Como empilhar estrelas para reduzir o ruído

O céu noturno oferece quase nenhuma luz, e a resposta do sensor à escuridão é o ruído, então o quadro único de astrofotografia fica preso entre duas falhas. Exponha por pouco tempo com ISO alto e as estrelas ficam num enxame de pontinhos de ruído de cor; deixe o obturador aberto para juntar mais luz e a rotação da Terra arrasta cada estrela num rastro curto, porque, além de mais ou menos 500 dividido pela sua distância focal em segundos (uma orientação, não uma lei: sensores de alta resolução mostram rastros antes), o céu se move visivelmente. Ruído noturno não se resolve expondo por mais tempo. O empilhamento de estrelas desfaz a armadilha com aritmética: faça MUITOS quadros curtos, cada um dentro do limite de rastro, alinhe-os pelas estrelas e tire a média. O sinal (as estrelas, a Via Láctea) se repete idêntico em cada quadro; o ruído é aleatório e diferente a cada vez, então a média cancela o ruído. O ganho cresce com a raiz quadrada do número de quadros: dezesseis quadros em média ficam cerca de quatro vezes mais limpos que um. O ofício no local é quase todo a mesma disciplina noturna dos guias de campo do céu noturno: o foco ajustado uma vez no infinito numa estrela brilhante e nunca mais tocado, um intervalômetro conduzindo a sequência, o tripé intocado durante tudo. A única pegadinha é o terreno: um alinhador que gira os quadros para acompanhar as estrelas borra o primeiro plano parado, então ou use um empilhador de paisagem noturna que mascare o terreno e o empilhe sem girar, ou fotografe o terreno separadamente (uma exposição limpa) e junte céu e chão na mesclagem.

Ilustração plana de cinco quadros tênues de um campo de estrelas, empilhados em leque acima de uma montanha escura e facetada, com a mesma estrela circulada em cada camada ao longo de uma linha vertical azul-petróleo que desce até o cume, onde uma linha horizontal azul-petróleo marca o horizonte entre o céu empilhado e o único pico nítido abaixo.

Pontos de partida

Obturador por quadro: Abaixo do limite de rastro: ~500 ÷ distância focal (equivalente em full frame) em segundos (20mm ≈ 25s como teto); use ~300 ÷ distância focal se o seu sensor for denso ou o seu padrão for rigoroso.
Abertura e ISO: Abertura máxima (ou um terço de stop fechado), ISO 1600–6400, e exponha CLARO. Subexpor “para segurar o ruído” sai pela culatra: o ruído aparece quando você levanta o arquivo, e o empilhamento só consegue tirar a média do que os quadros juntaram.
Número de quadros: Comece com 10–20 quadros; a melhora cresce como √N, então 16 quadros ≈ 4× mais limpos, e ir de 16 para 64 só dobra isso de novo. Mais quadros sempre ajudam: em ritmo decrescente.
Sequência: Um intervalômetro (ou o embutido) com 1–2 s de intervalo entre quadros, câmera e tripé intocados durante toda a série. Ajustes idênticos em todos os quadros: o empilhamento depende disso.
Foco: Live view ampliado na estrela mais brilhante, focado uma vez até um ponto fino, depois travado no manual. Um campo de estrelas sem nitidez não pode ser empilhado nítido.
O terreno: Uma exposição separada e mais longa para o primeiro plano (o terreno não se move: pode levar minutos com ISO baixo), mesclada depois com o céu empilhado.

Em campo

Calcule o teto por quadro (≈500 ÷ distância focal) antes de sair de casa; saiba o seu número.
Foque uma vez no infinito numa estrela brilhante com ampliação; trave no manual e prenda o anel com fita se for preciso.
Abra a abertura, use um ISO honesto e confirme que o histograma do primeiro quadro fica longe da parede esquerda.
Conduza a sequência com um intervalômetro: mãos longe do equipamento o tempo todo.
Fotografe o terreno como uma exposição própria, mais longa e mais limpa, enquanto o tripé ainda está de pé.
Empilhe os quadros do céu alinhados pelas estrelas, mescle o terreno de volta e só então julgue o ruído.

Quando falha

Cada estrela é um tracinho em vez de um ponto: O obturador por quadro passou do limite de rastro para a sua distância focal: o céu se moveu enquanto o obturador estava aberto, em cada um dos quadros, e o empilhamento fez fielmente a média do borrão. Encurte a exposição de cada quadro para menos de ~500 ÷ distância focal e compense a luz com mais quadros.
O empilhamento parece só um pouco mais limpo que um quadro único: Os quadros estavam subexpostos, e levantá-los na pós-produção amplificou justamente o ruído que o empilhamento deveria cancelar: a média melhora o que foi capturado, não consegue inventar sinal que nunca chegou ao sensor. Exponha cada quadro mais claro (o histograma longe da parede esquerda) e acrescente quadros: o ganho é √N, então uma melhora significativa pede dezenas, não um punhado.
Estrelas nítidas sobre um primeiro plano borrado e duplicado: O alinhador girou cada quadro para acompanhar as estrelas, e o terreno parado girou junto. Isso não é um erro do empilhamento: é o motivo de o terreno precisar de tratamento próprio. Mascare o terreno num empilhador de paisagem noturna para que ele seja empilhado sem girar, ou faça uma exposição mais longa com ISO baixo para o primeiro plano e mescle-a sob o céu empilhado.

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