Частина 11 - Використання телескопа як об'єктива

Коли потрібні довгі та дуже довгі фокусні відстані, часто краще підключити до камери астрономічний телескоп замість фотооб'єктива.

Частина 11: Використання телескопа як об'єктива

Астрофотографи ніколи не наситяться, коли йдеться про бажання мати довгі фокусні відстані. Причина для цього дуже швидко з'являється: багато об'єктів на небосхилі здаються нам дуже малими або навіть крихітними через їх велику віддаль. Той, хто бажає знімати їх з деталями і повноформатно, не може обійтися без довгих фокусних відстаней з відповідними малими кутами огляду.

Усі виробники системних камер відповідають цьому бажанню довгих фокусних відстаней своїм асортиментом телеоб'єктивів. Асортимент у кінці кінців сягає до 600 міліметрів, і в додатковому асортименті цифрових дзеркальних камер можна знайти навіть об'єктиви довжиною 800 міліметрів. Основною перевагою цих «супертелеоб'єктивів» в астрономії можна було б багато виробити, в тому числі і тому, що світлосилі 1:4,0 та 1:5,6 для об'єктивів таких фокусних відстаней є просто чудовими. Але існувало б на їх високу вартість придбання, яка в екстремальному випадку може становити високий чотиризначний або навіть п'ятизначний євро-суму.

Звичайно, ці телеоб'єктиви не були спеціально розроблені для астрофотографів, але дуже популярні, перш за все, в галузях спорту, тварин і репортажної фотографії. Відповідно до високої вартості вони пропонують відмінну якість зображення навіть при повністю відкритій діафрагмі.

Але було б несправедливо звести такий супертелеоб'єктив до його системи лінз. Щоб задовольнити вимоги клієнтів, вони обладнані автофокусом, регульованою діафрагмою, складною корекцією для «близько» -зйомок і часто системою стабілізації зображення. Все це є важливими та корисними речами для класичної фотографії, але в астрофотографії не має значення, але, звісно, впливають на вартість.

До високої ціни також додаються багато лінз, необхідних для створення універсального телеоб'єктиву: не рідко у такому об'єктиві об'єднано до 18 лінз.



Телеоб'єктив у використанні в астрономії.



Той, хто, взагалі, прагне займатися астрофотографією, може для зйомок з довгими фокусними відстанями використовувати астрономічний телескоп замість дорогих телеоб'єктивів. Однак вже на цій стадії я хотів би зменшити щодо чріть великих очікувань: навіть астрономічний телескоп з високою фотографічною якістю не можна придбати за ціною супермаркету.

Але оскільки телескоп містить значно менше лінз (або замість лінз дзеркала), не має автофокусу або стабілізатора зображення, навіть без діафрагми, ціни значно нижчі, ніж для повноцінного фотооб'єктива. Також практично відсутні обмеження по фокусним відстаням вгору; навіть фокусні відстані понад 800 міліметрів можуть бути охоплені доступними аматорськими телескопами. «Звичайні» аматорські телескопи існують з фокусними відстанями до приблизно 4000 мм при відносній діафрагмі 1:10.

Підсумуємо різницю між телеоб'єктивами та телескопами у таблиці:

Яке значення мають числа на телескопах?

Характеристики фотооб'єктивів - це фокусна відстань і світлосила, тобто найбільш широка регульована діафрагмальна відкриття. Кожен, хто серйозно займається фотографією, знайомий з цими цифрами.

Астрономи більше зацікавлені у діафрагмі, тобто діаметрі зорової зони (передній лінза або головне дзеркало) і навіть вказують її в дюймах (скорочення "). Фокусна відстань для них не так важлива.

Наприклад, якщо телескоп пропонується ​​наступним чином: 8" Шмідт-Кассегрен, F/10, це означає:

Цей телескоп є дзеркальним телескопом у формі «Шмідт-Кассегрен». Його відкриття становить 8 дюймів. 8 дюймів відповідають приблизно 200 міліметрам (1 дюйм = 25,4 міліметра). Відношення відкриття (тобто діафрагма) складає 1:10. З цього можна розрахувати фокусну відстань: 10 * 200 мм = 2000 міліметрів!

