Астрофотография | Архив | Школа фотографии

ШКОЛА ФОТОГРАФИИ / АРХИВ / Астрофотография

Не нужно далеко убирать камеру с приходом ночи - выходите на улицу и снимайте! Целая вселенная замечательных изображений ждет Вас.
Поль ЛеФевр

Мы используем камеру в основном днем, когда имеется много солнечного света для освещения объектов. Если мы снимаем ночью, то обычно со вспышкой, применяемой для подсветки вещей, или с длительными экспозициями, использующими искусственное освещение наших улиц или зданий. Большое темное небо ночью над нами, кажется, предлагает совсем немного из того, что можно увидеть или сфотографировать ..., но это - не наш случай. Имеется не просто другой мир в темном небе - это целая вселенная возможностей. Эта статья даст Вам основы, которые позволят снимать творческие фотографии ночного неба.

Туманность Калифорния в Созвездии Персея; четырех-часовая экспозиция, снято цифровой камерой.

Астрофотография - имя, данное процессу съемки не земных, а космических объектов. Большинство из вас, вероятно, при упоминании этого слова подумало об изображениях с Космического Телескопа, но для создания хорошей астрофотографии не требуется миллиард долларов или поездка на Космическом Челноке. Эта статья покажет Вам, как можно начать делать астрофотографии с оборудованием, которое почти каждый фотограф имеет на руках, прогрессируя на следующий уровень с некоторыми простыми приспособлениями, которые можно недорого купить или сделать самостоятельно, и закончить тем, что можно сделать, если решить вложиться в некоторое специальное (и иногда дорогое) оборудование.

Первое, что нужно помнить при погружении в астрофотографию, то, что земля за день обращается вокруг своей оси. Очевидно? Уверен, но для астрофотографии это означает, что вы никогда не сможете захватить "неподвижный" объект. Вращение земли делает звезды, планеты и луну перемещающимися по небу всю ночь. Луна и планеты также имеют и свои собственные траектории движения, которые усложняют картинку. Так как в большинстве случаев свет небесных объектов ужасно тускл по сравнению с обычными объектами при солнечном свете, мы оказываемся перед необходимостью использования длительной экспозиции, чтобы собрать достаточно света для их захвата, а они будут все это время перемещаться. Имеется только два пути реагирования на это постоянное движение: игнорировать его или сделать на него компенсацию.

Астросъемка с фиксированного положения

Давайте начнем с того, что можно сделать, игнорируя вращение земли. Для съемки такого рода фотографий требуется только камера, способная к длительным экспозициям ("B" или ручная выдержка, или выдержка от 30 секунд до нескольких часов). Очевидный пример – изображения "следа звезды".

Звезды, кажется, кружатся по небу вокруг Полярной, Северной Звезды. 60-минутная выдержка при f/8, снято с горы Паломар, Калифорния Canon 300D при ISO 400.

Земля вращается вокруг оси со скоростью, примерно, 1/2 градуса в минуту - так что звезды наверху будут казаться вращающимися с такой же скоростью. Если мы устанавливаем камеру на стационарной треноге, открываем затвор и позволяем земле вращать нас под звездами, то получим изображение, на котором звезды будут показаны как "полосы" или растянутыми, как будто они двигаются по небу. Чем дольше мы оставляем затвор открытым, тем более длинными будут следы звезд на нашем заключительном изображении. Изображение, представленное здесь было выставлено примерно на 60 минут, что дает 15-градусную дугу следа к каждой звезде. Заметьте, что изображения в центральной части, кажется, не имеют почти никакого растягивания, а при движении к краю изображения, следы становятся более длинными. Дело в том, что камера была направлена прямо в центр вращательной оси земли: на Полярную, или Северную, Звезду. Так как это - центр вращения, то наименьшее количество очевидного движения наблюдается около этой оси. Чем дальше Вы двигаетесь от этой точки, тем больше звезды будут казаться движущимися по прямой линии, пока Вы не достигните "астрономического экватора" (90-градусов от Полярной Звезды), где следы идут совершенно прямо и будут казаться наиболее длинными.

