Как сфотографировать Луну крупным планом. Основы астрофотографии.
John Ciemgals, 2012
Автор статьи — John Ciemgals, специально для Фотосайта Артема Кашканова.
Здравствуйте! В этой статье мы рассмотрим основные методы и способы фотографирования луны. Посредством телескопа луну можно снимать тремя способами:
- Прямой фокус – телескоп используется в качестве объектива для фотокамеры, аналогично обычным фотообъективам.
- Афокальная съемка – фотоаппарат с объективом настраивается на изображение даваемое связкой телескоп-окуляр.
- Проекционная съемка – система телескоп – окуляр проецирует изображение прямо на фотоплёнку/матрицу.
Для первого и третьего способа необходима возможность снимать объектив фотоаппарата, т е подразумевается зеркальная камера (DSLR). В этой статье мы рассмотрим только первый способ – съемку в прямом фокусе.
Немного теории
При съемке в прямом фокусе телескопа, равно как и при съемке объективом для нас особенно важны два показателя – апертура и фокусное расстояние в миллиметрах. Апертура – это диаметр светособирающего элемента объектива, от его размера зависит разрешающая способность системы и соответственно, насколько мелкие детали можно будет запечатлеть на снимке. От фокусного расстояния, в свою очередь, зависит масштаб – насколько «большой» будет луна на снимке, а также, насколько можно будет реализовать разрешение объектива. Соответственно, производная из этих двух величин – светосила – влияет на длительность необходимой экспозиции. Светосила — это фокусное расстояние (в миллиметрах), деленное на апертуру (тоже в миллиметрах). К примеру, телескоп с фокусным расстоянием 900 мм и размером апертуры 100 мм имеет светосилу f/9. Попробуем проиллюстрировать, как всё выглядит в объективе при открытой диафрагме и что, собственно, меняется при ее закрывании:
На картинке выше показан ход лучей света (красными) в объективе без диафрагмирования – работает вся апертура. Синим цветом показана объективная линза, красный (свет) сходиться на точке фокуса объектива (обычно там находиться матрица фотоаппарата). А на этом рисунке диафрагма (зелёный) приводит к уменьшению апертуры:
На деле, как мы видим, в фотообъективах диафрагма занимается уменьшением апертуры. Получается, что у объектива есть одна постоянная характеристика — фокусное расстояние, а диафрагма, по сути, меняет апертуру. Отсюда и всё то, что мы практически при съемке имеем – при минимальной диафрагме картинка не очень качественная (из-за того, что оптика при такой светосиле рисует не лучшим образом, и далека от дифракционного качества), при средних значениях диафрагмы уже весьма хорошо (обычно это значения в районе F/5.6 – 11). При дальнейшем закрытии диафрагмы опять начинается деградация картинки – на сей раз уже из-за того что рабочая апертура становиться столь малой, что влияние начинает оказывать дифракция световых волн.
Итак, что же и как нам нужно для съемки луны крупным планом?
Во-первых – объектив или телескоп с соответствующим фокусным расстоянием. В начале статьи можно видеть, каков размер луны на кадре при использовании фотоаппарата с матрицей формата APS-C (кроп 1.6) и объектива с фокусным расстоянием 900 мм. В принципе, при 1200мм она уже заполняет почти весь кадр, а при больших фокусных расстояниях в кадр попадает только фрагмент луны.
