Por Alexander Merz · Publicado el · Datos verificados el 14 de septiembre de 2026
El tamaño de píxel y el muestreo (sampling) tienen un gran papel al elegir una cámara para la astrofotografía. En principio podría creerse que cuanto más pequeños los píxeles, mejor, porque así debería ser posible una mayor resolución. Pero, por desgracia, no es tan sencillo.
Los píxeles más pequeños tienen ventajas e inconvenientes inherentes frente a los más grandes. En la mayoría de las situaciones de la astrofotografía, los píxeles medianos y grandes son más adecuados que los muy pequeños. Por qué es así y cómo determinar el tamaño correcto de los píxeles de una cámara es lo que veremos ahora.
¿Qué es el muestreo (sampling)?
El muestreo (sampling) describe cuántos píxeles del sensor representan una imagen que se va a fotografiar. Si tenemos muy pocos píxeles muestreando el objeto, la imagen aparece «a bloques» o «pixelada», ya que el nivel mínimo de información es un píxel cuadrado. Esto se llamaría submuestreo (undersampling). Lo contrario sería el sobremuestreo (oversampling): más sobre ello luego.
Uno pensaría que es mejor tener píxeles lo más pequeños posible para evitar el submuestreo, pues cuantos más píxeles representen una imagen, más suave será la forma.
Como ya se dijo arriba, sin embargo, no es tan sencillo. La razón: cuántos detalles podemos resolver con nuestro telescopio y, por tanto, representar en un sensor depende de la física de la luz, del telescopio y del seeing (turbulencias atmosféricas).
La física de la luz se refiere a los efectos de difracción, que en la mayoría de los telescopios no tienen relevancia, pues el cuello de botella decisivo suele ser el seeing.
¿Qué es el seeing?
El seeing es el fenómeno por el que las estrellas, vistas desde la Tierra, titilan y centellean. El seeing varía de un lugar a otro y de un día a otro, pues se basa sobre todo en el intercambio turbulento de masas de aire en la atmósfera. Ese intercambio de aire a distintas temperaturas refracta la luz como una lente, con distinta intensidad según la longitud de onda.
Como consecuencia, al mirar de cerca, incluso los objetos puntuales como las estrellas o los detalles muy finos de la superficie planetaria no se representan como puntos, sino difuminados y extendidos.
El seeing se indica en segundos de arco y es una unidad que describe una fracción de grado. Un segundo de arco equivale aproximadamente al ángulo bajo el que aparece un objeto de cinco milímetros de ancho a un kilómetro de distancia.
En Alemania, el seeing medio es de aprox. 3 segundos de arco y limita así también la resolución en consecuencia.
Una estrella que en realidad ocupa un segundo de arco nos parece de 3 segundos de arco por el seeing. Este efecto se nota especialmente en exposiciones de varios minutos, como las habituales en la astrofotografía de cielo profundo.
Quien quiera una estimación más precisa del seeing actual en su lugar puede recurrir a la función FWHM de los programas de control de la cámara o informarse mediante apps de seeing.
¿Representar una forma redonda con píxeles cuadrados?
El número mínimo de píxeles para representar una estrella como aproximadamente redonda es 3×3 píxeles. Dicho de forma sencilla, esto significa que la luz de una fuente puntual (estrella) debería muestrearse (sampling) con un campo de píxeles de 3 píxeles de diámetro, para representar de forma aproximada la información como redondeada.
Si ahora queremos muestrear una estrella bajo las condiciones de seeing supuestas para Alemania de 3 segundos de arco, necesitamos un tamaño de píxel que capte o muestree un segundo de arco en el cielo nocturno. (3 segundos de arco por el seeing divididos entre los 3 píxeles necesarios para representar de forma aproximada una forma redonda).
Muestreo: las fórmulas ayudan a entenderlo
Cuántos segundos de arco del cielo capta un píxel se denomina escala de imagen. La escala de imagen, en segundos de arco por píxel, se determina por el tamaño de píxel p en micrómetros, la focal f del telescopio en milímetros y un valor redondeado de una función angular.
Escala de imagen [segundos de arco/píxel] = 206 * p [µm] / f [mm]
Para exposiciones largas y según el seeing, una escala de imagen de 0,67-2 segundos de arco por píxel se considera el punto dulce (sweet spot).
Por encima entramos en el terreno del submuestreo; por debajo, en el del sobremuestreo.
A modo de repaso:
El submuestreo significa que muy pocos píxeles muestrean el objeto y así se representa «a bloques» o «pixelado».
Lo contrario sería el sobremuestreo: en él, la información se reparte en gradaciones de gris entre demasiados píxeles, de modo que la imagen parece «nubosa e hinchada» o «emborronada/distorsionada».
Esto es problemático sobre todo en condiciones de seeing no óptimas. Un sobremuestreo significa que las distorsiones causadas por el mal seeing se muestrean y se representan. No hay ganancia de información. Quien haga zoom en una imagen así sobremuestreada solo amplía la falta de nitidez provocada por el seeing.
