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

Съёмка Deep-Sky объектов цифровой камерой

    Используя обычные, наиболее простые цифровые камеры, стоящие около 300 $ можно добиться потрясающих результатов в астрофотографии. Универсальность и чрезвычайная простота в использовании, возможность делать качественные цветные снимки нажатием одной кнопки, высокое разрешение и возможность отбора более подходящих снимков прямо по ходу работы, делает такие камеры привлекательными как для начинающих, так и для опытных астрофотографов. Кроме того, цифровые камеры можно использовать и для обычной «дневной» фотографии, в отличие от дорогостоящих ПЗС камер, которые предназначены только для определённого вида съёмки. Сегодня практически каждый может снимать Луну, яркие планеты, зачастую получая более качественные результаты, нежели с обычной 35 мм. плёночной камерой. Всё что вам нужно сделать в данном случае – это приблизить камеру к окуляру телескопа, используя фабричные или самодельные фотоадаптеры, затем навести телескоп, сфокусировать его и снимать. Результаты вы получаете мгновенно, к тому же можете сразу отобрать получившиеся кадры.

Цифровые камеры - не только для ярких объектов! Johannes Schedler, Wildon, Австралия сфотографировал туманность Орла, M16, с помощью Canon EOS D60 при использовании 11 дюймового телескопа Celestron. Объеденены 10 фотографий с экспозицией 120 секунд.

    Для съёмки созвездий или панорам Млечного Пути вам даже не нужно телескопа. Всё, что потребуется – цифровая камера с возможностью снимать с экспозициями 8-15 секунд, или больше и фиксация положения камеры, то есть штатив. Всё управление находится на корпусе камеры, поэтому вам не нужен и ноутбук. А домашний компьютер потребуется для дальнейшей работой со снимками. Стоимость камер продолжает снижаться, как только, производители выбрасывают на рынок очередную модель. Например, 5-мегапиксельная камера, вроде Nikon Coolpix 5400 стоит около 650 – 800 $. А цена карт памяти опустилась, примерно, до 0.25 $ за мегабайт. (Обычная карта памяти на 128 мегабайт может держать сотни изображений). Давайте же сейчас обратимся не только к съёмке ярких и простых объектов, но и к достаточно сложной для цифрового фото съёмке звёздных скоплений, туманностей и галактик.

Электронный шум

Эти темные кадры показывают как растет шум в цифровой камере. Отключение камеры между съемкой сильно уменьшает шум. Arpad Kovacsy с Nikon Coolpix 995. Все фотографии получены с 60 сек экспозицией при закрытой крышке камеры.

    Присущая всем deep-sky объектам низкая поверхностная яркость требует экспозиций порядка нескольких минут, чтобы успешно зафиксировать их на плёнку. Для плёночных фотоаппаратов и астрономических ПЗС-камер это не проблема. Однако для цифровых камер, предназначенных, в основном, для дневного использования, время экспозиции ограничено всего несколькими секундами перед тем, как начнётся шум, который испортит снимок. В отличие от профессиональных ПЗС-камер, обычные цифровые камеры не имеют встроенной системы охлаждения, которая необходима для подавления электронного шума и охлаждения матрицы. Поэтому вам необходимо позаботиться о том, чтобы поддерживать камеру в холодном состоянии, чтобы увеличить время экспозиции и к тому же, повысить чувствительность к слабым объектам и улучшить общее качество снимка.

Gary Honis со своей камерой Olympus C-2000 Z, для охлаждения своей цифровой камеры он использовал небольшой куллер от компьютера, который был прикреплен к небольшому отверстию в основании камеры.

