Osa 11 - Kasutage teleskoope objektiivina

Kui vajatakse pikki ja kõige pikemaid fookuskauguseid, on sageli parem ühendada kaamera külge astronoomiline teleskoop fotoobjektiivi asemel.

Osa 11: Teleskoobi kasutamine objektiivina

Astrofotograafid on lõputult pikka fookuskaugust taotledes nõudlikud. Selle põhjuse leiab kiiresti: paljud taevasse jäävad objektid tunduvad meile nende suure kauguse tõttu väga väikesed või lausa pisikesed. Kes soovib neid detaile rikkalikult ja vormi täitvalt jäädvustada, see ei pääse pikast fookuskaugusest vastavalt väiksematele pildinurkadele.

Kõik kaamerasüsteemide tootjad rahuldavad pika fookuskauguse soovi oma valikuga teleobjektiive. Valik ulatub osade kaamerate puhul kuni 600 millimeetrini ja isegi 800 millimeetrised objektiivid leiduvad digitaalsete peegelkaamerate lisavarustuses. Põhimõtteliselt võiks nendega „super-teleobjektiividega“ astronoomias juba palju ära teha, eriti arvesse võttes, et nende objektiivide valgusjõud 1:4,0 ja 1:5,6 on sedavõrd sensatsiooniliselt head objektiividele sellel fookuskaugusel. Kui vaid ei oleks nende ebatavaliselt kõrget soetamishinda, mis äärmuslikel juhtudel ulatub kõrgete nelja- või isegi viiekohaliste eurohinnani.

Muidugi ei ole need teleobjektiivid spetsiaalselt astronoomidele mõeldud, vaid need on asjakohased eelkõige spordi-, looma- ja reportaažifotograafias. Kõrge hinna eest pakutakse vastutasuks suurepärast kujutise kvaliteeti isegi täisavaga.

Kuid ei oleks õiglane sellist super-teleobjektiivi vähendada selle läätsesüsteemiks. Et rahuldada klientide nõudmisi, on need varustatud automaatse fookuse, reguleeritava ava, keeruka „lähedal“-kaadrite korrigeerimise ja sageli ka pildistabilisaatoriga. Kõik need on olulised ja kasulikud klassikalise fotograafia jaoks, kuigi astrofotograafias ei oma need tähtsust, kuid muidugi mõjutavad need kulusid.

Kõrge hinda toovad kaasa ka paljud läätsed, mis on vajalikud universaalse teleobjektiivi konstrueerimiseks: ei ole haruldane, kui ühes sellises objektiivis on kuni 18 läätse.



Teleobjektiiv kasutamisel astronoomias.



Kes igal juhul soovib tegeleda astrofotograafiaga, võib pika fookuskauguse jäädvustamiseks kasutada astronoomilist teleskoopi kohtade kallite teleobjektiivide asemel. Juba selles etapis sooviksin aga vähendada liialt suuri ootusi: isegi astronoomilise teleskoobi korral, millel on kõrge fotograafiline tõhusus, ei saa seda saada diskontohinnaga.

Kuid kuna teleskoop sisaldab märkimisväärselt vähem läätseid (või kui läätsi pole, siis peegleid), pakub see ei automaatset fookust ega pildistabilisaatorit, isegi mitte ava, siis hinnad jäävad oluliselt alla täisväärtusliku fotoobjektiivi omadele. Lisaks pole praktiliselt mingit fookuskauguse piirangut ülespoole; isegi üle 800 millimeetri ulatuvaid fookuskaugusi saab katta taskukohaste amatöörteleskoopidega. „Tavalisi“ amatöörteleskoope on fookuskaugustega kuni umbes 4000 millimeetrit ja avaga 1:10.

Kokkuvõttes võtame teleobjektiivide ja teleskoopide erinevused tabelisse:

Mida tähendavad teleskoopide numbritega märgistused?

Fotoobjektiivide peamised omadused on fookuskaugus ja valguse tugevus, seega suurim reguleeritav ava. Igaüks, kes tõsiselt fotografeerib, on nende numbritega kursis.

