Rady pre astrofotografov

Ako vôbec fotiť vesmír?


Určite ste už niekedy videli úchvatné obrázky ktoré nafotil známy Hubblov teleskop. Nádherné farebné hmloviny alebo galaxie vzdialené miliardy svetelných rokov. Aj s amatérskym vybavením môžete robiť podobé obrázky. Objektov vo vesmíre ktoré dokážete odfotiť zo svojej záhrady sú stovky až tisíce. Pozrime sa preto bližšie na to ako sa to vlastne robí. Fotenie vesmíru je úchvatné a ide o najzložitejšiu oblasť fotografie vôbec. Výbavu ktorú potrebujete na prvé fotografie pritom možno máte aj doma. V tejto sekcii sa budeme venovať iba foteniu na digitálny fotoaparát alebo kameru, vôbec sa nebudeme venovať foteniu na klasický svetlocitlivý film. Digitálny fotoaparát má doma takmer každý a na vaše prvé fotografie takmer nič iné nepotrebujete.

 

Galaxia M33, Newton 200/1000, expozícia celkom 88 minút

 

Fotografia je dôkazom že fotenie vesmíru sa dá robiť aj doma. Ide o Galaxiu M33 v súhvezdí trojuholník. Fotografia bola robená na jeseň  v roku 2015 teleskopom Sky-Watcher 200/1000 Newton. Celkový expozičný čas bol cca 1,5 hodiny.
Toto je samozrejme jedna z pokročilejších fotografií, moje prvé fotografie nevyzerali takto. Výsledky sa však postupne dostavili.

Vráťme sa ku samotnému foteniu. V prvom rade si povedzme v čom sa fotenie vesmíru líši od bežného fotenia:
- objekty sú veľmi vzdialené a ich jasnosť je veľmi malá s výnimkou planét a Mesiaca
- Zem sa neustále otáča a preto musíme aj my natáčať fotoaparát aby nám objekt neušiel zo zorného poľa
- fotíme väčšinou niekoľko záberov a tie potom pospájame do jednej fotografie v počítači (fotografia bude krajšia, zníži sa šum)
 



Na to aby ste urobili jednoduchú fotografiu mesiaca alebo celej oblohy vám stačí bežný kompaktný fotoaparát, možno nejaký superzoom. Mesiac má dostatočnú jasnosť na fotenie krátkym časom zo statívu. Stačí len obraz priblížiť a cvaknúť. Pohrajte sa s nastavením času a citlivosti aby ste dosiahli fotografiu s čo najemnším šumom. Ak ste zdatnejší, môžete si fotografiu mierne prifarbiť, priostriť alebo zvýšiť kontrast v nejakom bežne dostupnom programe na úpravu fotografií. Úprava po odfotení na nazýva tzv. postprocessing, ktorý sa v astrofotografii využíva pri každej fotografii. Aj preto je fotenie hviezd zložité, lebo polovicu práce ešte musíte spraviť po odfotení v počítači. Nižšie nájdete mesiac odfotený jediným záberom, prifarbený a priostrený grafickým programom.

Mesiac, nepravé farby, Caon EOS 7D, Newton  200/1000

 

Toto je jedna z prvých fotografií mesiaca ktoré som spravil hneď po kúpení teleskopu, nemal som takmer žiadne skúsenosti. Jednoducho som zaostril a cvakol. Je na nej vidieť že obraz nie je úplne dobre zaostrený, ostril som len tak od oka. Aj tak je záber relatívne dobrý. Podobné fotografie sa na prvý pokus podaria aj vám. 

 



Naopak pri fotení celej oblohy použijeme dlhší čas. Ak máte širokouhlý fotoaparát, skúste expozičné časy 5-30 sekúnd a pozrite si či nemáte hviezdy natiahnuté do čiarok. Nájdite vhodný čas kde sú ešte hviezdy len bodky (závisí to od toho aký širokouhlý fotoaparát máte). Samozrejme foťte zo statívu s použitím samospúšte aby ste fotoaparát neroztriasli pri stláčaní spúšte. Urobte niekoľko záberov (napríklad 10). Tie potom pospájate v programe. Odporúčam voľne dostupný Deep Sky Stacker (DSS). Môžete si ho stiahnuť na tejto linke:
     http://deepskystacker.free.fr/english/index.html

Nájdete tam aj návod ako program používať, plánujem sem doplniť jednoduchý návod aj s ukážkovými fotografiami ako zložiť JPG obrázky. Len  pre porovnanie nižšie môžete vidieť rozdiel medzi jedným záberom a poskladanými 6 zábermi. Jeden záber bol exponovaný 5 minút. Poskladaných 6 záberov teda dáva celkovú expozíciu 30 minút. Prvý záber nemá vôbec žiadnu softvérovú úpravu, vyváženie bielej na zrkadlovke neodhadlo scénu správne, preto je fotografia do modra. Vo finálnom zábere ktorý je vyčistený a jemne priostrený bola doladená aj farba.

