La capture automatique des météores à la webcam Les webcams utilisables Ces petites caméras numériques, originellement conçues pour la visioconférence, ont des caractéristiques techniques très différentes selon les fabricants et même les modèles. Elles se connectent sur les micro ordinateurs de type PC ou Mac par l’intermédiaire d’un port USB (les premiers modèles fonctionnaient par l’intermédiaire du port parallèle et nécessitaient une alimentation annexe). Leur installation est aisée et automatisée. L’avantage principal de ces caméras, par rapport à leur grandes sœurs astro, vient de leur capacité à filmer des séquences vidéo. On voit tout de suite que le problème lié aux turbulences sera presque résolu en imagerie planétaire. En effet, sur une minute de film, on a toujours quelques périodes nettes, presque impossibles à saisir avec une caméra CCD astro ou un appareil argentique, mais tout à fait à la portée de la webcam. Par ailleurs, cette capacité à filmer en continu une partie du ciel peut être transformée en système de veille, et c’est là que réside l’intérêt de ce nouvel outil pour la « chasse aux météores ». Toute webcam n’est cependant pas utilisable. En effet, les besoins pour l’astronomie sont bien souvent très différents de ceux de leur vocation d’origine. Pour exemple, elles sont de plus en plus souvent équipées d’un capteur CMOS pour une raison de coût mais le résultat « astronomique » est malheureusement bien moins bon que celui obtenu avec des capteurs CCD : sensibilité, rendu des couleurs... Par ailleurs, leur matrice est beaucoup plus petite que celle de nos caméras astronomiques et le champ couvert va devenir un handicap encore plus prononcé. On va donc rechercher les modèles possédant certaines caractéristiques : -capteur CCD et non CMOS (moins sensibles à ce jour) : cette information est toujours mentionnée sur l’emballage. Ce sont, en moyenne, les modèles les plus onéreux qui en sont équipés. Rassurez vous, leur prix ne dépasse que rarement les 100 euros ! -taille du capteur de ¼ de pouce ou mieux (champ couvert). A ce jour, la Compro PS 39 est une des seules a posséder un capteur de 1/3 de pouce. -capacité à capturer les films en mode 640X480 pixels. De nombreuses caméras ont une résolution de 640X480 mais ne peuvent pas filmer dans ce format. Elles ne le peuvent qu’en 320X240 ! A surveiller donc. -possibilité de modification pour augmenter le temps de pose (gain de sensibilité très important). Les Vesta/ToUcam Pro (et avant elles les Quick cam NB) sont modifiables électroniquement pour permettre des poses de plusieurs dizaines de secondes. Ce bricolage est assez simple mais demande quelques notions en électronique et surtout une grande minutie. Quelques webcams répondent peu ou pro à ces impératifs même si tous ne sont pas respectés. En effet, certaines d’entre elles ont une telle sensibilité qu’on fera abstraction de la taille de leur capteur (Quickcam Noir et Blanc et Quickcam VC). Le choix sera également fonction de leur disponibilité dans les commerces qui est devenu un réel problème : on trouve aisément sur le marché du neuf les ToUcam pro, QuickCam pro 3000 et autre QuickCam VC mais il sera presque impossible de dénicher une Compro PS 39, une Vesta pro ou pire une QuickCam NB. L’adaptation des webcams
Vesta pro au foyer d'un objectif de 28mm, le tout en piggy back d'un ETX 125
Champ couvert, en fonction de la focale de l’objectif photographique, par les webcams Philips (capteur de ¼ de pouce) et par la MX 916 Contrairement à l’imagerie planétaire où l’utilisation d’un télescope avec une focale résultante de 4000 ou 6000mm est nécessaire, cette nouvelle application requiert le champ le plus large possible. La taille du capteur sera donc, comme nous l’avons vu, un réel handicap. Pour palier à ce problème, on utilisera un objectif pour appareil photographique reflex avec la plus courte focale possible : 28mm ou mieux type « fish eye ». Les déformations visuelles de ce type d’objectif ne sont pas gênantes car notre capteur numérique, situé au centre de l’optique, ne couvre qu’une diagonale de quelques millimètres seulement. L’adaptation sera donc différente de celle prévue pour un télescope. Il faudra tout d’abord débarrasser la webcam de son objectif d’origine. Pour les Vesta/ToUcam, on le dévisse simplement ce qui ôte également le filtre anti infra rouge, pour les Quick Cam il faut au préalable ouvrir la caméra en deux ce qui se fait très facilement. La bague de fixation de la webcam à l’objectif sera composée, d’un côté, d’un filetage au diamètre 12mm (pas de vis de 0.5), de l’autre, d’un système compatible avec votre objectif reflex. Si celui ci est un Tamron ou un vieux Pentax à vis de diamètre 42mm (type bague T2), l’adaptateur pourra être tout à fait fabriqué sur mesure (voir le site de D Loudèche*). Si votre objectif est à baïonnette, utilisez son bouchon, percez le en son centre et collez un téton de 12mm que vous aurez usiné à partir d’un corps de stylo ou avec de la