Sadaļa 11 - Izmantojot teropēru kā objektīvu

Ja tiek prasītas gari un ļoti gari fokusa attālumi, bieži vien ir labāk nomainīt kamerai fotoobjektīvu pret astronomisko tālskati.

Nodaļa 11: Tālskats kā objektīvs

Astrofotogrāfi neapmierināmi, kad runa ir par vēlamo lielu fokusa attālumu. Iemesls tam ir viegli saprotams: liela attāluma dēļ daudzi naktī redzamie objekti šķiet mazi vai pat sīki. Ja vēlaties tos uzņemt detalizēti un pilnu ekrānu, nevar iztikt bez garajiem fokusa attālumiem ar atbilstoši maziem attēla leņķiem.

Visi sistēmakameru ražotāji apmierina klientu vēlmes pēc garajiem fokusa attālumiem, piedāvājot telefoto objektīvus. Piedāvājumā ir objektīvi līdz pat 600 milimetriem, un pat 800 milimetru objektīvi ir pieejami digitālo spoguļkameru piederumu programmā. Pamatā ar šiem "super-telefoto objektīviem" astronēmijā varētu darīt daudz, it īpaši ņemot vērā objektīvu gaismas stiprumu 1:4,0 un 1:5,6, kas šai fokusa attālumam ir patiešām izcili labi. Tomēr šo objektīvu ļoti augstais iegādes cena gandrīz vienmēr pārsniedz četrus vai piecus ciparus eiro vērtībā.

Šie telefoto objektīvi nav īpaši paredzēti astrofotogrāfiem, tie ir vērtēti galvenokārt sporta, dzīvnieku un reportāžas fotogrāfijā. Par augsto cenu tie nodrošina izcilu attēla kvalitāti pat pilnīgi atvērtā diafragmā.

Tomēr nebūtu godīgi šādu super-telefoto objektīvu ierobežot tikai uz to lēcu sistēmu. Lai apmierinātu klientu vajadzības, tie ir aprīkoti ar automātisko fokusu, regulējamu diafragmu, sarežģītu "tuvo" uzņemšanu un bieži vien arī attēla stabilizatoru. Šie visi ir lietas, kas ir svarīgas un noderīgas klasiskajai fotogrāfijai, tomēr astrofotogrāfijā nav nozīmes, bet protams rada papildu izdevumus.

Lielā mērā augsto cenu nosaka arī daudzās lēcas, kas ir nepieciešamas, lai izveidotu universāli izmantojamu telefoto objektīvu: Bieži vien šādā objektīvā ir kombinētas līdz pat 18 lēcas.



Telefoto objektīvs izmantojams astronēmijā.



Ja jūs tomēr vēlaties nodarboties ar astrofotogrāfiju, vietā dārgim telefoto objektīvam varat izmantot arī astronomisko tālskati. Jau šajā posmā gribu norādīt uz pārmērīgām cerībām: pat augsta fotografiska attēla veiktspēja astronomiskajam tālskatim nav pieejama diskonta cenā.

Tomēr tā kā tālskatam ir ievērojami mazāk lēcu (vai spoguļu) nekā objektīvam, nav autofokusa, attēla stabilizatora, un pat diafragmas, tā cenas ir ievērojami zemākas par pilnvērtīgu fotoobjektīvu. Turklāt praktiski nav fokusa attālumu ierobežojumu; pat fokusa attālumi, kas pārsniedz 800 milimetrus, var tikt nodrošināti ar pieejamiem amatieru teleskopiem. "Ikgadējie" amatieru teleskopi ir ar fokusa attālumiem līdz apmēram 4000 milimetriem un ar atvērums attiecība (diafragma) 1:10.

Veidojot atšķirību starp telefoto objektīviem un tālskatiem, tos apkopojam tabulā:

Ko nozīmē skaitļi teleskopu nosaukumos?

Attēla objektīva raksturlielumi ir fokusa attālums un gaismas spēks, t.i., lielākā regulējamā diafragmas atvērums. Katrs, kas nopietni fotogrāfē, ir iepazinies ar šiem skaitļiem.

