Observación mediante webcam

A finales de los años 90 se empezaron a popularizar las cámaras de videoconferencia o webcams, que permitían capturar y transmitir una imagen a través de Internet. Y como es habitual, cada vez que aparece algún método para obtener imágenes hay un astrónomo aficionado que lo aplica al telescopio y pronto se empezaron a obtener resultados muy interesantes, comparables incluso a los de las cámaras CCD.

Una webcam posee ciertas ventajas e inconvenientes frente a las cámaras CCD tradicionales. Entre estos cabe destacar el hecho de que no van refrigeradas por lo que el ruido de fondo de la imagen es intenso. Además, los tiempos de exposición están limitados a una fracción de segundo por lo que solo pueden utilizarse eficazmente con objetos brillantes: Sol, Luna y planetas. Sin embargo, su principal ventaja es la poder capturar numerosas imágenes por segundo y eso permite reducir la influencia del ruido en el resultado final (¿como?), además de ser la única forma que conozco de hacer fotografía a foco primario sin seguimiento. Por otra parte, su facilidad de manejo y, sobre todo, su precio, hacen que sea una elección a tener muy en cuenta para dedicarse a la astrofotografía.

Ante todo hay que decir que existen dos tipos de webcam en función del detector que utilicen: CMOS o CCD. El sensor CMOS es menos sensible y posee una menor resolución por lo que no está indicado para usos astronómicos. Sus precios, lógicamente, son tres o cuatro veces menores que los de un sensor CCD. Abajo pueden verse dos fotografías del Sol  hechas con el mismo dispositivo óptico pero distinta cámara. La diferencia entre ambas es bien patente.

CMOS	CCD

Posiblemente, entre las cámaras que hay ahora mismo en el mercado, la que más y mejores prestaciones da sea la Philips ToUcam Pro. Casi todas las fotos de este sitio están realizadas con ese modelo. 

Una vez que hayamos elegido y comprado nuestra cámara, tenemos que hacer ciertas operaciones previas antes de poder utilizarla. Lo primero es quitarle la lente, dado que no tiene la suficiente calidad óptica para el uso que pretendemos darle. En los modelos Philips esta operación es muy sencilla pues van roscadas por fuera (incluso podemos seguir usándola como cámara de sobremesa). En otros modelos hay que abrir la cámara para poder desenroscar la lente con el riesgo de dañar alguno de los componentes, además de perder la garantía. 

El segundo paso es pegar en la parte frontal un tubo del diámetro del portaocular, que puede ser el típico envase de carrete de fotos. Para mi cámara opté por usar el tubo de aluminio de un ocular que apenas usaba. Este tiene la ventaja de encajar exactamente en el portaocular y además permite el uso de filtros. Pueden verse unas fotos del resultado en la página de Javier Temprano, que utiliza una cámara como la mía.

La ToUcam viene con un cable USB de unos 3 m de largo, más que suficiente la mayoría de las veces. Sin embargo, mi telescopio se encuentra algo más distante del ordenador, así que le compré un alargador de 5 m, pero con esa longitud el ordenador se mostraba incapaz de detectar la cámara. Por tanto, hay que tener cuidado en estos casos: un alargador de 2 m es perfecto pero si la longitud es mayor podríamos encontrarnos con un problema similar.

Todavía tenemos que tomar una decisión antes de empezar a tomar imágenes y es el programa de captura que vamos a utilizar. La propia cámara ya trae uno que suele ser el más indicado para ella, pero podemos encontrar otros gratuitos en Internet: QCfocus, Vega, K3CCD, AstroSnap,... En mi caso particular, con el telescopio distante del ordenador y sin seguimiento, encuentro que el programa de la cámara es incómodo porque, cada vez que se quiere grabar un vídeo hay que confirmarlo con lo que la grabación no es inmediata y, además, cada vez hay que dar un nombre al archivo para evitar que lo grabe encima del anterior. Por esa razón, prefiero usar el QCfocus ya que es posiblemente el más sencillo y versátil: para capturar un vídeo basta simplemente con un toque de ratón. No obstante, todo tiene sus ventajas y sus inconvenientes, y es que los programas que podemos encontrar por Internet tienen la tendencia a duplicar imágenes cuando se usan formatos grandes (352x288, 640x480), precisamente los más indicados para usos astronómicos.

Finalmente, colocamos la cámara en el portaocular, abrimos el programa de captura, enfocamos y ya podemos ver las primeras imágenes en tiempo real. Para obtener un mejor resultado tendremos que ajustar el brillo, contraste, gamma y saturación. Seguramente podremos optar también por tomar imágenes en blanco y negro o en color, o poner la cámara en modo manual o automático de manera que podamos regular la exposición y la ganancia. Asimismo hay que optar por un formato de imagen, lo que algunos programas llaman "resolución" de forma inadecuada. Los únicos recomendables son los de 352x288 y 640x480. Ambos poseen la misma resolución pero distinto tamaño de ventana Cada objeto y sistema óptico tiene sus propios requerimientos, así que lo mejor es experimentar uno mismo.

Nuestro objetivo es conseguir uno o varios vídeos del objeto. Con seguimiento es muy fácil y podemos tomar un único vídeo con la suficiente duración. Si carecemos de seguimiento, tendremos que tomar unos cuantos vídeos cortos, de unos pocos segundos (lo que tarde el objeto en cruzar el campo) y posteriormente, tratar las imágenes como si perteneciesen a una única secuencia. La limitación está en la memoria disponible. Trabajando con un formato de 640x480, un vídeo de 5 seg., obtenido con el QCfocus, puede llegar a ocupar 6 ó 7 megas (a veces incluso 9). El programa de la cámara permite capturar muchas más imágenes y como resultado, 5 seg pueden ocupar más de 15 megas.

Estos vídeos constituyen la materia prima de donde tendremos que extraer los mejores fotogramas. Una secuencia de 5 seg. está constituida por unos 70-80 fotogramas (QCfocus), de los cuales, la mayoría son inservibles por estar duplicados o a causa de las turbulencias atmosféricas. La selección de los fotogramas y su posterior tratamiento se explica en el apartado sobre procesado de imágenes.

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