Определение масштаба изображения для максимальной детализации
Размер пикселя: d = 0.00642361 мм (6.4 мкм для Canon EOS 350D) Разрешающая способность телескопа: a = 1.15″ (для 100мм апертуры) коэффициент для частоты Найквиста: Nq = 2 Требуемое фокусное расстояние находится по формуле: F = 206265 * d / (a / Nq) В вашем случае получается F = 2304 мм. Для тех, кому считать лень – практически всюду получается значение в районе f/22 – это, практически реализация максимального разрешения объектива, «максимально разумное увеличение», т.е. более длинные фокусы нам новых деталей уже не дадут. «Увеличение» на снимке при апертурах порядка 100 мм и более будет уже весьма существенным – я бы для начала советовал поснимать на фокусных в районе 600 – 1300 мм. «Растянуть» фокусное на телескопе, при необходимости, можно поместив в фокусер между фотоаппаратом и объективом линзу Барлоу – они обычно бывают 2х, 3х, 4х и 5х (это кратности). Т.е. используя телескоп 100/900 совместно с 2х барлоу, его фокусное станет эквивалентным 1800 мм, число f вырастет с 9 до 18 со всеми вытекающими — экспозицию при прочих равных надо будет длинней. Если вместо объектива будет использоваться телескоп, то для сопряжения будет нужно Т2 т-кольцо для соответствующего фотоаппарата, и, возможно, Т-адаптер на 1.25” или 2”.
Вообще съемка через телескоп – это довольно обширная тема сама по себе, и сейчас мы в неё углубляться не будем, ограничившись общими сведениями. Далее нам необходима цифровая зеркалка с полностью ручным управлением и возможностью преподъёма зеркала. Ещё нужен устойчивый штатив ( вообще при съемке небесных «стационарных» объектов лучше всего пользовать астрономический штатив (т. н. монтировку, моунт) экваториального типа с приводом – тогда слежение за объектом будет осуществляться без вашего участия, что не только даст удобство (объект никуда не будет «убегать» из поля зрения), но также уменьшит возможность смаза при относительно длинных выдержках с использованием длинных фокусных расстояний. Для сведения – луна, как и звёзды, перемещается по небу со скоростью примерно 1 градус дуги за 4 минуты. Угловой размер луны – половина градуса, т.е. 30 секунд дуги. Чтобы осуществить спуск затвора не сотрясая камеру необходим спусковой тросик или беспроводной пульт д/у.
Возможно, полезным будет возможность рассмотреть увеличенное изображение при фокусировке через видоискатель – например, насадку с изломом и увеличением 2.5х на искатель. Если у камеры есть «лайфвью» с возможностью увеличения – это очень хорошо. По выставлению диафрагмы на фотообъективах ничего подсказать не могу – тут надо в каждом конкретном случае искать компромисс между временем экспозиции и резкостью (как известно, у фотообъективов наилучшая резкость обычно достигается не на минимальных значениях диафрагмы, и, по сути, являет собой компромисс между «кривостью» оптического тракта и рабочей апертурой, ибо увеличением диафрагменного числа уменьшается рабочая апертура, а это значит – уменьшается теоретически достижимое объективом разрешение. У телескопов такой проблемы нет, они являются дифракционно-ограниченными приборами, т.е. их реальная разрешающая способность ограничивается особенностями природы света (по крайней мере, для центральной части поля зрения), так что в общем случае их дополнительно диафрагмировать, уменьшая рабочую апертуру не имеет смысла. Надо учитывать и факторы влияния атмосферы и важность термостабилизации оборудования.
Каждый из нас не раз замечал, как струиться воздух над костром, раскалённым шоссе, меняя очертания предметов. И чем больше апертура и увеличение, тем больше сей эффект выражен. Подразделить его можно на 3 группы:
1. Общая атмосферная турбулентность — тут уж ничего не поделаешь. Бывают ночи с крайне неспокойной атмосферой, от этого звёзды «мерцают».
2. неудачно выбранное место съемок – на асфальтовой, бетонной площадке, которая за день на солнце нагрелась, и всю ночь остывая будет «струить», на линии визирования есть отапливаемый дом, и т.д.