Час від часу можуть вказуватися лише відкриття та фокусна відстань. Наприклад, на рамці (старого) телескопа написано: D 75 мм F 1200 мм. Це означає, що вільний діаметр передньої лінзи становить 75 міліметрів, а фокусна відстань - 1200 міліметрів. Діафрагма обчислюється як 1:16 (1200 : 75).



Цей телескоп обладнано на рамці лінз з позначеннями «D155мм» та «f 7» (стрілки). Отже, діаметр складає 155 міліметрів, відношення відкриття (діафрагма) дорівнює 1:7. Множенням фокусної відстані обчислюється 1085 міліметрів.

Помилки в зображенні

Більшість аматорських телескопів призначені переважно для візуального спостереження. Якщо їх використовувати для фотографування, можуть виникнути такі проблеми:

Вігнетування – темні краї зображення, які виникають тому, що область, яку освітлює телескоп, є меншою за діагональ формату датчика. Не всі телескопи можуть освітлювати датчики у форматі повного кадру (24 x 36 міліметрів) в достатньо якійості. Для менших датчиків (формат APS-C) вибір придатних телескопів набагато більший.



Це зображення Плеяд було створено після підключення фотокамери повного кадру до телескопа. Очевидно, що телескоп не може повністю освітлити датчик, що підтверджує сильне вігнетування.



Кривизна поля зображення – коли "площина фокусування" не площина, а сфера, телескоп стикається з кривизною поля зображення. Чим більший датчик використовується для зйомки, тим більше ця слабкість проявляється у вигляді нечітк

Зменшення фокусної відстані

Існує також протилежність лінзи Барлоу — система лінз для зменшення ефективної фокусної відстані. Вона називається «лінза Шаплі», «фокальний редуктор» або просто «редуктор» і також кріпиться між телескопом і камерою. Є різні моделі з коефіцієнтами від 0,8 до 0,33.

Діафрагма змінюється на той самий коефіцієнт, що і фокусна відстань, тобто використанням лінзи Шаплі отримуємо більшу світлову потужність і, відповідно, скорочення необхідного часу експозиції.

Деякі лінзи Шаплі одночасно виконують функцію лінзи плоскості відображення, тобто допомагають криву шарувату «площину» зробити пласкою поверхнею. Це працює, звісно, тільки з телескопами, для яких були розроблені ці лінзи Шаплі, а не універсально для всіх телескопів.

Проблемою використання лінз Шаплі є те, що зображення, проекційоване на матрицю, повинне стати меншим, тобто на зображенні стануть видимими краї областей, які раніше знаходилися поза полем зору. Таким чином, всі можливі відхилення від центру зображення будуть посиленими.



Ще один знімок Місяця, зроблений за допомогою повнокадрової камери на телескоп з довгою фокусною відстанню. Освітлення матриці недостатнє (чорні краї зображення).

Та сама камера на тому самому телескопі після зменшення фокусної відстані за допомогою лінзи Шаплі. Розмір зображення кратерів зменшився, а віньєтування збільшилось! Ця комбінація є некорисною:

Підключення камери

Для підключення цифрової дзеркальної камери (DSLR) до телескопа потрібно, щоб телескоп був обладнаний висувним окуляром з діаметром 2 дюйма (= 5,08 сантиметра). Менші діаметри, такі, як поширений діаметр 1,25 дюйма, який все ще поширений у початкових телескопах, не підходять, оскільки діаметр відбірної відкриття не вистачає для освітлення матриці DSLR і спричинило б найсильніше віньєтування. Можливо обслуговується використанням лінзи Барлоу, яка дозволить освітлити всю площу зображення.

Однак більшість телескопів, що доступні в продажу, мають необхідне підключення 2 дюйма, куди для візуального спостереження встановлюється окуляр діаметром 2 дюйма. Цей окуляр не використовується для фотографування. Замість окуляра камера вставляється в висувний окуляр. Це означає, що матриця зйомки розташовується в фокальній площині телескопа, тому йдеться про "фокальну фотографію".

Потрібні дві механічні деталі без оптичних компонентів:

Адаптер T2 – Він має один байонетний з'єднувальний елемент, який підходить для використовуваної камери, і іншу сторону з нормованою "T-різьбою". Пропонуються адаптери T2 для всіх популярних камерних байонетів, таких як Canon EOS, Nikon F, Pentax K і т.д. При купівлі важливо мати на увазі, що необхідно придбати адаптер T2, що підходить для вашої камери.