Astronomi gan ir ieinteresēti par atvēršanu, tā sakot, ieejas pupillu diametru (priekšējas lēcas vai galvenā spoguļa) un to parasti paziņo joslās (saīsinājums "). Savukārt fokusa attāluma ir parasti mazāk nozīme viņiem.

Piemēram, ja tālskats tiek piedāvāts šādi: 8" Schmidt-Cassegrain, F/10, tas skaidri nozīmē:

Teleskops ir spoguļtēlskats "Schmidt-Cassegrain" konstrukcijā. Tā atvērums ir 8 collas. 8 collas apmēram ir 200 milimetri (1 colla = 25,4 milimetri). Atvērums attiecība (t.i., diafragma) ir 1:10. Fokusa attālums jāaprēķina no tā: 10 * 200mm = 2000 milimetri!

D 75 mm F 1200 mm. Tas nozīmē, ka priekšējās lēcas brīvais diametrs ir 75 milimetri, bet fokusa attālums ir 1200 milimetri. Tātad, atvērums attiecībā uz diafragmu ir 1:16 (1200 : 75).



Šis tālskats uz lēcas ieraksta ir apzīmēts ar "D155mm" un "f 7" (bultiņas). Tā diametrs ir 155 milimetri, atvērums attiecība (diafragma) ir 1:7. Fokusa attālums jāaprēķina kā 1085 milimetri.

Attēla defekti

Vairākums amatieru teleskopu ir galvenokārt paredzēti vizuālai novērošanai. Kā izrādās, fotografējot var rasties šādas problēmas:

Vigneting - tumši attēli, kas rodas, jo teleskopa apgaismojamā bilde ir mazāka par sensora formāta diagonāli. Ne daudzi teleskopi spēj izgaismot pilnībā pilnbilžu formāta sensoru (24 x 36 milimetri) pietiekami labā kvalitātē. Lielākoties ir lielāks izvēles loks labi lietojamiem teleskopiem, kas paredzēti mazākiem sensoriem (APS-C formāts).



Šis Plējadu attēls tika radīts, pieslēdzot pilnības formāta kameru pie teleskopa. Skaidrs, ka teleskops nav spējīgs pilnībā izgaismot sensoru, kā parāda spēcīgais vigneting.



Bildfeldkrümmung - kad "fokusa plakne" ir nevis plakne, bet gan dobe, teleskops cieš no attēla plāna krivuma. Jo lielāks ir izmantotais uzņemšanas sensors, jo vairāk šī vājuma izpaudīsies kā neskaidras zvaigžņu attēlojumu malās, ja uz attēla centrālu fokusa ir precīzi pielāgots.

Šīm problēmām palīdz tā sauktās "attēla plāna līdzināšanas lēcas", parasti divlēcu sistēma, lai līdzinātu "kūst" attēlu, tādējādi nodrošinot skaidrību visā attēla plānā. Attēla plāna līdzināšanas lēcām jābūt pielāgotām konkrētajai teleskopa optikai, t.i., strikti ņemot vērā, katram attēla plāna krivuma veidam ar teleskopa tipu būtu jābūt atbilstoši aprēķinātai attēla plāna līdzināšanas lēcai, kas praksē nav gadījumā.



Attēla plāna krivuma dēļ zvaigznes malas kļūst neskaidras, ja fokusētas uz attēla centrā. Ja fokusētu uz zvaigznēm attēla malā, attēla centrā būtu neskaidrība.



Neskaidrums attēla malās - fokusējoties uz attēla centrālo daļu, var rasties neskaidrības ne tikai sakarā ar attēla plāna krivumu (skatīt iepriekš), bet arī citi ļoti nopietni attēla defekti, kas tiek saukti par "aberrācijām" (attēla defekti). Galvenokārt tā ir "koma", kas pasliktina zvaigžņu attēlojumu attēla malās.

Newtona spoguļteleskopi, piemēram, cieš no komas ārpus optiskās ass nepieciešamības raksturīgi. Noteiktās robežās attēla kvalitāte uz malu virzienu var tikt būtiski uzlabota, izmantojot lēcu sistēmu („komas korektors“).



Ja zvaigznes malā izskatās kā mazi komētas ar asti, tad attēla defekts „koma” ir spēlē.



