Na liczne prośby forumowiczów postanowiłem napisać krótkie ABC astrofotografii. Temat przeznaczony jest dla osób zupełnie zielonych i absolutnie początkujących. Sam uważam się cały czas jeszcze za początkującego ale postanowiłem podzielić się swoimi doświadczeniami po ponad rocznej zabawie w focenie nieba. Tekst dotyczy wyłącznie fotografii cyfrowej i wyłącznie obiektów tzw. Deep Sky – czyli znajdujących się poza Układem Słonecznych – astrofotografia planetarna rządzi się swoimi prawami i jest znacząco inna. Od razu mam prośbę do bardziej doświadczonych kolegów o ew. korekty merytoryczne tego tekstu
Na początek parę słów ogólnych o problemach wiążących się z fotografowaniem kosmosu. Po pierwsze, jasność obiektów astronomicznych jest nieporównywalnie mniejsza niż tych spotykanych w dziennych fotografiach. Czasy naświetlania zdjęć liczymy w astrofotografii w minutach a nie w ułamkach sekund jak przy zdjęciach dziennych. Im dłuższy czas naświetlania tym więcej szczegółów uda się zarejestrować i tym ciemniejsze obiekty złapiemy. Stosowanie tak długich czasów naświetlania wiąże się z 2 bardzo istotnymi problemami.
Pierwszym z nich jest fakt, że gwiazdy nie stoją w miejscu tylko wykonują pozorny ruch po nieboskłonie, którego przyczyną jest obrót Ziemi. Powoduje to, że zamiast okrągłych punktowych gwiazdek już po kilku sekundach naświetlania możemy otrzymać poruszone kreski. Ten problem będzie miał znaczenie fundamentalne przy doborze sprzętu (zwłaszcza montażu) – o czym za chwilę.
Drugą sprawą są szumy. Niezależnie czy fotografujemy aparatem cyfrowym czy dedykowaną do astrofoto kamerką CCD, zdjęcia wychodzą okropnie zaszumione. Poniżej przykładowe zdjęcie wykonane aparatem Canon EOS 350D – czas naświetlania 10 minut.
Aby pozbyć się tego uciążliwego szumu nie wykonuje się pojedynczych zdjęć tylko całe serie z pozoru identycznych zdjęć. Przy pomocy specjalnego oprogramowania można je potem „zestackować” czyli jakby uśrednić. Szum jest zjawiskiem losowym, fotografowany obiekt – nie. Dlatego uśredniając większą ilość klatek możliwa jest redukcja szumu i wydobycie upragnionego obiektu. Zwykle potrzeba ok 20-30 takich klatek dla aparatu cyfrowego typu Canon 350D.
Do wspominanego składania zdjęć wykorzystuje się jeszcze klatki kalibracyjne (darki i flaty).
Poza zwykłym szumem, na fotce pojawiają się bardzo jasne pojedyncze pixele – są to tzw. hot pixele. Powstają one w powtarzalnych miejscach i zwykłe stackowanie ich nie usunie. (wyjątkiem jest stosowanie tzw. ditheringu ale to już etap bardziej zaawansowany). Jeżeli zasłonimy okiektyw np. czarnym deklem i wykonamy identyczną ekspozycję jak do gotowego zdjęcia (ważne jest zachowanie tego samego czasu naświetlania, temperatury i czułości ISO) to otrzymamy darka. Przy jego pomocy będzie możliwe usunięcie hot pixeli ze zdjęcia – darków też wykonuje się kilkanaście.
