Наука для всех простыми словами

Самый лучший сайт c познавательной информацией.

Основы астрофотографии. С чего начать?

21.08.2015 в 18:55

В зависимости от объекта съемки и её цели (замысла) в астрофотографии может применяться различное оптическое и съемочное оборудование (как телескоп, так и фотокамера с собственным объективом); оптические системы разных типов и с разным фокусным расстоянием (короткофокусные для широкоугольных снимков либо длиннофокусные - например, для фотографирования планет); фотокамера может быть как неподвижной (для фотографирования следов звёзд), так и оснащённой приводом той или иной конструкции для компенсации суточного вращения земли; съемка с использованием телескопа включает в себя целый ряд технических приёмов, способов и особенностей (как собственно съемки, так и последующей обработки изображения.

Современные астрографы всё чаще снабжаются электронными матрицами и в сочетании с автоматическим управлением с компьютера получают красивые снимки различных небесных объектов.

Первые шаги.
Любое направление в фотографии предполагает наличие определенных знаний и умений, и, чтобы достичь тех же результатов, что и у давно и всерьез увлекающихся фотографов, необходимо не только (а иногда и не столько) оборудование, но и тренировка. Хорошая астрофотография складывается из многих факторов, и далеко не на последнем месте стоит понимание процесса и знание объекта фотосъемки. Поэтому подготовку неплохо было бы начать со знакомства со звездным небом. Сейчас в интернете можно найти массу программ - планетариев, таких как Stellarium, Starcalc, Cartes Du Ceil, Redshift и др., многие из которых распространяются бесплатно. Эти программы покажут вам вид звездного неба, созвездия и планеты, наблюдаемые из выбранного места в нужное время. Такие же приложения и для смартфонов существуют. Когда вы начнете ориентироваться на небе, вы будете лучше понимать, какой объект интереснее для фотографирования, в какое время лучше производить съемку, в какую сторону направить фотоаппарат.

Фотографирование объектов далекого космоса, таких как галактики, звездные скопления и туманности, требуют подготовки, поэтому начнем мы с самого простого - фотографирования звездных полей на широкоугольный объектив.

Основные настройки фотокамеры для астрофотографии.

Прежде чем перейти к выбору оборудования, необходимого для астрофотографии, стоит разобраться с теми параметрами съемки, которые будут использоваться. Это позволит подойти к подбору инструмента с большим пониманием и избавить от лишних трат.

Выдержка.
Как было сказано выше, матрица или фотопленка способны накапливать свет, падающий на них. Следовательно, чем больше выдержка, тем больше звезд вы увидите на фотографии, причем уже через несколько секунд экспозиции звезд станет больше, чем видно невооруженным взглядом. На первый взгляд все просто - ставь выдержку побольше, и наслаждайся результатом! Но - есть несколько моментов.
Вы ограничены по времени максимальной выдержкой, которую можно установить на фотоаппарате. Как правило, для большинства зеркальных камер это 30 секунд. Для более длинных выдержек понадобиться либо тросик, либо пульт дистанционного управления. И тросик, и пульт позволят вам также не касаться камеры в момент спуска затвора, что уменьшит вибрацию камеры и смаз в первые секунды экспозиции. Лишь в том случае, если же нет ни того не другого, можно пользоваться "Автоспуском по Времени", правда выдержка будет составлять максимум 30 секунд (30".
Вы ограничены по времени собственно вращением земли. Звезды, точно так же как и солнце, восходят и заходят в течении суток. Не вдаваясь в более точные расчеты, стоит принять за правило, что на фокусном расстоянии 50 мм у вас есть 20 ( /-) секунд, после чего звезды начнут превращаться из точек в черточки. Для фотографирования через 18 мм объектив выдержку можно ставить уже около 30 секунд, а на 300 мм наоборот, придется сократить до 3-4 секунд.
Только в том случае, если при съемке с длительными экспозициями не использовать экваториальную (параллактическую) монтировку, звезды на снимке, вследствие вращения земли, будут выглядеть как разноцветные дуги, называемые "Следами Звезд". Впрочем, иногда фотографу именно такой эффект и требуется.

Чувствительность.
Наша задача - собрать как можно больше света. Однако, чем больше чувствительность, тем больше уровень цифрового шума, и тем меньше динамический диапазон. В том случае, если на низких чувствительностях звезды еще имеют цвет (а звезды - разноцветны), то на высоких, они начинают выгорать. Зато шанс проработать тусклые звезды и объекты возрастает. Поэтому необходим аккуратный баланс. На современных камерах чувствительность вполне можно варьировать в диапазоне до 800-1600 ISO. Помните, что увеличение ISO в два раза равнозначно (по яркости) увеличению выдержки в два раза. Шумодавы необходимо отключить, поскольку для шумодава не имеет значение, звезды это или шум. А также использование шумодава может навредить при создании калибровочных кадров для постобработки.

