LA SCELTA DELLA CAMERA CCD

Questa potrebbe sembrare una sezione scontata, ma sicuramente non del tutto inutile; chi fra di noi, agli inizi della propria "carriera", aveva le idee chiare su quale camera scegliere e su quale sensore orientarsi? Praticamente NESSUNO!

Questione economica a parte, ma da non dimenticare, la scelta oggi presente in commercio è molto varia e tale da confondere non poco. Non vogliamo con questo dire che forse era meglio alcuni anni fa; esistevano, alla portata degli astrofili, praticamente due soli sensori: i gloriosi TC211 e 255 (quest'ultimo già più recente), montati su una non proprio svariata serie di vecchie camere. Elettronica rumorosa, sistema di raffreddamento del sensore praticamente inesistente, 2,64X2,64 il 211 e 3,2X2,4mm il 255 di area attiva, "care appestate". Eppure, con tutti i loro difetti, hanno reso possibile a parecchi di noi la ripresa in alta risoluzione di Giove, Saturno e Marte, dando un primo spintone alla fino ad allora indiscussa egemonia della fotografia tradizionale. La velocità di ripresa, l'indiscussa possibilità di congelare il seeing con pose ultra brevi, la maggiore sensibilità rispetto al sensore chimico, la relativa poca importanza del rumore di lettura (ben oltre i 100/150 elettroni al secondo) non decisiva nella ripresa planetaria, diedero e danno risultati impensabili con la fotografia tradizionale. Esposizioni di svariati secondi, tipiche del sensore chimico, sono soggette a tutti quegli influssi negativi dell'agitazione atmosferica, esaltati dalla necessità assoluta di adottare barlow e/o oculari per portare le focali a "numeri" tali da ottenere immagini di un qualche interesse. Quand'anche fossero necessarie esposizioni superiori al secondo, sopratutto su Marte e Saturno, la possibilità digitale di effettuare più riprese (cosa comunque altamente consigliata) di durata inferiore da sommare/mediare successivamente rende il chip, anche vecchio e rumoroso, immensamente superiore al supporto chimico.

Con questi "vecchi" sensori (ancor oggi utilizzati, magari come sensori di guida) si presentava, però, uno dei più gravi difetti della fotografia digitale: il campo inquadrato! La pellicola tradizionale, con i suoi 24X36mm, nel formato più usato, inquadra un campo che, nella migliore delle ipotesi e raffrontato a queste vecchie glorie, risulta essere immensamente più grande a parità di focale utilizzata. Oggi, con l'introduzione sul mercato di chip dalle dimensioni generose, a prezzi abbordabili anche se con qualche sacrificio, tipo il Kaf1600 e l'adozione di un riduttore di focale non troppo spinto, non è difficile arrivare ad inquadrare quasi lo stesso campo. A questo punto sarebbe il caso di dare qualche numero e sigla nel campo dei sensori:

1) Texas TC211, 192X165 pixel, 13,75X16micron, 2,64X2,64mm

2) Texas TC255, 320X240 pixel, 10X10 micron, 3,2X2,4mm

3) Texas TC245, 378X242 pixel, 19,8X17 micron, 7,4X4,1mm

4) Texas TC241, 375X241 pixel, 23X27 micron, 8,6X6,5mm

5) Kodak Kaf400, 765X510 pixel, 9X9 micron, 6,9X4,6mm

6) Kodak Kaf261, 512X512 pixel, 20X20 micron, 10,2X10,2mm

7) Kodak Kaf1600, 1530X1020 pixel, 9X9 micron, 13,8X9,2mm

8) Sony ICX055BL, 500X582 pixel, 9,8X6,3 micron, 4,90X3,65mm

9) Sony ICX084AL, 660X494 pixel, 7,4X7,4 micron, 4,90X3,65mm

10) Sony ICX083AL, 752X580 pixel, 11,6X11,2 micron, 8,72X6,5mm

11) Sony ICX085AL, 1300X1030 pixel, 6,7X6,7 micron, 8,71X6,9mm

12) SITe SIA502AB, 512X512 pixel, 24X24 micron, 12,2X12,2mm

13) Thomson TH-7895M, 512X512 pixel, 19X19 micron, 9,7X9,7mm

14) Philips FT-12, 512X512 pixel, 15X15 micron, 7,68X7,68mm

Sappiamo, a questo punto, di aver generato ancora più confusione...e ci siamo limitati ai sensori, senza parlare di case produttrici! Per il momento non lo faremo ma, a voler esser onesti, non tutti i sensori danno gli stessi risultati se montati su camere di marche diverse. Vediamo, prima di tutto, di districarci in questo bailamme di cifre e sistemi di misura. Dando per scontato che tutti sappiamo che cos'è un pixel, diremo solo che il micron è la millesima parte del millimetro. Se vogliamo, quindi, raffrontare i "pixel" della fotografia tradizionale con quelli della fotografia digitale, possiamo paragonare i pixel dei nostri CCD a quelli della famosa Kodak Technical Pan 2415; i pixel, che in questo caso si chiamano grani, hanno una dimensione di 5/6 micron. Risulta subito chiaro che in una 24X36mm ci sono una marea di "pixel" e, quindi, non c'è chip che tenga in fatto di risoluzione spaziale e campo inquadrato, almeno per quelli sopra citati. Ciò che, però, difetta ai sensori digitali in fatto di risoluzione e campo inquadrato, viene controbilanciata dalla maggiore sensibilità e linearità. Un esempio classico: una pellicola tradizionale riesce a registrare non più del 5/6 % dell'informazione luminosa che la colpisce, per non parlare del difetto di reciprocità, non linearità (più a lungo si espone e peggio si ottiene!); un qualunque chip classico, anche il più scadente oggi in commercio, rende dal 30 al 40% per quanto riguarda la risposta al segnale luminoso; per quanto riguarda la linearità, un chip esposto per un tempo pari a  100/1000/10000, ritornerà un'informazione pari a 100/1000/10000, con una perdita minima dovuta esclusivamente all'elettronica della camera. Saremmo, quindi, giunti al nodo della marca da scegliere...ma non vogliamo influenzare nessuno né fare pubblicità a questa o quella casa. Resteremo nel campo più "asettico" della scelta del sensore, rimandando per ovvie ragioni la proposta dell'utilizzatore ai mensili nostrani all'uopo dedicati.

