Aparat cyfrowy w astrofotografii

U R A N I A — P o s t

p y A s t r o n o m i i o n l i n e

oradnik obserwatora

Aparat cyfrowy w astrofotografii

I. Podstawowe moŜliwości

YNAMIKA ROZWOJU FOTOGRAFII CYFROWEJ SPRAWIA, śE JAKOŚĆ OBRAZÓW

uzyskiwanych za pomoc

najnowszych aparatów cyfrowych zaczyna dorównywa

tej, jak

na osi

ąć

za pomoc

lustrzanki małoobrazkowej zaopatrzonej w błon

fotograficzn

. Na

tegorocznych targach Photokina (najwi

ksze na

wiecie targi sprz

tu foto-video), które

odbywały si

w dniach 25–30 wrze

nia w Kolonii, zaprezentowano najnowsze modele aparatów

cyfrowych wyposa

onych w matryce CCD maj

ce rozmiary klatki filmu małoobrazkowego

(

24×36 mm

). Aparaty te zostały zaprezentowane przez firmy Canon i Kodak. Canon EOS 1Ds

posiada matryc

CCD zawieraj

11 mln pikseli

, a model firmy Kodak (DCS Pro 14N)

wyposa

ono w ponad

13----milionow

milionow

matryc

CCD. Oba prezentowane aparaty s

cyfrowymi

lustrzankami. Jednak nie do tych aparatów nale

y rekord w rozmiarach matrycy CCD.

Niekwestionowanym liderem jest, produkowana przez firm

Sinar, tylna

cianka przeznaczona

rednioformatowych aparatów fotograficznych — Sinarback 54, któr

wyposa

ono w matryc

CCD zawieraj

22 mln pikseli

Oczywi

cie ostra konkurencja ma miejsce tak

e w

ród najta

szych aparatów cyfrowych,

przeznaczonych dla szerokiej rzeszy amatorów fotografii. W tej klasie sprz

tu mamy najwi

cej

producentów, którzy walcz

c o klienta oferuj

coraz wi

ksze mo

liwo

ci aparatów oraz lepsz

jako

ść

uzyskiwanych zdj

ęć

za coraz mniejsz

cen

. Kompakty cyfrowe (bo o nich tu mowa)

coraz cz

ęś

ciej oferuj

fotografuj

cemu nie tylko wysok

rozdzielczo

ść

obrazu si

gaj

5 mln

pikseli

, ale tak

e pełn

kontrol

nad ustawieniami aparatu. W zasadzie jedyn

znacz

ró

nic

pomi

dzy cyfrowymi lustrzankami a zaawansowanymi kompaktami jest mo

liwo

ść

wymiany

obiektywów w przypadku tych pierwszych. Wszystko to sprawia,

e coraz wi

cej osób decyduje

na zakup aparatu cyfrowego. Równie

wielu miło

ników fotografowania nocnego nieba

docenia zalety fotografii cyfrowej, czego rezultaty mo

emy ogl

w wielu pismach

astronomicznych. Oczywi

cie kompakty cyfrowe, ze wzgl

du na swoje ograniczenia (brak

liwo

ci wymiany optyki, ograniczone czasy ekspozycji), nie s

w stanie zast

fotografii

klasycznej w wielu zadaniach, zwłaszcza wymagaj

cych u

ycia bardzo długich ekspozycji (np.

fotografowanie mgławic, galaktyk, komet). S

jednak dziedziny astrofotografii, w których aparaty

cyfrowe mog

z powodzeniem zast

klasyczn

lustrzank

wyposa

w film

halogenosrebrowy.

O parametrach, jakimi powinien charakteryzowa

yteczny w astrofotografii aparat cyfrowy,

pisałem w ostatnim wydaniu

Poradnika obserwatora

(

6/2002

). Reprezentantem obszernej

klasy kompaktowych aparatów cyfrowych jest Olympus Camedia C-4000 ZOOM. Jest to aparat
spełniaj

cy wszystkie wymagania stawiane kompaktom cyfrowym w astrofotografii, a

stosunkowo niewielka cena (około

2900 z

2900 złłłł

) jest jego nie mniejszym atutem. Główne parametry

tego modelu to:

4----milionowa

milionowa

matryca CCD, czasy ekspozycji od

1/1000

16 sekund

, obiektyw:

6,5

6,5—

—

—19,5/2,8

19,5/2,8

, pełna kontrola nad parametrami ekspozycji, r

czne ustawianie ostro

ci w pełnym

zakresie odległo

ci, r

czna regulacja balansu bieli oraz czuło

ci:

100

200

400 ASA

Na przykładzie tego aparatu spróbujemy dowiedzie

, w obecnym i nast

pnych wydaniach

10.11.2002, f = 19,5 mm, f/d = 2,8, 100 ASA, t

exp

= 1/125 s

Zawartość witryny:

rchiwum

rchiwum URANII

rtykuły on-line

strolinki

stronomia i muzyka

lementarz Uranii

n memoriam

nternetowy Słownik

Astronomiczny

alendarz astronomi-

czny 2008

arzędzia on-line

iezbędnik

głoszenia

oradnik Konstrukto-

ra Teleskopu

oradnik

Obserwatora

renumerata

TMA informuje…

erwis Edukacyjny

Orion

łowo wstępne

Skrócie

ykłady z astrofizyki

lat Uranii

trona główna

Spis treści:

Aparat cyfrowy

w astrofotografii

Podstawy

Obserwacje

Fotografia

mienia

Interesuj

ce obiekty

Page 1 of 3

Poradnik Obserwatora - "Urania-Postępy Astronomii"

2008-03-23

http://postepy.camk.edu.pl/po31.html

Poradnika obserwatora, jakie astronomiczne mo

liwo

ci kryj

w cyfrowych kompaktach

oraz w jaki sposób je wydatnie zwi

kszy

Optyka aparatu, b

c obiektywem typu zoom (

3×

), umo

liwia uzyskiwanie niewielkich

powi

ksze

odpowiadaj

cych ogniskowym

32–

–

–96 mm

96 mm

dla formatu klatki

24×36 mm

. Podawanie

ekwiwalentu ogniskowych dla formatu klatki filmu małoobrazkowego odnosi si

do efektywnego

pola widzenia, na co ma wpływ nie tylko ogniskowa obiektywu, ale tak

e wielko

ść

matrycy CCD.

Pami

tajmy,

e obiektyw, np. o ogniskowej

20 mm

, tworzy obraz o jednakowej wielko

niezale

nie od tego, czy rejestrujemy go na kliszy fotograficznej czy matrycy CCD. Stała

wiatłosiła (

2,8

) powoduje, i

przy zmianie ogniskowej zmienia si

tak

e efektywna

rednica

obiektywu w zakresie

2,32

2,32–

–

–6,96 mm

6,96 mm

. Warto

ci te odpowiadaj

rozmiarom

renicy oka ludzkiego i

znacznie mniejsze od

rednicy obiektywów standardowych przeznaczonych dla lustrzanek

małoobrazkowych.

rednica obiektywu o ogniskowej

50 mm

wiatłosile

wynosi

25 mm

, co

oznacza,

e obiektyw ten ma prawie

13 razy

ksze pole powierzchni ni

obiektyw Camedii

przy ogniskowej

19,5 mm

(

= 6,96 mm

6,96 mm

Interesuj

ce jest sprawdzenie, jakie obrazy daje opisany układ optyczny w poł

czeniu z wysokiej

klasy matryc

CCD (przek

tna =

14,1 mm

) daj

obrazy o rozmiarach

2288×1712 pikseli

Najcz

ęś

ciej fotografowanym obiektem jest Ksi

ęŜ

yc, a zatem i my od tego obiektu zaczniemy.

Poni

ej prezentowane s

dwa zdj

cia Ksi

ęŜ

yca wykonane przy ogniskowej

19,5 mm

. Warto

podkre

rednica Ksi

ęŜ

yca w pełni na matrycy CCD wynosi

0,17 mm

! Czy tak mały obraz

dzie w ogóle czytelny? Prezentowane poni

ej zdj

cia, na których nie tylko wyra

nie wida

fazy, ale tak

e ksi

ęŜ

ycowe morza, s

wystarczaj

odpowiedzi

Kolejnym celem naszych testów b

gwiazdy. Na poni

szym zdj

ciu widoczne s

gwiazdozbiory Delfina i Strzały wykonane przy

rednicy obiektywu wynosz

cej

6,96 mm

, czuło

400 ASA

i czasie ekspozycji wynosz

cym

8 s

. Aparat umieszczony był na statywie

fotograficznym. Na prezentowanym zdj

ciu s

widoczne wszystkie główne gwiazdy tworz

oba gwiazdozbiory.

Aby sprawdzi

jak słabe gwiazdy s

widoczne przy tak dobranych parametrach ekspozycji,

postanowiłem sfotografowa

gromad

otwart

gwiazd — Plejady. Na wykonanym zdj

ciu

najsłabsze gwiazdy maj

jasno

ść

około

5,5 mag.

Przy zwi

kszeniu czasu ekspozycji do

sekund

obrazy gwiazd s

wyra

nie wydłu

one. Natomiast maksymalny czas ekspozycji (przy

którym obrazy gwiazd s

jeszcze punktowe) dla filmu małoobrazkowego i obiektywu o

ogniskowej

19,5 mm

, w przypadku Plejad, wynosi

25 s

. Zatem je

li u

yjemy obiektywu o

ogniskowej

19,5 mm

oraz czasu ekspozycji wynosz

cego np.

16 s

, to na kliszy zobaczymy

punktowy obraz gwiazdy, a na zdj

ciu wykonanym aparatem cyfrowym — fragment łuku.

Przykład ten wyra

nie ilustruje przewag

, pod wzgl

dem rozdzielczo

ci, matrycy CCD nad

klisz

fotograficzn

. Podsumowuj

c, nale

y stwierdzi

e astrofotograficzne mo

liwo

opisanego powy

ej aparatu cyfrowego praktycznie odpowiadaj

temu, co mo

emy dostrzec

nieuzbrojonym okiem.

16.11.2002, f = 19,5 mm, f/d = 2,8, 100 ASA, t

exp

= 1/250 s

Zdj

cie wykonane 6.11.2002, f = 19,5 mm, f/d =

2,8, 400 ASA, t

exp

= 8 s

Wies

Wiesłłłław Skórzy

aw Skórzy

aw Skórzyń

ński

ski

Page 2 of 3

Poradnik Obserwatora - "Urania-Postępy Astronomii"

2008-03-23

http://postepy.camk.edu.pl/po31.html