практика и теория астрофото

[Aleksey_M]

Практически весь современный модельный ряд камер Nikon подойдет для использования в интересующих нас целях.

Я бы сказал не только Nikon но и все DSLR камеры.
И кто здесь круче и четче это вопрос второй. Можно и на мыльницу снимать - главное это желание и стремление.

Что можете предложить новичку по освоению современного уровня начального астрофото?
Каковы могут быть, по вашему опыту, практические шаги, скажем, с неподвижно установленной камерой?

Тут все просто. Если есть зеркалка или фотоаппарат со сменной оптикой, для начала необходимо изучить вопрос максимальной выдержки для каждого из доступных (понравившихся) фокусных расстояний объективов.
Чем шире угол (меньше фокусное) - тем большую выдержку можно поставить чтобы звездочки были точками или маленькими штрихами.
Но можно и специально задирать выдержку что получить треки звезд.

Далее изучаем фотоаппарат - какое из ISO можно считать рабочим или пригодным для конкретного случая.
Фотографируем, смотрим результат. Если слишком шумно и это бросается в глаза - уменьшаем ISO.
Так же не стоит забывать что шум от большого ISO сильно зависит от температуры. Можно наглядно убедиться снимая в разную температуру (особенно зимой в ясную ночь в -35 - ухххх! ).

Далее изучаем объектив. Задача найти максимальное значение диафрагмы при котором картинка получается достаточного уровня, соответствующая нашим ожиданиям или вкусам.
Начинаем с максимальной (т.е. с минимального числа диафрагмирования f/2.8, f/3.5 - то, которое позволяет установить объектив).
При большой диафрагме проявляются аберрации объектива (разные в зависимости от конструкции объектива), в основном это хроматизм и кома. Стараемся их свести к приемлемому уровню.

Ну и не забываем про опыт съемки. Снимать, снимать и еще раз снимать!

При появлении часового привода (ведения) хотя бы одной оси (восхождения) вопрос с выдержкой станет менее сложным. Можно будет ставить десятки и сотни секунд.

[Skvaton]

А я вот с этой статьи начинал осваивать астрофото: http://oleg.milantiev.com/material/?id=607

[astra-24]

Люди, что вас так слово никон дразнит...

Статья (по ссылке http://www.astronsk.ru/forum/index.php?topic=310.msg15663#msg15663) скопирована с форума никоновсокого сайта, посему понятно, что она заказная. После статьи следующим постом отмечено, что снимать можно любой подходящей для данной съёмки камерой.

Уточним - не статья, а  серия из 4-х статей. Неужели не видны достоинства?
1-я, про то, как подступиться вообще, с нулевыми понятиями.
2-я, про необходимый минимум аппаратуры и приспособлений, и как с этим набором вести съёмку.
3-я, здесь особо ценно, что сведены воедино и объяснены понятия - лайты, дарки, офсеты и флэты. И принцип сложения всего этого для получения итогового фото.
4-я, про следующий уровень: астрофото с часовым ведением, что уже сложнее и затратнее по оборудованию в сравнении с простым (неподвижная камера на штативе).

Ещё, что может оказаться полезным для самообразования. Ссылки на короткие ролики:
- серия для новичков в астрофото https://www.youtube.com/watch?v=GXDxZ3qr_UE&list=PL8-bvMgK8AwKng8UGOanhiAZLq35JK3sP&index=1
- ролик про первые два шага в астрофото https://www.youtube.com/watch?v=kHsYPQOIVMQ
Здесь один важный момент узнал. Правило 500 (или более мягкое - правило 600) применяется с учётом "кропнутости" матрицы, т.е. с пересчётом эквивалентного фокуса, относительно малоформатного кадра, для несмазанной экспозиции.

Спасибо за советы и ссылку.

[passer_by]

Здесь один важный момент узнал. Правило 500 (или более мягкое - правило 600) применяется с учётом "кропнутости" матрицы, т.е. с пересчётом эквивалентного фокуса, относительно малоформатного кадра, для несмазанной экспозиции.

