Skip to main content
Politecnico di Milano

Sensori di immagini e misure senza contatto

Il corso offre una panoramica dei principali concetti legati alla fotografia digitale, focalizzandosi sulle applicazioni in ambito astronomico per lo studio di oggetti celesti.

Se sei uno studente POLIMI devi accedere utilizzando il tuo Codice Persona. Questa è l’unica modalità per provare la tua partecipazione al corso per i riconoscimenti formali.

Descrizione del corso

L’osservazione del cielo notturno ha da sempre affascinato l’essere umano, anche ai giorni nostri, la visione di un cielo stellato suscita in noi meraviglia. Oggi disponiamo di strumenti che ci permettono di andare oltre la mera osservazione a occhio nudo e scrutare così in profondità gli oggetti celesti: il telescopio e la fotocamera digitale. In questo corso ne analizzeremo il funzionamento: vedremo come, grazie al telescopio, siamo in grado di catturare la luce di oggetti celesti estremamente deboli e, tramite la fotocamera, possiamo imprimere questa luce nei pixel che compongono un’immagine digitale.
Ci accorgeremo che un’immagine così ottenuta necessita di una fase di post-elaborazione, al fine di risaltare al meglio i dettagli del soggetto ripreso: vedremo come ciò sia possibile tramite un processo che prende il nome di calibrazione dell’immagine.
Infine, scopriremo come questi scatti possano essere utilizzati nell’ambito scientifico delle misure, per studiare il moto degli oggetti celesti, la loro luminosità e il loro spettro elettromagnetico.

Carico di lavoro totale del corso: 9 ore

Questo MOOC è realizzato dal Politecnico di Milano.

Accesso al corso e disponibilità dei materiali

Il corso è online e completamente gratuito.

Al termine verrà attivata una nuova edizione. I video e i materiali didattici rimarranno disponibili agli iscritti anche dopo la conclusione dell’edizione. Al termine dell’edizione corrente verrà attivata una nuova edizione.

Informazioni sul corso

Il corso è strutturato in tre week, o settimane, che non corrispondono necessariamente a settimane di apprendimento, ma piuttosto a blocchi logici.

  1. Week 1 – Introduzione
  2. Week 2 – Acquisizione ed elaborazione d'immagini
  3. Week 3 – Misure

La prima week, introduttiva, si compone di un’unica lezione, nella quale si discuterà della visione diurna e notturna. Analizzeremo da vicino la struttura dell’occhio umano con particolare attenzione alle cellule fotoricettrici: i coni e i bastoncelli.

La seconda week si compone di due moduli. Nel primo ci addentreremo all’interno di una moderna fotocamera digitale per capirne il funzionamento, iniziando dallo studio dell’effetto fotoelettrico, alla base del funzionamento del sensore. Scopriremo che vi sono due tipologie differenti di sensori: i CCD e i CMOS, che confronteremo per risaltarne vantaggi e svantaggi. Vedremo quindi in che modo la luce incidente viene trasformata in immagine digitale; parleremo di conversione analogico-digitale del segnale elettrico; scala di luminosità dei pixel e istogramma di esposizione dell’immagine. Scopriremo poi come sia possibile ottenere immagini a colori, grazie all’utilizzo di filtri e alle tecniche di tricromia.
Il secondo modulo è incentrato sulla fotografia astronomica: si discuterà del processo di calibrazione delle immagini per ottenere scatti di qualità di oggetti celesti. Verranno introdotti i dark e i bias frame, utilizzati per sottrarre alla nostra immagine grezza il segnale termico (dato dal riscaldamento del sensore) e il segnale di lettura (dato dalla componente elettronica), per poi passare al flat frame, utile per correggere il fixed pattern e ottenere così un campo uniformemente illuminato. Tratteremo quindi la media delle immagini al fine di attenuare il rumore casuale.

Nella terza week si parlerà di applicazioni delle immagini nell’ambito delle misure. Scopriremo come, grazie all’astrometria, possiamo studiare il moto dei corpi celesti; con la fotometria la loro intensità luminosa e, tramite la spettroscopia, analizzarne lo spettro elettromagnetico.

Risultati di Apprendimento Attesi

Se parteciperai attivamente a questo corso, raggiungerai diversi Risultati di Apprendimento Attesi.

Week 1

  1. Descrivere la struttura anatomica dell’occhio umano e saprà confrontare le cellule fotoricettrici coinvolte nella visione diurna e notturna: i coni e i bastoncelli.
    ESCO: spettro elettromagnetico

Week 2

  1. Spiegare il funzionamento di una moderna fotocamera digitale.
    ESCO: tipi di strumenti ottici
  1. Definire le differenze tra sensori di tipo CCD e CMOS e valutare in quali contesti è preferibile l’utilizzo di uno rispetto all’altro
    ESCO: sensori di macchine fotografiche digitali ESCO: analizzare immagini

Week 3

  1. Spiegare l’importanza che riveste la fotografia nelle scienze astronomiche e applicare le conoscenze acquisite nell’ambito di misurazioni astrometriche, fotometriche e spettrometriche.
    ESCO: analizzare le immagini al telescopio ESCO: misurare proprietà fisiche

Prerequisiti

La fruizione completa del corso prevede prerequisiti di matematica, fisica e probabilità che lo rendono indicato a studenti e studentesse interessate/i di classe quinta superiore e universitari.

Attività

Oltre a fruire dei contenuti del corso, costituiti da video e da altri tipi di risorse online, potrai discutere e scambiare idee sui temi del MOOC con gli altri partecipanti tramite il Forum.

Valutazione

Il corso si considera completato se si risponde correttamente al 60% delle domande dell’intero corso.

Attestato di partecipazione

Una volta concluso con successo il corso, puoi ricevere un Attestato di Partecipazione che otterrai se raggiungi la soglia minima del 60% di risposte corrette dei quiz valutati.

Quando avrai completato il corso, potrai richiedere l’Attestato di Partecipazione senza attendere la chiusura dell’edizione. L’attestato può essere scaricato direttamente dalla dashboard.

L’Attestato di Partecipazione non è un certificato ufficiale e non dà diritto a crediti universitari, a voti o a diplomi.

European Qualifications Framework Level

Level 6

Area disciplinare (classificazione ISCED-F)

053 Physical sciences

Forum

Il forum è ad accesso libero e non viene moderato dal docente. Puoi utilizzarlo per confrontarti con gli altri partecipanti o per proporre loro discussioni relative ai contenuti.

Contatti

Per qualsiasi informazioni sul corso o per problemi tecnici scrivi a pok@polimi.it o consulta la pagina delle FAQ.

Docenti del corso

Emanuele Valli

Emanuele Valli

Emanuele Valli (Erba, 1996) laureato in Matematica all’Università degli Studi dell’Insubria. Vive a Bellagio, sul Lago di Como, dove nelle notti serene e senza Luna si può godere di un buon cielo per le osservazioni astronomiche. Collabora da diversi anni con il Gruppo Astrofili Brianza presso l’Osservatorio Astronomico di Sormano, in ambito scientifico e divulgativo. Attualmente impegnato con il Politecnico di Milano nell’ambito del progetto ‘Astronetilo’.

Creative Commons License
Quest’opera è rilasciata con licenza Creative Commons Attribuzione 4.0 Internazionale.

  1. Classes Start

    Nov 15, 2021
  2. Classes End

    Apr 10, 2022
  3. Length

    3 weeks
  4. Estimated Effort

    2-3 hours/week
  5. Language

    Italian
  6. Course Number

    ASTR102
  7. MOOCs For Citizens
Enroll
CONTACT US FAQ