Частина 04 - Фотографії метеорних потоків

Фотографії метеорів (перснів) не можна вимушити. Певна доза щастя - важлива передумова.

Частина 4: Фото метеорів

За народним повір'ям, "Той, хто бачить падаючу зірку, що лише на долі секунд перельотжить по небу, повинен загадати бажання, бо це бажання здійсниться".

Звичайно, це суевер'я, яке однак у такій самій формі було створене різними народами незалежно один від одного. Тож той, хто все ще має надію, що це більше, ніж суевер'я, просто спробуйте наступного разу - все-одно нічого не піде не так... ;-)

Якщо серйозно зайнятися вивченням метеорів, народною назвою для яких є падаючі зірки, можна дізнатися не менш захоплюючі речі.

Метеори часто плутають з кометами. Подвижка метеора триває лише частину секунди або максимум кілька секунд на небі, тоді як комети - це об'єкти, які можна побачити протягом декількох днів, тижнів або навіть місяців. Комети рухаються по своїй орбіті навколо сонця - подібно до планет - тоді як метеори є більш-менш малими частинками, які проникають у атмосферу Землі та при цьому так нагріваються, що засинають.

Поява метеора не може бути передбаченою, тобто вони випадково з'являються кожної ночі (і, до речі, і вдень, але зазвичай невидимо), причому протягом року спостерігається помітна концентрація метеорів в певні періоди дат (див. таблицю нижче).

Це пов'язано з тим, що Земля в дорозі навколо Сонця рухається достатньо швидко - 30 кілометрів за секунду (!) - і при цьому зіштовхується з частинками міжпланетного простору.

Ці частинки називаються метеороїдами, перш ніж вони проникають у атмосферу Землі. Метеороїди є потенційними метеорами. Більшість цих частинок мають діаметр, який часто складає лише декілька сотих міліметра, але час від часу є і більші уламки з декількома сантиметрами у діаметрі.

Коли метеороїд розміром з тенісний м'яч потрапляє в атмосферу, на небі стає видно особливо яскравого метеора, який відомий як "вогняна куля". Метеор такого розміру нагрівається на поверхні сильніше, ніж у центрі, що створює термічні напруги, які роблять його лопнутим.

Шматки, які відірвавшися, прискорено вибувають вверх, протилежно до напрямку польоту, і можуть зміцнено досягти поверхні Землі. Приземлене відходження від метеора на поверхню Землі - це метеорит.



"Кратер Баррінгера" в місті Флагстафф, Аризона, США, є найкраще збереженим кратером вдару метеорита на Землі. Його діаметр становить 1,2 кілометра, глибина - 170 метрів. Близько 50 000 років тому там вдарився проектіл з космосу, маса якого оцінюється в 300 000 тонн. Метеорит, виготовлений з заліза, мав довжину близько 50 метрів.



Метеори проникають у повітряну оболонку Землі зі швидкістю приблизно 10-70 кілометрів за секунду. Завдяки тертючому нагріву більшість з них згорають на висоті приблизно від 80 до 120 кілометрів над поверхнею землі, причому справжня світлова спалах не є горючою часткою, а оточуюче повітря, яке іонізується через тепло. Це може зробити метеорні сліди на фотографіях часом зеленуватими.

Лише більші метеори проникають ще глибше та розпадаються, як мінімум на висоті десяти кілометрів. Чим ближче до поверхні Землі метеор, тим гуще стає повітря, і тим сильніше сповільнення. Вогнені кулі відрізняються не лише своєю великою яскравістю, яка може досягати навіть якого повного місяця, а й відносно повільним рухом по небу. Виняткові екземпляри можна спостерігати протягом декількох секунд, залишений світловий слід у повітрі може бути багато хвилин. Навіть розтріскування великого метеора можна час від часу почути.

Спорадичні метеори можуть з'являтися в будь-який час дня і ночі, без можливості передбачення. Однак є періоди в році, коли Земля на своїй орбіті навколо Сонця пролітає через область з відносно багатьма метеороїдами. Тоді збільшується частота спостереження метеорів, іноді значно. Ці періоди з підвищеною метеорною активністю називаються метеорними потоками. Вони повторюються щороку у той самий час.