А это вообще полный бред (правда довольно распространенный). Смаз звезды ну ни как не зависит от размера матрицы. Зависит только от истинного фокусного расстояния объектива и размера пикселя.
При неподвижной матрице, звезда в фокальной плоскости сместится на определенный угол пропорциональный фокусному расстоянию объектива. При маленьком размере пикселя она может переползти на соседний или дальше пиксель. И будет виден смаз. Если пиксель большой то, в зависимости от продолжительности выдержки звезда просто переместится по пикселю и ни какого смаза вы не уведите.
Другое дела, часто в кропнутых матрицах в прогоне за мега-количеством пикселей, пиксель делают меньше. К примеру (уж извините Nikon_оской таблицы нет под рукой) :

   Марка          |  коп-фактор | размер матрицы    |  размер пикселя    |       Кол-во пикселей
Canon EOS 7D            1.6               22.3 x 14.9mm              4.3µm                          5184 x 3456   
Canon EOS 6D            1.0               35.8 x 23.9mm              6.54µm                        5472 x 3648   

Как ведите, при разном кропе количество пикселей одинаково, зато размер пикселя у 7D меньше. Соответственно с одинаковой оптикой на матрице с меньшим пикселем смаз будет более заметен. Если бы был равен размер пикселя, то смаз  был бы абсолютно одинаков на обоих моделях. Например:

Canon EOS 20D          1.6              22.5 x 15.0mm              6.4µm                         3504 x 2336   

Canon EOS 6D    и Canon EOS 20D смаз будет равным, не смотря на то что кроп-фактор различный.

[Sky Watcher]

Люди, что вас так слово никон дразнит...

Никого не дразнит. Просто не только на никон можно снимать, как сказали уже, а на любую камеру.
Главное, чтобы можно было мануал режим включить на ней.

Достаточно слабенькая статья. Все, в принципе сводится к этому:

Практически весь современный модельный ряд камер Nikon подойдет для использования в интересующих нас целях.

Ну и некоторые перлы понравились, типа этого:

Отсняв лайты и дарки, не снимайте крышку с объектива.

Что уж тут скажешь 

Вообще не снимайте крышку, пыли меньше будет

Скорее не статья слабая, а время не стоит на месте.

Тем не менее, раньше с крышкой на объективе лайты не снимали. В том числе поэтому и слабенькая.

[astra-24]

passer_by   Спасибо! Толково разъяснили.
Тогда другой вопрос, как считать время для неподвижной камеры, чтоб съёмка была без смаза?
Исходным имеем фокусное расстояние и размер пикселя. В моём случае 28мм и 4.3мкм. Угловую скорость смещения изображения звезды возьмём экваториальную. Через тангенс угла посчитаем.

Но что брать за путь смещения звезды?

Диаметр кружка Эри в зависимости от диафрагмы объектива будет (для длины волны в красной водородной линии 0.6563мкм):
- диафрагма     2       2.8      4       5.6     8 
- диаметр         3.2    4.5      6.4    9        12.8  мкм
У нас размер пикселя 4.3 или  6.5 мкм.

[Monoid]

Поскольку снимать ты будешь на диафрагме 2 (раз ты привёл её в таблице, я подразумеваю, что на твоём оборудовании она доступна), то её и бери.  На 11 разве что Луну можно снимать

[astra-24]

Попытаюсь на открытой диафрагме. Объектив 80-х годов пентаксовский 1:2/28мм.

Но всё же надо понять как посчитать время.
Для плёнки, при строгом требовании, брали кружок рассеяния эмульсии в  15мкм. А сейчас размер пикселя соразмерен дифракционному кружку.
На диафрагме 2 дифракционный кружок может сместиться на 1.1мкм между противоположных сторон пикселя, по времени это займёт пол секунды.

Так, или чего недопонимаю? Звезда регистрируется группой пикселей?

Роюсь по этим вопросам в разделе астрофотография Астрофорума, но ясного ответа пока не увидел.

[Sky Watcher]

Самое элементарное - сделать тестовые снимки. Много времени не потратите, зато запомните, ндцать секунд это предел. Учитывая что на старых стеклах качество мягко говоря не очень, можно на открытой дыре выдержку длиннее поставить, потому что звезда явно не один пиксель на матрице займет. И этот смаз будет не видно. И опять же, вычисляется опытным путем с помощью разных выдержек.
на 28мм + кроп начните тесты с 10-15 секунд.Если смаза не видно, ставьте больше. И наоборот, если смаз сильный, ставьте меньше. В итоге найдете ту выдержку, при которой можно снимать с неподвижного штатива.

