avatar

Fotografia nocturna de llarga exposició

Aquest complert article ens l’ha cedit en Juan Pablo Navarro per a la seva traducció i publicació a Espaifotografic i el podeu llegir en la seva versió original en castellà des de la seva web Luminous Photo. Agraïm la seva col·laboració i predisposició.

La majoria dels fotògrafs (llevat de fotògrafs d’estudi o similars) acostumem a fotografiar amb la llum del dia, entre el orto i l’ocàs. Què passa llavors quan tot queda en penombra? hem de resignar-nos a guardar la nostra càmera fins a l’endemà?

Personalment crec que la fotografia nocturna és un camp fascinant i poc popular entre els fotògrafs. Un camp en el qual penso que val la pena indagar per les seves múltiples i interessants possibilitats.

Una de les característiques més rellevants d’aquest tipus de fotografies radica que en elles podrem observar el moviment aparent de les estrelles, que es plasmaran en la fotografia com arcs concèntrics a un punt (l’Estrella Polar en l’hemisferi Nord o la Creu del Sud en l’hemisferi Sud) que seran tant més llargs com més allunyats estiguin del centre aparent de rotació i com més gran sigui el temps d’exposició. Això es deu a que la rotació de la Terra ens fa veure la resta de l’univers en moviment perquè el nostre punt de referència és pròpiament la Terra.

Algunes característiques i problemes de la fotografia nocturna

En fotografia nocturna de llarga exposició, el primer problema que trobem és la ínfima quantitat de llum ambiental que disposem, això ho solucionarem amb una llarga exposició que pot tenir una durada des de minuts a diverses hores.

Al contrari del que es pot pensar, no utilitzarem pel·lícules d’altíssima sensibilitat ni ISOs elevats en el cas de les càmeres digitals, ja que el gra o el soroll segons els casos, serien massa elevats. Usarem valors de ISO entre 100 i 400, tenint en compte que en llargues exposicions digitals el soroll augmenta a mesura que passa el temps (entre altres factors) i en la pel·lícula química augmenta el gra.

L’objectiu que usem pot ser qualsevol, encara que el més habitual és l’ús d’un gran angular tan lluminós com sigui possible (f:4 com a mínim) i de la major qualitat possible, ja que en la foscor les llums paràsites són abundants i poden arruïnar la foto. Per aquest mateix tiro, hem de prescindir de l’ús de filtres en l’objectiu mentre fem exposicions nocturnes.

El càlcul de l’exposició serà diferent en cas d’usar càmeres digitals o de pel·lícula, ja que en llargues exposicions sobre pel·lícula es produïx una fallada de reciprocitat que no es produïx en els sensors digitals. Aquesta fallada de reciprocitat consisteix en la disminució de sensibilitat a la llum per la pel·lícula a partir dels 30-60 segons d’exposició, el que implica que al doblegar el temps d’exposició no obtindrem una fotografia sobreexpuesta en 1 EV (valor d’exposició), sinó en menys de 1 EV.

Un problema que trobem amb freqüència en fotografia nocturna digital és que per a mantenir obert el obturador es requereix energia, que en funció de diversos paràmetres com la temperatura ambient o el ISO que estiguem usant, poden esgotar la bateria en un temps relativament curt… hi ha diverses possibles solucions, la qual em sembla més pràctica és l’ús d’un grip (o empunyadura) en la càmera, de manera que podem alimentar la càmera amb dues bateries en lloc d’una… amb això, el meva càmera permet exposicions de més de 5 hores, encara que si el nostre objectiu fossin exposicions molt més llargues (les he vist de fins a 14 hores), hi ha gent que recorre al bricolaje casolà i adapta bateries externes a la seva càmera. En el cas de la fotografia analògica el més recomanable és usar càmeres d’obturació mecànica perquè aquestes funcionen sense bateries i naturalment, l’exposició pot durar tant temps com es desitgi.

Necessitem també un cable disparador mecànic o electrònic segons la càmera per a poder accionar-la sense tocar-la, i alguna cosa molt important és aconseguir un bon trípode robust i pesat, que sigui capaç de suportar la càmera sense immutar-se amb fortes ràfegues de vent.

Com es tracta de fotografies que poden trigar hores en exposar-se, també és molt recomanable dur-se unes cerveses per a passar l’estona.

Com planificar la realització d’una fotografia nocturna?