Якщо намалювати метеори метеоритного потоку на карту зір, виявиться, що, розширивши їхні траєкторії назад, всі вони виходять з одного точкового джерела на небі. Це перспективний ефект, подібний до подорожі автомобілем під час снігопаду; навіть тоді здається, що всі сніжинки приходять з центральної точки.



Поїздка автомобілем під час снігопаду.

Щодо метеорів - це рух Землі викликає перспективний ефект. Метеорний потік названий за латинською назвою зоряної констеляції, де знаходиться центральна точка, так званий Radiant. Наприклад, для Левідів Radiant знаходиться в сузір'ї Лев, латинською "Leo".



За допомогою ширококутного фішайн об'єктива було зафіксовано велику область неба. Протягом 2-х хвилин експозиції на знімку перетнулися три метеори з метеоритного потоку Персеїди, серед яких була вогняна куля. Використовувалася камера CCD.

Та сама картина з вказаними сузір'ями. Продовження траєкторій вказує на радіант в сузір'ї Персея (Per); позначено жовтим кольором. Uma=Велика Ведмедиця/Ведмідь, CVn=Пси-Лісиці, UMi=Малий Ведмідь, Dra=Дракон, Cep=Цефей, Cam=Жирафа, Cas=Касіопея, Lac=Ящірка, Polaris=Північна Зірка.

Наступна таблиця надає огляд основних метеорних потоків у рік. Крім назви потоку та місця радіанта, вона включає період та максимум їхнього виникнення. У стовпці "Оцінка" "+" вказує на вираженість, що означає або відносно багато і/або яскраві метеори, "o" на середній потік до приблизно 15 метеорів на годину, а "-" на слабо виражений метеорний потік.

Основні метеорні потоки упродовж року.

Технічне забезпечення

Не потрібна астрономічна апаратура для того, щоб спробувати зайнятися фотографією метеорів. Об'єктиви широкого кута або навіть риб'ячого ока з екстремально великими кутами огляду збільшують шанси вловити яскравий метеор. Через переважно швидке рух метеорів слід віддавати перевагу світлосильним об'єктивам, чия початкова діафрагма становить 1:2,8 або краще.

Необхідно також:

• Надійний штатив



Чіткі, не розмите знімки вдаються за допомогою хорошого штатива та штативної головки, зображена як приклад, обертова головка. Показано оптимальне устаткування для фотографування метеорів з дротовим спусковим пристроєм та об'єктивом риб'ячого ока.



• Дротовий пульт керування/таймер

Дротові пульт керування дозволяють натискати камеру без дотику для уникнення розмиття. Також можна використовувати бездротові віддалені відділення.

• Fнищка проти Сонячного світла (= Протисвічення, Розсіююче світло або Сонячний затемнювач)

Відбиває вбік потрапляюче збоку зовнішнє світло та затримує спарений вологими ночами можливий конденсат на передньому елементі. Для кожного об'єктива існує спеціально підходящий проти світла. Для зображуваного об'єктива з круглим риб'ячим оком використання протисвітла не підходить; воно затіняє поле зображення.

З описаним устаткуванням зорі зображуються як смужки вже за короткий період часу (див. Посібник 2 з цієї серії: "Зйомка шляхів зірок"). Метеори тоді виявляються на фотографіях як "поперечники". Якщо незважаючи на тривалу витримку ви хочете зображати зорі як точки, слід відслідковувати рух камери за зоряним полем, що описано в Посібниках під номерами 9, 10 та 11 серії "Астро- та небесної фотографії".

Процедура

Щоб мати шанс на успіх, ідеальною була б одночасна зустріч багатьох факторів, що в практиці, однак, буде дуже рідкою подією:

• Рясний метеорний потік

Наприклад, у ніч на 12 серпня слід очікувати максимум персеїдського потоку.

• Чисте небо

Під час невеликих окремих хмар небесна прозорість повинна бути досить хорошою.