Как снимать след звезд:
• Используйте крепкую треногу и поставьте ее в устойчивом месте или уравновесьте нужным весом. Любое движение треноги произведет "загогулины" на следе звезды.
• Для лучших результатов используйте широко-угольный объектив, в 35mm эквиваленте с 20-50mm фокусным расстоянием - хорошее расстояние для начала.
• Выбирайте пленку со средней чувствительностью или ISO 400-800 на цифровой камере. Это достаточно высоко, чтобы снимать даже довольно тусклые звезды, но не должно поставлять слишком много зерна или шума.
• Установите среднюю апертуру от f/5.6 до f/11. Звезды не сильно будут изменяться в яркости, независимо от того, какую установку апертуры Вы используете, но меньшая апертура уменьшит яркость "подсветки неба" от близлежащих городов или других источников света.
• Выберете темное место, по возможности подальше от городских огней. Включите что-нибудь интересное на передний план (типа высоких деревьев), чтобы придать масштабность изображению и помочь показать очевидное вращение неба относительно земли.
• Удостоверьтесь, что Вы вставили новые или полностью-наполненные батареи в свою камеру. Затвор, открытый в течение длительного периода быстро иссушает батареи! Если ваша камера имеет DC адаптер от автомобиля или пакет батарей, используйте их.
• Используйте спусковой тросик или удаленный спуск, установите ручной фокус, фокусировку на бесконечность (поместите маленький кусочек клейкой ленты на фокусировочном кольце объектива, чтобы удерживать его) и откройте затвор камеры. Оставьте его открытым на максимально долгий срок. Более длительная экспозиция означает более длинные следы звезд, но также и подбирает большее количество "небесного света”.

Изображения следа звезды могут быть захватывающими, но из-за движения звезд, они могут быть несколько "абстрактными". Что, если Вы захотите взять изображение звезд, как мы их фактически видим?

Более короткая экспозиция с Широко - угольным объективом могут обеспечить достаточно света, чтобы показать звезды в ночном небе без "следов". 30-секундная выдержка при ISO 400 на Canon 5D с 14mm и f/8.

Как упоминалось прежде, звезды, кажется, двигаются по небу со скоростью, примерно, 1/2 градуса в минуту. Если мы используем широкоугольный объектив (который имеет широкую область охвата), то можно оставить затвор открытым на короткий промежуток времени прежде, чем это движение станет видимым на изображении. Звезды все еще будут оставлять "следы" на картине, но они будут настолько маленькие, что неотличимы от точек. На изображении выше я использовал 14mm объектив (с областью охвата 104-градуса горизонтально и 81-градус вертикально), и выдержку в 30 секунд. За это время звезды переместились менее, чем на 1/4 градуса, занимая меньше 1/400-ой горизонтальной области обзора. На полноразмерном изображении Вы можете увидеть, что они немного наследили, но только едва-едва. Этот вид изображения показывает небо так, как, кажется, видят его наши глаза. Только самые яркие звезды будут ясно видны в этом случае, но насколько Вы можете видеть на изображении вверху, можно ясно разглядеть созвездие Орион, группу звезд Плеяды и другие созвездия и звезды.

Имеется несколько советов для съемки не-тянущихся изображений звезды при фиксированном положении:
• Используйте широко-угольный объектив – чем больше, тем лучше. С 28mm (в 35mm пленочном эквиваленте) фокусным расстоянием, Вы можете выставить около 20 секунд без существенного перемещения звезды. При 50mm Вы можете выставить только около 10 секунд, что достаточно для съемки самых ярких звезд. При 14mm Вы можете снимать с выдержкой от 30 до 40 секунд, что позволит показать большее количество звезд с более низкой яркостью.
• Как и при съемке со следами звезд, включите что-нибудь интересное на передний план!
Изображение вверху было снято ночью, когда почти-полная луна только что появилась на востоке, и камера была нацелена на запад, далеко от луны. Ее свет осветил передний план и не выбелил неба.
• Применяются те же правила установки, что и при съемке следа звезды; используйте крепкий штатив, удаленный спуск, ISO 400-800 и f/5.6 - f/8.