3. Нетермостабилизированное оборудование – при больших перепадах температуры, пока сам телескоп/объектив достаточно не остынет, хорошего изображения также можно не ждать – и чем больше масштаб изображения, тем более велико влияние всего вышеупомянутого. При дельте температур порядка 20 – 30 градусов термостабилизация объективов может занять более часа. При этом, как уже говорилось, чем больше «увеличение» (длиннее фокус), тем больше влияние всего, и чем меньше – тем, соответственно, проще и легче во всех смыслах.
Съемка
Итак, всё у нас готово к съемке – камера установлена на штатив или моунт, разрешён преподьём зеркала, к камере подсоединен дистанционный спуск, установлен предпочтительный режим и параметры съемки. Наводимся на луну – грубую наводку можно осуществить глядя вдоль оси объектива, потом – глядя в искатель камеры. Фокусируемся – как считаем лучше. Если у камеры есть лайфвью, я бы рекомендовал фокусироватся по нему с выставкой достаточного увеличения на нём. Делаем снимок, смотрим на экранчике – нет ли явной недо- или переэкспозиции? Снимаем побольше кадров, в т.ч. на один – два шага меняя экспопару в обе стороны.
Как правило, значительная часть кадров в такого рода съемках при последующем рассмотрении в полном масштабе оказываются негодными (опять же – чем больше фокусное расстояние, и соответственно, масштаб изображения, тем больше процент брака в общем). Посему, надо набрать достаточное количество, чтобы было из чего отобрать.
Источник
Star Hunter — Ваш путеводитель в мире астрономии
Всё о космосе
Часто задаваемые вопросы по лунно-планетному астрофото
1. Чем лунно-планетная съемка принципиально отличается от других видов?
При съемке планет используется короткая выдержка (от 1\100 с до 1 с), относительное отверстие от 1:20 до 1:40 и сложение нескольких тысяч кадров. Отбираются самые четкие кадры, поэтому удается улучшить соотношение сигнал\шум и свести к минимуму влияние земной атмосферы.
2. Как вкратце выглядит методика планетной съемки?
Получаем видеоролик планеты, обрезаем и выравниваем его, далее в специальной программе отбираем четкие кадры и складываем их. К результату сложения применяем вейвлеты или деконволюцию — восстанавливаем изображение.
Более подробно:
Инструкция по съемке и обработке планет
Инструкция по съемке и обработке видеороликов Луны и Солнца.
3. Хочу попробовать свои силы в планетном фото. С чего начать?
Определиться с оборудованием – телескопом и камерой. Для съемки планет подойдет любой телескоп с качественной оптикой и минимальными аберрациями в центре поля зрения. Получать неплохие снимки можно и с небольшой апертурой (90-102 мм), однако рекомендуемая апертура – от 150 мм. Если у Вас уже есть телескоп — проверьте, нет ли его в черном списке.
Самые простые фото планет можно получить, производя видеосъемку через окуляр телескопа.
4. Почему у меня не получается так, как получается у других?
Причин может быть множество: термостабилизация, неспокойная атмосфера, юстировка, некачественная оптика, небольшая высота объекта над горизонтом, неточная фокусировка, неправильные настройки камеры, неправильный масштаб изображения, ошибки в обработки. Ищите причины, устраняйте недоработки.
5. Какой телескоп рекомендуется для планетной съемки?
Телескоп с большой апертурой, качественной оптикой и минимальными искажениями по центру поля зрения. Конкретно – зеркальные телескопы (Ньютон, Кассегрен), зеркально-линзовые (Максутов-Кассегрен, Шмидт-Кассегрен, Максутов-Ньютон, Шмидт-Ньютон), линзовые (ED или апохроматы). Избегайте моделей из чёрного списка!
6. Какие камеры рекомендуются для планетной съемки?
Cпециализированные монохромные, либо специализированные цветные. Производители – ZWO, QHY, Basler, Point Grey. Модельный ряд камер постоянно обновляется. Лично я могу с уверенностью посоветовать новичкам цветную камеру ZWO 120 MC.
7. Какую использовать Барлоу и зачем?