Посилання на постачальника адаптерів T2 для різноманітних систем камер:

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

Гільза 2 дюйма – Ця гільза має діаметр 2 дюйма і на зворотному боці - "T-різьбу", щоб її можна було вкрутити в адаптер T2.

Посилання на постачальника гільзи 2 дюйма (там позначено як "коннекторна гільза"):

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

Користувачі повнокадрових камер мають розглянути інше рішення, оскільки стандартний адаптер T2 має настільки малий діаметр відкриття (діаметр 38 мм), що через нього можуть виникати віньйетування. Рішенням буде спеціальна деталь (для Canon EOS), яка замінює адаптер T2 і гільзу 2 дюйма, і надає більший діаметр відкриття (47 мм).

Посилання на постачальника "Адаптера з 2 дюймів на Canon EOS" для повнокадрових камер:

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

Зліва знаходиться адаптер T2 з байонетом Canon EOS, в середині - гільза 2 дюйма:

Цифрова дзеркальна камера з встановленим адаптером T2 і вкрученою гільзою 2 дюйма. Обидві деталі не містять лінзи:

Гільза 2 дюйма вставлена замість окуляра в висувний вузол телескопа:





Вузлова гільза – У лінзових телескопах (рефракторах) можуть виникати ситуації, коли висувний вузол не може бути витягнутий на достатню відстань, щоб досягти площину фокусування. Тоді потрібно використовувати одну або кілька 2-дюймових вузлових гільз.

Фокус

Оскільки в телескопів відсутня функція автофокусу, найкращу точку фокусування потрібно знаходити вручну. Це не так просто, як може здатися, оскільки маркізки сучасних дзеркальних камер для цього не передбачені. Це означає, що погляд через видошукач камери й візуальна оцінка рівня чіткості в видошукачі не є достатніми.

Основне фокусування відбувається за допомогою фокусної кнопки телескопа, яка в деяких телескопах змінює довжину висувного окуляра, а в інших зсуває головне дзеркало усередині телескопа по осі.

Чим довша ефективна фокусна відстань і чим світліша (тобто чим менший діаметр огранки або менший знаменник діафрагми) оптика, тим менше маневреності при фокусуванні. Внаслідок змін температури може статися зміна точки фокусування. Раз встановивши фокус, його слід перевіряти кілька разів протягом спостережної ночі і, за потреби, коригувати.

1. Камера без функції «Прямого перегляду»

Камери без функції «Прямого перегляду» мають недоліки. У найпростішому випадку ви налаштовуєте як можна чіткіше яскраву зірку у візирі, а потім робите тестові знімки з коротким часом витримки, де зірка не повинна бути переосвітлена. Після цього переглядаєте результати знімків на дисплеї камери, при цьому використовуючи максимальне збільшення для перегляду частини зображення.

Плавне налаштування чіткості під час повторного перегляду зображень поступово доведе вас до точки найкращого фокусування. Вже знайдений найкращий пункт чіткості може бути здвоєний кілька разів, а потім виправлений в зворотному напрямку, щоб отримати уявлення, де оптимальність. Ви, так би мовити, обертаєтеся навколо найкращої точки чіткості.

Якщо камера підключена до ноутбука, рекомендується використовувати програмне забезпечення, щоб полегшити цю роботу. Особливо в астрододатку програмне забезпечення «ImagesPlus» значно сприяє фокусуванню. Модуль керування камерою в ImagesPlus можна придбати за близько 70 доларів США на сайті http://www.mlunsold.com. Демонстраційну версію можна запросити у автора програми.

Фокусування на зірку з «ImagesPlus»:





Не представляючи собою спеціального додатку для астрофотографії, але, тим не менше, дуже корисним інструментом для фокусування є програмне забезпечення DSLR Remote, яке здатне відобразити одне зображення за іншим у великому розгорненні, що дозволяє надійно оцінити чіткість показаної зірки. Це програмне забезпечення коштує приблизно 95 доларів США і можна придбати на веб-сайті http://www.breezesys.com/DSLRRemotePro/index.htm. Версію, яка діє протягом 15 днів, можна завантажити там. Обидва пакети програмного забезпечення існують англійською мовою.