Перемещение для соответствия движению неба

Млечный путь сфотографирован нами на креплении Амбарной двери. Изображение было снято Canon 5D с 70mm объективом при f/8, ISO 800, 10-минутная выдержка.

Пока мы рассмотрели только то, что можно сделать с фиксированной треногой и фотокамерой, когда небо вращается над нами. Мы ограничены тем, что можем снимать только следы. Большинство действительно интересных вещей в небе весьма тускло, так что мы нуждаемся в намного более длительной экспозиции, чтобы поместить их на наши изображения..., но более длинное время экспозиции означает более длинные следы звезд на изображениях.

Однако, мы можем использовать более длительную экспозицию без следов, установив камеру на кое-что, что дает компенсацию на вращение Земли. Если бы мы имели некоторое колесо, которое вращалось вокруг оси (подобно тому, что делает Земля), выровняв ось вращения нашей установки с осью Земли, а затем вращать ее в противоположном направлении с той же самой скоростью, с какой вращается земля (около ½ -градуса в минуту), тогда наша камера оставалась бы направленной в одно и то же место на небе, а мы могли бы использовать более длинную экспозицию без производства следа звезд.

Хмм, звучит довольно сложно, хотя... Как мы можем сделать такой механизм? Фактически это очень просто, и все, в чем Вы нуждаетесь - пара досок, стержень и пара болтов ... это, так называемое, крепление "амбарной дверцы".

Амбарная дверь - просто два куска древесины, установленных вокруг простого стержня. В конце досок напротив стержня Вы вставляете болт через нижнюю доску в гайку так, чтобы она при повороте толкала верхнюю доску. Используя простую формулы, Вы можете вычислить, сколько поворотов винта нужно сделать, чтобы соответствовать скорости вращения земли. Выровняйте стержень (ось вращения Амбарной Двери) по Полярной Звезде (ось вращения Земли), и Вы сможете существенно противодействовать движению звезды по небу за довольно долгий отрезок времени. С креплением Амбарная Дверь Вы можете использовать более длинные фокусные расстояния (до 135mm) и экспозицию до 15 минут, и при этом не увидите никакого следа звезды – и на все потребуется около $10-$20.

Дизайн Амбарной Двери варьируется от смехотворно простой и недорогой до безумно дорогой версии с управлением на батарейках (что оберегает Вас от необходимости поворачивания винта вручную). Простая одноручная версия будет служить в течение 10-15 минут, в то время, как слегка более комплексные двуручные версии могут следить в течение часа или более!

Следующий шаг в "отслеживающих" креплениях ведет от Амбарной Двери к Немецкому Экваториальному Креплению (GEM). Это в самой простой форме – штативная головка, которая имеет две оси, которые вращаются под 90-градусов друг к другу. Когда Вы выравниваете главную ось по астрономическому полюсу Земли, этим можно добиться противодействия вращению Земли. Другая ось вращения позволяет Вам направить камеру или телескоп на любой участок неба, в то время, как первая ось выровнена с Землей. Коммерческие экваториальные крепления очень различаются по размеру, качеству и цене; крепление приличного качества с приводным двигателем (освобождающим Вас от необходимости вращения вручную), которое выдержит камеру и короткий объектив, может быть куплено по цене около $ 200, в то время, как крепление более высокого качества, которое удержит длинные объективы или телескопы (и часто включает компьютерное управление, которое автоматически настроит крепление на астрономические объекты) может стоить около $1,000 и $10,000.

Телескопы для съемки и направления, установленые на Немецкое Экваториальное Крепление, готовы к фотосъемке.

Экваториальные крепления позволяют Вам использовать более длинные фокусные расстояния (при наличии больших объективов для камер или телескопов) для приближения галактик, звездных скоплений и туманностей. На изображении слева два телескопа установлены на среднюю (и по цене и по способностям) GEM, с камерой, подключенной к 540mm FL телескопу. Почему два телескопа? Потому что, как только Вы начинаете использовать фокусные расстояния длиннее 250mm, Вы должны отслеживать небо ОЧЕНЬ точно. Ошибка отслеживания даже в одну десятую часть градуса может испортить изображение, делая звезды немного продолговатыми, а не хорошими, резкими световыми точками. Так как даже довольно дорогие крепления GEM – это всего лишь механические изделия, несовершенный механизм может быть слегка неточным и производить ошибки отслеживания. Чтобы получить хорошее изображение, эти ошибки нужно вовремя исправлять. Это называется "направление".

