On l'a vu ces derniers temps sur le forum, la voie lactée (notée VL pour la suite
) est un sujet qui intéresse de plus en plus. Moi le premier. Je me suis attelé à me documenter et essayer de comprendre comment améliorer mon rendu à l'image de certaines photos que l'on peux voir sur le net, où énormément de détails sont visible dans la voie lactée. La réponse est assez simple, les photos sont des composites, mélangeant souvent plusieurs techniques de prises de vue telles que le stacking, ou le suivie des étoiles (via des montures spécialisées). Si la réponse est simple, la solution ne l'est pas forcement au premier abord. Mais avant de rentrer dans le vif du sujet, un petit bilan s'impose.
Je propose, par ce fil participatif, que tous les habitués de la VL d'un niveau "avancé", c'est à dire de la voie lactée qui n'est pas une simple et unique pose longue, nous partagent leurs astuces.
La photo de VL, c'est généralement quelque chose qui se prépare en amont. On n'est pas du tout dans du "point and shoot", en mode reportage. Il faut parfois aller la chercher au beau milieu de la nuit, et on n'a pas envie de se lever à 3h du matin pour rien (enfin moi non, vous, vous faites ce que bon vous semble
).Pour vous donner envie de lire la suite, voici un petit avant goût :
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Le Lieu:
La première question à se poser, c'est le choix du lieu. Beaucoup de types de sujet fonctionnent bien avec la voie lactée au dessus, que ce soit naturel entre montagnes, forets, plages, lacs ou artificiels avec des bâtiments, des voitures, l'intégration de personnage ou d'objets etc... Libre cours à votre imagination.
Par contre, pour que le rendu soit optimal, comme l'intensité lumineuse de la VL est faible, il faut éviter du mieux qu'on peu la pollution lumineuse, c'est à dire la lumière provenant de toutes autres sources que la VL elle même. Je pense notamment à la Lune et toutes les sources d'éclairages artificiels que l'on connait malheureusement trop bien (phares de véhicules, éclairage urbain,...).
Pour les feux des véhicules, éloignez vous au plus des routes, en tout cas au moins les routes passantes.
Pour la pollution lumineuse générée par les villes, il existe de nombreux sites internet et applications. En voici un : http://darksitefinder.com/maps/world.html De mon coté j'ai téléchargé une carte à installer par dessus Google Earth, qui est vraiment sympa, mais elle date un peu.
La date:
Pour choisir la date de prise de vue et les horaires optimaux (mais aussi le choix du lieu), j'utilise une application sur android qui s’appelle Sun Surveyor, j'utilise la version payante (10 €) qui elle seule permet de planifier la VL. Je sais qu'il existe d'autres application, comme Plan It Pro, mais je laisse ceux qui connaissent en parler (Lionel...).
Sur Sun Surveyor, il y a beaucoup de fonctions sympas : Heures et position de lune, soleil, coeur de VL, heures de aube et crépuscule (civil, nautique et astronomique), solstices, equinoxes, heures dorées et heures bleues, longueurs des ombres projetées par le soleil et mon curseur préféré "Possibilité de photo" (avec toutes les heures et dates de VL, et quelques configurations intéressantes : pleine lune au lever de soleil ou au coucher du soleil).
Lorsqu'on fait des photos, c'est souvent le centre de VL qui est le plus intéressant. C'est le plus brillant, le plus large, avec beaucoup de couleurs. Mais cette zone n'est pas visible toute l'année d'une part (En gros, sous les latitudes de France métropolitaine c'est fin Février - début Octobre, ça change un peu pour ceux qui sont à la montagne, puisque pour être visible, le cœur doit s’élever au dessus des crêtes. D'autre part, comme je le disais en début de post, la visibilité de la VL est entièrement dépendante de la phase de la lune. En gros, on alterne des périodes de 14 jours de visibilité et 14 jours de lune.