Astronoomid on pigem huvitatud ava suurusest, seega sisenemispupilli läbimõõdust (eesmine lääts või pea(peegel)) ja annavad selle sageli segadusseajavalt ka tollides (lühendend "). Fookuskaugus pole neile niivõrd oluline.

Kui näiteks pakutakse teleskoopi järgmiselt: 8" Schmidt-Cassegrain, F/10, siis see tähendab selgelt järgmist:

Teleskoop on Schmidt-Cassegraini tüüpi peegelteleskoop. Selle ava on 8 tolli. 8 tolli on umbes 200 millimeetrit (1 toll = 25,4 millimeetrit). Ava suhe (seega ava) on 1:10. Fookuskaugus tuleb sellest välja arvutada: 10 * 200mm = 2000 millimeetrit!

Aeg-ajalt antakse lihtsalt ava ja fookuskaugus. Näiteks ühe (vana) teleskoobi raamil seisab: D 75 mm F 1200 mm. See tähendab, et eesmise läätse vaba diameeter on 75 millimeetrit, fookuskaugus 1200 millimeetrit. Ava on seega 1:16 (1200 : 75).



Selle teleskoobi objektiivraamil on märgistused „D155mm“ ja „f 7“ (nooled). Diameeter on seega 155 millimeetrit, ava suhe (ava) on 1:7. Korrutamise tulemusena saadakse fookuskaugus 1085 millimeetrit.

Pildivead

Enamik amatöörteleskoope on eelkõige mõeldud visuaalseks vaatluseks. Kui neid kasutatakse fotograafiliselt, võivad tekkida järgmised probleemid:

Vignetid – tumedad pildiääred tekivad sellest, et teleskoobi valgustatav pildiring on väiksem kui sensori diagonaal. Vähesed teleskoobid suudavad piisavas kvaliteedis valgustada täiskaadersensorit (24 x 36 millimeetrit). Väiksematele sensoritele (APS-C formaat) on sobivate teleskoopide valik oluliselt laiem.



See Pleejaadide pilt valmis pärast täiskaadrikaamera ühendamist teleskoobiga. Ilmselgelt ei suuda teleskoop sensorit täielikult valgustada, nagu näitab tugev vigneti esinemine.



Pildivälja kõverdumine – kui „teravustasand” pole tasane, vaid on kumer pind, kannatab teleskoop pildivälja kõverdumise all. Mida suurem on kasutatav salvestusmoodul, seda rohkem avaldub see nõrkus ebateravate tähepiltidega pildi servades, kui on täpselt teravustatud pildi keskosale.

Aitab nn „bildivälja lamedushäälestusläätsedest”, tavaliselt kahest läätsest koosnev süsteem, mis tasandab „kõverdatud” pildivälja ja tagab teravuse kogu pildiväljas. Bildivälja lamedushäälestusläätsed peavad olema häälestatud vastava teleskoopoptikaga, st iga teleskoobi tüübi jaoks, millel on pildivälja kõverdumine, peaks olema vastavalt arvutatud pildivälja lamedushäälestuslääts, mis praktikas pole alati nii.



Pildivälja kõverdumise tõttu muutuvad servades olevad tähed ebateravaks, kui teravustatakse pildi keskosale. Kui teravustada tähti pildi servades, jääb pildi keskosa uduseks.



Ebateravus pildiäärtel – kui teravustatakse pildi keskpunktile, võivad lisaks pildivälja kõverdumisele (eelpool mainitud) esineda perifeersetes pildipiirkondades ka teisi tõsiseid pildivigu, mida nimetatakse „aberratsioonideks” (pildivead). Enamasti on see „kooma”, mis halvendab tähepilti pildiäärtel.

Näiteks kannatavad Newtoni peegelteleskoobid süsteemse kooma all optilise telje kõrval. Teatud piirides saab objektiivi kasutamisega („koomakorrektor“) tugevalt parandada pildi kvaliteeti servast suunas.



Kui tähed servade poole vaadates näevad välja nagu väikesed komeedid sabaga, on pildivea „kooma” mängus.