Фокусування на зірку за допомогою «DLSR Remote»:

2. Камера з функцією Прямого перегляду

З функцією Live-View фокусування стає майже грою для дітей. Яскраву зірку приблизно в центр поля зору приближується і фокус приблизно налаштовується у візирі. Потім вмикається функція Live-View, і зірка переглядається у максимальному збільшенні на дисплеї камери. Ідеальна чіткість дуже швидко та надійно досягається за допомогою натискання кнопки фокусу на телескопі.

Ще зручніше буде, якщо зображення у прямому ефірі можна оцінити на моніторі підключеного ноутбука. У камер Canon EOS з функцією Live-View (від Canon EOS 1000D, 450D, 40D, 5D Mark II, 1D Mark III, 1Ds Mark III) в комплект камери включене необхідне програмне забезпечення та кабель для підключення.

Цей спосіб фокусування на зірках до третього розміру, на місяці, сонці (з фільтром для захисту!) і на ясних планетах працює відмінно.

Live-View на місячному екрані за допомогою Canon EOS 450D. Функція Live-View виявляється значним допоміжним засобом для налаштування чіткості камери на телескопі:

Live-View на моніторі ноутбука: Фокусування не може бути простішим, швидшим і точнішим:

Ризик розмиття!

Використання довгих фокусних відстаней несе велику загрозу розмиття через тремтіння. Навіть при досконалому фокусуванні це може призвести до появи розмитих фотографій. Проблемними є удар зеркала та хід вивільнення затвору камери перед або під час витримки.

Залежно від стабільності комбінації монтажу та штатива, яка утримує телескоп, можуть бути досить незначні вібрації цього типу, щоб вплинути на чіткість.

• Удар зеркала – Наслідки швидкого підняття дзеркала перед спуском можна уникнути, якщо на камері ввімкнути «Блокування дзеркала». Перший натиск на спусковий кран лише піднімає дзеркало. Потім зачекайте декілька секунд, щоб вібрація загасла, і знову виберіть, щоб почати експозицію.

Звичайно для цього використовується кабельний або пульт дистанційного керування, інакше при натисканні кнопки вивільнення в камері виникнуть тремтіння.



Ввімкнення блокування дзеркала в меню Canon EOS 40D.

• Хід вивільнення затвору – Його неможливо уникнути, оскільки він контролює експозицію. Я переконався у тому, що рухи затвору можуть фактично призводити до розмитості зображень. Фактично гарантом легшої роботи в таких випадках є більш стабільний монтаж. В залежності від моделі камери ви можете спробувати спровокувати спуск камери під час роботи у режимі прямого перегляду. Тоді хід вивільнення затвору частково проходить значно «м'якше».

Прикладові знімки

Цей знімок місяця майже не обрізаний і був зроблений з фокусною відстанню 3700 мм та цифровою дзеркальною камерою повного формату (Canon EOS 5D Mark II). В ролі телескопа використовувався дзеркальний телескоп типу "Максутов-Кассегран" з відношенням відкриття 1:14,6. Експонувалося при 1/30 секунди з ISO 400.

Вирізок з попереднього зображення у повному розмірі. Він дає уявити, яку детальність Місяця можна зафіксувати гострою оптикою з великою фокусною відстанню. Цей вид фотографування Місяця - одна з рідкісних можливостей отримати користь від великої кількості мегапікселів у галузі астрофотографії.

Ще трохи витягнуте зображення Сонця, зроблене за допомогою спеціального фільтра H-Alpha, який робить видимою хромосферу Сонця. Фокусна відстань зйомки становила 2270 міліметрів.

Подвійні зорі - це вдячна тема для зйомки через телескоп без системи відстеження. Тут було закрито тільки 30 секунд при ISO 800 та фокусній відстані 2800 міліметрів, щоб розрізнити подвійну зорю Мізар (червона стрілка) в Большої Вили на восьмерку. Він, в свою чергу, разом з Алкором (праворуч) утворює пару, яку з напруженням можна впізнати, як подвійну зорю при звичайному огляді.

Для відтворення серця Туманності Оріона був потрібен телескоп з дев'ятьма метрами фокусної відстані. Співвідношення діаметра до фокусної відстані становило 1:10, щоб завдяки великій яскравості туману достатньо було витримати експозицію лише 90 секунд при ISO 1000 та відмовитися від системи відстеження.