Resolución y criterio de Rayleigh
Se llama resolución de un telescopio a su capacidad de separar aún dos objetos muy juntos. Cuanto mayor es la abertura de un telescopio, mayor es su resolución (véase la guía de telescopios).
El criterio de Rayleigh establece que dos fuentes puntuales de luz apenas pueden separarse cuando el primer mínimo del disco de difracción (= imagen de una fuente puntual a través de una óptica) de la primera fuente coincide con el máximo de difracción de la segunda fuente.
La distancia (= resolución) entre los dos máximos de brillo es
A [rad] = 1,22 * λ / D
Tomando λ=550 nm como valor medio para la luz visible y convirtiendo a segundos de arco, resulta:
Resolución A [“] = 138,6 / abertura [mm]
Necesitaremos esta fórmula para determinar el muestreo adecuado para nuestro conjunto de telescopio y cámara y el objeto objetivo (planeta u objeto de cielo profundo).
Ahora podemos calcular la resolución de nuestro telescopio. Junto con la fórmula de la escala de imagen podemos determinar cómo influyen la focal y el tamaño de píxel de nuestro equipo.
Antes, sin embargo, hay que dividir entre 3 la resolución calculada para nuestro telescopio, porque hacen falta 3 píxeles para representar de forma aproximada una forma redonda. (Nota: según Nyquist bastarían 2 píxeles, pero me parece más intuitivo el muestreo necesario con 3 píxeles).
Ejemplos prácticos (muestreo)
Fotografía planetaria con un Schmidt-Cassegrain 279/2800
Tenemos un telescopio Schmidt-Cassegrain con 279 mm de abertura y 2800 mm de focal (por ejemplo: Celestron EdgeHD SC 1100). Nuestro lugar es Alemania con un seeing medio de 3″ [segundos de arco].
Queremos hacer fotografía planetaria (lucky imaging):
Resolución A [“] = 138,6 / 279 = 0,5 segundos de arco
Necesitamos por principio 3 píxeles para la representación aproximada de una forma redonda:
Segundo de arco por píxel [“/píxel] = 0,5 / 3 = 0,16 ” / Pixel
Ahora podemos introducir 0,16 ” / píxel en la fórmula de cálculo de la escala de imagen y despejar el tamaño de píxel o la focal:
0,16 ” = 206 * p [µm] / f [mm]
Normalmente, al principio se tiene una astrocámara con un tamaño de píxel definido.
Una astrocámara dedicada popular es, por ejemplo, la ZWO ASI 178 MC Color con un tamaño de píxel muy pequeño de 2,4 µm. (Las cámaras DSLR como la Canon EOS 4000Da (Baader BCF, astromodificada) astromodificada tienen, por ejemplo, 4,3 µm).
0,16 ” = 206 * 2,4 / f [mm] despejando la focal f = 3090 mm
Esta focal coincide aproximadamente con la focal nativa del telescopio y podría funcionar en este equipo para la fotografía planetaria.
Fotografía de cielo profundo con un Schmidt-Cassegrain 279/2800
Ya se puede intuir que el equipo (Schmidt-Cassegrain 279 mm/2800 mm y cámara de 2,4 µm) del ejemplo anterior es posiblemente inadecuado para la astrofotografía de cielo profundo de larga exposición.
Para exposiciones largas, el seeing se convierte en el factor limitante. Con un seeing de 3 segundos de arco queremos que un píxel muestree un segundo de arco.
1 ” = 206 * 2,4 / f [mm] despejando la focal f = 494 mm
Ahora habría que reducir enormemente la focal nativa del telescopio. Pero un reductor 0,17x no existe. Aquí uno puede ayudarse con la agrupación por software de varios píxeles en un píxel grande (binning). Para la cámara mencionada es posible un binning de 2×2, 3×3 o 4×4.
Con binning 4×4, un píxel así calculado mediría 9,6 µm. Introducido en la fórmula:
1 ” = 206 * 9,6 / f [mm] despejando la focal f = 1978 mm.
Ahora sería posible obtener la focal deseada con un reductor 0,7x.
Se aprecia que aquí el tamaño de píxel muy pequeño del sensor requiere bastante compensación.
Mejor: uno se hace con un segundo telescopio (OTA = Optical Tube Assembly) cuya relación focal sea más adecuada para la astrofotografía de cielo profundo con esta cámara, o con una cámara adicional de píxeles claramente más grandes.
Fotografía planetaria con un Newton 200/1000
Tenemos un telescopio Newton con 200 mm de abertura y 1000 mm de focal. Nuestro lugar es Alemania con un seeing medio de 3″ [segundos de arco].
Queremos hacer fotografía planetaria (lucky imaging):
Resolución A [“] = 138,6 / 200 = 0,69 segundos de arco
Segundo de arco por píxel [“/píxel] = 0,69 / 3 = 0,23 ” / Pixel
0,23 ” = 206 * 2,4 / f [mm] despejando la focal f = 2140 mm
Para la fotografía planetaria necesitamos, pues, una focal claramente más larga que la focal nativa de 1000 mm del telescopio. Lo logramos con una lente de Barlow 2x de calidad – por ejemplo la Lente de Barlow Celestron X-Cel LX 2x 1,25" por 125 €, cuyos tres elementos ópticos se mantienen limpios hasta el borde del campo.