résine modelable comme le fait H Roussel*.La distance entre l’objectif et la matrice de votre webcam est variable et doit être vérifiée au départ pour permettre une bonne focalisation. On la déterminera de façon approximative en mettant la caméra derrière l’objectif et en faisant varier la distance jusqu’à ce que l’image semble nette : en moyenne elle est de 40 à 45 mm. Une fois votre montage réalisé, vous allez pouvoir l’employer directement, en fixe, sur un pied photographique mais aussi en Piggy back de votre télescope si celui ci est motorisé pour toujours pointer alors la même région du radiant. Les logiciels Le premier logiciel a avoir été utilisé avec succès est Controlcam distribué par Microapplication* (22 euros environ). C’est un logiciel qui, à la base, transforme votre webcam en caméra de vidéosurveillance en se basant justement sur sa capacité à filmer en continu. S Weiller a eu l’idée de l’utiliser pour la chasse aux météores. La caméra est ainsi mise en fonction par le logiciel qui détecte toute variation de luminosité, et capture donc une ou plusieurs images à chaque passage d’une étoile filante. Pour ce faire, des réglages préalables du driver de la caméra sont essentiels. Il sera impératif de choisir le temps de pose maximum autorisé (1/25ème de seconde pour les ToUcam par exemple). Il faut ensuite procéder à des tâtonnements concernant la sensibilité de détection car le mode automatique donne une tolérance de 10% avant déclenchement, alors qu’il est bon de se limiter à 3 ou 4 % pour notre utilisation astronomique. Ainsi, si Controlcam vous indique un « niveau » de 5000 (« valeur moyenne des derniers changements » apparaissant dans la fenêtre de paramétrage), donnez au seuil de déclenchement la valeur de 5020 environ.
Interface de Controlcam de paramétrage. La valeur de déclenchement doit être la plus proche possible de la valeur moyenne des derniers changements qui s’affiche en direct lors du fonctionnement… et ce même si la barre de contrôle reste rouge au lieu du vert préconisé par l’aide du logiciel. Axel Canicio s’est également intéressé au problème avec son logiciel Astrosnap. Il a géré le problème différemment : il faut préalablement faire l’acquisition d’une image qui servira de référence (renouvelable à intervalle régulier pour palier aux erreurs de dérive qui pourraient être considérées comme des modifications substantielles et donc lancer l’enregistrement). On règle alors les seuils de détection (seuil à partir duquel on considère les pixels comme ayant varié par rapport aux référentiels et seuil du nombre de pixels ayant varié lançant une capture). L’acquisition ici se fait alors sous forme d’une rafale d’images ou d’une pose longue (Vesta /ToUcam pro modifiées*). Cette dernière possibilité est un plus, comparativement à Controlcam. En effet, une pose de 3O secondes ou une minute permet de bien mieux suivre le trajet des météores.
Zone de réglage de la détection de mouvement dans Astrosnap. Résultats Avec le temps déplorable que nous avons eu sur la moitié nord lors de la dernière période intéressante pour les étoiles filantes (Léonides 2001), l’image que je vous présente date d’août 2001. Lors de cette soirée j’ai eu l’occasion d’obtenir, en ville, une quinzaine d’images d’étoiles filantes en une heure sur un total de plus de 100 images capturées (en effet la sensibilité demandée est telle que parfois le bruit induit par la caméra était considéré comme une modification suffisant pour lancer une capture). Les perspectives sont intéressantes car la magnitude atteinte avec une webcam « standard » est environ 11 mais elle passe à 15 avec une pose de une 30 sec/ 1 min comme cela est possible avec les Vesta/ToUcam modifiées.
Et voilà le résultat!!!! Bonne chance à tous et bons essais ! Sites internet Astrosnap : http://www.geocities.com/astro_snap/ : logiciel gratuit de pose longue pour webcam, soit par intégration de poses courtes, soit par pilotage des webcams Philips modifiées. Il offre en outre une aide à la focalisation et une détection automatique applicable aux images d’étoiles filantes. Le site de S. Chambers : http://home.clara.net/smunch/iintro.htm : le site DU découvreur de la modification des caméras Philips (Vesta Pro et ToUcam Pro) leur autorisant ainsi le guidage et les longues poses. En Anglais. E-mail : smunch@clara.co.uk Le site de S.Weiller : http://www.astrosurf.com/sweiller : des planètes, du soleil et même du H alpha pris à la webcam ; un site incontournable pour les passionnés par un passionné. Il y propose aussi un descriptif pas à pas de la modification proposée par S. Chambers à l’adresse : http://sweiller.free.fr/VP-SC.html. Le site de Microapplication où trouver des informations sur Controlcam : http://www.microapp.com. Le site de H.Roussel : http://perso.wanadoo.fr/hubert.roussel/: comment monter une webcam sur un télescope, sur un microscope, sur un objectif de reflex… vous y trouverez comment fabriquer à moindre frais des adaptateurs en résine. |