Plakanā attēla plāna atrašanās vieta - dažiem teleskopiem var rasties problēmas, izmantojot pieslēgtu spoguļkameru, lai iegūtu skaidru attēlu tālu novietotai objektam. Īpaši tas attiecas uz Newtona tipa spoguļteleskopiem. Šādā gadījumā vienīgais risinājums var būt okulāra izvietojuma nomainīšana pret plānāku modeli, lai novietotu kameru attēla plānā.

Vai teleskopi ir objektīvu aizstājēji?

1. Astronomiskie teleskopi nav objektīvi; lielākā daļa ir piemēroti vizuālai novērošanai, taču fotogrāfijai tie tikai ierobežoti ieteicami. Diskusija par to, kuri teleskopi astrofoto lietojumā ar pieslēgtu kameras iegūst labu veiktspēju, notiek 13. sērijā izdarīto vadu „Astro- un debesu fotogrāfija” („Kuri tālie reģi ir piemēroti astrofotogrāfijai”).
   
   
2. Vairākumam teleskoptipu jārēķinās ar to, ka attēla malās var rasties attēla defekti, kuri dažos gadījumos nevar tikt izlaboti ar koriģējošu lēcu sistēmu. Dažām teleskopu optikām var būt problēmas ar digitālas spoguļkameras sensoru pilnībā izgaismot līdz pat attēla malām. Tas attiecas gan uz Crop kameras ar apmēram 14 x 22 milimetriem liela sensora, bet īpaši uz pilnīgas formāta kamerām (sensora izmērs 24 x 36 milimetri). Ja vēlaties darbināt pilnības formāta kameru pie teleskopa, jāizvēlas pāris teleskopu modeļu, kas spēj radīt labu attēlu visas sensora platības.
   
   
3. Attēla fokusējoties uz vairāk nekā 500 milimetru attāluma, teleskopa gadījumā joprojām nav alternatīvu, vismaz tad, ja ņem vērā super-teleobjektīvu izmaksas.
   
   

Brennweitenverlängerung

Teleskopa fokusu pagarināšanai tiek piedāvātas tā sauktās „Barlow lēcas”. Tās darbojas līdzīgi kā telekonvertori fotoobjektīviem un tiek uzstādītas starp teleskopu un kameru. Atkarībā no modeļa, ar tām var sasniegt pagarinājuma faktorus no 1,5 līdz 5 reizes.

Tipiska ir divkārtīga pagarinājuma faktora izmantošana, kas dubulto teleskopa efektīvo fokusa attālumu, taču atveres attiecību samazina par divām pilnīgām diafragmu pakāpēm. Tas nozīmē, ka no teleskopa ar 800 milimetru fokusa attālumu un f/4,0 atvērumu kļūst par optiku ar 1600 milimetru fokusa attālumu un f/8,0 atvērumu. Izgaismošanas laiks tāpēc jāpalielina četras reizes! Barlow lēcai ar pagarinājuma faktoru 1,5x no minētā teleskopa izveidotu sistēmu ar 1200 milimetru fokusa attālumu (aptuveni) un f/5,6 atvērumu, kas nozīmē, ka izgaismošanas laiks jādubulto salīdzinājumā ar lietošanu bez telekonvertora.

Pozitīvs Barlow lēcas efekts ir tas, ka kamera tiek galvenokārt nofokusēta uz attēla centru, attēla defekti malu joslās izzūd un tādējādi arī pazūd.



Mēness attēls ar pilnības formāta kameru pie teleskopa ar garu fokusa attālumu. Teleskops nespēj pilnībā izgaismot sensoru; rezultātā vigneting ir redzams.

Attēlu uzņemšana ar to pašu kameru pie tā paša teleskopa rada nevainojamu attēlu pēc tam, kad fokusa attālums ir pagarināts ar Barlow lēcu. Fokusa attāluma pagarinājums radīja lielāku krateru attēlojumu:

Brennweitenreduzierung

Eksistē arī pretējais Barlow lēcas variants, proti, lēcas sistēma efektīvās degvietas samazināšanai. To sauc par "Shapley lēcu", "Focalreducer" vai vienkārši "Reducer", un tas tiek uzstādīts starp teleskopu un kameru. Ir pieejami dažādi modeļi ar faktoriem no 0,8 līdz 0,33.

