1. Lange belichtingstijd per afbeelding (vage details vastleggen):
* Waarom lange belichting? Vage astronomische objecten (nevels, sterrenstelsels, enz.) Zullen heel weinig licht uit. Langere blootstellingen stellen de camerasensor in staat om meer fotonen te verzamelen, waardoor deze vage details worden onthuld die onzichtbaar zouden zijn in korte blootstellingen. Het algemene idee is "meer licht =meer detail en betere signaal-ruisverhouding".
* Uitdagingen:
* Rotatie van de aarde: De aarde draait constant. Zonder compensatie verschijnen sterren als strepen in plaats van punten. Dit is sterren.
* ruis: Elektronische ruis van de camerasensor verzamelt zich in de loop van de tijd. Dit manifesteert zich als ongewenste artefacten in de afbeelding.
* Lichtvervuiling: Kunstlicht uit steden (lichtvervuiling) beperkt de maximale bruikbare blootstellingstijd aanzienlijk, omdat het snel het zwakke licht van het onderwerp kan overweldigen.
* atmosferische turbulentie (zien): De atmosfeer beweegt constant, waardoor sterren twinkelen (en vervagen in lange blootstellingen).
* technieken om uitdagingen te overwinnen (voor enkele lange belichtingen):
* Equatoriale mounts: Deze gemotoriseerde mounts zijn het meest cruciale apparaat. Ze gaan de rotatie van de aarde tegen door de camera met dezelfde snelheid te verplaatsen, het doel gecentreerd te houden en de sterren te wijten. Polaire uitlijning (het nauwkeurig uitlijnen van de berg met de rotatieas van de aarde) is essentieel voor een goede tracking.
* Geleiding: Zelfs met een goede equatoriale houder is perfecte tracking bijna onmogelijk. Autoguiders gebruiken een afzonderlijke gidsomschrijving en camera om een geleidster te controleren. De autoguider -software analyseert de positie van de gidsster en verzendt correcties naar de berg om deze perfect op doel te houden. Dit is essentieel voor zeer lange individuele blootstellingen.
* Koeling: Veel astrofotografiecamera's hebben ingebouwde koelsystemen. Het verlagen van de sensortemperatuur vermindert thermische ruis, waardoor langere blootstellingen met minder geluid mogelijk zijn.
* donkere frames: Dit zijn beelden genomen met de lensdop op, op dezelfde belichtingstijd, ISO en temperatuur als de lichtframes. Ze vangen het inherente ruispatroon van de sensor vast. Ze worden tijdens de verwerking van de lichtframes afgetrokken om de ruis te verwijderen.
* Filters van de lichtvervuiling: Deze filters blokkeren selectief bepaalde golflengten van licht die vaak worden uitgestoten door kunstmatige lichtbronnen (natrium- en kwikdamplampen), waardoor het contrast voor diepe objecten wordt verbeterd. Smalbandfilters passeren alleen zeer specifieke golflengten van licht uitgestoten door bepaalde elementen (waterstof-alfa, zuurstof-III, zwavel-II), waardoor astrofotografen kunnen worden beeld, zelfs in zwaar licht vervuilde gebieden.
* Donkere sites: Reizen naar donkere locaties ver van stadslichten vermindert de lichtvervuiling aanzienlijk, waardoor langere blootstellingen en een beter contrast mogelijk zijn.
* Lucky Imaging (zelden gebruikt voor zeer diepe hemel maar relevant): Het nemen van veel zeer korte blootstellingen (milliseconden tot seconden) en vervolgens alleen de scherpste stapelen om de effecten van atmosferische turbulentie te minimaliseren. Meer gebruikelijk voor planetaire beeldvorming dan voor Deep-Sky.
2. Lange totale integratietijd (veel afbeeldingen stapelen):
* Waarom stapelen? Zelfs met lange individuele blootstellingen kan het signaal (licht van het doel) nog steeds erg zwak zijn in vergelijking met de ruis. Het stapelen (gemiddeld) veel afbeeldingen verbeteren de signaal-ruisverhouding aanzienlijk. Het signaal komt lineair op met het aantal afbeeldingen, terwijl de ruis toeneemt met de vierkantswortel van het aantal afbeeldingen. Meer afbeeldingen betekent dus een schonere en meer gedetailleerde definitieve afbeelding.