Направление экспозицией вовлекает в просмотр отдельный телескоп и объектив, используемый для взятия картины. Используется окуляр телескопа с визиром - фотограф центрирует звезду в перекрестье, включает экспозицию, а затем тщательно наблюдает за звездой через направляющий телескоп. Когда из-за механических ошибок звезда начинает удаляться из центра визира, можно использовать средства управления двигателем крепления, чтобы удержать центр на месте. Местоположение направляющей звезды в центре перекрестия на протяжении всей экспозиции будет гарантировать, что количество ошибок растягивания минимизировано, и длительные экспозиции (до нескольких часов) могут быть сделаны очень точно. Очевидно, это может стать весьма утомительным - Вы должны держать свои глаза приклеенными к направляющему окуляру в течении всей экспозиции, а слишком большая задержка при исправлениях разрушит изображение. Технология предложила решение от утомительного ручного наблюдения – камера с направляющим ПЗС. Уже доступны коммерческие камеры с направляющими, но даже недорогую цифровую Вебкамеру можно легко изменить так, чтобы она действовала, как направляющая камера. Подключенная к компьютеру камера отмечает начальную экспозицию и обращает внимание на пиксельную позицию направляющей звезды (указанную пользователем). Затем открывается затвор на снимающей камере, а направляющая стартует через компьютер. Новое изображение берется через каждые несколько секунд, и снова отмечается пиксельная позиция направляющей звезды. Если она сдвинулась относительно первоначального положения, компьютер посылает сигнал на экваториальное крепление, чтобы переместить его соответственно тому, где она находится, также, как Вы делали бы это вручную. Это "авто направление" может оказаться даже точнее, чем ручное, и не требует присутствия фотографа возле направляющего телескопа в течение нескольких часов.

Галактика Андромеда - общее время экспозиции 12 часов на 540mm телескопе.

С хорошим качественным GEM креплением даже довольно короткие фокусные расстояния могут обеспечить ошеломляющие "крупные планы" астрономических объектов. Изображение сверху представляет Галактику Андромеда, снятую 540mm телеобъективом. В то время, как Андромеда (также известная, как M31) - одна из самых ярких галактик, мы не можем увидеть ее с земли, она все же очень тускла для стандартной фотографии. Чтобы сделать это изображение потребовалась полная экспозиция в 12 часов!

Как только Вы начинаете использовать более длинные фокусные расстояния, целая вселенная станет потенциальной целью. Но более длинные фокусные расстояния, увеличивая маленькие астрономические объекты, также увеличивают и ошибки отслеживания – создавая препятствия на пути получения хороших изображений. Съемка "глубокого космоса" при многочасовых экспозициях крошечных, тусклых объектов на длинных фокусных длинах потребует инвестиций в высококачественное крепление GEM (очень дорогое!), сложные методы и оборудование для отслеживания и большое количество практики. Детали этого вида съемки - вне возможностей этой начальной статьи. Если Вы начинаете со следов звезд или строите крепление Амбарной Двери, то тоже можете получить замечательные изображения ночного неба, без вкладывания больших сумм в оборудование. Но остерегайтесь - астрофотография может затянуть! Как только Вы начнете получать красивые кадры ночного неба, то - весьма вероятно - захотите продвинуться на более высокий уровень, что означает существенную инвестицию времени и денег. Результаты очень захватывающи и красивы - но когда ваша вторая половина начинает спрашивать, почему Вы тратите $ 5,000 на причудливый штатив, то не говорите, что я не предупреждал!

Луна

Луна

Четвертая часть Луны снята Canon 20D, ISO 400, фокусное расстояние 1600mm.

