Les DOF, c’est quoi ça ?

DOF est un acronyme pour désigner : Darks, Offsets et Flat.

Ce sont des images de calibrations servant à corriger plusieurs défauts (ou parasites) en astrophotographie. Ces parasites sont inhérents à l'optique (objectifs ou autres instruments), la température ambiante ou l'électronique de nos appareils photos numériques (APN pour la suite). Les DOF seront utilisés pour « prétraiter » nos photographies du ciel profond (nébuleuse, galaxies, etc…) pour pouvoir exploiter pleinement nos photos « brutes ». Le prétraitement est donc la soustraction de ces défauts (via les DOF) à nos photos brutes du ciel.

Les DOF sont nécessaires dès que l'on commence à enchainer des poses longues pour les empiler mais l'on peut s'en passer sur des prises de vue uniques.

A chaque session d'astrophotographie où l'on cumule des poses longues (ex 20x30s, 40x3min etc...) il faudra faire plusieurs DOFs : Darks, Flats et Offset pour les empiler et créer un « Master » (Master Dark, Master Flat et Master Offset).

Le Dark

Quand l’on fait une pose longue avec un APN, un signal thermique (grossièrement appelé bruit thermique) est capté. La valeur de ce signal va dépendre de la température ambiante, la longueur de la pose, la sensibilité choisie, du modèle de l’APN et de l’état de "santé" du capteur. Sur une pose longue, on peut aussi avoir une défaillance au niveau des pixels (pixels bloqués, chauds ou morts). Le Dark permet d’éliminer tout cela.

Les Darks sont des images prises dans le noir total avec le même temps de pose et la même sensibilité iso que les images brutes. Mais surtout, à la même température (à quelques degrés près) que nos brutes. Attention aux fuites de lumières, car le capteur d’un APN est bien plus performant qu’un œil humain et capte bien plus de lumières qu’un œil humain, bien souvent le cache simple (de l’instrument ou de l’apn) ne suffit pas s’il y a de la lumière autour.

Les darks sont en théorie à refaire à chaque session. Mais vous pouvez très bien vous faire une bibliothèque de darks classés par température et sensibilité iso (et par APN bien sûr) et les utiliser plusieurs fois sans aucun soucis. Avec le temps, le capteur de votre APN vieillit et change un peu. Par sécurité, il faudrait en refaire au moins tous les ans.

Combien de Dark faut-il faire ? Il faut au grand minimum une dizaine de Dark, cela dépend du nombre de brutes à pré-traiter, Une bonne trentaine suffit généralement.

Une fois les Darks réalisés, il va falloir les empiler dans votre logiciel de pré-traitement et vous aurez votre « masterdark » que vous allez pouvoir soustraire aux brutes dans votre logiciel de prétraitement.

Offset (ou biais en anglais)

L’offset est présent dans toutes les photos faites avec votre APN.

Pour lire le signal du capteur, l'ANP envoie un courant électrique dans celui-ci. Cela génère un bruit (ce n'est pas un signal, car cette information n'a pas été capté de l'extérieur par le capteur). Il est appelé bruit de lecture (readnoise en anglais) pour des raisons évidentes.

Ce bruit de lecture étant compris dans le dark, le flat et nos brutes, le masteroffset (ou masterbias) ne nous servira qu'à enlever le bruit de lecture qu’une seule fois lors du prétraitement. Vu que l’on va soustraire les Darks et les Flats aux photo brutes, il faut enlever au préalable le signal de l’offset sur les flats, pour ne pas soustraire ce signal deux fois aux brutes (voir photo).

Les offsets se réalisent dans le noir total (attention aux fuites de lumières) et avec le temps de pose le plus court possible (1/4000 sec sur la plupart des APN, mais sur du haut de gamme, ela peut être 1/8000). Par définition, l'offset est une image sans temps de pose. Mais cela est impossible à réaliser sur nos apn, nous faisons donc ces images au temps de pose le plus court possible.

Ils doivent être réalisés aux mêmes iso que les flats.

Généralement pour construire un « Offset maître », on peut réaliser environ 100-150 offsets que l'on empile et garde pendant environ un an.

Flat ou PLU (Plage de Lumière Uniforme)

Le Flat (ou PLU) sert à corriger deux choses : le vignettage et les poussières présentes sur le train optique.

Tout système optique comporte des défauts. L'optique en elle-même crée une différence d'illumination entre le centre du champ (ou cadre), et les bords du champ. On appelle ce phénomène le vignettage.

Les poussières ou taches, peu importe où elles se trouvent, vont aussi potentiellement créer un signal ou une absence de signal, non voulu. La plupart du temps, les poussières ou taches gênantes se trouvent directement sur le filtre devant le capteur. Mais il arrive aussi que les poussières ou tâches sur un filtre ou une lunette soit visibles sur les brutes selon la focale et le traitement des verres que l'on utilise.

Les flats sont donc une image d'une lumière uniforme afin de relever les différences d'illumination du système optique.

Ils sont à réaliser à l'aide d'une boite à flat vendue via les magasin astro ou artisanale à réaliser soi-même (un plafonnier à LED, par exemple). Certains les réalisent sur un écran d’ordinateur avec une page blanche (sur Paint par exemple).

L'important, c'est que la lumière que vous allez photographier pour faire vos flats soient bel et bien uniforme. La couleur de cette lumière n'est pas très importante car les masters sont utilisés en noir et blanc et non en couleur (et cela est vrai pour tous les master DOF).

Toutefois l'idéal est quand même le blanc pour que les trois canaux rouge/vert/bleu aient la même exposition. Ou autrement dit, que l'histogramme de chaque couleur soit aligné les uns avec les autres. Dans siril, l'option aligner les canaux permet de s'affranchir en partie du problème. Néanmoins, il ne faut pas qu'un des canaux soit surexposé.

Il était de notoriété commune jusqu'à il y a peu encore, que les flats devaient être exposés aux 2/3 de l'histogramme. Aujourd'hui, il est plutôt conseillé de viser le milieu de l'histogramme afin de ne pas surexposer certaines parties de l'image (le centre de l'image, en l'occurrence ).

Certains conseillent de réaliser les Flats en début et fin de session dans le cas où des poussières bougeraient sur le chemin optique.

En l’absence de poussière, des Flats peuvent être réutilisés si l’on conserve exactement le même chemin optique (filtre, ouverture, instrument, etc.), mais on ne peux que vous conseiller d’en refaire à chaque session.

La température n'a pas d'importance mais le temps de pose et les iso doivent être choisis en fonction de l'intensité de la lumière utilisée. Il est conseillé si possible de réaliser les flats à l'iso minimum de l'APN (au même iso que les offset).

Autant les darks et les offsets sont rarement ratés et n'ont que très rarement un effet délétère sur les images, autant de mauvais Flat vont détruire une image à coup sûr.

Il faut en général réaliser entre 15 et 25 Flats par session.

Pour conclure

Pour prétraiter nos photos brutes, nous allons donc utiliser les « DOF » pour pouvoir exploiter pleinement le potentiel de notre session d’astrophotographie.

Tout débutant passe par la phase où il ne met pas autant d'ardeur et de minutie à la réalisation des DOF, qu'à la réalisation des brutes. C'est pourtant une étape indispensable et cruciale pour votre image et qui va être déterminante pour le résultat final.