L’elecció del lloc on es realitzarà la foto ha de fer-se amb bastant antelació i (sobretot) amb llum del dia, ja que de nit ens resultarà molt complicat trobar un lloc que ens satisfaci sense perill de caure per un barranc o similar. El més recomanable és que siguin llocs amb escassa contaminació lumínica (llum residual de massificacions urbanes) però en ocasions cada vegada més nombroses, això resulta impossible.

Una vegada triat el lloc, hauríem d’escollir un enquadrament interessant. En fotografia nocturna de llarga exposició, sol donar-se una gran rellevància al cel pels traços d’estrelles que es plasmen en la fotografia i en molts casos, es busca intencionadament l’aparició en l’enquadrament de l’estrella Polar (Polaris) per a obtenir un efecte de cercles concèntrics una mica hipnòtic i realment molt curiós, pel que en aquest cas hauríem de saber on es troba el Nord geogràfic (pot servir-nos una brúixola si és de dia o bé, saber trobar Polaris, si és de nit -tractaré d’explicar-lo després-). Com curiositat, comentar que les estrelles que apareixen en aquest tipus de fotografies formant cercles concèntrics, es denominen “estrelles circumpolars”.

Prendre la fotografia

Ja ha enfosquit, i estem en el lloc que havíem pensat per a prendre la fotografia, tenim el trípode muntat, la càmera sobre ell amb un angular lluminós i per descomptat, amb un cable disparador i les bateries de plenes.

Ara hauríem d’enfocar a infinit, la qual cosa resulta bastant fàcil amb un angular però es va fent més complicat a mesura que augmenta la longitud focal, atès que en la foscor de la nit, els sistemes de autofocus no són cap meravella. Una possible solució seria usar la distància hiperfocal, però com habitualment usarem la màxima obertura de l’objectiu, pot ser que preferim usar altre sistema que ens permeti tenir l’objectiu perfectament enfocat a infinit (que sol ser l’habitual en fotografia nocturna).

Quan surto a fer fotografia nocturna, acostumo a portar amb mi una llanterna potent o un díode làser per a il·luminar algun arbre llunyà o similar i enfocar amb el punt central de aufocus de la càmera en la zona de major contrast. Una vegada aconseguit l’enfocament, desactivo el sistema de AF i procedeixo a enquadrar.

L’enquadrament podem fer-lo seguint les regles clàssiques, com la regla dels terços, o buscar intencionadament l’aparició de l’estrella polar en la fotografia, a més d’incloure en alguns casos, més de dos terceres parts de cel en l’enquadrament.

És molt recomanable que abans de disparar col·loquem una petita tapa opaca en l’ocular de la càmera per a evitar es coli llum residual per l’ocular i pugui arribar al sensor. Aquesta tapa ve inclosa amb la compra de moltes càmeres actuals, però en cas de no disposar d’una, podem fer-les fàcilment amb cartolina negra.

Una vegada fet això, ens hem d’assegurar que el trípode està bé ferm, el diafragma ben obert, ISO baix (100-400) i obturador en “bulb”, per a disparar usant el disparador de cable i així assegurar-nos que no es produïxen vibracions.

El temps d’obturació pot ser molt variable en funció de la quantitat de llum disponible (fases de la lluna, contaminació lumínica…), la longitud dels traços d’estrelles que vulguem obtenir, etc…

El postprocés

Quan recollim l’equip, ja avorrits d’esperar, resulta que encara no tenim la foto… en el cas de les càmeres de pel·lícula hauríem de revelar, i aquí no em fico perquè és un món que per desgràcia no conec massa, el que puc assegurar és que l’espera és molt tensa.

Si hem usat una càmera digital, farem un revelat digital en el nostre PC a partir de l’arxiu RAW (tot en RAW, l’única forma d’obtenir la màxima qualitat)… jo acostumo a ajustar el balanç de blancs (WB) sense cap criteri concret en aquest tipus de preses, simplement poso el WB que em sembla que li va millor a la foto, després uns ajustaments generals de acutáncia, to, saturació, contrast, lleugera sobreexposición o subexposición per programari, nivells o/i corbes i finalment, amb la intenció de reduir gran part del soroll generat durant la llarga exposició, en part per l’escalfament del sensor en funcionament, realitzo un “Dark Frame” amb idèntic postproces que la foto original i ho resto a la fotografia nocturna presa anteriorment.

Què és això del Dark Frame?