Teravustasandi asukoht – mõnede teleskoopide puhul võib juhtuda, et digipeegelkaameraga ühenduse loomisel kaugel asuvast motivist ei saada teravat pilti. See puudutab eelkõige Newtoni tüüpi peegelteleskoope. Sel juhul aitab mõnikord ainult okulaariväljavahetuse mudeli vahetamine madalamaks, et viia kaamera teravustasandile.

Kas teleskoobid on objektiivide asendajad?

Kui vaadata esitatud võimalike pildiveade läbi, võib see küsimus uuesti esile kerkida. Seetõttu lühike kokkuvõte:

1. Astrofüüsika teleskoobid ei ole objektiivid; enamik on visuaalse vaatluse jaoks üsna head, fotograafia jaoks aga piiratud soovitusega. Arutelu selle üle, millised teleskoobid astronoomiakasutuses koos ühendatud kaameraga head välja näevad, toimub järjekorra „Astro- ja taevafotograafia” õpetuse number 13 raames („Millised teleskoobid sobivad astrofotograafiaks“).
   
   
2. Paljude teleskoopide puhul tuleb arvestada, et pildi servas võivad esineda pildivead, mida kõigis olukordades ei saa korrigeeriva läätse süsteemiga kõrvaldada. Mõnedel teleskoopoptikatel võib olla raskusi digipeegelkaamera sensori valgustamisega läbi kogu pildi. See puudutab isegi Crop-sensoreid umbes 14 x 22 millimeetrise sensoriga, kuid veelgi enam täiskaadrikaameraid (sensori suurus 24 x 36 millimeetrit). Kes soovib täiskaadrikaamerat teleskoobi külge panna, peab seetõttu kasutama üksikuid teleskoobimudeleid, mis suudavad toota üle terve sensori pinna head pilti.
   
   
3. 500 millimeetri ja pikema fookuskauguse puhul pole teleskoobile siiski alternatiivi, vähemalt kui arvestada super-teleobjektiivide kulusid.
   
   

Fookuskauguse pikendamine

Teleskoobi fookuskauguse pikendamiseks pakutakse nn „Barlow-läätsi”. Need toimivad fotoklaasiga samamoodi nagu telekonverterid fotokaameratel ning need kinnitatakse teleskoobi ja kaamera vahele. Sõltuvalt mudelist saavutate pikenduskoefitsiendid vahemikus 1,5 kuni 5 korda.

Tüüpiline on kahekordne pikenduskoefitsient, mis kahekordistab teleskoobi efektiivse fookuskauguse, vähendades samal ajal ava suhtarvu kahe terve ava võrra. See tähendab, et 800 millimeetri fookuskauguse ja ava 1:4,0 teleskoop muutuks 1600 millimeetrise fookuskaugusega optikaks 1:8 avaga. Seega oleks säriaeg vaja neljakordistada! Barlow-läätsega, mille pikenduskoefitsient on 1,5x, muudetakse eelpool mainitud teleskoop süsteemiks 1200 millimeetri fookuskauguse ja umbes 1:5,6 suhtega avaga, ehkki võrreldes telekonverteri kasutamisega tuleks säriaega kahekordistada.

Barlow-läätsel on positiivne kõrvalmõju - kaamera fokusseerib ainult pildi keskosa, pildivead asuvad pildi servadest kaugemal ja kaovad seega.



Lõigu kuu pildistamine täiskaadrikaameraga pikema fookuskaugusega teleskoobi külge. Teleskoop ei valgustanud sensorit täielikult; selle tagajärjeks oli vignetid.

Sama kaamera samal teleskoobil toodab veatu pildi pärast fookuskauguse pikendamist Barlow-läätse abil. Fookuskauguse pikendamine suurendas kraatrite kujutist:

Fookuse vähendamine

Olemas on ka Barlow läätse vastand, nimelt läätse süsteem efektiivse fookuskauguse vähendamiseks. Seda nimetatakse "Shapley-Lääts", "Focalreducer" või lihtsalt "Reducer" ja see kinnitatakse samuti teleskoobi ja kaamera vahele. On erinevaid mudeleid koefitsientidega vahemikus 0,8 kuni 0,33.

