U R A N I A — P o s t

ę

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

p

oradnik obserwatora

oradnik obserwatora

oradnik obserwatora

oradnik obserwatora

Aparat cyfrowy w astrofotografii

Aparat cyfrowy w astrofotografii

Aparat cyfrowy w astrofotografii

Aparat cyfrowy w astrofotografii

I. Podstawowe możliwości

D

D

D

D

YNAMIKA ROZWOJU FOTOGRAFII CYFROWEJ SPRAWIA, śE JAKOŚĆ OBRAZÓW

uzyskiwanych za pomoc

ą

najnowszych aparatów cyfrowych zaczyna dorównywa

ć

tej, jak

ą

mo

ż

na osi

ą

gn

ąć

za pomoc

ą

lustrzanki małoobrazkowej zaopatrzonej w błon

ę

fotograficzn

ą

. Na

tegorocznych targach Photokina (najwi

ę

ksze na

ś

wiecie targi sprz

ę

tu foto-video), które

odbywały si

ę

w dniach 25–30 wrze

ś

nia w Kolonii, zaprezentowano najnowsze modele aparatów

cyfrowych wyposa

ż

onych w matryce CCD maj

ą

ce rozmiary klatki filmu małoobrazkowego

(

24×36 mm

24×36 mm

24×36 mm

24×36 mm

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

posiada matryc

ę

CCD zawieraj

ą

c

ą

11 mln pikseli

11 mln pikseli

11 mln pikseli

11 mln pikseli

, a model firmy Kodak (DCS Pro 14N)

wyposa

ż

ono w ponad

13

13

13

13----milionow

milionow

milionow

milionow

ą

ą

ą

ą

matryc

ę

CCD. Oba prezentowane aparaty s

ą

cyfrowymi

lustrzankami. Jednak nie do tych aparatów nale

ż

y rekord w rozmiarach matrycy CCD.

Niekwestionowanym liderem jest, produkowana przez firm

ę

Sinar, tylna

ś

cianka przeznaczona

do

ś

rednioformatowych aparatów fotograficznych — Sinarback 54, któr

ą

wyposa

ż

ono w matryc

ę

CCD zawieraj

ą

c

ą

22 mln pikseli

22 mln pikseli

22 mln pikseli

22 mln pikseli

!

Oczywi

ś

cie ostra konkurencja ma miejsce tak

ż

e w

ś

ród najta

ń

szych aparatów cyfrowych,

przeznaczonych dla szerokiej rzeszy amatorów fotografii. W tej klasie sprz

ę

tu mamy najwi

ę

cej

producentów, którzy walcz

ą

c o klienta oferuj

ą

coraz wi

ę

ksze mo

ż

liwo

ś

ci aparatów oraz lepsz

ą

jako

ść

uzyskiwanych zdj

ęć

za coraz mniejsz

ą

cen

ę

. Kompakty cyfrowe (bo o nich tu mowa)

coraz cz

ęś

ciej oferuj

ą

fotografuj

ą

cemu nie tylko wysok

ą

rozdzielczo

ść

obrazu si

ę

gaj

ą

c

ą

5 mln

5 mln

5 mln

5 mln

pikseli

pikseli

pikseli

pikseli

, ale tak

ż

e pełn

ą

kontrol

ę

nad ustawieniami aparatu. W zasadzie jedyn

ą

znacz

ą

c

ą

ró

ż

nic

ą

pomi

ę

dzy cyfrowymi lustrzankami a zaawansowanymi kompaktami jest mo

ż

liwo

ść

wymiany

obiektywów w przypadku tych pierwszych. Wszystko to sprawia,

ż

e coraz wi

ę

cej osób decyduje

si

ę

na zakup aparatu cyfrowego. Równie

ż

wielu miło

ś

ników fotografowania nocnego nieba

docenia zalety fotografii cyfrowej, czego rezultaty mo

ż

emy ogl

ą

da

ć

w wielu pismach

astronomicznych. Oczywi

ś

cie kompakty cyfrowe, ze wzgl

ę

du na swoje ograniczenia (brak

mo

ż

liwo

ś

ci wymiany optyki, ograniczone czasy ekspozycji), nie s

ą

w stanie zast

ą

pi

ć

fotografii

klasycznej w wielu zadaniach, zwłaszcza wymagaj

ą

cych u

ż

ycia bardzo długich ekspozycji (np.

fotografowanie mgławic, galaktyk, komet). S

ą

jednak dziedziny astrofotografii, w których aparaty

cyfrowe mog

ą

z powodzeniem zast

ą

pi

ć

klasyczn

ą

lustrzank

ę

wyposa

ż

on

ą

w film

halogenosrebrowy.

