Martin Rochette

Photographier la Lune en trois dimensions avec un APN ou une CCD

 

Par : Martin Rochette

Club Cassiopée de Québec

Centre d’Observation Astronomique des Monts Notre-Dame

Introduction :

 

J’ai réussi à mettre au point, à l’été 2004, une technique de photographie de la Lune en 3 dimensions qui nous permet d’apprécier sa sphéricité, de même que l’effet de relief de ses cratères et de ses montagnes.

 

Les APN (appareils photo numériques), comme la Canon Rebel T3i, sont équipées d’un déclencheur à distance électronique qui élimine toutes vibrations lors de la prise des images.

 

Le présent article est constitué des 5 sections suivantes :

 

1-Notions sur la  vision en trois dimensions;

2-Description brève des mouvements de libration de la lune;

3-Techniques pour la prise des photos de la lune;

4-Traitement d’image pour la visualisation en trois dimensions;

5-Constatations;

6-Résultats des photographies en 3 dimensions.

 

1)Notions sur la vision en trois dimensions :

 

En considérant que la distance entre nos deux pupilles est d’environ 7 cm et que la limite de résolution de l’œil soit d’environ 1 minute d’arc, il est possible de calculer que nos yeux perçoivent l’effet de profondeur jusqu’à une distance d’environ 250 à 300 mètres (820 à 1000 pieds).

 

Ainsi, nous ne pouvons voir la Lune en 3 dimensions juste avec nos yeux et avec des jumelles. Il faut donc trouver le moyen de photographier la Lune sous deux angles différents, mais légèrement semblables. La solution consiste à photographier deux croissants de Lune identiques mais dont le moment de chaque pose est espacé dans le temps de un ou plusieurs mois (lunaison) et avoir la même position du terminateur par rapport aux cratères. Pour ce faire, j’ai recours à un télescope de marque Célestron et de type Schmidt-Cassegrain de 8 pouces (200 mm) à f/6,3.  On laisse, ainsi,  intervenir le phénomène des librations pour obtenir deux angles de poses quasi identiques.

 

2) Description brève des mouvements de libration de la Lune:

 

Libration en longitude (voir premier dessin ci-dessous):

 

La Lune effectue une révolution sur elle-même (révolution synodique) durant la même période qu’elle effectue son mouvement de révolution autour de la Terre (révolution sidérale), soit en 27 jours. De plus son orbite autour de la Terre est elliptique. Au cours de sa période de révolution autour de la Terre, sa vitesse est accélérée au périgée (point de l’orbite le plus près de la Terre) et retardée à l’apogée (point le plus éloignée de la Terre), ce qui produit un mouvement de balancement en longitude. Cette libration est de 7 degrés 54 minutes. C’est un paramètre important à retenir.

 

Libration en latitude (voir deuxième dessin ci-dessous):

 

Balancement dû au fait que l’axe de rotation de la Lune n’est pas perpendiculaire au plan de son orbite. L’axe de rotation conserve cet angle d’inclinaison de 6 degrés 41 minutes tout au cours de sa course orbitale. La libration en latitude est 6 degrés 50 minutes. C’est un autre  paramètre important  à retenir

 

3)Technique pour la prise des photos de la Lune (voir deux images suivantes ci-dessous):

 

Il faut prévoir les dates de nos prises de photos, afin de photographier deux croissants presque identiques, c’est-à-dire que le terminateur (ligne imaginaire entre la zone éclairée et la zone ombrée) sur nos croissants se retrouve à la même position par rapport aux divers cratères.

 

Pour ce faire,  j’ai  recours au logiciel « Virtual Moon » ou « Atlas virtuel de la Lune » qui se charge gratuitement sur internet, ainsi qu’au logiciel Coelix de Jean Vallières un produit québécois.

 

Pour mes prises de photos, j’ai pu réussir à prendre mes photos pour les premiers quartiers du 25 juin, 25 juillet et 23 août 2004 et 18 janvier et 14 juillet  2005. J’ai aussi eu une bonne opportunité pour la pleine lune des 26 novembre, 25 décembre 2004 et 25 janvier 2005. Voici d’ailleurs les cartes lunaires prévisibles du premier quartier pour le 25 juin 2004 et le 14 juillet 2005.

 

 

Ainsi lorsque survient la bonne soirée, il s’agit de faire une bonne mise en station de la monture du télescope sur le pôle nord. Pour  ma part j’ai  une monture équatoriale motorisée sur les deux axes (monture HEQ5 de Sky Watcher équipée de l’option GOTO) avec un télescope de type Schmidt-Cassegrain de 203 mm (8 pouces) f/6,3.

 

 J’ai pris 30 clichés identiques lors de chaque séance de poses avec ma Canon Rebel T3i avec mon déclencheur à distance. Je fais également de l’acquisition d’images rapprochées de la Lune avec la CCD planétaire Neximage de Celestron.  À cet effet, j’ai recours au logiciel iCap2,3 Neximage qui me permet de faire la capture  des images avec mon portable.

4)Traitement d’image pour la visualisation en 3 dimensions :

 

Voici maintenant l’étape déterminante pour réussir l’effet 3-D.

 

Il est important de prendre en note la date de nos deux photos.

 

Il s’agit d’ajuster chaque image (vue de gauche : photo du 25 juin 2004, vue de droite : photo du 25 juillet 2004) afin que la variation  de libration résulte en un déplacement horizontal du changement de position des cratères ou de la surface lunaire de la vue de gauche par rapport à la vue de droite. Pour ce faire, nous devons faire pivoter nos deux images à l’aide d’un simple calcul trigonométrique.

 

Nous devons faire pivoter deux photos selon un angle de 74,5 degré dans le sens horaire. J'ai recours au logiciel Photoshop pour faire pivoter nos deux images.

Il s’agit ensuite de bien cadrer les deux photos ensembles l’une par rapport à l’autre avec Photoshop et d’obtenir  les mêmes dimensions d’image et le tour est joué. Je tiens à préciser qu’il y a beaucoup de travail essais-erreurs où il faut ajuster nos photos (gauche par rapport à droite) pour obtenir un résultat satisfaisant.

 

Finalement, on se sert du logiciel Anaglyphemaker pour la fabrication d’un anaglyphe et vous obtenez vos photos en trois (3) dimensions. Il est important de préciser que pour apprécier l’effet 3-D, il est nécessaire de se procurer une paire de lunette anaglyphe rouge et cyan (rouge : œil gauche et cyan : œil droit).

 

 

5) Constatations :

 

Pour les photos prises à 1 mois d’intervalle, l’effet 3-D ressort assez bien pour les photos prises en grand champ. Pour les photos prises à plusieurs mois d’intervalle, il est recommandé de prendre des photos de la Lune sur de petites régions particulières afin de faire ressortir plus facilement le relief lunaire et les cratères. Ceci a été  possible en utilisant le CCD planétaire NexImage de Celestron.

 

 

6) Résultat des photographies en 3 dimensions :

 

Je vous invite à visualiser le résultat des photographies ci-dessous. La visualisation des photographies exige le port d’une paire de lunettes anaglyphes ( filtre rouge : œil gauche, filtre bleu cyan : œil droit). Si vous n’en possédez pas, je vous invite à me contacter à l’adresse courriel ci-dessous  pour vous en procurer une paire.

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Aussi, j’ai complété en 2017  le montage d’une présentation en Power Point que je vous  présente suite à une présentation au Colloque CCD 2017 de la FAAQ (la Fédération des Astronomes Amateurs du Québec)  qui se tenait le 25 novembre 2017 à Boisbriand.

 

martinrochette1955@gmail.com

 

Mise à jour le 23 décembre 2018