• Місце для спостереження

Для спостереження та фотографування метеорів слід віддати перевагу місцю подалі від земних джерел світла. Найлегше переглянути на землі в сільських районах та/або на великих висотах середньогір чи Альп.

• Новомісячна ніч

Найкраще було б час навколо нового місяця, але досить, якщо на час спостереження місяць не знаходиться на небі. Наприклад, якщо ви хочете спробувати свою фотоудачу в другій половині ночі, вам це вдасться навіть за місячних затмінь, оскільки місяць зазвичай заходить вже в першій половині ночі. В невизначених випадках потрібно дізнатися точний час сходу та заходу Місяця (наприклад, на веб-сайті www.calsky.de. Клацання "Місяць", а потім "Ефемериди", після вибору місця спостереження). Звісно, наприклад, в серпні кожного року, на вершині персеїдського потоку, фаза Місяця різна. Іноді у вас є удача і ви дістаєтеся під час нового місяця. В інших роки ви опиняєтесь у фазу повного місяця. Якщо небо сильно підсвічене місяцем, ви зможете бачити і фотографувати тільки найяскравіші метеори.

Часто всі бажані фактори не можуть бути оптимізовані. Це не повинно зупиняти вас хоча б спробувати. Наприклад, якщо всі умови вірні, але вам немає можливості вибратися на оптимальне місце для спостереження, ви все одно можете робити знімки з балкона, саду або подвір'я.

Однак один фактор завжди знаходиться поза всякою плановістю: вам потрібна удача! Навіть оголошені метеорні потоки (див. Таблиця) у деякі рочини можуть бути дуже розчаровуючими, тоді як в інші роки вони можуть демонструвати несподівано вражаючий шоу.

Найкращий час для спостереження або фотографування метеорів - друга половина ночі перед початком світанку. Це пов'язано з тим, що ми в цей час дивимося у напрямку, куди земля кружляє навколо сонця. Ми знаходимося, мовби "за бар'єром вітрового скла", тоді як погляд у ранній вечір відповідає виду "з заднього вікна".

Для знавців координатної системи на небі я б хотів висловити це по-іншому: Земний апекс, тобто "напрямок польоту" землі, знаходиться на 90 градусів західно від сонця на екліптиці (траса сонця). Якщо сонце, наприклад, знаходиться у Овні, то Земний апекс (приблизно) у Козерозі.

У ранкові години можна зареєструвати приблизно в чотири рази більше метеорів, ніж в

1. Зробіть основні налаштування

Наступні основні налаштування камери можуть бути рекомендовані:

Формат файлу

Бажаний формат – RAW.



Налаштування якості зображення на Canon EOS 40D: тут обрано формат RAW, тоді як фотографії одночасно зберігаються у форматі JPG. Файли JPG корисні для швидкого відбору найкращих знімків.

Значення ISO

Навіть яскраві метеори швидко рухаються по небу. Для їх запису підходять тільки високі та максимальні значення ISO. Тож встановіть найвище значення ISO, при якому ваша камера все ще надає прийнятні результати.



Встановлення значення ISO 1600 на Canon EOS 40D. Навіть при такому високому значенні цієї камери шуми є прийнятними.

Баланс білого

Успішною є ручна установка на "Світло дня" (символ: "Сонце").



Налаштування балансу білого на Canon EOS 40D на світло дня (5200 Кельвін).

Підвищення якості зображення

Налаштування підвищення якості зображення при довгих витримках змушує камеру створювати темне зображення з такою самою "витримкою" після кожного знімку з тривалою витримкою (від секунди) . Це означає, що після знімку камері знадобиться такий самий час, у який вона не може зробити ще один кадр. Хоча активувати цю функцію для довгих витримок раціонально, але "Закон Мерфі" забезпечить те, що найяскравіші та найгарніші метеори з'являться, коли камера саме не робить знімків, а замість цього зайнята темним знімком. Тому я зазвичай не увімкнений підвищення якості зображення.