Atvēršanas attiecība (blenda) tiek mainīta par to pašu faktoru kā degvietas garums, tas nozīmē, ka, izmantojot Shapley lēcu, tiek iegūta lielāka gaismas stiprums un tādējādi saīsināta nepieciešamā ekspozīcijas laiks.

Daudzas Shapley lēcas vienlaikus nodrošina attēla laukuma līdzināšanas lēču funkciju, tas nozīmē, ka tās ļauj izliektās asmeņu "plaknes" pārvērst plaknē. Protams, tas darbojas tikai ar tiem teleskopiem, kam šīs Shapley lēcas ir izstrādātas, nevis universāli visos teleskopos.

Problēma, izmantojot Shapley lēcas, ir tā, ka uz čipa attēlots attēls jāsamazina, tas nozīmē, ka attēlā kļūst redzami perifērijas apgabali, kas agrāk atradās attēla laukā ārpus tā. Jebkādas atspoguļošanas novirzes ārpus attēla centrālā apgabala tiks pastiprinātas.



Vēl viens Mēness uzņēmums, kas veikts ar pilna formāta kameru pie ilgās degvietas teleskopa. Sensora apgaismojums ir nepietiekams (melnie attēla stūri).

Viens un tas pats kameras pie teleskopa pēc degvietas samazināšanas ar Shapley lēcu. Krāteru attēlveidošanas lielums samazinājās, bet kraipu efekts palielinājās! Tātad šāda kombinācija ir bezjēdzīga:

Anschluss der Kamera

Lai pieslēgtu digitālo spoguļkameru (DSLR) pie teleskopa, teleskopam jābūt ar 2 collu (5,08 centimetriem) diametra okulāra izvilkumam. Mazāki diametri, piemēram, plaši izplatītais 1,25 collu pieslēgums sākotnējiem teleskopiem, nav piemēroti, jo nesaskarošās atvērtes diametrs nebūs pietiekams DSLR sensora apgaismošanai un radīs biežāko kraipts efektu. Labākais variants papildus ar Barlow lēcu izgaismojumu var nodrošināt visa attēla laukuma izgaismošanu.

Taču lielākā daļa tirdzniecībā pieejamo teleskopu ir ar nepieciešamo 2 collu pieslēgumu, kur ievietojams 2 collu okulārs vizuālai novērošanai. Šo okularu neizmanto fotografēšanai. Tā vietā kameras ievieto okulāra izvilkumā. Tas nozīmē, ka uzņemšanas sensors tiek novietots teleskopa degvielas plaknē, tāpēc to sauc par "fokālo fotogrāfiju".

Nepieciešami divi mehāniskie gabali bez optiskajām sastāvdaļām:

T2 adapteris – Vienā pusē tam ir bajoneta pieslēgums, kas atbilst izmantotajai kamerasi, bet otras pusē ir standartizēta "T vītne". T2 adapteri tiek piedāvāti visiem populārajiem kameras bajonetiem, piemēram, Canon EOS, Nikon F, Pentax K, utt. Tāpēc iegādes laikā ir svarīgi iegādāties atbilstošo T2 adapteri savai kamerai.

Saite uz T2 adapteru piegādātāju dažādiem kameras sistēmiem:

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

2 collu mangupe – šai mangupei ir 2 collu diametra un aizmugurē "T-vītne", lai to varētu iedurt T2 adapterī.

Saite uz 2 collu mangupe piegādātāju (tur apzīmēta kā „Steckanschluss“):

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

Pilna formāta kameru lietotājiem jāapsver citāda risinājuma izmantošana, jo standarta T2 adapterim ir tik maza caurlaide (38 milimetri diametrā), ka var rasties kraipts efekts. Risinājums ir speciāla ierīce (Canon EOS), kas aizstāj T2 adapteri un 2 collu mangupi un nodrošina lielāku caurlaidi (47 milimetri diametrā).