Glaxia M81, jeden záber 5 minút, Canon EOS 7D

 

Glaxia M81, 6 záberov po 5 minút, Canon EOS 7D

 

Tu je vidno ako sa zníži šum a vytiahnu sa detaily ktoré boli inak skryté. 

 

Fotíme planéty


Fotenie planét sa od fotenia galaxií a hmlovín v mnohých veciach odlišuje. V prvom rade ide o fotenie veľmi malého objektu (v uhlovývh rozmeroch). Kým hmlovina alebo galaxia má na oblohe veľkosť od 7-10 arc minút až po niekoľko stupňov, planéta dosahuje vo svojom najväčšom priblížení len okolo 40-50 arc sekúnd (1 arc sekunda je 1/3600 stupňa). Druhým problémom je kvalita ovzdušia ktorá nám vplýva na detaily ktoré na planétach zachytíme (tzv. astronomický seeing - chvenie vzduchu a tým aj obrazu). Vzduch sa nám chveje z viacerých dôvodov: stúpanie teplého vzduchu z domov a budov alebo slnkom zohriatych plôch, prízemný vietor, prúdenie vzduchu vo vysokých výškach, tzv. jet streamy. Jedna fotografia planéty vačšinou neukáže taker žiadne detaily, preto je potrebné robiť niekoľko stoviek až tisíc záberov. Na druhej strane sa pri planéte veľmi nezaoberáme tým že by jej jasnosť bola nepostačujúca. Pri fotení vačšinou robíme záber s dĺžkou 20ms - 50ms.

Fotenie sa preto robí vačšinou natáčaním videosekvencie planéty, napr. na kameru alebo zrkadlovku, prípadne na špeciálnu planetárnu kameru. Nasnímané video sa potom upraví špeciálnym softvérom ktorý vyberie najlepšie snímky a doslova vyskladá z nich jeden obrázok planéty vo väčšej bitovej hĺbke, ten sa potom doostrí a spracuje v bežnom programe na úpravu fotografií.

Príprava:
Čo potrebujeme?

  • Teleskop so svetelnosťo cca F10 - F30. Teóriou ako sa dopracovať ku F10 -F30 sa v tejto časti nebudem zaoberať, možností je viac (barlow šošovka, okulárová projekcia na čip, iný násobič, priamo teleskop s dlhým ohniskom). Schválne tu nepíšem nič o priemere teleskopu ale o svetelnosti, hrubší teleskop automaticky v tomto prípade znamená dlhšie ohnisko.
  • Kameru alebo fotoaparát ktorý vie zaznamenávať video rýchlosťou cca 25 snímkov za sekundu.
  • Statív/montáž (v tomto prípade nemusí byť ani navádzaný ani motorizovaný, planéta sa vám môže v zornom poli pohybovať, softvér ju potom automaticky zarovná na jedno miesto).
  • Notebook alebo počítač ak používate USB kameru (pri fotoaparáte alebo zrkadlovke zaznamenáte video priamo na pamäťovú kartu).



Čas a miesto fotenia:

  • vyhnite sa snímaniu ponad budovy v zime aj v lete. V zime sa kúri a teplo z domov sála, v lete sú budovy ešte dlho po západe slnka rozohriate. Preto budete mať obraz veľmi roztrasený.
  • vyhľadajte najlepšie trávnatý povrch alebo snímanie z brehu jazera ponad vodu.
  • fotenie je najlepšie v čase keď je planéta najvyššie na oblohe, snímate tak cez najužšiu možnú hrúbku atmosféry
  • nezabudnite a vychladenie teleskopu, v tomto prípade je to obzvlásť dôležité


Postup snímania

  • zostavte celý systém, montáž, teleskop, kameru, zosúlaďte si osi hľadáčika a teleskopu čo najpresnejšie aby ste planétu na oblohe našili hľadáčikom a tá sa nachádzala presne v strede zorného poľa kamery
  • zaostrite, najlepšie bathinovou maskou na nejakej jasnej hviezde na oblohe. Ostrenie od oka na displeji fotoaparátu je tiež možné, vzhľadom na seeing ale môžete mať mierne rozostrené a neuvidíte to.
  • natočte teleskop naspať na planétu a začnite točiť videá
  • urobte niekoľko videí dlhé cca 1 minútu aby ste mali v každom videu nad 1000 snímkov, ak máte pocit že obraz je príliš tmavý znížte ohnisko alebo zvýšte expozičný čas. Obraz by nemal byť prepálený, je lepšie nasnímať video s tmavším obrazom ako prísť o detaily kvôli preexponovaniu.