Kolejną klatką kalibracyjną jest flat. Na zdjęciu powyżej widać wyraźne pociemnienie tła na rogach. To winietowanie. Poza tym mogą pojawić się różne paprochy zalegające na matrycy. To właśnie ma skorygować flat. Wykonanie poprawnego flata jest znacznie trudniejsze niż darka. Należy sfotografować równomiernie oświetloną powierzchnię tak aby histogram znalazł się mniej więcej na środku. Każdy ma swój własny patent na te klatki, ja po prostu przykrywam teleskop białym podkoszulkiem, celuję za dnia w biały sufi i na ISO100 naświetlam 2-3s tak by histogram wyszełd na środku. Mi ta metoda działa ale z pewnością można by to lepiej zrobić. Zachęcam do poszperania w internecie i ew. próbowanie własnych pomysłów
Są ludzie co budują specjalne lightboxy do wykonywania poprawnych flatów – liczne schematy do znalezienia w google – raczej na zagranicznych stronach. Po wykonaniu tych wszystkich klatek i zebraniu 33 pojedynczych ekspozycji tego obiektu wyszło coś takiego:
Wiedząc już mniej o co chodzi pora na sprawy sprzętowe. Jak już wcześniej pisałem kluczową sprawą jest montaż, który pozwoli nam skompensować pozorny ruch gwiazd. Konstruuje się specjalne montaże do tego celu zwane paralaktycznymi. Taki montaż posiada osie RA i DEC ustawione tak aby ruch nieba wykonywał się tylko w jednej z nich. Ustawia się go przy pomocy lunetki biegunowej na biegun północny (na naszej półkuli oczywiście, Australijczyk ustawi na południowy
). Biegun znajduje się bardzo blisko gwiazdy polarnej a nie dokładnie na niej. Lunetka biegunowa służy do właśnie do określenia pozycji bieguna. W podejściu bardziej zaawansowanym stosuje się dodatkowe jeszcze bardziej precyzyjne metody ustawiania montażu np. metodę dryfu. Polecam bardzo pomocny artykuł na temat ustawania montażu:
http://astronoce.pl/artykuly.php?id=13Mając ustawiony montaż, odpalamy napęd w osi RA i teleskop powolutku sunie podążając za uciekającymi gwiazdami. Oczywiście robi to z określoną skończoną dokładnością. Im robi to dokładniej tym możemy dłużej naświetlać pojedyncze zdjęcie i tym większą ogniskową teleskopu możemy zastosować (co daje większe powiększenie). Na forum jest już wątek na temat montaży do astrofoto, warto go uważnie prześledzić:
viewtopic.php?f=1&t=696Ja osobiście stosuję montaż firmy Sky – Watcher: HEQ5 i wydaje mi się że jest to sensowne minimum choć dozbieranie do EQ6 z pewnością się opłaci
Jednak należy pamiętać że oba te montaże to jednak cały czas klasa bardzo amatorska i daleko im do montaży takich firm jak Takahashi, AstroPhysics czy Losmandy.
Mając już montaż pora na teleskop albo obiektyw. Przy zakupie teleskopu do robienia zdjęć należy kierować się zupełnie innymi kategoriami niż przy zakupie do obserwacji wizualnych. Po pierwsze – ogniskowa. Przy montażach typu HEQ5 ogniskowa 750 którą sam stosuje jest moim zdaniem absolutnym maksimum, zalecałbym nawet trochę mniejszą. Długa ogniskowa daje większe powiększenie ale powoduje też że najmniejsze błędy montażu są znacznie bardziej odczuwalne i ciężej zrobić nieporuszone zdjęcie. Druga sprawa to światłosiła. Im jaśniejszy teleskop tym więcej zarejestruje czy danym czasie naświetlania. Najpopularniejsze uniwersalne światłosiły w amatorskim astrofoto to F/4,5 – F/6. Jaśniejsze teleskopy typu F/4, F/3 kosztują już znacznie więcej i są trudniejsze w obsłudze (trudniej ustawić ostrość etc.). Jeżeli chodzi o konkretne modele to wyjścia w wariancie ekonomicznym są 3:
- zwykły obiektyw manualny:
viewtopic.php?f=4&t=865 – wyjście najtańsze i polecane na początek, bo stawiające najmniejsze wymagania co do montażu. Wbrew pozorom można osiągać nimi bardzo fajne efekty
- teleskop konstrukcji newtona: np.150/750. To jest teleskop którym robię zdjęcia. Wymaga sporo cierpliwości (ogniskowa!) ale jest tani. Jak każdy newton obarczony jest wadą optyczną zwaną komą, którą żeby wyeliminować, należy dokupić do niego korektor komy.