Диафрагма.
Чем больше отношение диаметра входного отверстия к фокусному расстоянию (т. е. чем больше светосила), тем больше звезд сможет уловить ваш объектив. Однако астрофотография предполагает работу с точечными источниками света - звездами, и на снимке они должны оставаться таковыми. Наиболее качественную (по интересующим нас параметрам) картинку объективы, обычно, выдают на диафрагмах в диапазоне f 5, 6-11, . П помимо прочего, если в фотографию вы планируете включить элементы пейзажа, это даст вам нужную глубину резкости. Однако для большинства целей достаточно прижать диафрагму буквально на чуть-чуть по сравнению с полностью открытой. Выбирая диафрагменное число, помните, что каждая ступень диафрагмы будет равносильна (по количеству накопленного света) увеличению или уменьшению выдержки в два раза.

Экспопараметры в целом.
Выбирая соотношения выдержки - диафрагмы - чувствительности, помните, что кроме звезд существует еще и фон неба. В городах он достаточно силен и, к примеру, в Москве на диафрагме 5. 6 и выдержке более 10 секунд на ISO 800 небо достаточно сильно выгорает. Однако часто картинку даже с сильным фоном неба вполне можно спасти.

Съемка в RAW формате.
RAW файл обладает более широким динамическим диапазоном, и конвертируя его, допустим в программе Capture NX или другом графическом редакторе, вы, настраивая уровни и управляя инструментами света/тени можете "Вытянуть" звезды и "заглушить" фон неба достаточно кардинальным образом. Не забудьте настроить баланс белого по небу перед обработкой. Это позволит "Вытянуть" больше полезной информации. Помимо прочего, RAW формат может пригодиться для предварительной обработки изображений, называемой калибровкой.

Возможные ошибки.

В астрофотографии, учитывая специфику объекта съемки и необходимые для этого вида фотографии условия, особенно важно придерживаться ряда правил. Ниже перечислены некоторые типичные ошибки и приемы, позволяющие их избежать.

Шум обычно появляется при слишком длительных выдержках и/или низкой чувствительности матрицы.

Постоянно светящиеся пиксели, которые можно ошибочно принять за звезды. Одной из многих причин появления на снимке постоянно светящихся пикселей являются космические лучи, проникающие в верхние слои атмосферы во время вспышки сверхновых звезд.

Смазывание изображения может быть вызвано смещением фотокамеры либо вращением земли во время съемки с длительными выдержками. Для астрофотографии, как и для любого другого вида фотосъемки в условиях недостаточного освещения, рекомендуется использовать штатив. Таким образом, если есть возможность, используйте экваториальную монтировку, чтобы компенсировать смещение звезд, вызванное вращением земли. Появление на рынке бюджетных экваториальных монтировок существенно повысило популярность астрофотографии.

Основные требования.

Ниже представлен список требований, которые необходимо учитывать при выборе фотокамеры и программного обеспечения, независимо от того, делаете ли вы первые шаги в астрофотографии или планируете заняться ею на более серьезном уровне.

Низкий уровень шума позволяет получить более четкие и чистые изображения, что является несомненным преимуществом, поскольку некоторые автоматические методы понижения шума могут удалить со снимка в том числе сами звезды.

Высокая чувствительность дает возможность использовать более короткую выдержку что, в свою очередь, понижает уровень шума на снимках.

Хорошее соотношение сигнал/шум означает, что на снимках, сделанных этой фотокамерой, шум практически отсутствует. У профессиональных цифровых зеркальных фотокамер это соотношение оптимально благодаря их высокой чувствительности и низкому уровню производимых шумов.

Низкий уровень шума усилителя позволяет полностью или частично избежать разводов в уголках изображения. Причиной этого вида шума является усилитель, который размещен близко к матрице. Более всего дефект проявляется при съемке с длительными выдержками в связи с нагреванием матрицы, особенно в ее уголках.

14-Разрядные файлы в формате RAW содержат большую часть информации, необходимой для преобразования изображения в формат Tiff/JPG и последующей обработки. Для получения снимков высочайшего качества всегда делайте их в формате RAW.

Фокусировка с Live View не является обязательной, однако очень пригодится при съемке мелких объектов с большого расстояния, в том числе звезд и планет.