Place aux captures d'écran:
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Le D-Day
Lorsque l'on fait de la photo de voie lactée, plusieurs choix s'offre à nous mais de manière générale, on a tendance à utiliser des objectifs plutôt lumineux (à partir de F/4 mais plutôt en dessous si possible) et suffisamment grand angle (à partir de 50mm en plein format et en dessous). Le choix des optiques dépend bien entendu de ce qu'on a sous la main et du rendu que l'on souhaite (une seule image, ou pano, l'importance de la place que l'on cède à la voie lactée etc...). Plus vous travaillez au grand angle et plus la voie lactée sera haute et mais fine sur la photo. Avec des optiques plus serrées, la voie lactée sera très large et la photo davantage centrée vers son cœur (je laisse Lionel illustrer)
Généralement, on monte très haut en ISO. Je suis régulièrement à 6400 ISO sur mon A7R2, maintenant avec le stacking, j'essaye de faire des tests à moins haut ISO en augmentant le nombre du prise de vue pour compenser. Mon objectif étant d'avoir un premier plan moins bruité que quand je travaille à 6400.
La règle des 500 : Pour déterminer le temps de pose maximum, j'utilise cette règle. Il s'agit de diviser 500 par la longueur focale de notre objectif. Dans mon cas, le plus souvent 18mm. 500/18 = 27 environ. Je peux donc prendre une photo avec un temps de pose de 27 secondes. Au delà , les étoiles ne seront plus des points net, car elles auront eu le temps de laisser une trace visible durant la pose. Évidement, plus la focale est longue, moins le temps de pose peut l'être. Attention, avec un appareil photo qui n'est pas en plein format, il ne faut pas oublier le coefficient multiplicateur. Sur APS-C par exemple, l'angle de champ d'un 18 mm sera équivalent à celui d'un 27 mm (soit une conversion d'un facteur 1,5) donc mon calcul serait 500/27 = 18 (on aurait un temps de pose maximum de 18 s avant de percevoir le mouvement des étoiles).
La prise de vue : On y vient enfin ! Lors d'une prise de vue classique pour la VL, vous allez donc faire une photo, en utilisant une grande ouverture et le temps obtenu grâce à la règle des 500.
Le problème d'une prise de vue unique est le suivant : Les étoiles sont des petits points dans le ciel, quelques uns, gros et "près" de nous sont assez brillants, la plupart des autres sont des petits points qui se distinguent parfois à peine du fond. En plus de ça, on travaille à haut ISO. Il y a donc du bruit numérique qui s'ajoute au fond, noyant un peu les étoiles. Et pour finir, si vous souhaitez atténuer le bruit par un débruitage classique sous lightroom ou autre logiciel, il y a fort à parier qu'il retire en même temps des étoiles.
La problématique : Pour vous faire comprendre la problématique, je vais vous faire une analogie avec mon métier, la microscopie. La résolution, en microscopie, c'est la capacité d'un système à identifier 2 objets lorsqu'ils sont très proches l'un de l'autre. Si le système n'est pas assez résolutif, on aura une seule tache, à la place de voir les 2 objets. La résolution, en microscopie, dépend de plusieurs facteurs, l'un des principaux c'est ce qu'on appelle le rapport signal sur bruit. Une image, c'est la composante d'un signal émie par l'objet que l'on cherche à voir et le bruit de fond généré par le système d'observation.
Revenons à nos étoiles. Pour les voir bien, il y a deux leviers d'actions :
- Soit on diminue le bruit généré par le système (ici le capteur, que l'on utilise avec un réglage à haut ISO). Le problème, c'est qu'en diminuant les ISO ont diminue effectivement le bruit, mais on perd aussi en signal. Et parfois, on perd même davantage de signal que de bruit. Le rapport signal/bruit est toujours défavorable.
- Soit on augmente le signal reçu par le capteur: une seule solution pour ça, utiliser un temps de pose plus long. Rappelez vous de la règle des 500 maintenant. Le problème est que si j'utilise un temps de pose trop long, les étoiles vont bouger et laisser leur trace sur le capteur. Ce ne sera plus des points, mais des trainées lumineuses.
Les plus tatillons me diront : Oui, mais à ce moment là on peut augmenter plus les ISO. Mais à mon sens, ce n'est pas pareil. Lorsqu'on augmente les ISO, on n'augmente pas le signal reçu par le capteur, on augmente seulement l'amplification de ce signal. Ce n'est pas du tout pareil. Et du coup, on y revient : on génère davantage de bruit, donc le rapport signal/bruit est à nouveau défavorable.