Spracovanie videa
Z nasnímaných videí sa teraz pokúsime urobiť jeden záber. Program na spracovanie videa vyberie najostrejšie snímky, poukladá ich na seba a v každom snímku vyberie najostrejšie segmenty (nerozmazané seeingom) a tie spočíta aby tým eliminoval šum. V tomto článku použijeme na spracovanie videa program Autostakkert ktorý spraví väčšinu práce za nás aj bez zložitých nastavení. Stiahnuť sa dá na tejto linke: http://www.autostakkert.com/wp/download/

Program dokáže pracovať iba so súbormi nekomprimovaného videa, nepodporuje samostatné obrázky. Ak máte video v nesprávnom formáte väčšinou vám ho neotvorí. To je klasický problém pri väčšine zrkadloviek. Preto potrebujete ešte nejako prekonverovať video zo zrkadlovky do nekomprimovaného AVI súboru. Planetárne kamery nahrávajú priamo podporované formáty, nie je potreba konverzie.

Takto vyzerá hlavná obrazovka programu, načítajte videosúbor cez tlačidlo 1) Open.

 

Pre nácvik si môžete stiahnuť moje zaznamenané video (muselo prejsť kompresiou kvoli veľkosi, pôvodne malo takmer 1GB). Toto video musíte ešte prekonvertovať nejakmý programom na nekomprikované AVI, ináč vám ho Autostakkert nenačíta. Video bolo robené kamerou ASI224MC cez teleskop C11-XLT.

 


Spracovanie sa robí v dvoch krokoch, prvý je analýza samotných záberov, druhý je skladanie podľa požadovaných parametrov (napr. koľko najlepších snímkov zložiť). Nastavte ľavú stranu obrazovky podľa obrázku dole (štandardné nastavenia).

 

 

V druhom okne by ste mali vidieť načítané video:

 

Spusťte analýzu stlačením tlačidla 2) Analyse, v prvom okne. Program začne analyzovať obrázky jeden po druhom a zoradí ich od najlepšieho po najhorší (podľa kvality). Keď skončí, zobrazí vám graf kvality obrázkov. Teraz je potrebné nastaviť si koľko obrázkov cheme zloziť. Ak máte graf ako je dolu, teda väčšina obrázkov je nad 75% kvality, potom kľudne skladajte aj 50% obrázkov. Tento počet sa nastavuje v prvom okne vpravo v časti "Frame percentage to stack". Na obrázku nižšie je tam nastavené čislo 50. 

 

 

Po nastavení počtu alebo percenta obrázkov na zloženie je potrebné určiť programu oporné body na planéte, ktoré ma vyhľadávať na snímkach a zarovnávať. Na druhom snímku preto kliknite na planéte myšou. Každý klik určí jeden oporný bod. Ja som ich nastavil na planéte 6, väčšinou označujem body s nejakým detailom. Vyhnite sa bodom na úplnom okraji planéty, zníži to kvalitu výsledného obrázku.
Ak ste sa náhodou pomýlili, všetky body vymažete tlačidlom Clear.

 

 

Potom ako ste označili body, môžete spustiť samotné skladanie tlačidlom 3) Stack.
Program začne proces skladania obrázkov, viď snímka dole.

 

 

Po skončení nájdete výsledný obrázok v podadresári adresára kde sa nachádzalo zdrojové video. Ide o obrázok TIFF v hĺbke 16 bitov. Vyzerá asi takto:

 

Tento výsledný obrázok je potrebé teraz v nejakom grafickom programe doostriť, mierne prifarbiť podľa vlastného uváženia a vyvážiť jas (krivkami). Výsledok posúďte sami...

 

Jeden snímok z videa

Poskladaných 750 snímkov  

 

Úroveň detailov veľmi závisí od atmosferických podmienok. Ak sú zlé, nepomôže vám ani 3x vačší teleskop. Podmienky na slovensku sú poväčšine horšie, nájde sa ale pár nocí v roku kedy je seeing skutočne brilantný. Treba byť trpezlivý...