- Refraktor ED80. Refraktory świetnie nadają się do astrofotografii ale pod warunkiem że mają aberrację chromatyczną (wada optyczna powodująca powstawanie barwnych obwódek dookoła jasnych gwiazd) jest z nich dobrze skorygowana. Dlatego sens ma kupowanie tylko refraktorów apochromatycznych. Najtańszym wyjściem jest bardzo popularne rozwiązanie w postaci ED80 firmy Sky – Watchera, Oriona albo Celestrona. Lepszymi ale znacznie droższymi refraktorami są te firm takich jak Takahashi, Borg, Stellarvue itp. Do refraktora potrzebny też będzie dodatkowy układ optyczny zwany flattenerem, który niestety też nie jest tani, a bez niego gwiazdki na brzegach kadru będą nieostre.
Teraz pora na detektor. Jest to kolejny niezbędny element do wykonania zdjęcia. W zasadzie wielkiego wyboru nie ma. Z aparatów fotograficznych nadają się wyłącznie lustrzanki. Co prawda aparatami kompaktowymi też da się robić zdjęcia ale moim zdaniem absolutnie szkoda na nie pieniędzy – różnica jakościowa jest gigantyczna. Z lustrzanek największą popularnością z wielu względów cieszą się canony z serii 300D, 350D, ew. nowsze 400D i 450D. Modele 300D i 350D mają tą zaletę że można w nich wymienić filtr przed matrycą na dedykowany do astrofotografii co sprawi że aparat stanie się bardziej czuły zwłaszcza na linię h-alpha wodoru w której świeci bardzo dużo mgławic. Dla osób z głębszym portfelem dostępne są dedykowane kamerki CCD np. firmy Sbig o znacznie większych możliwościach niż zwykłe aparaty.
Do tego należy jeszcze planując budżet wziąść spory margines na różnego rodzalu kable, zasilacze, złączki etc.
Mając już zrobione zdjęcia należy je jeszcze złożyć. Istnieje do tego specjalne oprogramowanie. Są zarówno darmowe jak i płatne narzędzia. Ja stosuję program Iris (tutorial jest na forum). Często początkujące osoby sięgają po również darmowego DeepSkyStacker'a. Końcowy etap to jak w dziennej fotografii - photoshop albo gimp.
Na koniec tego tekstu wrócę jeszcze do sprawy prowadzenia montażu. Prawda jest taka, że ten element na ogół jest największym problemem i szybko okazuje się że nawet najlepsze montaże po prostu nie prowadzą dobrze. Koniecznym staje się kolejny etap czyli tzw. guiding. Guiding polega na tym, że obok albo na podstawowym teleskopie wieszamy jeszcze jeden, na ogół mniejszy (w przypadku canona i tańszych kamerek). Do tego drugiego teleskopu wrzucamy albo przerobioną web kamerkę albo dedykowany autoguider. Na ogół konieczny będzie laptop ale są dostępne (choć drogie) specjalne kamerki które laptopa nie potrzebują. Guidująca kamerka wykonuje co 2-4 sekundy zdjęcie wybranej gwiazdy i śledzi jak zmienia się jej położenie. Te informacje przez komputer wysyła do montażu i „mówi” mu o ile i w którą stronę się pomylił, po czym montaż wykonuje korektę. Zaawansowane kamerki CCD często mają wbudowany 2 chip dzięki któremu do wykonaniu tej dodatkowej czynności nie potrzeba już 2 teleskopu.
Myślę że na początek to tyle. Mam nadzieję że ktoś na tym tekście skorzysta i trochę się rozjaśni. Gdyby coś było niejasne mogę rozbudować któryś z akapitów. Ew. błędy proszę zgłaszać to wspólnie się poprawi
ps. Kurcze, to miało być krótkie
pozdrawiam
Zaloguj się
Zarejestruj się