O parametrach, jakimi powinien charakteryzowa

ć

si

ę

u

ż

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

ą

cy wszystkie wymagania stawiane kompaktom cyfrowym w astrofotografii, a

stosunkowo niewielka cena (około

2900 z

2900 z

2900 z

2900 złłłł

) jest jego nie mniejszym atutem. Główne parametry

tego modelu to:

4

4

4

4----milionowa

milionowa

milionowa

milionowa

matryca CCD, czasy ekspozycji od

1/1000

1/1000

1/1000

1/1000

do

16 sekund

16 sekund

16 sekund

16 sekund

, obiektyw:

6,5

6,5

6,5

6,5—

—

—

—19,5/2,8

19,5/2,8

19,5/2,8

19,5/2,8

, pełna kontrola nad parametrami ekspozycji, r

ę

czne ustawianie ostro

ś

ci w pełnym

zakresie odległo

ś

ci, r

ę

czna regulacja balansu bieli oraz czuło

ś

ci:

100

100

100

100

,

200

200

200

200

i

400 ASA

400 ASA

400 ASA

400 ASA

.

Na przykładzie tego aparatu spróbujemy dowiedzie

ć

si

ę

, w obecnym i nast

ę

pnych wydaniach

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

exp

= 1/125 s

Zawartość witryny:

A

rchiwum

A

rchiwum URANII

A

rtykuły on-line

A

strolinki

A

stronomia i muzyka

E

lementarz Uranii

I

n memoriam

I

nternetowy Słownik

Astronomiczny

K

alendarz astronomi-

czny 2008

N

arzędzia on-line

N

iezbędnik

O

głoszenia

P

oradnik Konstrukto-

ra Teleskopu

P

oradnik

Obserwatora

P

renumerata

P

TA

P

TMA informuje…

S

erwis Edukacyjny

Orion

S

łowo wstępne

W

Skrócie

W

ykłady z astrofizyki

80

lat Uranii

S

trona główna

Spis treści:

1.

Aparat cyfrowy

w astrofotografii

2.

Podstawy

3.

Obserwacje

4.

Fotografia

5.

Za

ć

mienia

6.

Interesuj

ą

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

ż

liwo

ś

ci kryj

ą

si

ę

w cyfrowych kompaktach

oraz w jaki sposób je wydatnie zwi

ę

kszy

ć

.

Optyka aparatu, b

ę

d

ą

c obiektywem typu zoom (

3×

3×

3×

3×

), umo

ż

liwia uzyskiwanie niewielkich

powi

ę

ksze

ń

odpowiadaj

ą

cych ogniskowym

32

32

32

32–

–

–

–96 mm

96 mm

96 mm

96 mm

dla formatu klatki

24×36 mm

24×36 mm

24×36 mm

24×36 mm

. Podawanie

ekwiwalentu ogniskowych dla formatu klatki filmu małoobrazkowego odnosi si

ę

do efektywnego

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

ż

e wielko

ść

matrycy CCD.

Pami

ę

tajmy,

ż

e obiektyw, np. o ogniskowej

20 mm

20 mm

20 mm

20 mm

, tworzy obraz o jednakowej wielko

ś

ci

niezale

ż

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

ś

wiatłosiła (

2,8

2,8

2,8

2,8

) powoduje, i

ż

przy zmianie ogniskowej zmienia si

ę

tak

ż

e efektywna

ś

rednica

obiektywu w zakresie

2,32

2,32

2,32

2,32–

–

–

–6,96 mm

6,96 mm

6,96 mm

6,96 mm

. Warto

ś

ci te odpowiadaj

ą

rozmiarom

ź

renicy oka ludzkiego i

s

ą

znacznie mniejsze od

ś

rednicy obiektywów standardowych przeznaczonych dla lustrzanek

małoobrazkowych.

Ś

rednica obiektywu o ogniskowej

50 mm

50 mm

50 mm

50 mm

i

ś

wiatłosile

2

2

2

2

wynosi

25 mm

25 mm

25 mm

25 mm

, co

oznacza,

ż

e obiektyw ten ma prawie

13 razy

13 razy

13 razy

13 razy

wi

ę

ksze pole powierzchni ni

ż

obiektyw Camedii

przy ogniskowej

19,5 mm

19,5 mm

19,5 mm

19,5 mm

(

φ

φ

φ

φ

=

=

=

= 6,96 mm

6,96 mm

6,96 mm

6,96 mm

).

Interesuj

ą

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

ą

czeniu z wysokiej

klasy matryc

ą

CCD (przek

ą

tna =

14,1 mm

14,1 mm

14,1 mm

14,1 mm

) daj

ą

c

ą

obrazy o rozmiarach

2288×1712 pikseli

2288×1712 pikseli

2288×1712 pikseli

2288×1712 pikseli

.

