štvrtok, jún 29, 2017

Astronomická fotografia – metódy zaostrovania

Zaostrenie optickej sústavy v teleskope pre účely astronomickej fotografie je kľúčové. Na prvý pohľad sa môže zdať, že ide o triviálny problém, avšak pri detailnejšom pohľade sa objavia skutočnosti, ktoré komplikujú život takmer každého astrofotografa.

Presnosť

Presnosť zaostrenia je závislá na svetelnosti použitej optickej sústavy - typ sústavy (zrkadlový, šošovkový alebo katadioptrický) nemá na to vplyv. Postupným zaostrovaním sa snímací člen vo fotoaparáte/CCD kamere približuje k ohniskovej rovine objektívu. Spôsob zaostrovania sa samozrejme môže líšiť a je daný konštrukčným vyhotovením okulárového výťahu. Z uvedenej tabuľky vyplýva, že napríklad pri svetelnosti 1: 4 je nutné postupovať pri zaostrovaní s krokom veľkosti 0,1 mm. Vtedy je zaručené, že v niektorej polohe okulárového výťahu bude optický systém presne zaostrený. No problémom ostáva určiť, ktorá poloha je tá najlepšia.Zaostrenie na matnici


Základnou metódou zaostrovania obrazu na zrkadlovkách, či už na klasický film alebo digitálnych, je využívanie matnice. Matnica je špeciálne vybrúsená sklenená doštička, na ktorej sa tvorí obraz. Po stlačení spúšte sa zrkadielko vo vnútri fotoaparátu vyklopí a obraz sa z objektívu dostáva na snímací člen. Matnica je presne umiestnená v rovnakej vzdialenosti od objektívu ako snímací člen, takže pokiaľ obraz zaostríme na matnici bude rovnako dobre zaostrený aj na snímacom člene.

Hľadáčik s klasickou matnicou

Zaostriť na matnici denné fotky, pri ktorých je dostatok svetla, nie je problém. Avšak zaostriť objekty nočnej oblohy spôsobuje problémy, pretože nie je možné pohľadom na matnicu určiť, či je obraz zaostrený alebo nie. Táto metóda je najmenej presná a takmer vždy vedie k nesprávnemu zaostreniu. Pre astronomické fotografiu je nevhodná.

Hľadáčik s mikroprizmatickou matnicou

Aby sa zvýšila presnosť zaostrenia sú niektoré matnice špeciálne vybrúsené. Tento výbrus spôsobuje rôzny rozklad svetla a podľa toho je možné určiť presnosť. Pri fotení povrchu Mesiaca je možné s týmito matnicami dosiahnuť pomerne presné zaostrenie, ale na iné druhy astronomických objektov (planéty, hviezdy, ...) sa použiť vzhľadom na ich slabú jasnosť nedá.

Uhlový hľadáčik so zväčšením

Predchádzajúce metódy zaostrovanie na matnici, či už klasickej alebo s mikroprizmatickým výbrusom, je možné zlepšiť použitím uhlového hľadáčika. Tento hľadáčik sa nasunie namiesto pôvodnej gumovej očnice. Hľadáčiky mávajú zabudovanú malé optické sústavy, ktorá zväčšujú vytváraný obraz na matnici 2x-3x.


Automatické zaostrenie

Moderné objektívy majú zabudovanú funkciu automatického zaostrovania. Vyššia trieda objektívov umožňuje využiť túto funkciu na presné zaostrovanie. Skutočnosť, či daný objektív spĺňa nároky presného zaostrenia pre astronomické účely treba jednoducho otestovať sériou fotografií s automatickým zaostrovaním.

1) namieriť jasnú hviezdu na zaostrovací bod
2) zapnúť automatické zaostrovanie
3) zaostriť
4) vypnúť automatické zaostrovanie.



 

 

 

 

 

 

Pred fotením je potrebné vždy vypnúť automatické zaostrovanie, lebo fotoaparát by pred samotným otvorením uzávierky opäť spustil proces zaostrovania a ak by fotený objekt nebol dostatočne jasný, objektív by sa rozostril.

Zaostrenie podľa veľkosti a viditeľnosti nafotených hviezd

Táto metóda je založená na porovnávaní fotografií pri postupnom zaostrovaní.

Séria snímok

Postup je jednoduchý. Urobí sa krátka expozícia a porovná sa s predchádzajúcou. Potom sa fotograf na základe porovnania rozhoduje o nutnosti ďalšieho zaostrenia. Postupovať treba postupne s krokom, ktorý vyplýva zo svetelnosti optickej sústavy – viď tabuľku vyššie. Obraz sa bude každým krokom zostrovať až sa dostaneme do bodu najlepšieho zaostrenia. Ďalším zaostrovaním sa bude obraz už len zhoršovať. V tomto
momente je potrebné zaostrovať v opačnom smere. Teraz už kontrolujeme aktuálny obraz na najlepšie zaostrený snímok, ostatné snímky je vhodné vymazať. Doostrujeme spätne až pokiaľ nedosiahneme rovnako dobré zaostrenie ako bolo to najlepšie z celej série pri prvej fáze.

Živý náhľad

Niektoré novšie digitálne zrkadlovky umožňujú zobraziť živý náhľad na LCD monitore fotoaparátu. Tu dostávame priamo obraz a celý postup uvedený v predchádzajúcom bode sa dá preto uskutočniť rýchlejšie.