Saite uz „2 collu adapteri uz Canon EOS“ piegādātāju pilna formāta kamerām:

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

Kreisē pusē redzams T2 adapteris ar Canon EOS bajonetu, vidū - 2 collu mangupe:

Digitālā spoguļkamera ar uzstādītu T2 adapteri un iedurtu 2 collu mangupi. Abi gabali nesatur lēcas:

2 collu mangupe tiek iedurta teleskopa izvilkumā tā vietā, lai būtu okulars:





Garuma palielināšanas mangupe – Ar lēcu teleskopiem (refraktoriem) var rasties situācija, ka okulāra izvilkums nevar tikt pietiekami izvilknīts, lai sasniegtu asmeņu plakni. Tad nepieciešams izmantot vienu vai vairākas 2 collu garuma palielināšanas mangupes.

Fokus

Tā kā automātiskā fokusēšanas funkcija neattiecas uz teleskopiem, labākais fokusa punkts jāmeklē manuāli. Tas nav tik vienkārši, kā varētu šķist, jo moderno spoguļkameru fokusēšanas skivja nav paredzēta šādam nolūkam. Tas nozīmē, ka skats cauri kameras meklētājam un vizuālā asmeņu novērtējums meklētājā nav pietiekami.

Fokusa regulēšana pamatā notiek ar teleskopa fokusēšanas pogas palīdzību, kas dažiem teleskopiem maina okulāra izvilkuma garumu, bet citiem pārvieto galveno spoguli teleskopā aksiāli.

Cik ilgāka ir efektīvā uzņemšanas degviete un cik liela ir optika gaismas stiprums (tātad cik mazs ir atvēršanas vērtība jeb degvietas attiecība), jo mazāks ir fokusa regulēšanas spēks. Temperatūras izmaiņas var izraisīt fokusa punkta izmaiņas. Tāpēc vienreiz iestatīto fokusu būs jāpārbauda vairākas reizes naktī un pēc vajadzības jākoriģē.

1. Kamera bez tiešraides skatu

Kamerām bez tiešraides skata funkcijas ir nelabvēlīga situācija. Vienkāršākajā gadījumā jūs uzstādat helleņu zvaigzni izmeklētājā pēc iespējas asāku. Tad veicat testa uzņēmumus ar salīdzinoši īsu ekspozīcijas laiku, kuros zvaigzne nedrīkst būt pārāk apgaismota. Kontrolējiet savus uzņēmumus, skatoties atpakaļ uz ekrāna, izmantojot maksimālu palielinājumu, lai redzētu attēla fragmentu.

Lēna fokusa pielāgošana, kontrolējot attēlu vairākas reizes, pakāpeniski noved pie labākā fokusa punkta. Vairākkārtējs labākā fokusa punkta pārkāpums un nākamā korekcija pretējā virzienā ir izrādījies par efektīvu, lai izjustu, kur ir optimālais punkts; jūs burtiski ievietojat labāko fokusa punktu apļveida kustībā.

Ja kamera ir pievienota pie datora, ieteicams izmantot programmu, lai atvieglotu šo darbu. Īpaši astrolietojumos programmatūra „ImagesPlus“ ir liels palīgs fokusēšanā. ImagesPlus kameras vadības modulis tiek izplatīts par aptuveni 70 ASV dolāriem vietnē http://www.mlunsold.com. Demo versiju var pieprasīt šīs programmatūras autora.

Fokusējoties uz zvaigzni ar „ImagesPlus“:





Nav specifisks astrolietojumam, bet tomēr laba fokusēšanas palīdzība ir programmatūra „DSLR Remote“, kas spēj atkārtoti rādīt attēlu lielā palielinājumā, ļaujot uzticami novērtēt attēlotās zvaigznes asums. Šī programmatūra maksā aptuveni 95 ASV dolārus un var tikt iegādāta vietnē http://www.breezesys.com/DSLRRemotePro/index.htm. Tur var lejupielādēt 15 dienas ilgu versiju. Abi programmatūras pakotnes ir angļu valodā.

