Marte en Febrero de 2010

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http://www.youtube.com/watch?v=9khTIkwNmW8

En definitiva:

1. Quitamos la óptica a la cámara, con el fin de dejar libre el chip captador de luz, sin filtro alguno.

2. Cogemos el bote de carrete fotográfico y recortamos el fondo con un cutter o similar, es decir, necesitamos un cilindro sin tapas en los extremos.

3. Con un poco de cinta adhesiva, pegamos el cilindro a la “boca” de la cámara.

4. Ahora solo nos queda poner la webcam, enfocar y listo.

Software recomendado

Para poder capturar fotogramas con cualquier webcam de la Luna o Planetas, necesitamos descargar algún programa que soporte cualquier cámara y pueda guardar vídeos AVI o fotografías en algún lugar del disco duro, para poder procesarlas después. Recomiendo “Selene” ya que es muy sencillo e intuitivo. Más información en la sección de descargas:

http://astrocosmo...captura-fotografica/

Problemas intrínsecos de esta modificación

Dado que quitamos la óptica a la webcam, estamos eliminando también el filtro de IR (infrarrojos), por lo que la luz recibida y registrada en las imágenes aparecerá como rojiza. Sin embargo, podemos modificarlas posteriormente con cualquier programa de retoque fotográfico.

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POTH es a ASCOM, como un Hub-USB a un ordenador. El Hub-USB permite conectar muchos dispositivos a un único puerto USB, POTH permite que muchos programas se conecten a un mismo driver ASCOM, es decir: permite controlar una misma montura desde varios programas al mismo tiempo:

Por ejemplo supón que quieres controlar tu montura desde Cartes Du Ciel, para otros planetarios el procedimiento es semejante. Desde Cartes pulsa la opción “Telescopio” y luego “Conectar”, te aparecerá la pantalla de conexión donde tendrás que pulsar el botón “Select” para acceder a la ventana típica de selección de driver ASCOM. En esta ventana debes buscar y seleccionar el driver POTH:

Selección del controlador desde Cartas del Cielo

Una vez seleccionado POTH, debes pulsar el botón “Properties” para acceder a la ventana de configuración de POTH:

Ventana de configuración de POTH

POTH está esperando que le indiques qué dispositivo deseas que controle; Para hacerlo pulsa el botón “Choose Scope” que te permitirá, ahora sí, seleccionar el driver ASCOM al que te vas a conectar. En la ventana de selección de driver ASCOM, la de siempre, selecciona el driver de tu montura:

Selección de la montura

Ahora es necesario pulsar el botón “Properties” para configurar el acceso a la montura. Cada driver tiene su propia ventana de configuración pero casi seguro que contiene la selección del puerto serie con el que se conecta el ordenador a la montura. Luego pulsa “OK” y ya de vuelta en la ventana de POTH, pulsa “Connect” (una vez pulsado y conectado, el botón aparece como “Disconnect”):

Ventana de configuración de POTH. Conexión con la montura

POTH ha tomado el control de la montura. Podemos pulsar ahora el botón “OK”.

El Cartes du Ciel ya está conectado a tu montura, pero no directamente (ni exclusivamente) sino a través de POTH. Puedes ordenar un desplazamiento, seleccionando en el planisferio un objetivo, pulsando el botón derecho sobre éste y en el menú contextual “Telescopio” y luego “Deslizar”, la montura se moverá a la zona deseada.

Conexión de Cartas de Cielo con la montura

Ahora imagina que también quieres controlar tu montura desde otro programa. Por ejemplo, supón que no tienes una caja de “relés” ST4 para autoguiar, aún así todavía puedes utilizar ASCOM para autoguiar mediante comandos por el puerto serie, no será tan efectivo como con ST4, pero hay muchas buenas fotos autoguiadas con este sistema.

Bien, imagina que tu programa de autoguiado es Guidemaster. Desde Guidemaster selecciona la opción “Setup” y luego “Options”.

Ya en la ventana de opciones, en el grupo “Guide interface” selecciona “ASCOM” y luego pulsa el botón “Setup” a la derecha para seleccionar el driver ASCOM con que nos vamos a conectar.

Conexión del driver ASCOM en Guidemaster

De nuevo busca y selecciona POTH. No es necesario, esta vez, pulsar el botón “Properties”: POTH ya está conectado a tu montura (lo hiciste en Cartes du Ciel).

Ahora estás conectado a tu montura desde Cartes y desde Guidemaster, pero puedes usar POTH para cuantos programas quieras, mientras permitan acceso mediante ASCOM.

La diferencia es que si hubiéras seleccionado directamente el driver de tu montura, esta segunda vez Guidemaster no se hubiera podido conectar pues el driver ya estaba siendo usado.

Salud y buenas fotos!