При съемке с зеркальной камерой, переделанной web-камерой или специализированной астрономической камерой потребуется качественная линза Барлоу . Для телескопов с большой светосилой желательна 5х линза Барлоу (например, НПЗ PAG 3-5x, Televue Powermate 5x, Explore Scientific 5x) , для несветосильных аппаратов будет достаточно недорогой 2х Барлоу (например, Sky-Watcher 2x с Т-адаптером). Увеличение фокусного расстояния телескопа достигается применением линзы Барлоу.
8. Какие нужны переходники и прочие мелочи?
При съемке с зеркальными камерами Canon может потребоваться Т-кольцо и Т-адаптер. Для некоторых астрономических камер необходим переходник с CS на 1.25”. Для монохромных камер необходимо колесо фильтров и, собственно, цветные фильтры. Для переделанной web-камеры необходим отдельный IR-cut фильтр.
9. Я живу в городе. Тут можно что-то снять?
Да, конечно! Планеты, Луну, солнечные пятна можно снимать — городская засветка не влияет на качество лунно-планетных снимков.
10. Почему съемка на ч\б камеру считается более продвинутой, чем на цветную?
По сравнению с аналогичной цветной камерой — выше чувствительность, меньше шум, выше разрешение, универсальнее (возможность съемки в ИК и УФ диапазонах). Однако технологии быстро развиваются, и новейшие цветные камеры могут иметь гораздо лучшие показатели, чем устаревшие монохромные камеры.
У цветной камеры есть свои плюсы — одновременная съемка сразу в трех цветовых каналах, нет необходимости в колесе светофильтров.
11. У меня уже есть простой телескоп и цифромыльница (или зеркалка). Можно на этом оборудовании что-то получить?
Если есть цифровой компактный фотоаппарат – видеоролики планет можно получить съемкой через окуляр. Если есть неиспользуемая вебкамера – можно изъять из неё объектив, саму камеру установить в корпус с посадкой 1.25” и докупить фильтр IR-cut. Если есть зеркальная камера Canon, видеоролики можно записывать либо напрямую в камеру (Canon 550D, 600D, 60D), либо на компьютер через программу EOS Movie Record. Из зеркальных камер неплохо зарекомендовали себя модели Canon 550D, 600D, 60D. Разумеется, специализированные астрономические камеры гораздо предпочтительнее. Подробнее о лунно-планетной съемке через зеркальные камеры Canon: «Камеры для лунно-планетной астросъемки: Canon 550D и ZWO 120 MC.»
12. Какие лучшие примеры планетного фото полученные в мире?
http://www.damianpeach.com/
13. Мне не жалко кучи денег, чтобы получить очень хорошие фото. Что купить?
Телескоп с гарантированным качеством оптики и специализированную монохромную камеру с колесом фильтров.
14. Мне очень нравится Сатурн (Марс, Юпитер, Венера, Луна). Какие есть особенности его съемки?
Юпитер достаточно быстро вращается, поэтому длительность роликов ограничена двумя минутами. Компенсацию вращения можно выполнять в программе WinJUPOS.
У Марса небольшой угловой размер и высокая яркость, можно дополнительно увеличивать фокусное расстояние телескопа.
15. Как точно сфокусироваться?
Либо фокусируясь по экрану ноутбука, либо по маске Бахтинова. Крайне желателен электрофокусер. Если не уверены в точности фокусировки — снимайте несколько роликов с перефокусировкой.
16. Какие оптимальные погодные условия для съемки?
Трудно сказать – даже при безоблачном небе может быть сильная атмосферная турбуленция, а при слабой дымке изображение может быть практически неподвижным.
17. Какое увеличение получится при съемке, если не используется окуляр?
Никакое — в астрофото нет такого понятия, как увеличение, так как полученный снимок можно рассматривать на большом экране, на маленьком, с различного расстояния. Фактически телескоп становится большим телеобъективом для камеры.
Источник