Как сфотографировать Луну крупным планом. Основы астрофотографии.

Автор статьи - John Ciemgals, специально для Фотосайта Артема Кашканова.

Здравствуйте! В этой статье мы рассмотрим основные методы и способы фотографирования луны. Посредством телескопа луну можно снимать тремя способами:

1. Прямой фокус – телескоп используется в качестве объектива для фотокамеры, аналогично обычным фотообъективам.
2. Афокальная съемка – фотоаппарат с объективом настраивается на изображение даваемое связкой телескоп-окуляр.
3. Проекционная съемка – система телескоп – окуляр проецирует изображение прямо на фотоплёнку/матрицу.

Для первого и третьего способа необходима возможность снимать объектив фотоаппарата, т е подразумевается зеркальная камера (DSLR). В этой статье мы рассмотрим только первый способ – съемку в прямом фокусе.

Немного теории

При съемке в прямом фокусе телескопа, равно как и при съемке объективом для нас особенно важны два показателя – апертура и фокусное расстояние в миллиметрах. Апертура – это диаметр светособирающего элемента объектива, от его размера зависит разрешающая способность системы и соответственно, насколько мелкие детали можно будет запечатлеть на снимке. От фокусного расстояния, в свою очередь, зависит масштаб – насколько «большой» будет луна на снимке, а также, насколько можно будет реализовать разрешение объектива. Соответственно, производная из этих двух величин – светосила – влияет на длительность необходимой экспозиции. Светосила - это фокусное расстояние (в миллиметрах), деленное на апертуру (тоже в миллиметрах). К примеру, телескоп с фокусным расстоянием 900 мм и размером апертуры 100 мм имеет светосилу f/9. Попробуем проиллюстрировать, как всё выглядит в объективе при открытой диафрагме и что, собственно, меняется при ее закрывании:

На картинке выше показан ход лучей света (красными) в объективе без диафрагмирования – работает вся апертура. Синим цветом показана объективная линза, красный (свет) сходиться на точке фокуса объектива (обычно там находиться матрица фотоаппарата). А на этом рисунке диафрагма (зелёный) приводит к уменьшению апертуры:

На деле, как мы видим, в фотообъективах диафрагма занимается уменьшением апертуры. Получается, что у объектива есть одна постоянная характеристика - фокусное расстояние, а диафрагма, по сути, меняет апертуру. Отсюда и всё то, что мы практически при съемке имеем – при минимальной диафрагме картинка не очень качественная (из-за того, что оптика при такой светосиле рисует не лучшим образом, и далека от дифракционного качества), при средних значениях диафрагмы уже весьма хорошо (обычно это значения в районе F/5.6 – 11). При дальнейшем закрытии диафрагмы опять начинается деградация картинки – на сей раз уже из-за того что рабочая апертура становиться столь малой, что влияние начинает оказывать дифракция световых волн.

Итак, что же и как нам нужно для съемки луны крупным планом?

Во-первых – объектив или телескоп с соответствующим фокусным расстоянием. В начале статьи можно видеть, каков размер луны на кадре при использовании фотоаппарата с матрицей формата APS-C (кроп 1.6) и объектива с фокусным расстоянием 900 мм. В принципе, при 1200мм она уже заполняет почти весь кадр, а при больших фокусных расстояниях в кадр попадает только фрагмент луны.

Определение масштаба изображения для максимальной детализации

Размер пикселя: d = 0.00642361 мм (6.4 мкм для Canon EOS 350D) Разрешающая способность телескопа: a = 1.15" (для 100мм апертуры) коэффициент для частоты Найквиста: Nq = 2 Требуемое фокусное расстояние находится по формуле: F = 206265 * d / (a / Nq) В вашем случае получается F = 2304 мм. Для тех, кому считать лень – практически всюду получается значение в районе f/22 – это, практически реализация максимального разрешения объектива, «максимально разумное увеличение», т.е. более длинные фокусы нам новых деталей уже не дадут. «Увеличение» на снимке при апертурах порядка 100 мм и более будет уже весьма существенным – я бы для начала советовал поснимать на фокусных в районе 600 – 1300 мм. «Растянуть» фокусное на телескопе, при необходимости, можно поместив в фокусер между фотоаппаратом и объективом линзу Барлоу – они обычно бывают 2х, 3х, 4х и 5х (это кратности). Т.е. используя телескоп 100/900 совместно с 2х барлоу, его фокусное станет эквивалентным 1800 мм, число f вырастет с 9 до 18 со всеми вытекающими - экспозицию при прочих равных надо будет длинней. Если вместо объектива будет использоваться телескоп, то для сопряжения будет нужно Т2 т-кольцо для соответствующего фотоаппарата, и, возможно, Т-адаптер на 1.25” или 2”.