Nous voilà pris au piège. Comment faire pour améliorer ce rapport signal/bruit, clé d'une VL impressionnante (et c'est aussi le principe de base de quasiment toutes les photos astronomiques)
Une des solutions pour acquérir plus de signal, c'est bien de faire des poses plus longues, avec des outils particuliers permettant de compenser la rotation de la terre. Ainsi, même avec une pose longue, les étoiles ne laissent plus une trainée dans le ciel et restent des points bien distinct. Comme on fait des poses plus longues, on peut aussi diminuer la sensibilité du capteur, pour avoir moins de bruit. Grâce au suivi, on joue directement sur les deux facteurs de notre rapport: davantage de signal, moins de bruit. En revanche, si les étoiles ne sembleront pas bouger, le sol lui, sera complètement flou. Vous devrez donc impérativement réaliser au moins 2 photos, l'une pour les étoiles, l'autre pour le sol et les assembler par la suite.
Cette technique de suivi, je n'ai pas les outils et je ne la maitrise pas. Je laisserai donc les experts en parler à la suite de ce post s'ils le veulent.
L'autre solution, celle que j'utilise, c'est le stacking. Cette technique consiste à empiler les images. Lors de l'acquisition, au lieu de prendre 1 seule photo, on va prendre une série de photo pour une seule composition au final. Comme pour faire un timelapse, on prend X fois la même photo. Ensuite via des logiciels et quelques opérations mathématiques, on va pouvoir faire une sorte de moyennage. Le bruit étant aléatoire, il n’apparait pas toujours au même endroit. En moyennant la photo, le bruit va tendre à disparaitre. Les étoiles, elles, vont s'empiler et s'amplifier. De cette manière, on joue également sur le signal et sur le bruit.
Le problème, c'est que lorsqu'on fait plusieurs photos, les étoiles bougent entre chaque photo. Pour moyenner les étoiles et les "amplifier", il faut donc d'abord les aligner, un peu comme si on les suivait virtuellement. C'est la grande difficulté de cette technique. Il existe des tutos pour le faire sous photoshop, mais c'est très fastidieux et loin d'être parfait. Heureusement, il existe des softwares dédiés pour faire cet alignement. Et c'est ça que l'on va parler maintenant.
La retouche
Le logiciel que j'utilise s’appelle Starry Landscape Stacker, c'est un utilitaire pour Mac uniquement, malheureusement. Il est payant, environ 40 $, mais c'est les meilleurs 40 $ que j'ai investi pour la photo de VL. Il existe un logiciel similaire sur Windows qui s'appelle Sequator et qui est gratuit. Enfin, toujours gratuit et compatible windows et mac, il existe le logiciel DeepSkyStacker.
J'invite vraiment les gens qui connaissent ces deux derniers logiciels à nous en parler, car le mien, même si je l'adore, qu'il est très simple d'utilisation, il a des limites. D'une part, il ne fonctionne pas pour les photos de ciel profond (le développeur vend un autre logiciel pour ça) et d'autre part, il est payant alors que les deux autres sont gratuits. Pourquoi j'ai choisi celui ci alors ? Parce que je ne connaissait pas les autres avant et que celui ci est efficace et simple au possible !
Pour que la présentation du logiciel soit plus digeste qu'un long texte (il est déjà bien assez long comme ça) je propose de continuez en vidéo. Pour avoir tous les détails, le site de starry landscape stacker est assez complet, mais en anglais. En plus, le développeur répond rapidement au mail.
Voici la photo de départ : (qui est en fait une série de 20 photos)
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Le résultat du stacking et d'un traitement rapide:
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Lorsque j'ai fais ma série de photo, j'ouvre les RAW dans lightroom. Là , je fais une retouche basique : Balance des blancs, expo etc. Avec le logiciel que j'utilise (et c'est probablement le cas avec d'autres), il ne faut absolument pas recadrer, redresser la photo, ni utiliser les paramètres de correction de l'objectif (déformation et vignetage). Lightroom créer un sorte de trame avec ces algorythmes. Trame qui s’amplifie avec le stacking et crée des artefacts.
