Comparaison entre un appareil photo numérique et une webcam

Ce tutoriel présente la comparaison de deux systèmes d'imagerie en astronomie qui sont relativement abordables. Ces deux systèmes sont :

• la webcam

• l'appareil photo numérique (APN)

Ces outils sont très courant en astrophotographie car leur prix sont relativement faible (surtout en comparaison avec une caméra CCD). La comparaison sera entre le reflex Canon 350D et la ToUcam de Philips.

Utilisation

Pour faire une acquisition d'images, une webcam a besoin d'être relié à un ordinateur contrairement à l'APN qui peut être autonome. Pour l'acquisition avec la webcam, vous devez utiliser un logiciel type  AstroSnap Pro,  Qastrocam (pour Linux),  Iris, ... Néanmoins, le PC peut être utilisé pour l'acquisition d'images avec un APN.

Pour le traitement des images, l'utilisation de l'informatique est quasiment inévitable, aussi bien pour la webcam que l'APN. On peut utiliser des logiciels tels qu' Iris,  RegiStax,  DeepSkyStacker, et bien d'autres. Chaque logiciel a ses avantages et ses inconvénients et ils sont souvent adaptés pour certaines tâches. Parfois l'utilisation de plusieurs de ces logiciels sont utilies pour effectuer toutes les tâches nécessaires au traitement d'une image.

Caractéristiques des imageurs

Taille du capteur

On peut voir que la taille d'un pixel d'une webcam est plus petit que celui de l'APN, ce qui permet d'avoir une meilleur résolution (capacité de voir de fin détails). Pour un même objet, si on l'affiche à l'écran de telle façon qu'un pixel à l'écran correspond à un pixel du système d'acquisition, l'image de la webcam paraîtra plus grande, comme l'exemple ci-dessous. Par contre, plus les pixels sont petits, moins ils sont sensibles, d'où une sensibilité plus faible pour la webcam.

Images issues de l'APN à gauche et de la webcam à droite (images fait le même jour au foyer du C8)

Par contre, on peut voir qu'il y a beaucoup plus de pixel dans le cas de l'APN, donc la taille du capteur est plus grand, ce qui permet d'avoir un champ plus large pour l'APN.

Comment calculer la résolution d'une image en secondes d'arc par pixel ?

La résolution d'une image en secondes d'arc par pixel est donnée par la formule:
  r = 206 * p/f
avec:
r = la résolution en arc seconde par pixel
p = la taille en micron d'un pixel sur le capteur CCD
f = la focale totale du télescope et lentilles additionnelles en mm

Exemple: Avec une Webcam Toucam au foyer d'un C8 (2 000 mm de focale) donne un pixel ayant une résolution de 0,58 seconde d'arc ("), alors que pour le 350D la résolution est de 0,66".

Comment connaître le champ ?

Il suffit de multiplier la résolution par le nombre de pixel en hauteur ou en largeur.
Dans le cas au foyer du C8 :

Temps de pose

Le Canon 350D peut poser de 1/4 000 à 30 s, en appuyant sur le bouton du déclencheur. Si on veut des temps de pose plus long, il suffit de mettre en pose B (bulb) et rester rester le doigt appuyé sur le bouton ou d'utiliser une commande. La commande est conseillée car elle permet d'éviter les vibrations dues à la main qui appuie sur le bouton. Le temps de pose peut être infini (enfin jusqu'à ce que la batterie soit épuisée).

Pour la webcam le temps de pose va de 1/1 000 à 1/20. Des modifications peuvent être réalisées afin d'allonger le temps de pose à plusieurs secondes.

On peut voir que l'APN a une très grande plage de temps de pose, ce qui permet de faire de l'imagerie du ciel profond (les webcams longue pose peuvent en faire également).

Vitesse d'acquisition

La webcam a une grande plage de vitesse d'acquisition de 5 à 30 images par seconde, contrairement à l'APN qui peut en faire moins (3 im/s pour 350D). L'avantage d'une grande vitesse d'acquisition permet de trouver les trous de turbulence (la turbulence faible), ce qui permet d'améliorer la qualité des images après compositage des images. Usuellement, les webcams sont utilisées à des vitesse de 5 à 10 im/s. Si on les utilise à plus grande vitesse, les images sont comprimées, ce qui dégrade la qualité.

La webcam est l'un des meilleurs outils pour faire de l'imagerie planétaire ou des images haute résolution de la Lune, par exemple. Au contraire l'APN aura beaucoup plus de difficulté de faire de bonnes images à cause de la turbulence.

Résumé

En résumé, la webcam est très bien adapté pour faire du planétaire et un peu de ciel profond (faible champ). Par contre, l'APN est un bon outil pour le ciel profond et les champs stellaires. L'APN est capable de réaliser les taches qu'effectuaient les reflex argentiques, mais avec une plus grande facilité, car le résultat est immédiat.

Le tableau ci-dessous récapitule le comparatif.