Ava suhe (ava) muutub sama koefitsiendi võrra kui fookuskaugus, see tähendab, et kasutades Shapley läätse, saavutatakse suurem valgustundlikkus ja seeläbi lühem säriaeg oleth. Mõned Shapley läätsed täidavad samal ajal ka pildivälja sirgendamise funktsiooni, see tähendab, et nad muudavad kõvera teravustuspinna tasaseks pinnaks. See toimib loomulikult ainult nende teleskoopide puhul, mille jaoks need Shapley läätsed on välja töötatud, mitte aga universaalselt kõigil teleskoopidel.

Probleem, mis tekib Shapley läätsede kasutamisel, on see, et kiibile projitseeritud pilt peab muutuma väiksemaks, see tähendab, et pildil muutuvad nähtavaks serva-alad, mis olid varem pildivälise alana. Väljaspool pildi keskosa esinevad võimalikud kujutise nõrkused tugevnevad seega.



Järgmine video meie planeedist, tehtud täiskaadrikaameraga pikaaegsel teleskoobil. Sensori valgustamine on ebapiisav (mustad pildiääred).

Sama kaamera samal teleskoobil pärast fookuskauguse vähendamist Shapley läätse abil. Kraatrite kujutise suurus vähenes, vinjettimine suurenes! See kombinatsioon on seega kasutu:

Kaamera ühendamine

Digitaalse peegelkaamera (DSLR) ühendamiseks teleskoobiga peab teleskoobil olema 2-tolline okulaariväljavise (5,08 sentimeetrit). Väiksemad läbimõõdud, nagu neil algaja teleskoopidel endiselt levinud 1,25-tolline ühendus, ei sobi, sest läbilaskeava ei piisa DSLR-anduri valgustamiseks ja põhjustaks tugevat vinjettimist. Üksnes Barlow läätsega oleks võimalik veel kogu pildivälja valgustada.

Kuid enamus kaubanduses saadaval olevaid teleskoope on varustatud vajaliku 2-tollise ühendusega, millesse paigaldatakse visuaalse vaatlemise jaoks 2-tolline okulaar. Fotograafia jaoks ei kasutata seda okulaari. Selle asemel asetatakse kaamera okulaariväljundisse. See tähendab, et salvestussensor paigutatakse teleskoobi fookuskauguse tasapinnale, mida nimetatakse ka "fokaalfotograafiaks".

Vajatakse kahte mehaanilist osa ilma optiliste komponentideta:

T2-adapter – Sellel on ühel pool pistikühendus vastava kaamera jaoks ning teisel pool standardne "T-keere". Pakutakse T2-adaptereid kõigile levinud kaamerapistikutele, näiteks Canon EOS, Nikon F, Pentax K jne. Oluline on see, et osta õige T2-adapter oma kaamera jaoks.

Link müüjale, kellel on erinevatele kaamerasüsteemidele T2-adaptrid saadaval:

http://www.baader-planetarium.de/sektion/s17a/s17a.htm#t2

2-tolline mansett – Sellel mansetil on 2-tolline läbimõõt ja tagaküljel on "T-keere", millega see saab kruvida T2-adapterisse.

Link müüjale, kes pakub 2-tolliseid mansette ("ühenduskontakt" nimetatakse seal):

http://www.baader-planetarium.de/sektion/s08/s08.htm#+16

Täiskaadrikaamerate kasutajad peaksid kaaluma teistsugust lahendust, sest tavalisel T2-adapteril on nii väike läbilaskeava (läbimõõt 38 millimeetrit), et see võib põhjustada vinjettimist. Lahendus on spetsiaalne osa (Canon EOS jaoks), mis asendab nii T2-adapteri kui ka 2-tollise manseti ning pakub suuremat läbilaskeavamõõtu (47 millimeetrit).

Link müüjale "2-tolline adapter Canon EOS-ile" täiskaadrikaameratele:

http://www.teleskop-express.de/shop/product_info.php/info/p260_Adapter-von-2--auf-EOS-Bajonett---volle-EOS-Oeffnung-.html

Vasakul on T2-adapter Canon EOSi pistikuga, keskel on 2-tolline mansett:

Digitaalne peegelkaamera koos paigaldatud T2-adapteriga ja kinnitatud 2-tollise mansetiga. Mõlemad osad ei sisalda läätse:

2-tolline mansett paigaldatakse okulaari asemel teleskoobi väljalaskeava:





Pikendusmansett – Läätsteleskoopidel (refraktoritel) võib juhtuda, et okulaarväljundit ei saa piisavalt välja tõmmata, et saavutada teravustamistasand. Sel juhul on vaja kasutada ühte või mitut 2-tollist pikendusmansetti.

