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Tutoriel: photographier les trainées d’étoiles et en faire un timelapse

le 28/10/2012 | 13 commentaires

Avec les beaux jours et si vous vous éloignez des grands centres urbains et de la pollution lumineuse, l’été est particulièrement propice à l’observation des étoiles et donc à la photo nocturne !

Dans la lignée du post du mois dernier présentant un timelapse  hallucinant de notre Terre vue du ciel, j’ai eu envie de vous faire partager ma première expérience de photographie d’étoiles et de time-lapse, du 2 en 1 en quelque sorte. Outre le fait d’être très plaisant, l’exercice vous permettra d’en apprendre beaucoup sur l’utilisation de votre appareil dans des conditions extrêmes, sur la prise de vue nocturne et sur la gestion du bruit.

Vous avez peut-être déjà vu ce genre d’images, où les étoiles laissent une belle trainée circulaire colorée. On parle de filé d’étoiles, voire de filé d’étoiles circumpolaire si on veut faire péter le scrabble.

Photo1: 1h20 (163 photos – 10 mm – 400ISO – f4.5 – 30s)

Photo 2: 30 min (15 photos – 100ISO – f4.5 – 2min)

Si l’on souhaite effectuer une prise de vue avec une belle course aux étoiles, il existe deux techniques:

  • prendre une seule photo avec un loooooong temps de pose (genre >40min);
  • prendre plein de photos à intervalle régulier puis les ‘assembler’ (méthode de stacking).

Les deux méthodes ont leurs avantages et leurs inconvénients. La première demande moins de matériel et finalement moins de boulot en post-traitement, mais premièrement, il suffit de pas grand chose pour que tout soit raté (un coup de phare de voiture, une rafale de vent, une panne de batteries…) et deuxièmement, cette technique génère énormément de bruit dans votre image.

Avec la deuxième méthode que nous détaillons ici, il vous faut un dispositif de contrôle de l’appareil (pas testé à la mano mais ça doit être jouable) et un logiciel de post-traitement. Mais en plus de ne pas avoir les défauts de la première méthode, cette technique vous permet d’avoir un sujet de premier plan correctement exposé et de faire un film de vos photos, c’est mieux, non?

Les photographes connaissent bien cet ennemi qu’est le bruit numérique qui enlaidit les photos. Le bruit d’image est la présence d’informations parasites qui s’ajoutent de façon aléatoire aux détails de la scène photographiée numériquement. Il est plus particulièrement visible dans les zones peu éclairées, où le rapport signal/bruit est faible, mais aussi dans les parties uniformes. On connait et essaye généralement d’éviter le bruit des hautes sensibilités (ISO élevés) lié à l’amplification du signal par le boitier. Avec des très longs temps de pose, votre capteur numérique va avoir tendance à chauffer ce qui va altérer ces propriétés et générer une autre forme de bruit dit thermique. Cette forme de bruit est donc très sensible à vos paramètres de prise de vue mais aussi à votre environnement (température, humidité…). Pour réduire ce bruit il est possible de soustraire les pixels chauds ou hot pixels, repérés par une pose obturateur fermé, faite automatiquement après une pause longue : aucune lumière n’entrant, les pixels envoyant un signal sont ceux qui doivent être affaiblis sur la photographie. C’est ce procédé qui est utilisé par les boîtiers disposant d’une correction automatique du bruit pour les poses longues.

Quelques principes de bases pour photographier les étoiles

Quel matériel pour photographier un filé d’étoiles?

Pour cet exercice, il vous faudra:

  • Un trépied, indispensable;
  • Un APN disposant d’un mode manuel ou à défaut permettant de choisir un temps d’exposition long (>15s). L’idéal est de disposer du mode ‘bulb’ sur son APN;
  • Quelques notions d’astronomie ;
  • Un dispositif de controle du déclenchement de l’appareil. Dans mon cas et n’ayant pas d’intervalomètre sous la main, j’ai utilisé mon PC portable, un cable USB et le logiciel gratuit fourni avec mon appareil Canon (EOS Utility).
  • Une lampe de poche, pratique pour se répérer et pour pourquoi pas peindre votre premier plan.
Dans le mode ‘bulb’, le miroir de votre reflex reste relevé tant que vous maintenez le déclencheur. Avec une télécommande ou plus simplement avec un peu de papier et un élastique, il est donc possible de prendre une photographie avec un temps d’exposition potentiellement infini ou plus exactement tant que vous aurez des batteries.

Astronomie 101 ou comment repérer le point fixe de la course aux étoiles?

Il n’est pas nécessaire d’avoir un PhD en astrophysique, mais quelques très basiques notions d’astronomie sont plutôt utiles. Le mouvement apparent des étoiles est lié à la rotation de la Terre. Dans l’hémisphère Nord, l’étoile Polaire étant dans l’axe de rotation de notre planète, elle va apparaitre comme un point fixe autour duquel toutes les autres étoiles vont sembler tourner. Dans l’hémisphère Sud, il faut repérer la croix du Sud. Voici comment les repérer pour soigner votre compo.