El Dark Frame consisteix a prendre una foto completament negra amb una velocitat d’obturació i ISO idèntics als de la presa original, a més la temperatura ambiental a la qual es pren el Dark Frame, ha de ser similar o lleugerament superior a la temperatura ambiental a la qual es va prendre la foto original (això és degut al fet que com més calent està el sensor, més soroll genera). Per a aconseguir la fotografia negra, simplement es posa la tapa de l’objectiu i es tanca el diafragma al màxim. Una vegada obtingut el Dark Frame, es poden observar els píxels morts i píxels calents (traducció de “dead píxels” i “hot píxels”, es diuen així, que li voleu fer…). Després de processar aquest Dark Frame de la mateixa forma que hem processat la foto original, s’ha de superposar a aquesta com capa en un programa d’edició gràfica i restar el Dark Frame a la foto original per a eliminar en aquesta última una gran proporció del soroll present (bàsicament, s’elimina el mateix soroll que hi ha en el Dark Frame i que coincideix amb el patró de soroll de la fotografia original).

El resultat

El resultat és la fi última de tot aquest treball, unes vegades surt bé i unes altres no tant però és el que hi ha i sempre es pot aprendre una mica del resultat, sigui bo o dolent.

fotografia nocturna 1Primer us mostro una fotografia nocturna presa a Cullera (uns 30 Km al Sud de València), la foto es va prendre a la part alta d’una muntanya, però encara així es va fer més que patenti l’enorme contaminació lumínica d’aquesta zona costanera i masificada. Les dades tècniques els podeu veure sota la foto:

La línia que creua horitzontalment el cel per la dreta, és el rastre lumínic deixat per un avió que va passar durant l’exposició i la línia de llum que pot veure’s al terra la van produir els fars d’un cotxe que baixava la muntanya.

Equip:

  • Càmera: Nikon D80
  • Objectiu: Tamron 17-50 f:2,8

Altres dades:

  • ISO: 200
  • Temps d’exposició: 55 minuts
  • Diafragma: f:2,8
  • Longitud focal: 17 mm (25 mm equivalent en 35 mm)
  • Qualitat: RAW

Altre dia, també a Cullera però amb el cel una mica més net de contaminació lumínica (era en època d’hivern), vaig poder prendre aquesta fotografia d’una ermita reconvertida en Museu de l’Arròs, amb una exposició de 50 minuts. L’ermita i part del monticle es van il·luminar amb una llanterna durant dues o tres minuts mentre va durar l’exposició.

fotografia nocturna 2Com curiositat, en la part de cel que hi ha sobre l’ermita, podem observar una petita línia vertical que és el rastre d’una estrella fugaç que va caure en l’enquadrament durant l’exposició.

Equip:

  • Càmera: Nikon D80
  • Objectiu: Tamron 17-50 f:2,8

Altres dades:

  • ISO: 400
  • Temps d’exposició: 50 minuts
  • Diafragma: f:2,8
  • Longitud focal: 17 mm (25 mm equivalent en 35 mm)
  • Qualitat: RAW

Com podeu imaginar, en l’enquadrament d’ambdues fotografies es va incloure intencionadament l’estrella polar, la qual sóc capaç de trobar de manera gairebé instantània en el meu entorn i llocs que conec, ja que sé cap a on està el Nord, el problema és que en llocs desconeguts pot ser que no tinguem aquesta capacitat d’orientació (o almenys jo no la tinc), pel que mai està de més dur una brúixola damunt o bé saber com trobar l’estrella Polar. Jo uso un mètode que personalment em funciona molt bé i que seguidament us defineixo.

Com trobar l’estrella Polar?

Trobar l'estrella PolarL’estrella polar forma parteix de la constel·lació de l’Óssa Menor, però per a trobar-la crec que resulta més fàcil buscar la constel·lació de l’Óssa Major, més coneguda com “El Carro”, llavors es busquen les estrelles Merak i Dube (veure dibuix de baix) i es perllonga la distància entre ambdues aproximadament cinc vegades.

En el dibuix de dalt s’ha ressaltat únicament la forma més representativa i coneguda de l’Óssa Major.

Hem de tenir en compte que el firmament està aparentment en contínua rotació (para més dades en sentit contrari a les agulles d’un rellotge si mirem cap al Nord, atès que el sentit de rotació de la Terra és d’Oest a Est), pel que possiblement quan busquem la constel·lació de l’Óssa Major, no estarà en la posició que apareix aquí representada.

I com no podia ser menys, ara arriba la part de les ciències aplicades.

