Наблюдения с Земли
Заходите к нам на форум: задавайте вопросы - получайте ответы!
Исследование Солнечной Системы - Наблюдения
Астрономические наблюдения

Астрофотография (ЧАСТЬ II)


    
        ФОКУСИРОВКА

    Для помощи пользователям DSLR в фокусировке служит просто замечательная программа DSLRfocus и именно ей я и фокусируюсь. Потратьте некоторое время на этом этапе для максимально возможной точности фокусировки. Вам воздастся сторицей. Потратьте еще 5 минут для достижения идеального фокуса — и смею заметить, что N кадров с отличным фокусом дадут лучший результат, чем даже N+1 несфокусированных! Процедура такова:
 •   Если Вы сняли камеру с T-кольца для съемки Flat Dark-ов снимите крышку и вновь присоедините камеру к T-кольцу фокусера.
 •   Убедитесь, что 350D подключен к лэптопу посредством штатного USB кабеля.
 •   Запустите DSLRfocus в Режиме Фокусировки, включите и подключитесь к камере.
 •   Поместите звезду "точно в центр" поля DSLR.
 •   Используйте ISO 100 и выдержку в районе 1-4 секунд. Необходимо, чтобы звезда была максимально яркой, но без клиппинга!
 •   Для начала используйте качество изображения - Medium/Normal. Затем настройтесь и проверьте результат в качестве - Large/Fine.
 •   Если Ваша камера поддерживает блокировку зеркала – используйте ее. DSLRfocus 3.3.15 не поддерживает такую блокировку в Режиме Фокусировки 350D, что создает очевидные проблемы в моем излишне гибком Ньютоне. Если Вы находитесь в подобной ситуации, то прочтите комментарии, приведенные ниже.
 •   Когда Вы посчитаете, что достигли идеального фокуса, затяните блокировку фокусера Вашего телескопа и затем сделайте еще один "контрольный" снимок. Если фокус не идеален, повторите до получения такового.
    Как указано выше, Блокировка Зеркала имеет огромное значение для фокусировочных кадров на таких Ньютонах, как мой - который имеет тенденцию слишком сильно гнуться и не менее сильно вибрировать. Без Блокировки Зеркала большинство фокусировочных снимков – порядка секунды или около того – содержат путаницу смазанных звезд, делая невозможным определить момент достижения оптимального фокуса.
    Таким образом, при использовании Ньютона и 350D – камеры, для которой Блокировка Зеркала не поддерживается DSLRfocus в Режиме Фокусировки – я использую другую стратегию фокусировки. В частности я снимаю довольно длительные, гидируемые снимки достаточно ярких звезд и просматриваю то, как четко разрешаются дифракционные пики. Под достаточно длинными кадрами я подразумеваю выдержки порядка 15 и даже более секунд. Для дешевых монтировок, имеющих кучу периодических ошибок гидирование такой "долгой" экспозиции помогает исключить монтировку как источник ошибок и разочарований. В идеале, однако, желательно использовать Блокировку Зеркала и использовать функцию анализа DSLRFocus для определения момента достижения оптимального фокуса.

