Четверг, 2017-10-19, 9:17 PMГлавная | Регистрация | Вход

Меню сайта

Категории каталога

Форма входа

Приветствую Вас Гость!

Поиск

Друзья сайта

Наш опрос

Существует ли другое измерение (четвертое ...)?

Результаты · Архив опросов

Всего ответов: 43

Статистика


Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0
Каталог статейКаталог статей
Главная » Статьи » Статьи » Астрофотография

Применение цифровой зеркальной камеры в астрофотографии
Чем плохи традиционные фотоматериалы.
По собственному опыту могу судить, что основной трудностью использования фотопленки или фотопластинок является обработка результатов после проявки. Для целей измерения положений астероидов, комет нужен специальный прецизионный инструмент. Фотометрические измерения требуют денситометра. Для поиска новых объектов путем сравнения двух негативов нужен блинк-компаратор. Процесс проявки вносит множество трудно учитываемых факторов, требует специального помещения, поддержания температуры растворов. В полевых условиях, например для целей фокусировки, проявка практически не осуществима. Во время моей работы с менисковой камерой АЗТ-6 фокусировка была возможна только путем пробного снимка (фокус находится внутри трубы, между мениском и зеркалом). При выключенном часовом механизме на пластинке звезда прочерчивала несколько штрихов с разными отсчетами фокусировочного устройства. После проявки выбирался отсчет, соответствующий самому тонкому следу от звезды. Так вот, проявка фокусировочной пластинки занимала большую часть времени этой процедуры.

Существенным недостатком фотоэмульсии является относительно низкая чувствительность, вынуждающая делать длительные выдержки при фотографировании звездных объектов. Длительные выдержки требуют точной установки полярной оси, утомительного гидирования. Все это снижает эффективность использования инструмента. Допустим, я выезжаю с телескопом-астрографом из города в поисках темного неба. За ночь можно сделать от двух до пяти снимков с часовой выдержкой. К тому же после второго-третьего снимка глаз устанет гидировать и качество ухудшится. Гиперсенсибилизация фотоматериалов помогает многократно увеличить чувствительность, но требует специального оборудования. Срок хранения гиперсенсибилизированных материалов до момента экспонирования очень краток, а погоды, как известно, по заказу не бывает.

Технологические свойства фотоэмульсии – такие, как нелинейность почернения от количества фотонов и зависимость от количества фотонов в единицу времени (невзаимозаместимость), создают дополнительные проблемы для фотометрии. Даже в том случае, когда нужна только картинка, часто приходится прибегать к сложным приемам.

Получить хороший отпечаток с астрономического негатива весьма непросто. Для того чтобы на отпечатке были видны протяженные объекты низкой поверхностной яркости, приходится прибегать к контрастному копированию. Я применял этот метод для снимков комет и туманности "Северная Америка", полученных на АЗТ-6 в ГАИШ. Оригинальный негатив копируется на специальные контрастные пластинки один или более раз, с полученного контрастного негатива делается отпечаток. На обработку одного снимка уходит 1-2 часа.

Часто можно услышать, что цифровые приемники уступают традиционным фотоматериалам по линейным размерам и непригодны для обзорных, поисковых работ. Отчасти это верно. Так, упоминавшаяся камера АЗТ-6 на пластинках или листовой пленке 9x12 см дает поле 7,5 градусов. Для получения поля зрения в несколько градусов на ПЗС-матрице нужна относительно большая матрица и небольшое фокусное расстояние астрографа. Большая матрица стоит дорого, а небольшое фокусное расстояние ограничивает предельную звездную величину. Что касается 35-мм пленки, то линейные размеры кадра сравнимы с размерами матриц для современных цифровых камер. Это означает, что любители астрономии, пользовавшиеся камерами типа "Зенит" и подобными, могут перейти к цифровым камерам почти без потери обзорности.