Temps d’exposició amb l’estrella polar

Primer veurem com calcular (amb bastant exactitud) el temps d’exposició d’una fotografia nocturna en la qual apareix l’estrella polar.

Fa algun temps, en un fòrum sobre fotografia vaig veure com un dels fotògrafs va exposar una forma de calcular el temps d’exposició partint únicament del mesurament d’angles en la fotografia. No recordo com era el mètode que utilitzava, però arran d’això vaig pensar en un parell de mètodes que també es basen en el mesurament d’angles i que són en realitat un únic mètode però expressat de diferent forma… no fa falta dir que estic convençut que tot això ja està inventat.

Càlcul de l'exposició amb la Polar visiblePartim de la base que la Terra triga 24 hores a realitzar una rotació completa sobre el seu propi eix, això són 1.440 minuts, i és aquest interval de temps el necessari perquè una estrella circumpolar completi un cicle, és a dir, que es desplaci aparentment 360 graus al voltant del seu centre de rotació (l’estrella Polar en l’hemisferi Nord) traçant un cercle imaginari complet.

Simplement mesurarem amb un semicercle graduat, l’angle format entre l’estrella Polar i ambdós extrems de l’arc traçat per una estrella circumpolar. Per a major precisió, triarem un dels traços més perifèrics, atès que per la seva major longitud ens resultarà més fàcil trobar l’angle exacte, tal com s’indica en el gràfic de dalt.

Després solament cal aplicar una senzilla regla de tres, considerant que en 1.440 minuts (24 hores), una estrella circumpolar descriu una trajectòria de 360º al voltant de l’estrella Polar:

ecuacion-1

En l’equació anterior, “X” és el resultat, és a dir, els minuts d’exposició fotogràfica i “nº” és el nombre de graus de l’angle comprès entre l’arc de l’estrella circumpolar i el seu centre de rotació, és a dir, l’estrella Polar.

Altra forma d’obtenir el mateix resultat és calculant la velocitat angular de les estrelles circumpolars en graus/minut:

360º/1.440 minuts = 0,25 º/min

Com el que en realitat ens interessa és conèixer el temps d’exposició a partir dels graus mesurats, hauríem de calcular la inversa de la funció anterior, quedant de la següent forma:

(0,25º/min)-1 = 4 minuts/grau

El que significa que hauríem de multiplicar per 4 el resultat en graus que hàgim obtingut del mesurament de l’angle, per a obtenir el temps d’exposició en minuts de la fotografia.

Per exemple, si mesurem un angle de 93’8º, podrem afirmar que el temps d’exposició d’aquesta fotografia va anar de:

93’8º · 4 min/º = 375,2 minuts.

Realment alguna cosa molt fàcil i que pot servir-nos com passatemps, però aquest mètode té una gran limitació, i és que tan solament podrem calcular el temps d’exposició quan el centre de rotació (l’estrella Polar) apareix en la foto, així que després d’una estona pensant se m’ha ocorregut el següent mètode gràfic per al:

Temps d’exposició sense l’estrella Polar

A continuació veurem el mètode de càlcul (amb una exactitud raonable) del temps d’exposició d’una fotografia nocturna de llarga exposició en la qual no apareix l’estrella Polar.

Càlcul de l'exposició sense la PolarEn el cas de fotografies com la que veiem a l’esquerra, en les quals el centre de rotació no és accessible, hauríem de treballar un poc més amb l’objectiu de trobar el centre de rotació i consegüentment, aplicar el mètode de mesura d’angles descrit anteriorment.

Com tots els traços són part d’un cercle complet, he pensat que una forma de trobar el centre de rotació seria dibuixar dues línies tangents en diferent lloc, però en el mateix traç estel·lar, per a després dibuixar dues línies perpendiculars als punts de tangència i perllongar-les fins al lloc que es creuin, que serà el centre de rotació. A partir d’aquí podrem aplicar el mètode anterior.

Bé, això és la teoria, que es diu ràpid, però ara cal passar a la pràctica i el principal problema que ens trobem serà el de dibuixar les tangents a l’arc.

Com ja hem dit, es tracta d’un arc sense centre accessible, pel que dibuixar una tangent ens durà una mica de temps:

Primer anem a dibuixar un punt “P” exterior a l’arc (en qualsevol lloc), des del qual hauríem de traçar una recta tangent a l’arc… i aquí comença la part de dibuix tècnic:

Arc traçat per una estrella circumpolarTraçarem una recta (en color blau) que talli a l’arc des de “P”, seguidament hem de dibuixar una semicircunferencia (en color groc) amb centre en el punt mig entre “P” i el punt més allunyat de tall (“A”), i de ràdio fins a “P”.