        Съемка Flat Light-ов

    Как указывалось в предыдущих версиях этого руководства, мой процесс съемки Flat-ов изменился. В частности, теперь для засветки Flat-ов вместо сумеречного неба я использую Лайтбокс. Далее подробно об этом.
    Сначала немного теории. Задачей Flat-ов является наиболее точно охарактеризовать оптическую систему так, чтобы в будущем, при обработке, Вы могли скорректировать такие вещи, как виньетирование (неравномерное освещенность оптики, а именно потемнение краев поля зрения камеры). Хороший набор Flat-ов также скорректирует пятна от пыли на сенсоре камеры. Идеальный Flat снимается по (идеально) равномерно освещенному объекту, когда камера/телескоп сфокусирован на Бесконечность.
    Сумеречное небо дает приемлемое приближение к такому равномерно освещенному объекту. В частности, сумеречное небо в области нескольких часов к Востоку от Зенита дает довольно точное приближение. Однако недавно я решил, что Лайтбокс гораздо более приемлем для съемки Flat-ов, нежели сумеречное небо. Вот всего несколько причин, по которым я предпочитаю Лайтбокс:
 •   При помощи Лайтбокса Flat-ы могут быть собраны в любое время (конечно и в темноте), а не только во время мимолетного мгновения сумерек, которое идеально для сбора Flat-ов.
 •   При сборе Flat-ов я могу повернуть мой излишне гибкий Ньютон точно в то положение, в котором он будет находиться при съемке Light-ов, а итоговый результат дает гораздо более точное соответствие между Flat-ами и Light-ами.
 •   Идеальное время экспозиции может быть вычислено и затем использоваться постоянно. Теперь нет необходимости снимать кучи экспозиций Flat Light-ов во всех и каждой фото-сессии, отбрасывая те, которые недо- или передержаны.
 •   Я могу фокусировать камеру на Бесконечность перед съемкой Flat-ов (обязательно!) наведением на звезду и использованием утилиты типа DSLRFocus.
    Согласно своей роли в астрофотографии Flat-ы должны соответствовать Light-ам настолько точно, насколько это возможно. Итак, мы вводим следующее Главное Правило для Flat-ов:
    Запрещается отсоединять, настраивать или еще как-нибудь касаться снимающей камеры от момента съемки первого Flat Light-а до конца съемки последнего Light-а.
    На практике это означает то, что снимающая камера должна быть прочно присоединена, выровнена и сфокусирована на бесконечность до съемки Flat Light-ов. Крепление и выравнивание камеры описано выше в главе Сборка, а фокусировку мы разобрали в главе Фокусировка.
    Приведу шаги, которые я делаю для сбора своих Flat Light-ов:
 •   Сделать Быстрое Выравнивание монтировки для возможности перехода в желаемые координаты RA/DEC.
 •   Сфокусировать камеру на бесконечность, если это еще не сделано.
 •   "Отключиться" от камеры в DSLRfocus.
 •   Закройте окно искателя 350D крышкой видоискателя (это маленькая, прямоугольная, резиновая деталь, находящаяся на шейном ремне камеры; крышка всегда должна быть на месте при длительных экспозициях слабых объектов).
 •   Поверните телескоп в положение с DEC целевого объекта и RA, значение которого лежит примерно посередине траектории, которую пройдет объект за время, пока Вы будете собирать Light-ы. Если Вы планируете, например, снимать свои Light-ы от момента, когда объект будет на местном Меридиане до момента, когда он будет на два часа к Западу от Меридиана, тогда поверните телескоп по RA в такое положение, в котором Ваш телескоп будет на один час Западнее Меридиана.
 •   Проведите необходимые экспозиции. Я предпочитаю иметь, по крайней мере, 19 пригодных Flat Light-ов. Таким образом, я обычно делаю "на всякий случай" 20 или 21 кадр на случай, если с одним из кадров что-то случится. Если у Вас есть тросик управления спуском, то вместо прикасания к самой камере используйте его. Установите ISO на 100, Качество в "RAW" и активируйте Блокировку Зеркала. Выберите длину экспозиции так, чтобы Медианное значение стало 2048, что является серединой цифрового диапазона 12-разрядного АЦП камеры (0–4095). Вам потребуется поэкспериментировать с длительностью экспозиций, чтобы добиться этого и она будет колебаться в зависимости от фокусного расстояния используемого Вами телескопа. Позже, в данной главе я объясню это детально.
 •   [Опционально, но Рекомендуется]: Извлечь флеш-карту из камеры и скопировать Flat Light-ы на PC … просто для гарантии того, что Вы их случайно не удалите и для их анализа в IRIS, чтобы убедиться в их правильной выдержке.
    Приведу несколько дополнительных замечаний по правильной выдержке Flat Light-ов. Недоэкспонирование Flat Light-а приведет к дополнительному шуму, который будет внесен в Ваши Light-ы во время их обработки - при делении на Master Flat. Передержка Flat Light-ов сделает их абсолютно непригодными. Итак, мы должны быть внимательны к съемке этик кадров "по правилам". Мне кажется, что "по правилам" означает такую длительность экспозиции, которая ведет к такому значению медианы, которое находится в середине диапазона камеры. Это требует дополнительного объяснения.
    Семейство Canon DSLR (включая 350D) имеют 12-битный АЦП для каждого пикселя, а это означает, что при съемке в режиме RAW каждый пиксель выдаст значение в диапазоне 0–4095. Серединой этого диапазона является 2048 и, таким образом, значение Медианы равное 2048 является желательным при съемке Flat Light-ов. Единственный способ узнать значение Медианы кадра – это использование команды IRIS-а stat.
    Аналогично описанным далее в главе Обработка шагам загрузите в IRIS Flat Light, преобразуйте его из CFA в RGB и выполните команду stat. В окне IRIS выдаст по снимку некоторую статистику поканально; одно из чисел это значение Медианы. Увеличьте/уменьшите длительность экспозиции до тех пор, пока Медиана станет достаточно близка к значению 2048 – не страшно если немного больше или меньше. Однако я предпочитаю слегка больше, чем немного меньше. Для дополнительной информации прочтите также параграф “Проверка Правильности Экспозиции Ваших Flat Light-ов”.
    Рискуя тем, что данная глава может Вас убить, я не могу не отметить еще одной тонкости съемки Flat Light-ов. Категорически не надо пользоваться индикатором гистограммы ЖК экрана камеры для определения правильности экспозиции своих Flat Light-овs! На этом экране камера демонстрирует гистограмму данных кадра после применения к ним Гамма-функции (растяжение контраста) и, таким образом, в значительной мере не может выдать гистограмму "линейных" данных изображения, снятых напрямую в RAW файлe. В целом, основываясь на опыте и, как рекомендовано выше, используя IRIS Вы поймете, что правильная выдержка для Flat Light-ов, сделанная на основе гистограммы ЖК экрана камеры, в реальности окажется значительно передержанным. Это нормально и не должно заменять Вам выбор правильной выдержки для Flat Light-ов.