Prima di tutto, dobbiamo decidere il campo di applicazione cui vorremo dedicare il nostro CCD: saremo maggiormente spinti verso la ripresa dei pianeti del sistema solare? Il nostro campo d'azione sarà il profondo cielo? Vorremo riprendere un po' di tutto, senza una preferenza specifica?

Se vogliamo fare un distinguo fra i vari sensori, dobbiamo dire che un buon chip planetario deve avere i pixel più piccoli possibile; dal 6,7 al 10 micron vanno tutti egualmente bene; dal 10 fino a più o meno 15 micron, potremmo definirli sensori "omnibus"; dai 15 micron a salire, ottimi sensori da profondo cielo. 

Una camera "omnibus" parrebbe la migliore scelta, ma risulterebbe alla fin fine solo un compromesso; potremmo, in questo caso, riuscire ad ottenere sicuramente buone immagini di profondo cielo e passabili riprese planetarie...ovviamente, non volendo considerare il tipo di telescopio in nostro possesso! Purtroppo, ma senza volerci troppo dilungare, anche il tipo di telescopio ha la sua importanza. Uno S.C., un R.C., un M.C., un classico Newton (tutti più o meno riflettori) e con focali da f4 ad f17, un rifrattore acromatico o apocromatico, più o meno spinto nella focale (se ne trovano oggi in commercio con le stesse focali dei precedenti), non daranno, a parità di sensore utilizzato e tempi di posa adottati, la stessa resa d'immagine. Tagliando corto, se siamo possessori di un f17, riflettore e/o rifrattore che sia, non potremo pretendere gli stessi risultati sul profondo cielo ottenibili da un sensore di 9X9 micron applicato ad un f4. Lo stesso sensore, però, utilizzato sui pianeti e con lo stesso telescopio, ci darà sicuramente risultati mozzafiato, impensabili con un f4. Il sensore da 20X20 micron, in combinata sempre con l'f17, potrà regalarci delle belle immagini sul profondo cielo, se pur con dei tempi di posa non indifferenti; lo stesso sensore, utilizzato con un f6,3, ci ritornerà immagini spettacolari con tempi di posa più che dimezzati. Diciamo che, senza molta tema di essere smentiti, la scelta del sensore dovrebbe essere dettata dalle specifiche tecniche dell'ottica di cui siamo in possesso: se siamo dotati di un buon telescopio, il cui costo supera sicuramente quello di una camera CCD, scegliamo la camera in funzione di esso e non viceversa.

Senza, come al solito, volerci fare maestri, daremo qui di seguito una guida di massima sulle possibili accoppiate telescopio (focale) / sensore (micronXmicron), avvisando ancora, però, che non sempre lo stesso sensore ha la medesima resa montato su camere CCD di marca diversa:

1) Da F4 a F6,3: per i pianeti, ma queste focali sarebbero da evitare, da 6,7 a 9X9; per il profondo cielo vanno tutti bene, ma con un occhio alla luminosità propria di questi telescopi che andrebbe sfruttata al meglio.

2) Da F10 a F12: per i pianeti, e queste sono le focali ancora più diffuse, da 6,7 a 9X9; per il profondo cielo, onde ovviare alla focale non proprio luminosa, dai 15 micron (il minimo accettabile) in su.

3) Da F13 a salire: per i pianeti, il top per questa classe di strumenti, il 6,7 sarebbe l'optimum; per il profondo cielo il minimo accettabile è un 20X20 micron e pur con questi sensori i tempi di ripresa non sono da ridere.

Pur non volendo essere discriminanti, sarebbero inoltre da preferire i sensori dai pixel quadrati o molto vicini a tale forma; questo non perché i chip rettangolari non siano validi, ma le successive correzioni geometriche per portare le immagini alla reale rappresentazione apportano inevitabili "falsi"; questi ultimi del tutto trascurabili sul profondo cielo, non sono da sottovalutare nella rappresentazione di immagini planetarie.

Forse ci sarebbe da dire molto altro su quest'argomento, ma vorremmo terminare con un elenco, in stretto ordine alfabetico, delle principali case utilizzatrici dei sensori fin'ora trattati:

APOGEE (Camere AP), DTA (Camere NCC,DISCOVERY,CHROMA), EUROPIXEL (Camere HI-SYS), MEADE (Camere PICTOR), SANTA BARBARA I.G. (Camere SBIG), STARLIGHT XPRESS LTD (Camere MX,HX,LX), SPECTRASOURCE INSTR. (Camere TELERIS).

Se abbiamo tralasciato qualcuno, per carità, senza offesa; abbiamo, invece, volutamente evitato le camere CCD che si possono costruire in casa: sono una realtà, anche molto forte, ma le riteniamo per pochi addetti e di non proprio facile realizzazione...e poi, già è un hobby  complicato, se ci mettiamo pure la costruzione di uno dei pezzi fondamentali, con tutte le incognite presenti, veramente non ne usciamo più!

 

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