Les images sont ensuites exportés en Tiff 16 bit. Les gains du stack commence à se faire sentir à partir de 5 photos. 20 photos on a déjà un très bon résultat. On peut monter jusqu'à plus de 100 photos, mais les bénéfices ne sont pas linéaires, ça prendra beaucoup plus de temps de calcul pour un résultat comparable à ce qu'on aurait eu avec moins de photos. La bonne balance est entre 30 et 60 photos (soit entre 15 et 30 minutes de prises de vues)
Certaines parties de la vidéo sont accélérés mais c'est assez rapide tout de même : une demi heure en tout pour importer les RAW, traiter, exporter les tiffs 16 bit, aligner les étoiles dans starry landscape stacker, reimporter le resultat dans lightroom et finir le traitement. (Processeur i7 de 2012, 16 go de RAM, pas de carte graphique)
Edit du 10/05/20: Sur mon logiciel, comme sur les autres je pense, il faut que toutes les photos de la série possèdent les mêmes réglages (ISO, ouverture et surtout temps d'expo). Impossible dans ce logiciel de combiner directement un premier plan avec une expo différente. On doit donc passer forcement par un logiciel de type Photoshop.
Je pense que le logiciel interprète la position des étoiles en fonction de leur mouvement (rotation de 15° par heure), de la focale utilisée, des temps de pose et indirectement des horaires de prises de vue (pour savoir combien de temps se passe entre chaque photos)
Edit du 28/05/20: Voir mon post plus bas sur la retouche, les photos doivent avoir le moins de contraste possible contrairement à ce que j'ai présenté dans la vidéo ci dessous
phpBB [media]
Même si le résultat me satisfait, il y a encore des pistes d'améliorations. Par exemple mon premier plan est souvent assez bruité. A l'export, on peut choisir de sauvegarder les calques qui ont été généré par le logiciel. Du coup si vous êtes habitué de ce genre de techniques, vous pouvez utiliser le calques dans photoshop pour changer le premier plan, par un autre que vous aurez fait à l'heure bleu par exemple, ou avec une pose plus longue et moins d'ISO.
Ensuite, si vous voulez faire un panoramique, il faudra penser à faire plusieurs photos pour chaque angle, que vous devrez d’abord stacker avant de fusionner.
Finalement, c'est la configuration la plus complexe : si vous avez de l'eau et que les étoiles se reflètent dedans vous devrez faire deux stacks différents, un pour le ciel, l'autre pour l'eau puis assembler les deux prises de vue sous photoshop. Une vidéo de la procédure est visible sur le site de starry landscape stacker.
Et voilà !
En guise d'ouverture: Je pense que le suivi pour la voie lactée produit de meilleurs résultats. Dès la prise de vue, on a de meilleures conditions : faible ISO, temps de pose très long (bon rapport signal/bruit). Mais à défaut d'avoir une monture équatoriale pour suivre les étoiles, avec un petit software pas trop cher (voir gratuit suivant celui que vous choisissez) on obtient des résultats que je trouve plus que correcte et qui sont encore améliorable.
Mes pistes pour améliorer mon process:
- utiliser moins d'ISO : passer à 3200 ou moins suffira probablement, en compensant avec plus de prise de vue)
- Faire un pause très longue à bas ISO pour mon premier plan (j'exclue la possibilité de faire une photo à l'heure bleue puis d'attendre pour faire ma voie lactée au même endroit, je n'ai pas la patience de certains sur ce forum...)
Le logiciel permet d'importer des Darks et des Flats. Le développeur du logiciel ne recommande pas d'en faire car c'est chronophage. Durant le temps que vous économisez à faire suffisamment de darks et flats pour que ça vaille le coup (avec son logiciel), il dit qu'il vaut mieux utiliser davantage de Light Frames (vos photos de VL).
. J'ai donc mis quelques bonnes minutes pour mettre la monture en station (je crois qu'on dit comme ça) et j'ai pu faire les premières images rapidement. Attention, j'ai mis la polaire au centre du viseur. Normalement il faudrait vérifier sur quel cadrant la mettre et positionner la monture en fonction. J'ai donc fait une visée approximative pour des astro. Je voulais faire les choses par étape. On verra que les conséquences sont supportables.
. 
(exifs sous la photo)