        Выбор цели

    Существует много способов найти и отцентрировать цель в поле зрения снимающей камеры. Для действительно ярких объектов я просто навожусь на них, используя видоискатель снимающей камеры. M42 является примером такого объекта.
    Для более призрачных целей я использую свою таблицу Precise GoTo, чтобы вычислить смещения по RA и DEC (дельты) между Целевым Объектом и каким-либо ярким, близлежащим, легко и безошибочно определяемым Объектом Привязки. Объект Привязки – это почти всегда близкая яркая звезда или планета. Затем я помещаю его в центр поля зрения снимающей камеры и узнаю координаты, вызвав функцию "Get RA/DEC" пульта управления монтировки. Затем я вычисляю смещения при помощи своей таблицы и поворачиваю монтировку в полученные координаты. Во всех случаях повороты должны оканчиваться нажатием кнопок Вверх и Вправо для того, чтобы поступить с люфтом соответствующим образом. В моем случае этот метод потрясающе точен и прост в выполнении.
    Привожу используемую мной процедуру выбора (и проверки) желаемой цели:
 •   Используем описанную выше таблицу для центрирования объекта.
 •   Отключаем Блокировку Зеркала камеры если Ваша версия DSLRfocus не поддерживает для Вашей камеры Блокировку Зеркала в Режиме Фокусировки.
 •   Продолжая использовать DSLRfocus в Режиме Фокусировки, делаем тестовый снимок (ISO 1600, 30 секунд, качество Small/Normal) и проверяем результат. Даже очень тусклые объекты проявят себя при тких параметрах съемки. (Для особенно тусклых объектов, чтобы убедиться, что цель отцентрирована верно, Вы должны сравнить звезды на кадре со звездной картой.) Если цель отцентрирована неверно поверните монтировку в нужном направлении и повторите процесс до достижения нужного результата.
 •   Используя Пульт Управления монтировкой запомните "Объект Пользователя" (Save Sky Object) в текущих координатах на тот случай, если Вы случайно нажали кнопки поворота или случайно изменили RA или DEC при съеме/установке крышек и хотите вернуться к этому положению.