* proces:
1. Acquisitie: Leg veel individuele blootstellingen (lichtframes) van het doelwit vast, met behulp van een equatoriale mount en geleiding (indien nodig). De belichtingstijd van elk individueel frame wordt gekozen op basis van het zien van omstandigheden, montagesnauwkeurigheid en lichtvervuilingsniveaus. Een gemeenschappelijk bereik is van 30 seconden tot 10 minuten per frame. Sommige astrofotografen nemen honderden of zelfs duizenden individuele blootstellingen.
2. Kalibratie: Capture kalibratiekaders (donker, flats, bias -frames).
* donkere frames: Afbeeldingen genomen met de lensdop op, bij dezelfde belichtingstijd, ISO en temperatuur als de lichtframes. Gebruikt om thermische ruis te verwijderen.
* platte frames: Beelden gemaakt van een uniform verlicht oppervlak (bijv. Een wit T-shirt verlicht door een gelijkmatig verlicht scherm). Gebruikt om te corrigeren voor vignetting (donker worden naar de randen van de afbeelding) en stofvlekken op de sensor.
* Bias -frames: Zeer korte blootstellingen (snelste sluitertijd) met de lensdop aan. Gebruikt om de leesgeluid vast te leggen (ruis geïntroduceerd door de elektronica van de camera).
3. registratie (uitlijning): Gebruik gespecialiseerde astrofotografische software (bijv. Pixinsight, DeepskyStacker, Siril) om alle lichtframes op elkaar uit te lijnen, waardoor kleine variaties in wijzen worden gecompenseerd. Dit is cruciaal voor het stapelen, omdat verkeerd uitgelijnde beelden zouden leiden tot vervaging.
4. Integratie (stapelen): De software stapelt vervolgens de uitgelijnde lichtframes, na het kalibreren van het donker, flats en bias -frames. De software is gemiddeld de pixelwaarden in alle frames. Uitbijterafstotingsalgoritmen worden vaak gebruikt om pixels te verwijderen die aanzienlijk verschillen van het gemiddelde (bijvoorbeeld vanwege kosmische stralen of satellietpaden).
5. Natuurverwerking: Het gestapelde beeld wordt vervolgens verder verwerkt om de details te verbeteren, de kleurbalans aan te passen en ruis te verwijderen. Dit kan technieken met zich meebrengen zoals het uitrekken van het histogram (om vage details te onthullen), deconvolutie (om het beeld te slijpen) en ruisreductie.
* Integratietijd voorbeelden:
* Een basisafbeelding van een heldere nevel kan een totale integratietijd van 1-2 uur gebruiken.
* Beschietige sterrenstelsels of nevels kunnen 10-20 uur totale integratietijd of meer vereisen.
* Zeer vage en uitdagende doelen kunnen honderden uren totale integratietijd vereisen, soms verspreid over meerdere nachten of zelfs meerdere jaren.
Belangrijkste apparatuuroverwegingen:
* Equatoriale mount: De basis voor astrophotografie met lange blootstelling. Nauwkeurigheid en stabiliteit zijn van cruciaal belang.
* camera: Toegewijde astrofotografiecamera's (DSLR's of speciale CCD/CMOS -camera's) worden vaak gebruikt, omdat ze betere ruisprestaties en koelmogelijkheden bieden dan standaardcamera's.
* telescoop of lens: De keuze hangt af van het doelwit. Lenzen voor brede veld zijn geschikt voor grote nevels, terwijl telescopen met langere brandpuntsafstand nodig zijn voor sterrenstelsels en kleinere objecten. Optische kwaliteit is cruciaal.
* Guider: Een afzonderlijke gidsomschrijving en camera, samen met autoguidingssoftware, voor nauwkeurige tracking.
* filters: Om lichtvervuiling te bestrijden en specifieke golflengten van licht te verbeteren.
* software: Voor beeldverwerving, kalibratie, registratie, stapel en nabewerking.
* computer: Een krachtige computer is nodig voor het verwerken van grote hoeveelheden beeldgegevens.
Samenvattend omvat "heel lang fotograferen" in astrofotografie zowel lange blootstellingstijden per afbeelding (bereikt door zorgvuldige tracking, koeling en filtering) en lange totale integratietijden (bereikt door het stapelen van veel afbeeldingen). Het is een uitdagend maar lonend proces dat de schoonheid van het universum in verbluffende details kan onthullen.