  • Vous êtes un bon geek et vous avez un smartphone :
    Téléchargez une appli de carte du ciel sur votre smartphone (au hasard Sky Map sur Android, Star  Map sur iphone). Ca marche du tonnerre et ça prend 3 secondes.
  • Vous êtes en mode baroudeur, romantique, à l’arrache, pauvre :
    Polaris est l’étoile la plus brillante de la Petite Ourse.Si vous savez grosso-modo où est le Nord, ça part déjà bien, c’est par là qu’il faut chercher. Repérez d’abord la Grande Ourse. En début de nuit estivale, genre 2-3h après le coucher du soleil, elle apparait plutôt basse dans l’horizon, on la reconnait à sa fameuse forme de casserole. Une fois trouvée, il suffit de suivre une ligne imaginaire qui passerait par les deux étoiles formant le bout du récipient de la casserole. A environ 5 fois la distance entre ces deux étoiles, vous tombez sur Polaris qui n’est autre que la queue de la Petite Ourse, ou autrement dit l’extreme point du manche de la petite casserole !

La croix du Sud est plus délicate à repérer, et n’ayant pas eu l’occasion de faire l’exercice, je vous renvoie ici pour en savoir davantage.

Avantage du grand angle et règle du 500 pour la photographie d’étoile

N’importe quel objectif peut servir à photographier le ciel mais il est préférable que celui-ci ait une grande ouverture pour limiter les temps de pose et donc le bruit, et il est beaucoup plus facile de faire une telle photo avec un grand angle et ce pour deux raisons:

  • Il n’est pas très aisé de faire une composition dans le noir complet. Avec le grand angle au moins, on est quasiment sûr d’avoir ce que l’on veut dans son champ. C’est tout bête.
  • Les étoiles se déplacent très vite! Et plus on est loin du point fixe, plus elles tournent vite. Ca peut paraitre peu intuitif à première vue, mais je vous assure que selon votre angle de vue, sur une prise de 30 secondes avec votre objectif de kit, les étoiles n’apparaîtront pas figées. OK et le grand angle alors? Et bien c’est simple, plus vous regardez votre sujet mouvant de près, plus il a l’air de se déplacer vite. Si vous avez déjà regardé la lune avec un télescope amateur, vous voyez exactement de quoi je parle.

Il existe une règle simple pour déterminer le temps d’exposition maximal que vous pouvez utiliser sans observer d’effets de traîne qui consiste à diviser 500 par votre focale en équivalent 35mm (multiplier par 1.6 si vous avez un petit capteur).
A 35mm avec l’objectif de kit de votre EOS 500D (petit capteur), cela donne 500/(50*1.6) = 6.25 secondes! C’est court…
Si vous souhaitez faire un beau timelapse, ou pour chaque image le temps est bien « figé », il est nécessaire que votre échantillonnage respecte cette règle.

Pour connaître jusqu’à quel temps d’exposition les étoiles paraîtront figées, diviser 500 par votre focale en équivalent 35mm.

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13 Commentaires

  1. Flint

    je connaissais pas cette règle des 500, c’est pas mal

  2. En fait le terme exact de l’effet observé est le « filé d’étoiles ». Article très juste sinon, mais le RAW est quand même préférable pour la photo si on a le matos qui suit derrière

    • tibour

      je pense que le choix du RAW s’impose surtout si on est plus axé “photo” que “film”, le bruit est moins visible quand ça bouge. Et puis pour un film, il n’est pas utile de se mettre en taille d’image max, vue que la HD c’est que du 1920x1080px

      • Je partage assez ton avis 🙂 C’est vrai qu’on a souvent tendance à sortir le bazooka pour écraser une mouche…

  3. J’ai mis un peu de temps à te répondre excuse moi, je n’avais pas vu ton commentaire. Pour te répondre, j’étais à 3,5 en diaph et c’est vrai que le bruit est bien présent + une petite faute de MAP sur mon photo. J’avais pris les réglages du livre les expositions extrêmes chez PEARSON pour commencer. Très sympa ton Tuto.

  4. Merci pour cet article très complet, cette discipline est assez technique et ça aide beaucoup. Le plus difficile est de trouver des zones pas trop lointaines où il n’y a pas trop de pollutions lumineuses.
    Sais tu comment sont faits les passages d’étoiles en points à étoiles filées en time-lapse ? avec une augmentation graduelle du temps de pose ? Merci

    • Salut Stéphane et merci pour le retour. Je ne suis pas sûr d’avoir bien saisi ta question. C’est sûr qu’en augmentant le temps de pose tu passes du « point » au « trait », mais je vois pas trop ce ça donne en timelapse. D’autant plus qu’en modifiant ton échantillonage tu vas en quelques sortes accélerer le temps sur ta video et je me demande si ça fait pas des effets bizarres, aurais-tu un exemple? Arès, d’un point de vue pratique, EOS utility est un peu light en réglages pour automatiser tout ça mais je peut être que Magic Lantern permet de le faire.

  5. Julien

    Petite question

    « 2x60x60/30=240 photos »

    Certes, mais ne faut-il pas prendre en compte le temps de traitement de l’appareil (+/- équivalent au temps de prise de vue) ? Ce qui donnerait :
    2x60x60/30×2=120 photos, ou 4h de prise pour 240 photos ?

    • Adibou

      Salut Julien

      Ce que tu appelles le temps de traitement c’est la correction automatique du bruit. D’où l’intérêt de la désactiver et de faire soit même la correction en post traitement (a l’aide notamment de l.image prise avec le cache qui permet de détecter ces fameux pixels « chauds »)

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