        Выбор гидирующей звезды

    Выбор Гидирующей Звезды может оказаться как простым и быстрым, так и мучительно болезненным. Фактор головной боли обратно пропорционален тому, насколько хорошо искатель Гидирующего Телескопа выровнен с центром поля зрения Гидирующей Вебкамеры и тому, насколько хорошо Гидирующий Телескоп уже сфокусирован. Если выравнивание проведено качественно, тогда перемещение Гидирующей Звезды на перекрестие искателя в каждом случае автоматически поместит ее на чип камеры. В противном случае, приготовьтесь расстроиться.
    Приведу свою последовательность выбора Гидирующей Звезды с того момента, на котором мы выше остановились:
 •   Убедимся, что USB кабель вебкамеры подключен к лэптопу (или USB хабу).
 •   Зарядим GuideDog в Режим Фокусировки и повысим Усиление на панели управления вебкамеры.
 •   Используем искатель Гидирующего Телескопа для выбора подходящей Гидирующей Звезды.
 •   Отрегулируем кольца крепления Гидирующего Телескопа (не RA/DEC монтировки!) для центрирования Гидирующей Звезды в поле его искателя.
 •   Если Вы качественно выровняли искатель Гидирущего Телескопа по отношению к самому Гидирующему Телескопу/вебкамере, то на этом этапе Гидирующая Звезда будет видна в GuideDog. Если нет, пришла пора "поохотиться" за ней.
 •   Продолжаем регулировку Колец Гида то момента центрирования Гидирующей Звезды в окне GuideDog.
 •   Убедимся, что вебкамера точно установлена по осям С-Ю/В-З путем поворотов по RA и DEC вперед и назад. Мне нравится использовать GuideDog в режиме "Preview", тогда я могу включить очень полезное двойное перекрестие. При необходимости повернем камеру так, чтобы она была выровнена ТОЧНО.
 •   Настроим Усиление и другие настройки камеры так, чтобы Гидирующая Звезда была сравнительно яркой, но не передержанной (обрезанной). Настроим, при необходимости, фокусировку Гидирующего Телескопа. Установим и настроим параметры гидирования GuideDog на основании опыта, Вашей конкретной монтировки и условиях наблюдения.
 •   Наденем крышки на искатели телескопов и убедимся, что крышки со снимающего и гидирующего телескопа сняты.
    На данном этапе хорошо было бы убедиться в том, что Вы не сбили положение главного телескопа при регулировке колец Гидирующего Телескопа. Для этого включите в GuideDog гидирование и сделайте в DSLRfocus гидированный кадр – по-прежнему в Режиме Фокусировки – с выдержкой 30 сек и ISO 1600 для проверки того, что цель все еще отцентрирована как того бы хотелось. Если это не так отключите гидирование поверните монтировку по RA/DEC для повторного центрирования цели и отрегулируйте кольца гида так, чтобы отцентрировать Гидирующую Звезду в окне GuideDog. Возможно Вам потребуется неоднократно повторить эту процедуру для того, чтобы снимающий и гидирующий телескопы были нацелены правильно. Как только Вы оказались довольны, имеет смысл проверить еще раз то, как точно вебкамера ориентирована по осям С-Ю/В-З.

        Пробный снимок

    Рассмотрим этот этап как эквивалент "генеральной репетиции". Это последняя проверка того, что Вы отладили кадрирование, фокусировку и настройки съемки (ISO и выдержку). Я спас много ночей, которые прошли бы впустую, если бы я не сделал я тестового снимка, и не проверил его всецело на своем PC. Ведь затем я сделал важные подстройки на основании выявленных проблем. Я настоятельно рекомендую делать его.
    Приведу свою процедуру:
 •   Подсоединим кабель длительных выдержек от параллельного порта к разъему управления затвором 350D.
 •   Убедимся, что крышка видоискателя 350D одета.
 •   Включим в GuideDog гидирование.
 •   Переведем DSLRfocus в Режим Съемки.
 •   Разрешим Блокировку Зеркала как в DSLRfocus так и в самой камере.
 •   Настроим DSLRfocus на съемку одиночного кадра с желаемой длительностью экспозиции.
 •   Сделаем снимок.
 •   Отключим в GuideDog гидирование.
 •   Извлечем флеш-карту, скопируем тестовый кадр на свой компьютер и используем наши графические программы для проверки фокуса, кадрирования и выдержки. Для быстрого просмотра фокуса и кадрирования я использую Canon's Digital Photo Professional, а затем использую IRIS для проверки того, что я получил достаточный сигнал и что детали, которые я пытаюсь снять не пересвечены (насыщены).
 •   Вернем флеш-карту в 350D.
 •   Скорректируем все проблемы, найденные в ходе изучения тестового кадра. Если уровень сигнала слишком мал, увеличим ISO и/или время экспозиции; если яркие объекты пересвечены (насыщены), уменьшим ISO и/или время экспозиции. Возможно, Вам также потребуется повернуть монтировку по RA и/или DEC, если кадрирование не удалось. Если это так наблюдайте при повороте за направлением движения Гидирующей Звезды - это позволит Вам легко выбрать ее повторно. Если кадр вне фокуса, чего не должно быть – но все возможно – вернемся к главе фокусировка и начнем заново.
 •   При необходимости вновь отцентрируем Гидирующую Звезду (процесс таскания флеш-карты туда-сюда вполне мог слегка сдвинуть монтировку).
 •   Если Вы сделали любую коррекцию повторите приведенный процесс, чтобы удостовериться в том, что все в порядке. Если все в порядке переходим к следующему этапу.