Artículo original de Antonio Fraga (Tenerife)

Enlaces:

ASCOM

http://ascom-standards.org/

Cartas del Cielo
http://www.stargazing.net/astropc/
http://cartes-du-ciel.iespana.es/ (mirror en español)

Guidemaster
http://www.guidemaster.de/index_en.asp

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La historia comenzó hace mucho tiempo, de hecho mi intención fue haber llegado a realizar estos primeros pasos cuando construí las anillas para tubo guía, pero a pesar de tenerlas ya preparadas otros inconvenientes hacían acto de presencia y retrasaban la inauguración. Una cosa que si pude aclarar es que aunque las anillas estaban bien pensadas, el soporte no era válido, porque tenía mucha flexión y cualquier mínimo movimiento era evidente. Al final sustituí ese ángulo o soporte de aluminio, por un tubo de acero rectangular lo que da como resultado un conjunto mucho más compacto y firme, aunque también es más pesado pero necesario.

Ayer noche fue la primera vez que conseguí realizar guiado y con garantías de que funcionaba.

El equipo completo que he usado es el siguiente:

Un telescopio Newton LXD75 de 6″ (152mm apertura – 762mm focal), el habitual de estas páginas con la montura propia Meade. No es muy robusta, pero es perfecta para iniciarse porque cuenta con todos los elementos de “monturas grandes” y gracias a eso puedo plantearme realizar estas pruebas.

Meade Newton LXD75

Lógicamente es imprescindible que la montura tenga motores para seguimiento en el eje de declinación (con una muy buena puesta en estación) y un puerto para guiado, aunque no necesario que cuente con un sistema GOTO, es decir que permita la localización automática de objetos. Esta montura si cuenta con ello, un Autostar #497 con puerto de conexión al ordenador lo que posibilita el realizar autoguiado y posicionamiento tanto en Ascensión Recta como en Declinación. Para este menester, en su momento también me construí el cable de conexión, que puedes ver en esta página. Puede usarse incluso para que, mediante programas como Cartas del Cielo u otros, permitan controlar la montura y moverla desde el ordenador.

Para sacar las fotografías en estas pruebas he usado la cámara Philips SPC900NC modificada, a foco primario realizando 25 tomas de 10 segundos de exposición con el programa Astrosnap.

Para el guiado:

Telescopio  Refractor Skylux (Bresser, la segunda marca de Meade) de  70mm de apertura y 700mm de focal, montado en paralelo usando las anillas anteriormente mencionandas y una cámara Toucam II Pro, concretamente esta. Quizá no es el más adecuado porque tiene una focal alta y me he encontrado que con un sistema de anillas, no siempre es fácil encontrar una estrella guía. Lo ideal sería poder moverlo libremente y poder fijarlo, ya que para guiar no es imprescindible que el tubo guía sea perfectamente paralelo al tubo principal. Habrá que buscar soluciones baratas, porque hay algunas efectivas pero no por menos de 200 Euros.

Telescopio refractor Bresser Skylux

Existen páginas en las que se explica que es mejor un tubo corto para guiar (más corto que el tubo principal) y de hecho es cierto que se demuestra a partir de los resultados con fotografías de amigos y compañeros. De todas formas supongo que guiar con este tubo puede ser quizá algo más complicado pero supongo que igual que de efectivo.

El programa para autoguiado que he usado es el PHD Guiding, muy sencillo e intuitivo que no necesita practicamente ningún ajuste y configuración. Lo único a tener en cuenta para este telescopio en concreto es que será necesario descargar la aplicación ASCOM para controlar la montura remotamente y los drivers específicos para el Autostar 497 (Autostar I). Ambas cosas pueden conseguirse desde esta página.

Programa de autoguiado PHD Guiding

He intentado también realizar el guiado con otro excelente programa llamado Guidemaster, pero me resultó algo más complicada la configuración de parámetros del programa para poder controlar esta montura con mayor facilidad. En otras monturas, el programa funciona sin ningún problema.

En monturas con puerto de guiado específico ST-4 (típico de monturas EQ5 o EQ6 por ejemplo) será necesario un conversor de las señales que salen del ordenador para esas monturas, porque no hay posibilidad de comunicación directa. Para eso será necesario algún dispositivo como por ejemplo el de Shoestring Astronomy, que posibilita esa conversión de forma fácil y segura. Además, me consta que es muy popular.

La verdad es que aun no conozco a nadie que haya realizado seguimiento con una webcam y fotografía con otra webcam, todo ello gobernado por un único ordenador. Confirmo que el uso de dos SPC900NC de Philips conectadas en el mismo equipo puede funcionar pero da problemas y hay bloqueos en el sistema. Sin embargo, la SPC900NC y la Toucam II Pro, a pesar de ser de la misma marca (Philips) pueden funcionar (casi) bien de forma independiente en el mismo equipo, usando los controladores específicos para esas cámaras de forma independiente. Digo “casi” porque para que funcione he tenido que realizar varias pruebas, conectando primero una y después la otra cámara, arrancando cada vez los programas que iban a controlarlas.