Все же осталась одна цель на ночном небе, которую мы не охватили. Я оставил ее напоследок, потому что она - одна из самых легких для съемки ... наша Луна. В то время, как луна, кажется, перемещается по небу с той же скоростью, что и звезды, она очень яркая - примерно той же яркости, что и наземная сцена при дневном свете (при условии того, что свет Луны - отраженный солнечный свет, это имеет смысл!). Так как она настолько яркая, то не требует длительной экспозиции, которая необходима для съемки звезд, галактик и т.д., Луна может стать великолепной целью для фотографа.

Проблему при съемке Луны составляет фокусное расстояние объектива, который вы собираетесь использовать. Для 35mm пленочных или полнокадровых цифровых камер требуется фокусное расстояние около 2000mm, чтобы заполнить Луной весь кадр. Для APS-C DSLR нужно около 1200mm, чтобы сделать то же самое. Хотя Вы можете получить удовлетворительные кадры Луны и с более короткими фокусными длинами, чем ближе Вы можете подойти к заполнению структуры кадра, тем лучше.

Подходящие значения экспозиции для съемки Луны легко вычислить – просто используйте правило "солнце 16". При f/16 используйте выдержку, которая соответствует вашей пленке или значению ISO на сенсоре; при ISO 200 используйте 1/200-ую секунды при f/16. Отрегулируйте выдержку согласно тому, на сколько f-шагов выше или ниже f/16 имеет ваш объектив. Используйте крепкий штатив, используйте функцию блокировки зеркала на камере (если в ней это имеется) и используйте удаленный спуск или спусковой тросик. Фокус навести на бесконечность, снимаем далекий объект. Лучше НЕ использовать режим авто экспозиции на камере; экспозиционный замер большинства камер видит черное окружение Луны и добавляет время экспозиции, чтобы сделать на это компенсацию, что, в свою очередь, переэкспонирует Луну.

Если ваша цель - съемка заполняющей весь кадр Луны, показывающей большое количество деталей, лучшее время для этого не тогда, когда она полная: при полной Луне Солнце освещает анфас Луны. Также как и после применения вспышки на камере, прямое освещение делает объект плоским, скучным и не обеспечивает детализацию в тени. Пробуйте снимать Луну в первой или третьей четверти (когда Луна кажется наполовину - освещенной, как выше). В это время Солнце обеспечивает боковое освещение, очерчивая рельеф лунных поверхностей и обеспечивая интересные тени. Попытайтесь не снимать Луну, когда она низко на горизонте. В этом положении вы фотографируете через самую толстую часть атмосферы Земли, и турбулентные слои атмосферы делают сложной видимость мелких деталей на лунной поверхности. Подождите, пока Луна поднимется высоко в небо, где атмосфера самая тонкая, даже если это означает подъем в 2 часа ночи!

Луна над Токио с горой Fuji слева. Снято Canon 5D при ISO 50, 0.6 секунды в f/22 с 135mm объективом.

Другой способ съемки Луны состоит в том, чтобы включить ее в кадры пейзажа для драматического эффекта. Вы можете использовать более короткие фокусные расстояния, чем для заполняющих всю рамку деталей, но все же оставаться на более длинной части (100mm или выше) или Луна будет выглядеть на изображении сильно маленькой. Применяется тот же самый принцип экспозиции "солнце 16", с пояснением: когда Луна - около горизонта, вы смотрите сквозь толстый слой атмосферы, тогда она будет тускло освещена, иногда довольно эффектно. Когда луна около горизонта, начните с экспозиции на, приблизительно, два шага больше, чем когда она находится высоко в небе, и, если возможно, примените брекетинг экспозиции. Для изображения с Луной, выше, я использовал примерно на три шага большую экспозицию, чем рекомендованная по "солнце 16". Полная Луна восходит на востоке примерно в то же время, когда Солнце садится на западе; Полумесяц Луны появляется только перед восходом солнца на востоке или только после заката на западе. Балансирование почти-дневной экспозицией для съемки Луны в сумерках может быть хитрым, делая восход и закат солнца лучшим временем для съемки. Только будьте осторожны, не переэкспонируйте Луну, или вы получите белую каплю, на которой не видно никаких деталей.

Я надеюсь, что эта статья задела ваши интересы. Не убирайте камеру с приходом ночи, вынимайте и снимайте!

Обсудить статью на ФОРУМЕ