[Sky Watcher]

Также рекомендую на разных диафрагмах поснимать, т.к. на открытой звезды в крупные блямбы могут размазаться.

[astra-24]

На белорусском форуме, и это пока единственное, встретилась математическая формула расчёта экспозиции http://www.forum.belastro.net/viewtopic.php?p=54706#54706 , цитата:

Экспозиция (в секундах) должна быть менее "t" c, чтобы за это время звёзды со склонением "δ" при съёмке на оптику с фокусом "F", размером матрицы "L" и числом пикселей "N" по этой же стороне матрицы, сместились не более, чем на "n" пикселей.

t < (480⋅n⋅arctg(L/(2⋅F)) ) / ( N⋅cos(δ) )  .     (формулу исправил)

Формула вполне. Мой расчёт был другим способом, а ответ практически сошёлся. Как видите, формула не учитывает установленную диафрагму, т.е. диаметр дифракционного кружка задаётся в "n" параметре - одним пикселем или несколькими, когда они будут группой в виде квадрата.  И нет чёткого ответа в фальнейшем обсуждении, что считать смазом.

По "старым стёклам".
На моё понимание, если посмотрим на передовую разработку для малоформатного кадра - Carl Zeiss Distagon 55/1.4 Otus 
http://evtifeev.com/13735-carl-zeiss-distagon-55-1-4-otus-luchshiy-50mm-obektiv-na-segodnya.html
 и подобный 28мм
 http://evtifeev.com/37318-vstrechaem-zeiss-otus-1-4-28-prosto-luchshiy-v-mire-shirokougolnyiy-obektiv.html ,
 - то все остальные "стекла" попадают в число старых автоматически (посмотрите ещё сравнение, где есть снимок звёздного поля http://evtifeev.com/43578-obzor-zeiss-otus-55-1-4-i-sravnenie-ego-s-zeiss-milvus-50-1-4.html).

Себе нахожу утешение в том, что имеющийся на руках объектив - дистагоновской схемы, дедушка того, передового. А если строго, то знаем же, что кроп-фактор положительно сказывается на построении изображения,  когда средняя зона малоформатного кадра становится краевой.

По нашему вопросу - о времени съёмки без смаза неподвижной камерой - можно посмотреть-поискать в обширной теме по тупым вопросам http://www.astronomy.ru/forum/index.php/topic,123871.0.html . Время надо.

[astra-24]

Также рекомендую на разных диафрагмах поснимать, т.к. на открытой звезды в крупные блямбы могут размазаться.

Спасибо за дельные советы. Обязательно хочу поэкспериментировать. а теоретическая база только в помощь.

[passer_by]

Что то или я туплю или... Странный результат получается по приведенной формуле (немного не правильно, кстати,  скопировали формулу из первоисточника)
Во первых почему L/2F, по школьной геометрии должно быть L/F. Если так, то arctg(L/F)/N это есть угловое разрешение arcsec/pixel  связки объектив/матрица.
Что такое 480, то есть интересует ее размерность. В какой размерности ставить arctg(L/F)/N  - радианах, секундах, минутах? В любом варианте получается какой то бред (у меня)
К примеру на Canon 450D с его размером пикселя в 5.2µm и объективом 50 мм разрешение получается в 21.2 секунд на пиксель. То есть при склонении "0" (cos(0) =1) и при скорости вращения земли в 15 угловых секунд за секунду получается без смаза на хорошем объективе 21.2/15 =  1.4 сек. Всего
В общем то это подтверждается практикой. Ниже фрагмент Ориона увеличенный в 2 раза  - Canon 450D, объектив EF50mm f/1.4, выдержка 2 сек.
Просто интересно задачу решить. Математики аууу

[astra-24]

Спасибо за замечание, поправил.