Després, pel punt de tall més proper (“B”), dibuixarem una perpendicular a la recta que talli amb la semicircunferencia (en groc) que hem traçat anteriorment.

Amb centre en “P” i ràdio fins a on la perpendicular talla amb la semicircunferencia inicial, traçem un arc (en verd) que talli amb el traç de l’estrella circumpolar (en blanc), sent aquest el punt de tangència que anomenarem “T”.

Finalment, unint els punts “P” i “T”, obtenim una recta tangent a l’arc (dibuixada en color verd a l’esquema) el punt del qual de tangència és “T”.

Arc traçat per una estrella circumpolarAra hauríem de repetir altra vegada els mateixos passos sobre el mateix arc estel·lar, però amb un punt “P” diferent a l’inicial, amb la finalitat d’obtenir una segona recta tangent a l’arc, que preferiblement haurà d’estar el més allunyada possible del primer punt de tangència, quedant així un arc amb dues rectes tangents com el qual veiem en el següent esquema:

En cadascuna d’aquestes rectes tangents hi traçarem perpendiculars que parteixen just dels punts de tangència i que es perllonguen fins a creuar-se entre elles, sent aquest punt d’encreuament el centre de rotació de l’estrella circumpolar i on idealment hauria d’estar l’estrella Polar en el cas que aquesta hagués aparegut en l’enquadrament (veure esquema de baix):

Arc traçat per una estrella circumpolar, centre de rotacióAra que hem trobat el centre de rotació de l’estrella circumpolar, mesurarem l’angle que es descriu entre el centre de rotació i els extrems de l’arc descrit per l’estrella circumpolar per a després aplicar el mètode anteriorment descrit:

tangente-arco4Ja sabem calcular el temps d’exposició que ha requerit qualsevol fotografia de llarga exposició en la qual hi ha estrelles circumpolars.

Aquest mateix mètode també es pot usar al revés per a determinar el temps d’exposició que requeriria una fotografia en la qual desitgem obtenir uns traços d’estrelles circumpolars amb un desplaçament angular de X graus.

Jo solament he exposat uns mètodes que se m’han ocorregut, però segur que hi ha altres diferents i igualment vàlids, pel que m’agradaria que si algú coneix o inventa algun altre mètode, ens ho faci saber als comentaris.

Amb la fotografia nocturna podem trobar moltíssimes possibilitats i a poc a poc aniré afegint algunes d’elles a aquest blog, de moment us animo que desempolseu els trípodes i sortiu una nit a prendre l’aire mentre el obturador de la càmera roman obert, segur que us sorprendreu.

 

Comentaris

Font RSS dels comentaris5 comentaris a “Fotografia nocturna de llarga exposició”

  1. Un article impressionant, no en tenia ni idea i ho he trobat molt interessant.

  2. Desde aquí, lo primero, felicitar a Juan Pablo Navarro por este interesantísimo artículo sobre la fotografía nocturna. La verdad es que leyendo este artículo entran un montón de ganas de agarrar los bártulos y ponerse a probar todas estas explicaciones. Me he perdido un poquito (bastante) con los cálculos, pero bueno, algún matemático seguro que nos echa una mano! ;)

  3. Maravilloso post. Muchas gracias. Felicidades a Juan Pablo Navarro y espaifotografic.cat.

  4. Un article mol didàctic, gràcies Juan Pablo.
    El que hi he trobat a faltar és fer menció de la reducció de soroll propia de la càmera en comparació amb l’utilització del “Dark Frame”.
    Algú en te informació ?

  5. Hola i moltes gràcies a tots pels comentaris. Sobre la reducció de soroll a la pròpia càmera, en esència es tracta d’un “Dark Frame” però realitzat de manera automàtica per la pròpia càmera, i per açò, una vegada finalitzada l’exposició (què pot ser fins i tot de varies hores), la càmera requereix estar activa durant el mateix temps, amb la consegüent disminució de càrrega de bateríes… es per açò que jo prefereixo fer-ho a casa, a més que el temps que la càmera dedica a fer el Dark Frame, no el podem utilitzar per seguir fotografiant.

    Una abraçada. Juan Pablo.