Fotografía de cielo profundo con un Newton 200/1000
Para la fotografía de cielo profundo, nuestro Newton es más adecuado.
Para exposiciones largas, el seeing se convierte en el factor limitante. Con un seeing de 3 segundos de arco queremos que un píxel muestree un segundo de arco.
1 ” = 206 * 2,4 / f [mm] despejando la focal f = 494 mm
Una reducción de la focal por un factor de 0,5x sería posible con un reductor. Pero se comprueba una vez más que unos píxeles tan pequeños conllevan problemas o necesidad de ajuste en la astrofotografía.
Por eso, las cámaras CCD refrigeradas, que pueden considerarse el estándar de oro en la astrofotografía de cielo profundo, tienen a menudo píxeles moderadamente grandes como la Atik 383L+ Mono (tamaño de píxel de 5,4 µm).
Con esta cámara no harían falta ayudas ópticas.
Tamaño de píxel y ruido
Los píxeles más pequeños tienen, frente a los más grandes y con la misma señal, una relación señal-ruido desfavorable. Sobre todo las imágenes sobremuestreadas con sensores de píxeles pequeños muestran un ruido marcado.
¿Qué tamaño de píxel, entonces?
La tendencia va hacia píxeles cada vez más pequeños en los sensores. Pero estos sensores no se desarrollan específicamente para la astrofotografía. Es difícil dar una afirmación de validez general, pues siempre hay situaciones o equipos concretos en los que un tamaño de píxel determinado ofrece más ventajas; aun así, para la mayoría de los ámbitos de la astrofotografía los tamaños de píxel de 4-5 µm son la elección más sensata.
En mi opinión, unos píxeles demasiado pequeños limitan las posibilidades. Pero, como con el propio telescopio, no existe una cámara para todo que dé resultados buenos sin concesiones. Quien quiera ascender a la liga profesional en la astrofotografía se hará con dos cámaras.
Todos los demás quedan bien servidos con un tamaño de píxel en torno a 4-5 µm.
Cámaras que encajan con estos valores
El cálculo anterior lleva, para planetas y para cielo profundo, a dos cámaras distintas. No es un argumento de venta, sino el resultado de la fórmula: las tomas planetarias quieren píxeles pequeños y mucha focal; las tomas de cielo profundo de larga exposición quieren píxeles más grandes y una relación focal corta.
| Cámara | Píxel | Para qué está calculada |
|---|---|---|
| Cámara ZWO ASI 662 MC Color299 € | 2,9 µm | Planetas, lucky imaging. Los píxeles pequeños son aquí lo buscado – en el Newton 200/1000 del ejemplo anterior junto con una Barlow 2x. |
| Cámara ZWO ASI 585 MC Pro Color799 € | 2,9 µm | La entrada más económica al cielo profundo refrigerado. Entre unos 400 y 700 mm de focal el muestreo queda en la ventana; con focales largas acabas en el sobremuestreo y necesitas binning. |
| Cámara ZWO ASI 294 MC Pro Color1.290 € | 4,63 µm | Cielo profundo, justo en la ventana de 4–5 µm. Con 950 mm de focal eso da alrededor de 1 segundo de arco por píxel – el punto dulce para el seeing alemán, sin ningún accesorio. |
| Canon EOS 4000Da (Baader BCF, astromodificada)850 € | 4,3 µm | El camino DSLR, si ya tienes objetivos. Astromodificada, es decir: el filtro de bloqueo está desmontado, las nebulosas H-alfa salen rojas. Sin refrigeración, o sea, más ruido en verano. |
Una advertencia contra el error habitual: la cámara rara vez es el cuello de botella. Quien con cinco minutos de exposición obtiene trazos en vez de estrellas tiene un problema de seguimiento, no de muestreo – y cambiar a píxeles más grandes solo lo disimula.
Calcula por eso primero con la calculadora de telescopios qué da de sí tu equipo actual. Qué ópticas son aptas para la astrofotografía y por qué la relación focal cuenta ahí más que la abertura está en la visión general de astrofotografía.
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¿Qué es peor: el sobremuestreo o el submuestreo?
Para el muestreo se propone con más frecuencia un rango de 0,67 – 2″ / píxel. Este rango vale sobre todo para la astrofotografía de objetos de cielo profundo.
Para la fotografía planetaria se intentará, según el telescopio, aprovechar en noches despejadas con buen seeing la resolución del telescopio, para llegar así a mejores tomas más bien en el terreno del sobremuestreo que en el del submuestreo.
Para la astrofotografía de cielo profundo, un ligero submuestreo lleva a menudo a mejores tomas por una mejor relación señal-ruido y una representación más detallada que el sobremuestreo.
Calculadora para la astrofotografía y la fotografía planetaria
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