Finalmente, un esquema con el que podemos resumir es el siguiente (fuente: Shoestring Astronomy):

(click para ampliar)

Podemos observar el ordenador con el software de autoguiado y los cables que conectan las dos cámaras, en mi caso las dos webcam. También podemos ver le tubo principal que sacará la foto y el pequeño en paralelo como tubo guía, también con su cámara correspondiente. En mi caso estoy usando una montura ecuatorial, aunque equipos Alt/Az montados sobre una cuña ecuatorial (cualquier Meade ETX con puerto para guiado o LX200, por ejemplo) servirán igualmente.
Al final, el “invento” que tienes que tener funcionando es tremendo y más el lío de cables, aunque no hay más remedio.  Si la fotografía la vamos a hacer con cámara reflex nos ahorramos algunas conexiones porque la cámara funciona de forma independiente y podemos sacar fotos mediante un disparador remoto, como este que construí hace poco. Desde luego, la meta final es conseguir imágenes de calidad con este tipo de cámara, aunque puede ser un buen ejercicio de entrenamiento y puede dar mucha satisfacción personal ver que todo el equipo funciona y sacar alguna imagen  interesante con la webcam modificada gracias al guiado.

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Estas notas de instalación no pretenden ser algo infalible; Linux es imprevisible dependiendo de las librerías instaladas en nuestro sistema así que el procedimiento que tuve que aplicar quizá no sea el mismo que tengas que aplicar en tu caso, pero puede darte pistas al respecto, como a mi me dieron las páginas que figuran a continuación. Estas son las notas que tomé en su momento:

Página con instrucciones sobre instalación de qastrocam (en francés):

http://aptgetinst...ope-et-webcam-spc900

Descomprimir qastrocam y entrar en el directorio.
Podemos ver la información del programa ejecutando:

/directorio_qastrocam/debian/$ more control

Ejecutar:

fakeroot debian/rules binary

No lo he probado pero es posible que pueda instalarse con “sudo” en vez de “fakeroot”.

Es posible que haga falta instalar:
fakeroot (to remove the need to become root for a package build)
dh_testdir (debhelper package: helper programs for debian/rules)
fitsio (shared library for I/O with FITS format data files)

Problema con linkage.h y linkage_64.sh:

1.
…
make[2]: se ingresa al directorio `/home/fernando/Escritorio/qastrocam-4.0/qastrolib’ccvt_mmx_old.S => ccvt_mmx_old.o
En el fichero incluído de ccvt_mmx_old.S:32:
/usr/include/linux/linkage.h:4:25: error: asm/linkage.h: No existe el fichero ó directorio
…
2.
…
make[2]: se ingresa al directorio `/home/fernando/Escritorio/qastrocam-4.0/qastrolib’ccvt_mmx_old.S => ccvt_mmx_old.o
En el fichero incluído de /usr/include/linux/linkage.h:4, de ccvt_mmx_old.S:32:
/usr/include/asm/linkage.h:4:25: error: linkage_64.h: No existe el fichero ó directorio
…

Buscamos:
sudo find / -name ‘linkage.h’
sudo find / -name ‘linkage_64.h’

Creamos los enlaces simbólicos:
sudo ln -s /usr/src/linux-headers-2.6.24-21/include/linux/linkage.h /usr/include/linux/
sudo ln -s /usr/src/linux-headers-2.6.24-21/include/asm-x86/linkage.h /usr/include/asm/linkage.h
sudo ln -s /usr/src/linux-headers-2.6.24-21/include/asm-x86/linkage_64.h /usr/include/asm/linkage_64.h

volvemos a ejecutar:
fakeroot debian/rules binary

Si todo ha ido bien, nos deberá crear:
qastrocam_4.0pre20050523_i386.deb

Ahora podemos instalarlo.
Ejecutar desde consola con:
qastrocam

ó

qastrocam –expert (para abrirlo con opciones avanzadas)

Imprescindible tener la webcam conectada. En cualquier caso, podemos comprobar la webcam con el comando:
gqcam -v /dev/video0

Es posible que haya que instalar gqcam:
sudo apt-get install gqcam

Más info sobre la SPC900 y su funcionamiento en Linux (en francés):

http://aptgetinst...untu-en-observatoire

Si quieres probar, puedes descargar e intentar instalar el paquete “.deb” que ha generado en mi equipo.

[download id="26"]

Pero recuerda que lo mejor siempre es bajarse el archivo de fuentes y compilarlo.

Esta es la prueba de que funciona.

Captura de pantalla de Qastrocam, con la SPC900NC conectada y funcionando

Como puedes comprobar en la imagen, el programa es muy sencillo pero también muy completo. Soporta la captura de fotogramas en numerosos formatos gráficos (entre ellos FITS), webcams modificadas, tiempos de captura automática, número de fotogramas por captura… Además cuenta con histrograma en tiempo real, varios controles útiles en la ventana de imagen (como cambiar el color de la pantalla o incluir un retículo) y guarda los archivos en carpetas separadas con archivos individuales de texto donde queda toda la información sobre el fotograma. Detecta la webcam de forma automática (no he necesitado cargar ningún driver extra) así que por el momento, todo son ventajas.

Ahora solo queda probarlo en campo.

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