        Съемка Light

    Если предыдущий шаг был генеральной репетицией, то этот шаг – главное представление. Мне нравится использовать дизеринг (смещение) между экспозициями с целью максимизирования соотношения сигнал/шум в сложенном результате. Под дизерингом я подразумеваю крохотный поворот монтировки в случайном направлении по RA и/или DEC между каждой из экспозиций с целью перемещения цели по сенсору камеры. Это позволяет избежать проблемы, вызванной неодинаковой чувствительностью отдельных пикселей матрицы, а также эффект горячих пикселей. Кроме того, он позволит сильнее, чем Вы смогли бы, увеличить итоговое обработанное изображение без появления уродливых, похожих на шахматную доску "шумовых узоров" на заднем фоне и позволит выявить больше деталей Вашей цели. Я настоятельно рекомендую его, но понимаю, что процесс весьма трудоемок и является реальным "головняком". Уровень неудобств от дизеринга можно снизить, если удаленно управлять Вашим лэптопом при помощи чего-либо типа pcAnywhere.
    Еще немного о дизеринге. При дизеринге мы должны полностью отключить гидирование; иначе GuideDog вернет Гидирующую Звезду точно туда, где она была до этого и сведет действие дизеринга на нет. Для полного отключения гидирования убедитесь перед поворотом монтировки в том, что нажаты (сняты метки) кнопки Guide и Lock. Затем восстановите гидирование нажатием кнопки Lock, выбором Гидирующей Звезды и повторным нажатием кнопки Guide.
    Приведу свою процедуру съемки Light-ов:
 •   Убедимся, что крышка видоискателя 350D одета.
 •   Настроим DSLRfocus на желаемое количество кадров, межкадровую паузу и т.д. Обычно я ввожу между кадрами 1-минутное "время успокоения", что дает мне время на проведение дизеринга и стабилизвции GuideDog перед тем, как начнется следующая экспозиция.
 •   Включим в GuideDog гидирование.
 •   Поехали!
 •   Дизеринг: Между каждым из кадров полностью отключаем гидирование (в GuideDog как кнопку Guide так и Lock), поворачиваем монтировку на КРОХОТНОЕ значение в случайном направлении, вновь запускаем гидирование и повторяем все это снова. Четыре кнопки "движения" монтировки в окне GuideDog очень полезны для поворота на малое, контролируемое значение.
 •   Снимем столько кадров, сколько сможем. Больше кадров - это всегда лучше, чем их меньше. Учитывая то время, которое потрачено на настройку и то время, которое Вы еще потратите на обработку, будет разумным снять столько Light-ов, сколько возможно. Снимайте до захода объекта или до того момента, когда Ваш организм неодолимо потребует сна.
    Еще несколько слов о дизеринге. "Шумовой узор" бытовых DSLR-камер по своей природе вертикален и горизонтален – эдакий мелкозернистый шахматный узор. Поэтому худший из всех вариант дизеринга это поворот монтировки в линейном направлении – либо по RA, либо по DEC. Гораздо лучшей последовательностью дизеринга будет "разворачивающаяся спираль", которую, при сильном удалении от центра можно заменить спиралью, которая сворачивается обратно. Также замечу, что размывающий эффект вращения поля (от неверного полярного выравнивания) в данном случае будет полезен, так как он добавит дополнительный элемент случайности в эти вертикальные и горизонтальные узоры при обработке на этапе регистрации кадров (выровненных и избавленных от ротации).