Najcz

ęś

ciej fotografowanym obiektem jest Ksi

ęż

yc, a zatem i my od tego obiektu zaczniemy.

Poni

ż

ej prezentowane s

ą

dwa zdj

ę

cia Ksi

ęż

yca wykonane przy ogniskowej

19,5 mm

19,5 mm

19,5 mm

19,5 mm

. Warto

podkre

ś

li

ć

,

ż

e

ś

rednica Ksi

ęż

yca w pełni na matrycy CCD wynosi

0,17 mm

0,17 mm

0,17 mm

0,17 mm

! Czy tak mały obraz

b

ę

dzie w ogóle czytelny? Prezentowane poni

ż

ej zdj

ę

cia, na których nie tylko wyra

ź

nie wida

ć

fazy, ale tak

ż

e ksi

ęż

ycowe morza, s

ą

wystarczaj

ą

c

ą

odpowiedzi

ą

.

Kolejnym celem naszych testów b

ę

d

ą

gwiazdy. Na poni

ż

szym zdj

ę

ciu widoczne s

ą

gwiazdozbiory Delfina i Strzały wykonane przy

ś

rednicy obiektywu wynosz

ą

cej

6,96 mm

6,96 mm

6,96 mm

6,96 mm

, czuło

ś

ci

400 ASA

400 ASA

400 ASA

400 ASA

i czasie ekspozycji wynosz

ą

cym

8 s

8 s

8 s

8 s

. Aparat umieszczony był na statywie

fotograficznym. Na prezentowanym zdj

ę

ciu s

ą

widoczne wszystkie główne gwiazdy tworz

ą

ce

oba gwiazdozbiory.

Aby sprawdzi

ć

jak słabe gwiazdy s

ą

widoczne przy tak dobranych parametrach ekspozycji,

postanowiłem sfotografowa

ć

gromad

ę

otwart

ą

gwiazd — Plejady. Na wykonanym zdj

ę

ciu

najsłabsze gwiazdy maj

ą

jasno

ść

około

5,5 mag.

5,5 mag.

5,5 mag.

5,5 mag.

Przy zwi

ę

kszeniu czasu ekspozycji do

16

16

16

16

sekund

sekund

sekund

sekund

obrazy gwiazd s

ą

ju

ż

wyra

ź

nie wydłu

ż

one. Natomiast maksymalny czas ekspozycji (przy

którym obrazy gwiazd s

ą

jeszcze punktowe) dla filmu małoobrazkowego i obiektywu o

ogniskowej

19,5 mm

19,5 mm

19,5 mm

19,5 mm

, w przypadku Plejad, wynosi

25 s

25 s

25 s

25 s

. Zatem je

ś

li u

ż

yjemy obiektywu o

ogniskowej

19,5 mm

19,5 mm

19,5 mm

19,5 mm

oraz czasu ekspozycji wynosz

ą

cego np.

16 s

16 s

16 s

16 s

, to na kliszy zobaczymy

punktowy obraz gwiazdy, a na zdj

ę

ciu wykonanym aparatem cyfrowym — fragment łuku.

Przykład ten wyra

ź

nie ilustruje przewag

ę

, pod wzgl

ę

dem rozdzielczo

ś

ci, matrycy CCD nad

klisz

ą

fotograficzn

ą

. Podsumowuj

ą

c, nale

ż

y stwierdzi

ć

,

ż

e astrofotograficzne mo

ż

liwo

ś

ci

opisanego powy

ż

ej aparatu cyfrowego praktycznie odpowiadaj

ą

temu, co mo

ż

emy dostrzec

nieuzbrojonym okiem.

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

exp

= 1/250 s

Zdj

ę

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

2,8, 400 ASA, t

exp

= 8 s

Wies

Wies

Wies

Wiesłłłław Skórzy

aw Skórzy

aw Skórzy

aw Skórzyń

ń

ń

ński

ski

ski

ski

Page 2 of 3

Poradnik Obserwatora - "Urania-Postępy Astronomii"

2008-03-23

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

(

((

(Ź

Ź

Ź

Źród

ród

ród

ródłłłło:

o:

o:

o: „

„„

„Urania

Urania

Urania

Urania —

—

—

— PA

PA

PA

PA”

”

”

” nr

nr

nr

nr 1/2003)

)

)

)

© „Urania — Postępy Astronomii” 2002-2008
webmaster: Marek Gołębiewski

Wersja 1.00 z dnia:

01/21/2007 00:26:28

Page 3 of 3

Poradnik Obserwatora - "Urania-Postępy Astronomii"

2008-03-23

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