Порада для досвідчених користувачів: Ви також можете створити одне або кілька темних зображень вручну, наприклад, після завершення серії знімків, і відняти їх для зменшення шуму від фотографій метеорів. Підхід розглядається в уроці 15 цього ряду ("Калібрування: Світлове поле - та темні зображення"). З цією технікою ви можете практично одне за одним знімати зображення без перерв, і збільшується ймовірність того, що ви сфотографуєте рідкісну вогняну кулю.



Вимкнення підвищення якості зображення при довгих витримках, тут на прикладі Canon EOS 40D.

З налаштуванням Підвищення якості зображення з високим ISO (новіші моделі Canon EOS) я не маю позитивного досвіду, тому залишаю його вимкненим.



Функція "Підвищення якості зображення з високим ISO" залишається вимкненою.

Програма експозиції

Вибирайте ручне налаштування (M).



Налаштування ручного керування експозицією ("M") на колісці регулювання на Canon EOS 40D.

Діафрагма

Завжди встановлюйте максимально можливе відкриття діафрагми (тобто мінімальне число діафрагми). Ідеальністью є об"єктиви з швидкими витратами з початковими відкриттями F/2,8 або краще.



Дисплей Canon EOS 40D: стрілка вказує на встановлення діафрагми 1:2,0. "Світлосила" об'єктиву визначається як найменше значення діафрагми. Об'єктиви зі зміною фокусної відстані часто менше "світлосильні" ніж об'єктиви з фіксованою фокусною відстанню.

Блокування дзеркала

Ця установка призначена для запобігання тремтіння від відбиття дзеркала камери. Якщо ваш штатив не дуже стійкий, щоб уникнути відбиття, скористайтесь цією функцією.



Включене блокування дзеркала. Перший натиск на кнопку спрацьовує тільки підйом дзеркала. Почекайте декілька секунд, і натисненням на кнопку спуску (кабельного) запускає витримку.

Стабілізатор зображення

Дуже важливо вимкнути будь-який наявний механізм стабілізації зображення! Хоча, за відомостями виробника, електроніка має зареєструвати використання штатива та автоматично вимкнути стабілізатор зображення у цьому випадку, це не завжди працює надійно. Якщо залишити стабілізатор зображення ввімкненим, навіть з фіксацією можуть з'явитися «змишані» зорі!



Краще вимикати стабілізатор зображення ("Image Stabilizer"), коли камера стоїть на штативі.

«Змишані» зорі, викликані стабілізатором зображення при використанні штатива.

3. Робіть знімки

Великою складністю є найточніше фокусування на "нескінченні". Автофокус в більшості випадків не працюватиме навіть на яскравих зірках, тому можливий лише ручне налаштування відстані.

На жаль, також індикатор "нескінченності", що існує на деяких об'єктивах, як правило, не є достатньо точним.



Індексний маркер для "нескінченності" недостатньо точний при пошуку найкращої точки фокусування.

Ідеальною для фокусування є модель камери з функцією "Прямого перегляду" (Live-View), при якій ви маєте намірити яскраву зірку на дисплеї камери та точно встановити її у високому збільшенні.



Після успішного фокусування перемикач автофокуса залишається на позиції "MF" для ручного фокусування.



Тепер спрямуйте камеру на бажаний район неба. При фотографуванні широким об'єктивом доцільно включити передній план до зображення, наприклад, пейзаж або гарні дерева. Якщо ви намірюєте радіант метеорного потоку, то це не обов'язково підвищить ваші шанси зафіксувати яскраві метеори. Чим ближче метеор з'являється до радіанту, тим коротшою здасться його світлова смуга, оскільки він фактично летить до вас. Тому також підходять небесні райони поза радіантом, де можна побачити особливо довгі світлові сліди.

Під час вибору фокусної відстані вам слід вирішити: якщо ви використовуєте об'єктив з дуже широким кутом огляду, в екстремальному випадку, можливо, навіть кругової риб'яче око з кутом огляду 180 градусів, ви зможете зображувати весь небо. Тоді ви не пропустите жодного яскравого метеориту, незалежно від того, де в небі він може з'явитися. Недолік полягає в тому, що зображення світлової смуги буде дуже маленьким. Інший екстремум - телеоб'єктив, з яким ви зможете зафіксувати лише відносно невеликий небесний район. Тому ймовірність того, що саме метеорит пройде через ваше зображення, відповідно невелика. Проте, якщо у вас є необхідне щастя, світлова смуга буде великою та з великою кількістю деталей. Хорошим компромісом може бути звичайний об'єктив або легкий ширококутний об'єктив.