        Съемка Dark-ов

    Теперь, когда мы отсняли наши Light-ы, пришло время начать (немедленно) съемку наших Dark-ов. Я предпочитаю снимать не менее 9 Dark-ов и, возможно, более, если Light-ы имеют относительно короткую выдержку. В любом случае надо собрать нечетное количество Dark-ов ибо Вам более чем понравится их медианное сложение, а оператор числовой медианы просто предпочитает нечетное количество отсчетов.
    Я оставляю в DSLRfocus параметры времени для Dark-ов такими же, как и для Light-ов. На самом деле я предпочитаю в DSLRfocus переходить от съемки Light-ов к съемке Dark-ов "без какой-либо паузы". Под этим я подразумеваю то, что для Light-ов я имею 1-минутную межкадровую "паузу", оставляю точно такую же 1-минутную паузу между последним Light-ом и первым Dark-ом и использую все тот же 1-минутный промежуток между каждым их Dark-ов. Эта процедура дает практически полное соответствие между Light-ами и Dark-ами в отношении времени охлаждения матрицы камеры между кадрами.
    Вот моя последовательность. На этот момент закончилась съемка последнего Light-а:
 •   Отключаем в GuideDog гидирование, чтобы программа не сошла с ума, не зависла или еще как-либо повлияла на усилия DSLRfocus в деле этапа съемки Dark-ов.
 •   Отсоединим 350D от T-кольца и наденем на байонет крышку.
 •   Оставим крышку видоискателя 350D закрытой.
 •   Дадим DSLRfocus время для съемки не менее, чем 9 Dark-ов с теми же ISO, выдержкой и межкадровой "паузой" как и для Light-ов.
 •   Сделаем это немедленно после съемки Light-ов, чтобы быть уверенными, что температура при съемке Dark-ов была как можно более близка к той, которая была при съемке Light-ов.
 •   Снимем не менее 9 Dark-ов. 15 будет лучше.
    Теперь, когда Dark-и отсняты я: или начинаю обработку Flat-ов; или собираю не нужное ночью оборудование; или начинаю заниматься визуальной астрономией "украшений", которые в данное время удачно расположены.
    Примечание: Если Вы еще не собрали Flat Dark-и сейчас самое время сделать это. Детали процесса описаны в главе Съемка Flat Dark-ов.
    Поздравляем, Вы закончили процесс съемки! Теперь пришла пора обработать результаты работы. Ладно, давай на самом деле обработаем твои результаты завтра утром.

        ОБРАБОТКА

    Теперь, когда вы отсняли свои Flat Light-ы, Light-ы, Dark-и, Flat+ Dark-и можно обработку полученных кадров для того, чтобы получить как можно больше подробностей. Это занятие требует достаточно сложных программ. Моим любимым приложением для этой задачи является бесплатный пакет IRIS, разработанный Christian Buil. Другие предпочитают программу ImagesPlus Mike Unsold, которая на момент написания статьи стоила 180 долларов. Однако повторю – это мое руководство, и я использую IRIS. Поэтому вся последовательность обработки будет раскрыта с точки зрения IRIS. План будет таков:
 1.     Настройка IRIS.
 2.     “Визуализация”
 3.     Создание Master Flat-а
 4.     Создание Master Dark-а
 5.     Калибровка Light-ов
 6.     Конвертирование CFA в RGB
 7.     Регистрация
 8.     Обрезка
 9.     Нормализация
 10.   Сложение
 11.   Удаление градиента
 12.   Баланс белого
 13.   Растяжение
 14.   Доводка в Photoshop-е
 15.   Дополнительные оптимизации
 16.   Архивация Ваших результатов
 •   Все нижеследующее не является вводным курсом в IRIS. Если такой необходим читайте различные руководства от Christian по ссылкам с домашней страницы IRIS. В частности прочтите Иллюстрированное руководство по DSLR обработке, а также более углубленное руководство Обработка изображений цифровых камер.

Автор материала: ДЖИМ СОЛОМОН  (Перевод Mef_poter)
Почему болит голова и тошнит http://progolovy.ru/vidy-boli/bolit-golova-i-toshnit
2005 - , Проект "Исследование Солнечной системы"
Открыт 15.12.2005, E-mail: lobandrey@yandex.ru