Зеркальная цифровая фотокамера.
Большинство цифровых фотокамер плохо подходит для фотографирования звезд и туманностей, т.к. имеют интегрированные в корпус объективы с небольшим фокусным расстоянием и не имеют возможности выставлять выдержку более нескольких секунд. Зеркальные камеры всегда считались фотоаппаратами если не для профессионалов, то для продвинутых пользователей. К счастью, при переходе производителей от пленочных "зеркалок" к цифровым был сохранен этот принцип.

Я приобрел относительно недорогую камеру Canon EOS 300D с простеньким объективом f = 28-55 мм, но матрицей аналогичной более дорогим профессиональным моделям. На Савеловском рынке body-вариант и вариант с объективом (т.н. комплект Rebel) стоят примерно одинаково – около 900$. У Nikon и Pentax тоже есть цифровые зеркалки, но, как и профессиональные камеры Canon, они стоят от 1500$. Объектив был нужен для использования камеры в бытовых целях. В этом смысле у нее один серьезный недостаток – габариты, беда всех зеркальных камер. Размер матрицы составляет 3072 x 2048 пикселей (6.2 мегапикселя), но больше в документации никаких параметров не указано. Экспериментально удалось определить линейный размер матрицы 20,5x13,5 мм и размер пикселя – около 0,007 мм. Камера поддерживает автоматически отсчитываемые выдержки до 30 секунд и произвольные выдержки.

Произвольные выдержки возможны путем удержания спусковой кнопки в нажатом положении, что совершенно неприемлемо. Поэтому пришлось купить еще фирменный пультик, обеспечивающий фиксацию спусковой кнопки. Хотя камера поддерживает управление параметрами и съемкой с компьютера, но с произвольными выдержками программа не работает. Т.е. произвольную выдержку (bulb) в программе поставить можно, а вот снять с ней нельзя... Чувствительность матрицы выставляется в единицах ISO в пределах от 100 до 1600. Для целей астрофотографии мной использовалась максимальная чувствительность 1600 ISO.

Подходящие для байонета Canon EOS объективы с фокусным расстоянием 200-300 мм выпускаются как самой Canon, так и другими фирмами, например Sigma. Они поддерживают такие бесполезные для астрофотографии функции, как автофокус и стабилизатор изображения. Цена таких объективов - от 400$. Поэтому, чем покупать родной телеобъектив, мне показалось разумнее приспособить объективы от "Зенита" с посадочной резьбой M42. Благо у меня давно имеется хорошо известный объектив "Таир-3" f = 300 мм, A = 1/4.5. Переходники с байонета Canon EOS на резьбу M42 в природе существуют. Я нашел такой переходник производства Jolos в "Кинолюбителе" на Ленинском проспекте. Кольцо переходника компенсирует разницу в рабочих отрезках Canon'а и "Зенита", поэтому шкала дальности объектива остается справедливой. Для "Таира" размер пикселя составил около 4.6 угл. сек., а размер поля зрения 3.9 x 2.6 градуса.

Первые испытания я провел, установив "Мицар" с закрепленным на нем "Таиром" на балконе в Москве. В условиях засветки искать предельную выдержку не имело смысла, поэтому пробные снимки были сделаны с выдержкой 30 секунд. В качестве объекта съемки было выбрано скопление NGC 752 в Андромеде, на которое имеется фотоэлектрическая фотометрия. За 30 секунд получились звезды до 12,5 величины и заметно проработался фон неба. Диаметр изображений слабых звезд составил примерно 5 пикселей. USB-кабель был протянут от камеры, установленной на телескопе, к компьютеру, что позволило сразу после экспонирования рассмотреть увеличенное изображение. Общее впечатление было такое, что снимки получены на обычную пленку с выдержкой минут 10-15. Дефектов изображения вроде "растекания" звезд по строкам/столбцам или теплового шума в виде "цветного снега" заметно не было, хотя такие опасения были. Результаты вдохновили на дальнейшие эксперименты.

Были сделаны снимки с минутными и двухминутными выдержками, но в условиях Москвы они были передержаны. Также в ходе экспериментов выяснилось, что использование высокочувствительной матрицы влечет повышенные требования к точности ведения телескопа. Если на фотоэмульсии кратковременные отклонения не успевают заметно проработаться, то на матрице отклонения видны даже для довольно слабых звезд.