Вообще съемка через телескоп – это довольно обширная тема сама по себе, и сейчас мы в неё углубляться не будем, ограничившись общими сведениями. Далее нам необходима цифровая зеркалка с полностью ручным управлением и возможностью преподъёма зеркала. Ещё нужен устойчивый штатив ( вообще при съемке небесных «стационарных» объектов лучше всего пользовать астрономический штатив (т. н. монтировку, моунт) экваториального типа с приводом – тогда слежение за объектом будет осуществляться без вашего участия, что не только даст удобство (объект никуда не будет «убегать» из поля зрения), но также уменьшит возможность смаза при относительно длинных выдержках с использованием длинных фокусных расстояний. Для сведения – луна, как и звёзды, перемещается по небу со скоростью примерно 1 градус дуги за 4 минуты. Угловой размер луны – половина градуса, т.е. 30 секунд дуги. Чтобы осуществить спуск затвора не сотрясая камеру необходим спусковой тросик или беспроводной пульт д/у.

Возможно, полезным будет возможность рассмотреть увеличенное изображение при фокусировке через видоискатель – например, насадку с изломом и увеличением 2.5х на искатель. Если у камеры есть «лайфвью» с возможностью увеличения – это очень хорошо. По выставлению диафрагмы на фотообъективах ничего подсказать не могу – тут надо в каждом конкретном случае искать компромисс между временем экспозиции и резкостью (как известно, у фотообъективов наилучшая резкость обычно достигается не на минимальных значениях диафрагмы, и, по сути, являет собой компромисс между «кривостью» оптического тракта и рабочей апертурой, ибо увеличением диафрагменного числа уменьшается рабочая апертура, а это значит – уменьшается теоретически достижимое объективом разрешение. У телескопов такой проблемы нет, они являются дифракционно-ограниченными приборами, т.е. их реальная разрешающая способность ограничивается особенностями природы света (по крайней мере, для центральной части поля зрения), так что в общем случае их дополнительно диафрагмировать, уменьшая рабочую апертуру не имеет смысла. Надо учитывать и факторы влияния атмосферы и важность термостабилизации оборудования.

Каждый из нас не раз замечал, как струиться воздух над костром, раскалённым шоссе, меняя очертания предметов. И чем больше апертура и увеличение, тем больше сей эффект выражен. Подразделить его можно на 3 группы:

1. Общая атмосферная турбулентность - тут уж ничего не поделаешь. Бывают ночи с крайне неспокойной атмосферой, от этого звёзды «мерцают».

2. неудачно выбранное место съемок – на асфальтовой, бетонной площадке, которая за день на солнце нагрелась, и всю ночь остывая будет «струить», на линии визирования есть отапливаемый дом, и т.д.

3. Нетермостабилизированное оборудование – при больших перепадах температуры, пока сам телескоп/объектив достаточно не остынет, хорошего изображения также можно не ждать – и чем больше масштаб изображения, тем более велико влияние всего вышеупомянутого. При дельте температур порядка 20 – 30 градусов термостабилизация объективов может занять более часа. При этом, как уже говорилось, чем больше «увеличение» (длиннее фокус), тем больше влияние всего, и чем меньше – тем, соответственно, проще и легче во всех смыслах.

Съемка

Итак, всё у нас готово к съемке – камера установлена на штатив или моунт, разрешён преподьём зеркала, к камере подсоединен дистанционный спуск, установлен предпочтительный режим и параметры съемки. Наводимся на луну – грубую наводку можно осуществить глядя вдоль оси объектива, потом – глядя в искатель камеры. Фокусируемся – как считаем лучше. Если у камеры есть лайфвью, я бы рекомендовал фокусироватся по нему с выставкой достаточного увеличения на нём. Делаем снимок, смотрим на экранчике – нет ли явной недо- или переэкспозиции? Снимаем побольше кадров, в т.ч. на один – два шага меняя экспопару в обе стороны.

Как правило, значительная часть кадров в такого рода съемках при последующем рассмотрении в полном масштабе оказываются негодными (опять же – чем больше фокусное расстояние, и соответственно, масштаб изображения, тем больше процент брака в общем). Посему, надо набрать достаточное количество, чтобы было из чего отобрать.

Удачных снимков! John Ciemgals