Fookus

Kuna automaatne teravustamine puudub teleskoopides, tuleb parim teravustamispunkt leida käsitsi. See pole nii lihtne, kui see võib esialgu tunduda, sest tänapäevaste digitaalsete peegelkaamerate silmadesed ei ole selleks ette nähtud. See tähendab, et kaamera pildiotsija kaudu vaatamine ja teravuse visuaalne hindamine pildiotsijas ei ole piisav.

Fookustamise põhimõte seisneb üldiselt teleskoobi fookusnupu kasutamises, mis mõnede teleskoopide puhul muudab okulaariväljundi pikkust, teiste puhul aga liigutab teleskoobi peapeeglit aksiaalselt.

Mida pikem on efektiivne salvestusfookuskaugus ja mida valgem (seega väiksem avaarv või ava suhe) on optika, seda vähem on fookustamisel mänguruumi. Temperatuuri muutustega võib fookusasend muutuda. Seega tuleb kord seatud fookus terve vaatlusöö jooksul mitu korda üle vaadata ja vajadusel korrigeerida.

1. Kaamera ilma live-vaateta

Live-View-funktsioonita kaamerad on ebasoodsas olukorras. Lihtsaimal juhul seadke tähe teravustamiseks otsija sisse nii hästi kui võimalik. Seejärel tehke testpilte suhteliselt lühikese säritusajaga, kus täht ei tohi olla üleeksponitud. Kontrollige oma piltide tulemusi kaameradisplay vaates tagasiside abil, kasutades maksimaalset suurendust pildi osa kuvamiseks.

Tasapisi teravustamise muutmine korduva pildikontrolli käigus viib lõpuks parima võimaliku fokusseerimise punktini. Optimaalse fookuspunkti leidmiseks on tõestanud end paremuse poole kaldumine mitu korda ja seejärel korrigeerimine vastassuunas, et saada aimu, kus optimaalne koht asub; te liigute sõna otseses mõttes parima fookuspunkti ümber.

Kui kaamera on ühendatud sülearvutiga, soovitatakse tarkvara kasutamist, et seda protsessi lihtsustada. Eriti astrofotograafia jaoks on tarkvara "ImagesPlus" fookuseerimisel suureks abiks. ImagesPlus'i kaamera juhtimismoodul maksab umbes 70 dollarit ja on saadaval veebisaidil http://www.mlunsold.com. Tarkvara demoversiooni saab nõuda tarkvara autori käest.

Tähesse fookuseerimine "ImagesPlus" abil:





Mitte spetsiaalselt astrofotograafiale mõeldud, kuid siiski hea abimees fookuseerimisel on tarkvara "DSLR Remote", mis suudab järjestikku kuvada suure suurendusega järgmise järgneva foto, võimaldades usaldusväärset teravustamise hindamist taevas oleva tähe teravuse põhjal. See tarkvara maksab umbes 95 dollarit ja seda saab tellida veebisaidilt http://www.breezesys.com/DSLRRemotePro/index.htm. Seal saab alla laadida 15 päeva jooksul töötava versiooni. Mõlemad tarkvarapaketid on inglise keeles.

Fookuseerimine tähele "DLSR Remote" abil:

2. Kaamera koos Live-View'ga

Live-View-funktsiooni abil on fookuseerimine peaaegu nagu mäng. Hele täht tuuakse ligikaudu vaatevälja keskele ja fookus seadistatakse jämedalt otsijas. Seejärel aktiveeritakse Live-View-funktsioon ja täht vaadatakse maksimaalselt suurendusega kaameradisplay'il. Teleskoobi fookusnupule vajutades leitakse optimaalne teravus väga kiiresti ja usaldusväärselt.