Využitie refrakčného kríža

Pri zrkadlových teleskopoch je možnosť využiť reflexy vytvárané ramenami držiaka sekundárneho zrkadielka. Tieto reflexy sa v polohe zaostrenia stávajú tenšie, ostrejšie a prestávajú byť dvojité. Ich rozloženie a množstvo závisí od konštrukcie držiaka. Ak máme šošovkový ďalekohľad – stále môžeme využívať túto možnosť, avšak si musíme pred samotný objektív umiestniť objekt, ktorý vytvorí reflexy. Niekedy sa to dokonca využíva aj z dôvodu pekného vzhľadu jasných hviezd na fotkách. Pomôžeme si dvoma hrubšími niťami pripevnenými na okraje tubusu alebo obdobou držiaka sekundárneho zrkadla – možnosti sú rôzne.

Hartmannova maska

Ďalšou metódou používanou na zaostrovanie je využitie špeciálnej masky s otvormi. Existujú rôzne prevedenia masky, ale všetky využívajú fakt, že bodový zdroj sa rozkladá na obrazec daný výrobou masky. Ak má maska tri otvory, obraz hviezdy sa bude rozkladať na tri slabšie hviezdičky. Postupným zaostrovaním sa tri hviezdičky k sebe približujú až nakoniec splynú do jednej. Toto je bod s presným zaostrením. Nevýhodou je problematické určenie polohy kedy sú ešte separované a kedy už definitívne splynuli.


Bahtinova maska

Nevýhody predchádzajúcej metódy odstraňuje iný druh masky. Táto je tiež založená sa rozklade svetla, ale iným spôsobom. V jednej polovici masky sú vodorovné pruhy a v druhej šikmo orientované pruhy. Postupným zaostrovaním sa reflex vytvorený vodorovnými otvormi posúva z jednej strany na druhú Optická sústava je zaostrená ak je obrazec symetrický – viď priložený obrázok. Táto metóda je veľmi
presná a dá sa výhodne použiť aj na optike s dlhou ohniskovou vzdialenosťou, kde iné metódy skrz turbulenciu atmosféry nedosahujú požadovanú presnosť. Dokonca funguje aj keď optika vykazuje nejaké neduhy – je to využiteľné aj v prípade, že skrátime ohniskovú vzdialenosť pomocou reduktora. Tento síce skráti ohniskovú vzdialenosť, ale môže zaniesť do optickej sústavy aj rôzne optické chyby (ak je nekvalitný). Pre niektoré vedecké aplikácie (napr. planétkové zákryty) je skrátenie výhodné a zníženie optickej kvality nespôsobuje problémy pri samotnom pozorovaní. Bathinová maska aj v takýchto komplikovaných situáciách poskytuje veľmi účinný nástroj pre presné zaostrenie celej optickej sústavy.

Programové vyhodnocovanie zaostrenia

Najpresnejšou (pre začínajúceho amatéra ale finančne náročnou) metódou je využiť špecializované zariadenie umožňujúce automatické zaostrovanie. Systém preostrí ďalekohľad a každú snímku vyhodnotí. Nakoniec vyberie pomocou určitého kritéria tú najlepšiu a nastaví zaostrovací systém do správnej polohy. Táto metóda sa využíva hlavne pri robotizovaných teleskopoch, kde nie je prítomnosť človeka alebo v observatóriách, kde je potrebné maximálne využívať pozorovací čas a manuálne zaostrovanie by bolo zdĺhavé.

Výber vhodnej metódy

Ako ste si práve prečítali, existuje niekoľko metód ako dosiahnuť požadovaný cieľ – zaostriť presne optickú sústavu na nekonečno. V rôznych situáciách je vhodné použiť niektorú alternatívu. Ak budeme zaostrovať optickú sústavu s dlhým ohniskom, je vhodné použiť Bahtinovú masku, kde nám turbulencia nebude prekážať pri zaostrovaní. Na druhej strane, pri zaostrovaní širokouhlých objektívoch je vhodné využiť metódu postupného zaostrovania sériou snímok, lebo tieto objektívy väčšinou trpia chybami na okrajoch zorného poľa. Vtedy musíme nájsť polohu, kde je zaostrený nie len stred ale aj okraj zorného poľa tak, aby hviezdy boli bodové.

Čítané 8289 krát

Napíšte komentár

Najnovšie recenzie

  • 1
  • 2
  • 3

Astronomická fotografia – širokouhlá fot…

27-04-2014 Prečítané:7388 Astronómia

Astronomická fotografia – širokouhlá fotografia

Astronomická fotografia umožňuje pútavo zobraziť vesmírne objekty, ich zaujímavé prejavy ako aj rôzne zoskupenia na oblohe. Existujú mnohé oblasti, v ktorých sa môže fotograf realizovať.... Článok

Astronomická fotografia – metódy zaostro…

10-02-2014 Prečítané:8290 Astronómia

Astronomická fotografia – metódy zaostrovania

Zaostrenie optickej sústavy v teleskope pre účely astronomickej fotografie je kľúčové. Na prvý pohľad sa môže zdať, že ide o triviálny problém, avšak pri detailnejšom... Článok

Astronomická fotografia - 1. metódy fote…

13-11-2013 Prečítané:12130 Astronómia

Astronomická fotografia - 1. metódy fotenia

Od nepamäti človek dvíha hlavu k oblohe a pokúša sa pochopiť vesmír. Mnohé veci sme objavili, mnohé sa zamotalo a bude potrebné ešte veľa úsilia,... Článok