Quais são as razões para não tirar exposições super longas (horas) em astrofotografia?

Estou fazendo uma pesquisa para entrar na astrofotografia.

A maioria dos tutoriais recomenda tirar várias exposições e empilhá-las.

Isso me faz pensar: desde que a câmera esteja em um sistema de rastreamento, por que não deixar o obturador aberto pelo maior tempo possível?

@ Michael Clark e @ Itai deram boas respostas. Mais algumas reflexões da perspectiva do amador entusiasmado:

• A tecnologia de rastreamento não é perfeita e, às vezes, é melhor trabalhar dentro das limitações práticas do rastreamento disponível, em vez de ir longe demais

• Exposições muito longas podem não funcionar bem com altos níveis de poluição luminosa. Há um equilíbrio a ser alcançado entre capturar o maior número possível de fótons sem exagerar nos indesejados

• Gerenciamento de riscos: se você tiver apenas uma exposição longa, ela poderá ser facilmente arruinada por um flash de luz externa saindo. Várias exposições mais curtas significam que você pode simplesmente jogar fora os quadros ruins

É, em primeiro lugar, porque nós podemos agora.

A fotografia em bulbo pode realmente tirar exposições de minutos a várias horas, dependendo da câmera. Usando uma câmera de filme, a astrofotografia é feita com exposições muito longas e essas câmeras não têm limite de tempo, pois não precisam de energia para operar.

Uma câmera digital pode ser usada da mesma maneira, mas a maioria das exposições de lâmpada limite sem espelho a 30 minutos ou uma hora, impossibilitando a captura de uma exposição mais longa, portanto não há escolha.

Embora a maioria das DSLRs possa fazer exposições de mais de uma hora, elas podem fazer uma exposição muito longa para obter a imagem final de uma só vez. No entanto, o uso de várias fotos pode ser vantajoso. Mais importante ainda, o brilho máximo de cada pixel é praticamente expandido. De uma só vez, uma vez saturado, o photosite ficará exposto demais. Com várias fotos, é possível que a saturação não ocorra, fornecendo ao software mais precisão nos dados para trabalhar. Simplificando enormemente, cada duplicação de fotos oferece um pouco mais de precisão e alcance dinâmico aproximadamente. Portanto, tire apenas 4 fotos e obtenha mais 2 paradas de alcance dinâmico em comparação com uma única exposição.

Múltiplas exposições têm o efeito de calcular a média do ruído. Isso fornecerá imagens mais limpas para trabalhar, mas cada imagem pode ter a redução de ruído do software aplicada, o que é mais eficaz do que processar uma exposição mais longa e mais barulhenta.

É bastante difícil medir uma exposição muito longa, mas se você tiver muitas imagens, terá flexibilidade para não usar toda a pilha ou controlar o software de mistura para evitar a superexposição, principalmente se você incluiu algum primeiro plano em sua composição.

As duas desvantagens de se capturar imagens múltiplas são pequenas. Uma é que é mais trabalhoso mais tarde, pois a pilha de imagens deve ser transferida e processada pelo computador, em vez de uma única imagem. O outro é que pode haver pequenas lacunas se você estiver fazendo trilhas em estrelas enquanto a câmera demora um tempo entre as fotos (certifique-se de desativar a Redução de ruído do obturador longo, se você quiser, também, grandes lacunas), o que pode depender de várias coisas e a câmera em particular.

A principal vantagem do empilhamento é calcular a média do "ruído de tiro" aleatório da distribuição Poisson, que pode ser um problema em imagens com pouca luz, como astrofotografia. Outra vantagem do empilhamento é o uso de sensores de imagem monocromática dedicados, alternando os filtros coloridos (ou relacionados à astronomia) sobre todo o sensor para cada exposição e combinando-os posteriormente.

Os sensores digitais esquentam com longas exposições; Eu tive exposições em apenas 6 minutos, exibindo distorções de cores muito visíveis nos cantos do quadro. Execute o chip continuamente por horas sem refrigeração especializada e o resultado provavelmente seria uma bagunça inutilizável.

Também fazer exposições longas deixa você com os recursos do software embutido na câmera. Ao tirar muitas fotos e depois processá-las posteriormente, você pode usar um software com diferentes recursos e prioridades, o que pode lhe proporcionar uma imagem melhor.

Ao ler as outras respostas aqui e com o evento super sangue azul da lua sendo anunciado na outra semana, decidi tentar um experimento. Atirei na lua durante uma das breves pausas na nuvem quando não estava no trabalho ou no sono. Eu atirei no computador de mão porque era apenas um experimento. Minha câmera, uma Olympus E-520 (lançada em 2008), é notoriamente ruidosa e possui uma lente de 70 a 300 mm de qualidade bastante comum quando levada ao limite, mas o tamanho do sensor de quatro terços faz deste um campo de visão equivalente a 600 mm.

Tirei várias fotos na estabilização de imagem F9.0 1 / 40s iso800 300mm.

Selecionei cerca de 5 e tentei usar o Darktable, Gimp, Siril e Hugin para processar os arquivos. A imagem mostrada aqui possui um quadro de cor única, sem processamento de ruído, e uma imagem composta composta por 5 fotos semelhantes alinhadas e combinadas e depois convertidas em preto e branco e um pouco mais nítidas. Você pode ver nos cantos da imagem em preto e branco onde as imagens alinhadas não se sobrepõem, revelando o efeito que as camadas adicionais têm sobre o ruído.

Se eu simplesmente calculei a média das camadas no Gimp (embora alinhar e girar as camadas fosse quase impossível) ou usar Hugin ou Siril, o ruído foi visivelmente reduzido no fundo.

Uma exposição muito longa é equivalente à média de várias exposições mais curtas. Quando você tira várias exposições curtas, sempre tem a opção de fazer uma média para imitar uma exposição longa, se quiser. Mas também disponibiliza muitas outras opções (além da média).