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Che cosa è l'alta risoluzione?

Libera traduzione di Massimo Boetto autorizzata da Thierry Legault, dal suo testo "Qu'est-ce que la haute resolution?" L'originale è visibile in www.astrophoto.fr

 

L'imaging ad alta risoluzione è la tecnica che consiste nell'ottenere delle immagini planetarie, lunari o solari  fini e dettagliate il più possibile.

Sebbene numerose immagini planetarie e lunari sono qualificate immagini ad alta risoluzione, poche lo sono realmente. Solo le immagini in cui la risoluzione non è troppo lontana dalle capacità teoriche dello strumento con la quale sono state riprese meritano questo appellativo.

Sfortunatamente, non è sufficiente installare una camera CCD su non importa quale strumento (anche se di grande diametro) e non importa in quali condizioni per ottenere automaticamente delle immagini ad alta risoluzione!

La dimensione dei più piccoli dettagli planetari che può ritrasmettere un certo strumento non deve essere confusa con il suo potere separatore visuale  dato dalla formula (empirica e approssimativa):

R = 120/D (R in secondi d'arco, D in millimetri)

Questo valore si applica unicamente alle stelle doppie, egli indica la separazione minima approssimativa che deve presentare una coppia di stelle della stessa magnitudine per poter essere visualmente separata.  Il fatto che un dettaglio planetario sia o non risolto dipende da numerosi fattori quali la sua forma e il suo contrasto. Nelle condizioni favorevoli, dei dettagli di una dimensione inferiore al potere separatore stellare dello strumento possono esserci. L'immagine di Saturno della home page [del sito dell'autore www.astrophoto.fr]  è un esempio: la divisione di Cassini misura 0,7" alle estremità dell'anello, ma solamente 0,3" quando l'anello sfiora il bordo del pianeta.  Tuttavia è ancora nettamente visibile in questa situazione, considerando che il potere di risoluzione stellare teorico dello strumento è 0,55".

La figura che segue presenta le curve MTF relative  allo stesso strumento, comparate su degli oggetti a debole contrasto (superfice planetaria) e di forte contrasto (Luna, stelle doppie, divisione di Cassini, ombre dell'anello o di satelliti, bordo  di un pianeta). Per essere rilevato, un dettaglio deve presentare un contrasto sufficiente. La soglia di contrasto è qui fissata arbitrariamente al 5% ma il suo valore reale dipende in pratica da fattori quali la luminosità dell'oggetto e la tecnica impiegata (visuale, fotografica o CCD).  Si constata che il limite della risoluzione di un oggetto di forte contrasto (intersezione delle curve rossa e verde) è più elevato che il limite su di un oggetto debole (intersezione delle curve blu e verde).

 

Nella pratica, tutti i problemi che affliggono lo strumento e  il suo ambiente contribuiscono a diminuire il contrasto, e per conseguenza ad appiattire la curva di MTF: ostruzione, aberrazioni ottiche (cromatismo, sferica, astigmatismo, errori zonali, rugosità, ecc.), riflessi, turbolenza atmosferica, difetti di equilibrio termico, scollimazione, messa a punto difettosa, ingrandimento inadatto, vibrazioni, ecc.. Le degradazioni si accumulano le une sulle altre e, la maggior parte del tempo, la curva reale dello strumento non ha sfortunatamente che un lontano rapporto con la curva teorica presentata qui sopra. Tutte le difficoltà dell'imaging in alta risoluzione (e in modo generale l'utilizzo efficace di uno strumento) consistono nel minimizzare questi diversi problemi alfine di ottenere una curva reale non troppo diversa dalla curva ideale.

Qual'è l'apporto dei CCD in alta risoluzione?

La tecnica del CCD presenta due vantaggi cruciali in rapporto alla fotografia su pellicola:

1) la sua sensibilità, che permette dei tempi di posa molto corti (meno di 1/10 di secondo sulla Luna) permette di attenuare considerevolmente gli effetti dell'agitazione delle immagini dovuta alla turbolenza atmosferica.

2) il trattamento dell'immagine in cui la potenza di calcolo permette di ricavare il massimo da delle immagini brutte.

Grazie a questi vantaggi, in circostanze identiche il CCD ottiene oggi del risultati molto migliori in alta risoluzione che non la fotografia su pellicola. Il CCD permette di esplorare il pieno potenziale dello strumento, il livello dei dettagli ottenibili può essere molto vicino a quelli che l'occhio distingue  all'oculare (tuttavia, non ho mai provato che il CCD sia capace di registrare molte più informazini che l'occhio non possa vedere su di un pianeta o sulla Luna).

E' necessario essere coscienti che il CCD è un eccellente rivelatore della qualità dell'immagine restituita dallo strumento, esso è ugualmente un formidabile rivelatore di ...... assenza di qualità.  Se l'immagine è scadente all'oculare, le immagini CCD saranno tutte di conseguenza. Contrariamente a una idea molto diffusa ma falsa, ne la camera ne il trattamento dell'immagine sono capaci di compensare i danni causati da uno strumento difettoso o mal utilizzato. In più,  se il trattamento dell'immagine comporta un certo comfort innegabile e permette d'affrancarsi dalla tappa penosa del laboratorio, la messa in opera della camera al momento della ripresa è più delicata che una fotografia su pellicola, specialmente a causa dei problemi di centraggio e di messa a fuoco. CCD non è un sinonimo di risultato garantito. Tutte le qualità richieste in alta risoluzione fotografica sono ancora indispensabili con il CCD: perseveranza, rigore, desiderio di progredire e rimettere in discussione permanentemente delle acquisizioni e delle certezze. Al contrario, alcune competenze particolari in elettronica o in informatica non sono realmente necessarie.

 

Thierry Legault ©