    Холодный зимний воздух естественным образом охлаждает камеру и зимой вам нечего беспокоиться. В течение же тёплых летних ночей снимки оказываются буквально «пронизанными» горячими пикселями. «Температура окружающего воздуха в 32° по Фаренгейту или 0° по Цельсию и шум достаточно быстро начинают себя проявлять» - замечает Arpad Kovacsy, который снимает небо со своим Nikon Coolpix 995 и 6-дюймовым рефрактором Astro-Physics из своей слегка засвеченной загородной обсерватории (Вашингтон, округ Колумбия). «Один простой способ хоть как-то компенсировать данный эффект заключается в том, чтобы снимать камеру между экспозициями чтобы дать ей остыть. Полученные мной результаты свидетельствуют о том, шум очень быстро начинает снижаться при последовательных снимках со снятой камерой между экспозициями. Снимая камеру на 10 минут Kovacsy добивается довольно неплохих результатов. «Даже снимки, сделанные при температуре 40° F имею меньший шум, чем снимки, сделанные в самом начале экспонирования, но при 66° F» - добавляет он. «Используя мой метод, температуры ниже 32° F действуют даже лучше, чем самые длинные экспозиции с Collpix 995».

Другой подход к проблеме

    Астрофотограф из Пенсильвании Gary Honis использует другой метод съёмки deep-sky объектов с его Olympus C-2000 Z и 20-дюймовым рефлектором Ньютона на монтировке Добсона Starmaster, оборудованным GoTo системой наведения. Хотя его камеры и ограничены экспозициями по 32 и 16 секунд, большая апертура его телескопа может собрать столько фотонов света, что электронный шум просто ещё не начинает проявлять себя. Съёмка сравнительно ярких объектов, таких как, например, шаровые звёздные скопления не представляет для Honis никакого труда. «В принципе, 16-секундная экспозиция уже вполне достаточна» - говорит он. «Для слабых скоплений наложение нескольких снимков на один может помочь поправить ситуацию. Для более слабых – галактик или туманностей, ограничение длинны экспозиции составляет большую проблему, даже с большой апертурой. Мне необходимо наложить несколько снимков на один, чтобы улучшить результат».
    Для того чтобы помочь камере остыть, Honis прикрепляет к C-200 Z небольшой компьютерный вентилятор – куллер. «Нужно подводить к монтировке телескопа 12-вольтовое питание и направлять вентилятор прямо на корпус камеры (не на оптику!)» - объясняет он. «Результаты впечатляют. Тепло, выработанное электроникой быстро уходит. В морозные ночи я могу делать почти свободные от шума полноцветные снимки с 2-мегапиксельной обычной 300$ цифровой камерой!» Honis подробно, шаг за шагом рассказывает о том, как разобрать C-2000 Z на своём сайте. Он, а также другие фотографы экспериментирует с добавлением в электронную схему камеры (ПЗС-матрицы) термоэлектронного охладителя. Такие системы в настоящее время используются во многих астрономических ПЗС-камерах.

Johannes Schedler получил портрет галактики Водоворот, М51, используя Nikon Coolpix 995, 11-дюймовый телескоп Celestron, 40 мм окуляр Pentax XL. (12 фото по 60 секунд)

    Однако помните, что любые изменения конструкции камеры влекут за собой не соблюдение производственной гарантии, так что это остаётся на ваш собственный риск. Соблюдайте меры предосторожности, иначе чувствительная электроника и/или оптика камеры может преждевременно выйти из строя. «После разборки и повторной сборки моя камера работает нормально, однако это не гарантирует, что то же самое произойдет и с вашей камерой» - предупреждает Honis. Сколько проницающих величин возьмет охлаждаемая воздухом камера? «Накладывая снимки друг на друга, яркие галактики – не проблема», говорит он, «и я могу снимать любые слабые объекты наподобие туманности «Конская Голова» в Орионе. Судите сами, насколько такие снимки глубоки».