Якщо у вас є більше ніж одна камера, ви також можете розглянути можливість працювати одночасно з декількома пристроями та фокусними відстанями.

При виборі експозиції вам варто визначитися, чи ви готові прийняти відображення зірок у вигляді ліній чи ні. Якщо ні, ви повинні обмежити час експозиції до значень, які були розглянуті в частині 1 цього уроку («Знімання атмосфери в сутінках»). Якщо ви можете терпіти зірки у вигляді ліній, верхня межа часу експозиції визначається залишковою яскравістю нічного неба. Залежно від місця та умов спостережень вам слід намагатися уникнути передчасного перенасичення неба та областей з повною насиченістю пікселів за будь-яких умов.

Якщо ви використовуєте пульт дистанційного керування з кабелем або бездротовим пультом, який має можливість блокування спуска, ви можете налаштувати камеру на "Серійне знімання" та встановити бажаний час експозиції, але при цьому вам не можна використовувати "BULB", а вам треба вибрати фіксований час, який для багатьох моделей камер максимум складає 30 секунд. Натисніть на спусковий гурт та блокуйте його, тоді камера автоматично зніме фотографію за фотографією, поки акумулятор розрядиться або карта пам'яті не заповниться.

Однак остаточний успіх залежить від випадку, що під час експозиції яскравий метеор з'явиться саме в тій частині неба, яку фіксує об'єктив камери.

Обробка зображень

Необхідні обробні кроки значно залежать від вихідного матеріалу. Тому, наведені пояснення слід розглядати як схему, а не як "кулінарний рецепт". Якби точно такі ж кроки з визначеними значеннями були застосовані до іншого зображення, результат може бути під загрозою.

Спочатку в Photoshop відкрийте RAW-файл вашої фотографії метеора. З'явиться модуль "Попередній перегляд камери" ("Camera Raw"), де буде проводитися "розроблення" зображення. Вже на цьому етапі можуть бути досягнуті значні покращення. Увімкніть попередження про перенасичення, натиснувши на малий чорний стрілець праворуч вище вказаної гістограми:

У наступному кроці слід усунути відтінок. Для цього використовуються регулятори Температура та Відтінок:



Щоб виправити жовтизну, регулятор «Температура» (верхній червоний стрілець) було переміщено вліво. Регулятор «Відтінок» (нижній червоний стрілець) було зміщено вправо з метою одержання нейтрального кольору для небесного фону і збігу широких даних трьох гістограм для каналів Червоний, Зелений та Синій (червона стрілка зверху).

Тепер виберіть третю вкладку конвертера RAW, яка називається Деталі. Тут регулюють заточеність зображення та зменшення шуму:



Для перевірки ефекту внесених налаштувань рекомендується відображення знімка в розмірі «100%». Для цього натисніть на поле, позначене лівим червоним стрілець і виберіть зі списку "100%". Праві стрілки показують змінені налаштування.



Заточення краще уникати, тому я перемістив регулятор Сума (верхній стрілець) в крайній лівий положення. Причина в тому, що заточення зображення може робити шум більш помітним. Але для Зменшення шуму я борюся як з Люмінесцентним, так і з Кольоровим шумом шляхом руханням регуляторів управління вправо. Залежно від моделі камери, часу експозиції та ISO-варти, вам слід визначити на підґрунті попереднього перегляду зображення, які значення є доцільними.

Натиснувши кнопку Відкрити зображення, ви завершуєте "розробку зображення" і виконуєте остаточні корекції в Photoshop.