Viel mugavam on, kui Live-pildi saab hinnata ühendatud sülearvuti monitoril. Canon EOS-kaamerate puhul Live-View'ga (alates Canon EOS 1000D, 450D, 40D, 5D Mark II, 1D Mark III, 1Ds Mark III) on vajalik tarkvara ja ühenduskaabel kaamera komplektis.

See fookuseerimisviis tähtedele kuni umbes kolmanda suurusjärguni, kuu, päikese (filtriga!) ja eredatele planeetidele toimib suurepäraselt.

Live-View kuulub kuule Canon EOS 450D-ga. Live-View-funktsioon on märkimisväärne abi teleskoobi kaamera teravustamiseks:

Live-View sülearvuti ekraanil: Fookuseerimine ei saa olla lihtsam, kiirem ega täpsem:

Värinaoht!

Pikkade fookuskauguste kasutamine kujutab endast suurt vibratsiooni ohtu. Ehkki teravustamine võib olla täiuslik, võivad teravustuseta fotod siiski tekkida. Probleemsed on peegli liigutus ja kaamera katiku käik vahetult enne või pildistamise ajal.

Sõltuvalt sellest, kui stabiilne on teleskoopi kandva monteerimise ja statiivi kombinatsioon, piisavad selle tüüpi väikseimad vibratsioonid sageli teravuse alla kandmiseks.

• Peegli klõps – Kiirelt ülespoole liikuvate peeglite mõjud enne pildistamist saab vältida, kui kaamera "peegli lukustus" on sisse lülitatud. Esimene katseklõps laseb ainult peegli ülespoole klapituna. Seejärel oodatakse mõni sekund, kuni tekkinud vibratsioonid on möödunud, ja vajutatakse teist korda, et alustada säritamist.

Mõistagi kasutatakse selleks Kaabel- või kaugjuhtimispulti, vastasel juhul tekiksid kaamera päästiku puudutamisest uuesti vibratsioonid.



Canon EOS 40D menüüs sisse lülitatud peegli lukustus.



• Katiku käik – Teda ei saa vältida, sest katik juhib säritust. Olen mitmel korral suutnud tõestada, et katiku liikumised võivad tõepoolest tekitada uduseid pilte. Tegelikult aitab siis ainult stabiilsem monteerimine. Sõltuvalt kaameramudelist võite alternatiivina proovida pildistada, kui Live-View-funktsioon on sisse lülitatud. Siis käib katiku liikumine osaliselt märksa "pehmemalt".

Näidispildid

See kuu pilt on peaaegu töötlemata ja fotografeeritud täiskaadri DSLR-iga (Canon EOS 5D Mark II) 3700 mm fookuskaugusega. Teleskoobina kasutati „Maksutovi-Cassegrain“ tüüpi peegelteleskoopi avaga suhtes 1:14,6. Säritusaja jaoks oli vajalik 1/30 sekundit ISO 400 juures.

Detail eelmisest pildist täissuuruses. See lubab aimata, millist detailirikkust kuu terava optikaga pikemat fookuskaugust kasutades tabada saab. Selline kuu fotograafia on üks harvaesinevaid võimalusi astrofotograafia valdkonnas kasu saada mitmetest megapikslitest.

Päikese pisut suurendatud pildi väljalõige, mis on tehtud spetsiaalse H-alfa filtriga, mis teeb päikese kromosfääri nähtavaks. Pildistamise fookuskaugus oli 2270 millimeetrit.

Kahekordtähted on tänulik objekt teleskoobi fotode jaoks ilma jälgimiskontrollita. Siin valgustati vaid 30 sekundit ISO 800 ja 2800 millimeetrise fookuskaugusega, et eraldada kahekordtäht Mizar (punane nool) Suure Vankri kummist osas. Ta moodustab koos Alkoriga (paremal) omakorda paari, mida palja silmaga on vaevu nähtav kui kahekordtäht.

Nelja meetrise fookuskaugusega teleskoop oli vajalik Orionnebuli südame kujutamiseks. Ava suhe oli 1:10, nii et tänu udu suurele heledusele oli vaja valgustada vaid 90 sekundit ISO 1000 juures ja saati oli võimalik loobuda jälgimise kontrollist.