С помощью окулярной камеры были сделаны снимки Луны. К "Мицару" с линзой Барлоу и окуляром f = 25 мм (96x) был прикреплен объектив "Юпитер-9" (f = 85 мм), а к нему, через переходное кольцо, камера Canon. Луна была вблизи последней четверти. Для хорошей проработки деталей вблизи терминатора оказалось достаточно выдержки 1/100 сек. Для работы с окулярной камерой очень полезно, что фотокамера зеркальная. Фокусировка по звездам производится легко. Качество картинки в видоискателе заметно выше, чем у "Зенита".

В полной мере испытать камеру с объективом "Таир-3" удалось на темном небе, выехав на 50 км к западу от Москвы. Фон неба существенно прорабатывался на снимках с выдержкой 5 минут. Был сфотографирован ряд скоплений и туманностей с выдержками от 1.5 до 3 минут. При фотографировании с произвольными выдержками камера проводит отсчет прошедших секунд на жидкокристаллическом индикаторе (на задней стенке). И хотя для этого индикатора предусмотрена подсветка, она автоматически гаснет через несколько секунд после включения. В темноте, понятно, содержимого индикатора не видно. К тому же для наблюдателя, находящегося у ньютоновского фокуса, этот индикатор не виден. Поэтому отсчет времени выдержки приходится организовывать независимо от камеры, как это было с пленочными фотоаппаратами.

Cнимки получены камерой Canon с объективом "Таир-3". Все это было установлено на телескопе "Мицар", который использовался для ведения по звезде:

Планетарная туманность M27 "Гантель" (Лисичка), выдержка 102 сек.

Рассеянное скопление M11 (Щит), выдержка 107 сек.

Окрестности Гаммы Лебедя, Млечный Путь и диффузные туманности, выдержка 125 сек.

По поводу пригодности камеры к работе в полевых условиях. Литий-ионной батареи камеры хватило, по крайней мере, на 5 часов работы в режиме астрофотографии. Производитель утверждает, что при температурах ниже 0 °С время разрядки батареи резко сокращается. Видимо, с этим связан диапазон температур работы камеры от 0 до +40 °C, указанный в документации. Проверить работу камеры в зимних условиях случай пока не представился. В стационарных условиях питание камеры можно осуществлять от сетевого адаптера, имитирующего по форме батарею. Даже без подключения камеры к ноутбуку можно оценить качество снимка. На маленьком LCD-мониторе камеры можно увеличить фрагмент снимка до масштаба 1:1 и по звездным изображениям оценить, например, качество гидирования.

Из полученных результатов могу сделать вывод, что цифровая зеркалка может послужить хорошей заменой 35 мм пленки в любительской астрофотографии. Высокая чувствительность по сравнению с фотопленками позволяет многократно сократить выдержки, повысив эффективность работы и избавив от утомительного продолжительного гидирования. 256 отсчетов для каждого цвета – это, конечно, меньше, чем 64K отсчетов на пиксель в астрономических матрицах, но тоже неплохо. Зеркальная камера проще в использовании, не требует обязательного подключения к компьютеру и поэтому больше подходит для полевых условий. Геометрические размеры камеры не позволяют использовать ее на любительских телескопах без выноса фокуса за пределы трубы (например, в камерах Шмидта), тогда как корпус астрономических матриц значительно компактнее. Использование камеры для астрофотографии не приводит к ее переделке и непригодности для бытовой съемки. Таким образом, получаем аппарат двойного назначения.

Источник: http://astrogorizont.com/module.php?a=99&m=articles&r=7

Категория: Астрофотография | Добавил: Игорь (2007-01-25) | Автор: Бурлак Александр Николаевич,
Просмотров: 1500 | Рейтинг: 0.0/0 |
Всего комментариев: 0
Имя *:
Email *:
Код *:
Copyright MyCorp © 2017 |