Во первых почему L/2F, по школьной геометрии должно быть L/F. Если так, то arctg(L/F)/N это есть угловое разрешение arcsec/pixel  связки объектив/матрица.
Что такое 480, то есть интересует ее размерность. В какой размерности ставить arctg(L/F)/N  - радианах, секундах, минутах? В любом варианте получается какой то бред (у меня)

Подсчёт по формуле, как и свой расчёт, делал в градусах.
Насколько понимаю, берётся половина размера кадра, поскольку тангенс определяется в прямоугольном треугольнике и отсчёт ведётся относительно центра кадра, а полученный результат в градусах просто удваивается для кадра. Сравните численно полученные углы: arctg(L/F)  и  2 х arctg(L/2F), - второй несколько больше.
480 - скорее всего, множитель, полученный от преобразования формулы, значит - без размерности.

Матрица Canon 450D: 4272 × 2848 пикселей, с кадром 22,2 × 14.8 мм. Объектив 1.4/50мм.
Возьмём длинную сторону кадра. Угловое разрешение считаем по  arctg(L/2F)/N в градусах. Получается разрешение 0.0029...градусов на пиксель (округлённо 10.55 угловых секунд на пиксель).
Ранее приводил табличку, из которой видно, что, к примеру, при диафрагме 4 дифракционный кружок будет больше стороны пикселя указанной фотокамеры.  Если диафрагма 1.4, то дифракционный кружок будет диаметром 2.24мкм (для красного водорода), тогда в центре кадра этот кружок пройдёт вдоль стороны пикселя размером 5.2мкм, от края до края пикселя, путь в 2.96мкм для экваториальной звезды за 0.814 секунды, - и это без смаза.
Что и подтверждается Вашей съёмкой с выдержкой в 2 секунды и смазом, видимым при увеличении и просмотре, сидя перед экраном.

Вообще, тоже не могу взять в толк, как решить задачу. Раньше, на плёнке, подсчитывали время съёмки без смаза, деля размер кружка рассеивания линзового объектива на размер дифракционного кружка. А сейчас, получается, и делить практически нечего из-за соразмерности.
Тогда, может быть, надо оговаривать увеличение кадра и расстояние просмотра, когда смаз будет незаметен?! - Отсюда, скорее всего, и рождается эмпирическое "правило-500", которым пользуются и остепенённые специалисты.  Посмотрите видеоролик с участием Юрия Торопина (активный участник тем астрофото на Астрофоруме) https://www.youtube.com/watch?v=dRBokE43DQ0 (Предупреждение!!! В ролике используется камера Никон и навязчивый логотип фирмы).

[Aleksey_M]

(Предупреждение!!! В ролике используется камера Никон и навязчивый логотип фирмы).

Люди, что вас так слово никон дразнит...

Предлагаю тему с участием Канонических и Неканонических катахизисов на этом закончить.

Матрица Canon 450D: 4272 × 2848 пикселей, с кадром 22,2 × 14.8 мм. Объектив 1.4/50мм.
...
Ранее приводил табличку, из которой видно, что, к примеру, при диафрагме 4 дифракционный кружок будет больше стороны пикселя указанной фотокамеры.  Если диафрагма 1.4, то дифракционный кружок будет диаметром 2.24мкм (для красного водорода), тогда в центре кадра этот кружок пройдёт вдоль стороны пикселя размером 5.2мкм, от края до края пикселя, путь в 2.96мкм для экваториальной звезды за 0.814 секунды, - и это без смаза.

Поскольку тема для начинающих академиков, то тут еще можно поднять вопрос фокусировки.
Для новичков, возможно, будет неожиданностью что автофокус ночью по звезде или туманности никак не работает.
Это конечно взято из моей практики, отказался от автофокуса после нескольких неудачных моментов. Но вот например, на одном из выездов был приятно удивлен что фотег Михаила feraj эту задачу выполняет (не знаю как обстоят дела в настоящее время).
Но все же абсолютно сфокусироваться фотег сам не может.

Это я к вопросу о звезде, которая меньше размера пикселя. Придется хорошо повозиться чтобы сфокусировать звезду до такого размера. Да и линза должна быть "немного" посущественнее Гелиоса-44 чтобы обеспечить нужное разрешение.

Для фокусировки применяется либо спец софт (с собой еще нубук нужен), либо маска Бахтинова и по экранчику фотоаппарата (нужен LiveView + тестовые снимки + сама маска), либо сразу по тестовым снимкам (когда невозможно сделать маску Бахтинова - например на ширики).

Итог: расчеты - расчетами, а на деле снимаем на то и тем что есть. Но как теоретическая подготовка - полезное дело