Fokusējoties uz zvaigzni ar „DLSR Remote“:

2. Kamera ar tiešraides skatu

Ar tiešraides skata funkciju fokusēšana gandrīz kļūst par bērna spēli. Spilgtu zvaigzni novieto tuvumā redzes lauka centrā un fokusu aptuveni iestata meklētājā. Tad tiek aktivizēta tiešraides skata funkcija un zvaigzne maksimālā palielinājumā tiek apskatīta uz kamerasekāna. Nospiežot fokusa pogu teleskopam, optimālais asums tiks atrasts ātri un uzticami.

Vēl ērtāk būs, ja tiešraides attēlu var novērtēt pievienotā datora monitorā. Canon EOS kamerām ar tiešraides skatu (sākot no Canon EOS 1000D, 450D, 40D, 5D Mark II, 1D Mark III, 1Ds Mark III) nepieciešamā programmatūra un savienojuma kabelis ir iekļauti kameras komplektā.

Šāda fokusa veida efektīva darbība lieliski darbojas uz zvaigznēm līdz aptuveni trešajai lieluma klasei, pie mēness, saules (ar aizsargfiltu!) un pie spilgtajiem planētiem.

Tiešraides skats uz mēnesi ar Canon EOS 450D. Tiešraides skata funkcija ir lielisks palīgs kameras asuma pielāgošanai pie teleskopa:

Tiešraides skats datora monitorā: Fokusēties vienkāršāk, ātrāk un precīzāk nevar:

Satraucošs risks!

Ilgu degivitostu izmantošana rada lielu satraukuma neskaidrības risku. Neskatoties uz pilnīgu fokusēšanos, tā var izraisīt neskaidrus fotoattēlus. Problemātiski ir spoguļa cipstas un kameras aizdalīšanas process tieši pirms vai laikā pēc ekspozīcijas.

Atkarībā no tā, cik stabilas ir montāžas un statīva kombinācija, kas nēsā teleskopu, pat vismazākās šādas vibrācijas var ietekmēt asiņumu.

Protams, tas tiek panākts, izmantojot kieļu vai tālvadības vadītāju, pretējā gadījumā, pieskaroties kameras pogai, rodas satraukumi.



Ieslēgta spoguļa bloķēšana Canon EOS 40D izvēlnē.



• Aizdalīšanas process – To nevar novērst, jo aizdalītājs ir tas, kas kontrolē ekspozīciju. Es esmu vairākas reizes spējis pierādīt, ka aizdalīšanas kustības var patiešām izraisīt neskaidrus attēlus. Īstenībā vienīgais risinājums ir izturīgāka montāža. Atkarībā no kameras modeļa jūs varat alternatīvi mēģināt aizdalīt kameru, kam ir ieslēgts tiešraides skata režīms. Tad aizdalītājs darbojas daļēji „gludāk“.

Parauguzņēmumi

Šis mēneša uzņemums ir gandrīz neatkaroti apstrādāts un tika fotografēts ar 3700 milimetru fokusa attālumu un pilna kadra DSLR (Canon EOS 5D Mark II). Teleskopam tika izmantots Maksutov-Cassegrain tipa spoguļteleskops ar atvēruma attiecību 1:14,6. Ekspozīcijai bija jābūt 1/30 sekundei, ISO 400.

Izgriezums no iepriekšējā attēla pilnā izmērā. Tas ļauj iedomāties, kādi detaļu bagātība Mēness var tikt iemūžināta ar asu optiku un lielu fokusa attālumu. Šāda tips mēnesi fotogrāfēšana ir viena no retajām iespējām, kurā astrofotogrāfijas jomā var gūt labumu no dažādu megapikseļu skaita.

Nedaudz palielināts saules attēls, kas iemūžināts, izmantojot speciālu H-Alpha filtru, kas padara saules hromosfēru redzamu. Uzņemšanas fokusa attālums bija 2270 milimetri.

Dubulti zvaigznes ir pateicīgs motīvs uznemšanai caur tālskati bez sekošanas kontroles. Šeit tika eksponēts tikai 30 sekundes pie ISO 800 un fokusa attālums 2800 milimetri, lai izšķirtu dubultzvaigzni Mizar (sarkans bultiņš) Lielās Jumta fragmentā, kas kopā ar Alkoru (pa labi) atkal veido pāri, kas ar grūtībām ar neapbruņotu aci var tikt atpazīts kā dubultzvaigzne.