Неприємно виглядає освітлений небо; тому краще подивіться на гістограму за допомогою команди Photoshop Зображення>Корекція тону… Ось ви спершу побачите комбіновану гістограму всіх трьох кольорових каналів:



RGB (стрілка) означає комбінацію кольорових каналів Червоного, Зеленого та Синього.

Оскільки зйомка нічного неба переважно складається з темної частини неба, максимум значень на гістограмі не повинен досягати правого краю, як у цьому випадку. Тому відсічте гістограми всіх трьох кольорових каналів зліва (чорний пункт) настільки, щоб крута підйомна частина "вершини даних" була близько до перетину, але не була відлущеною. Виберіть окремо кожен кольоровий канал та виконайте цю операцію в кожному з трьох каналів:



Після вибору Червоного каналу (верхня стрілка) я зсунув чорний пункт (малий чорний маркер під гістограмою, нижня стрілка) до значення "59", тобто трохи перед початком крутого підйому.

Дійте так само з двома іншими кольоровими каналами для Зеленого та Синього, з урахуванням того, що сума буде обрана індивідуально для кожного кольорового каналу. Результатом цього відсічення гістограм буде збалансоване зображення з темним небом та яскравими зірками.



Після відсічення гістограм RGB небо виглядає темним та нейтральним.

За необхідності можуть знадобитися додаткові невеликі корекції для досягнення кінцевого результату. Наприклад, невелике підвищення контрастності командою Photoshop Зображення>Корекція градієнтів…:



За допомогою сигмоїдного (S-подібного) згину градієнту досягається підвищення контрастності. Червоні стрілки позначають позиції, де графік був зсунутий вниз (ліва стрілка) і вгору (права стрілка).

Результат роботи виглядає так:



Завдяки підвищенню контрастності метеор став яскравішим.



Щоб підкреслити кольори світлового сліду, на цьому зображенні я вирішив також підвищити насиченість кольорів. У Photoshop виберіть команду Зображення>Корекція кольорів>Тон/Насиченість…

Відкриється наступне діалогове вікно:



Підвищення насиченості кольорів на +35 я вважав цілком відповідним. Зверніть увагу на представлення неба, оскільки надмірна насиченість кольорів може зробити його плямистим та нерівномірним за кольором.

Готове зображення, яке, до речі, є вирізкою зі спочатку повнорозмірного, виглядає так:



З підвищенням насиченості кольорів цей метеор покаже спочатку зелену відтінок, який незабаром перетвориться в червоне.

Приклади знімків

Не дуже гарне фото, але я показую його, оскільки воно є удачею. Спочатку це зображення мало "спортивне" значення: Я хотів спробувати зробити фото Галактики Андромеди з ISO 3200, тримаючи камеру в руках, підпертую тільки обламованою до дерева. Експонувалося чотири секунди при діафрагмі 1:1,4 з об'єктивом 35 мм. Випадково спалахнув Персей, приблизно нижче галактики (сильне велике збільшення зі всього поля зображення).

Шість метеорів Персейд та маленький "поручняк" (спорадичний метеор) на тлі Літньої Млечної дороги. Використовуючи камеру Canon EOS 20Da у серпні 2005 року та зум з широкою зумовою на 11 мм та діафрагмою 1:4. Через погані погодні умови в Німеччині мені довелося відступити до Ельзасу у Франції для цього знімка.

Риб'ячий око об'єктив з фокусною відстанню 8 мм захоплює на повнокадровій камері (Canon EOS 5D) весь небо в круговому зображенні. Тут видно п'ять метеорів Персейд та Млечний Шлях. Великий Віз видно внизу зображення.





На жаль, щастя до фотографування метеорів не завжди було на моєму боці. Тому ось кілька посилань на вражаючі фотографії інших авторів з архіву "Астрономічного зображення дня" (APOD) NASA:

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap081011.html

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap080911.html

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap080814.html

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap080103.html

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap070812.html

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap061118.html

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap061023.html

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap041222.html

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap040813.html

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap031116.html

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap020816.html

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap011122.html

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap991202.html



Примітка власного виробництва:

Всі використані зразки зображень є не фотомонтажем, а створились таким чином, як описано в уроці.