Советы и техника съёмки

    Фокусировка может быть достаточно большой проблемой, поскольку слабые deep-sky объекты не видны непосредственно во встроенный LCD-видоискатель камеры. Более того, обычный видоискатель слишком ненадёжен для точной фокусировки. Для того, чтобы добиться тщательной фокусировки, многие любители направляют телескоп на ближайшую яркую звезду и фокусируют по ней камеру – ставят фокус на бесконечность и зум на минимуме. Они также устанавливают чувствительность на максимуме, скажем 800 ISO для регистрации как можно более слабых звёзд. Если у вашей камеры имеется видео выход, подключите внешний монитор или телевизор для обеспечения ещё большей точности. После фокусировки установите ваши значения ISO и зума и снова наведите телескоп на объект. Если у вас есть координатные круги, пользуйтесь ими для наведения. Другой путь – убрать камеру, центрировать объект в поле зрения телескопа непосредственно в окуляр без использования фокусировки, затем снова подсоединить камеру и снимать. Некоторые делают серию снимков для проверки точности фокусировки, а когда добиваются хорошего изображения начинают снимать.
    Часовые приводы телескопов зачастую имеют достаточно высокую точность, поэтому вы свободно можете снимать и минутные экспозиции без гидирования. (Тут, необходимо, однако, заметить, что если даже ваш привод достаточно точен, полностью избежать гидирования, скорее всего не удастся, так как небольшие поправки необходимо делать для контроля точности изображения, иначе длительные экспозиции только ухудшать снимок. Примечание переводчика). LCD-видоискатель камеры должен использоваться только для фокусировки и центрирования кадра. Он должен оставаться выключенным во время экспонирования, во избежания посадки батарей, которая также дополнительно нагревает камеру. Вычитание тёмных кадров также помогает удалять «горячие» пиксели и другие дефекты. На пример, камеры Nikon Coolpix 995 и Canon PowerShot G2 имеют встроенные подавители шумов, которые автоматически делают вторую экспозицию – «тёмный кадр» - с закрытым затвором и используют его для обработки оригинального снимка. Некоторые пользуются данной функцией, а некоторые предпочитают делать описанную выше процедуру вручную: они закрывают телескоп и делают несколько снимков в «холостую», а затем сами вычитают такие кадры при помощи специальных программ.

Наложение изображений

    Для съёмки большинства deep-sky объектов очень эффективен приём, используемый и в обычной фотографии – наложение несколько последовательных экспозиций на одну для получения большей чёткости и проницающей способности снимков, а также для удаления различных дефектов, как, на пример, того же пресловутого шума. Для таких целей обычно используется несколько программ. Это могут быть: Adobe PfotoShop, Maxim DL, AstroStack и ImagesPlus. Любитель из Австрии Johannes Schedler выполняет наложение в Adobe PfotoShop выстраиванием в ряд 5 изображений как разных слоёв. Первый снимок в последовательности – это фон, следующий № 1, третий – № 2 и т.д. Фон устанавливается на 100% прозрачности, тогда как следующие слои устанавливаются на 50, 33, 25 и 20% прозрачности. Все слои, затем накладываются друг на друга так, чтобы в результате получился один снимок. «Если у меня 15 рядов, я делаю три группы по 5 изображений, а затем складываю полученные три изображения в одно» - говорит он.

Riccardo Renzi получил эти две фотографии шаровика в Геркулесе (М13) используя 2.1 мегапиксельную камеру Sony, 11 дюймовый телескоп Celestron и 18 мм окуляр. Левый кадр - единичный 8 секунд, правый - сложение 30 по 8 секунд.

    Затем Schedler обрабатывает снимки в PhotoShop при помощи инструментов «яркость» и «контраст», а также использует «нерезкую маску». «Обычно необходимо лишь слегка подкорректировать цвета, поскольку камера даёт вполне «правдивую» цветопередачу», - добавляет он. Сегодняшние потребители цифровых камер ограничены в возможностях съёмки deep-sky объектов только наличием шума и длинной экспозиции. Такие камеры, конечно, не могут соревноваться с профессиональными ПЗС камерами по своей чувствительности, но именно с их помощью можно отважиться на съёмку deep-sky, и они действительно стоят того, чтобы попробовать себя в этом виде астрофотографии.
Источник: http://www.skyandtelescope.com/howto/astrophotography/3307621.html?page=1&c=y 
Дизайн интерьеров студия дизайна.
2005 - , Проект "Исследование Солнечной системы"
Открыт 15.12.2005, E-mail: lobandrey@yandex.ru