1. Dlouhá doba expozice na obrázek (zachycení slabých podrobností):
* Proč dlouhá expozice? Slabé astronomické objekty (mlhoviny, galaxie atd.) Emitují velmi malé světlo. Delší expozice umožňují senzoru kamery shromažďovat více fotonů a odhalit tyto slabé detaily, které by byly při krátkých expozicích neviditelné. Obecná myšlenka je „více světla =podrobnější a lepší poměr signál-šum“.
* výzvy:
* rotace Země: Země se neustále otáčí. Bez kompenzace se hvězdy objeví jako pruhy místo bodů. To je hvězda končící.
* šum: Elektronický šum ze senzoru fotoaparátu se v průběhu času hromadí. To se projevuje jako nežádoucí artefakty na obrázku.
* Znečištění světla: Umělé světlo z měst (znečištění světla) významně omezuje maximální použitelnou dobu expozice, protože může rychle přemoci slabé světlo z subjektu.
* atmosférická turbulence (vidění): Atmosféra se neustále pohybuje, což způsobuje, že se hvězdy třpytí (a rozostřují se v dlouhých expozicích).
* Techniky k překonání výzev (pro jednotlivé dlouhé expozice):
* rovníkové připojitele: Tyto motorizované úchyty jsou nejdůležitějším zařízením. Propadají rotaci Země posunutím kamery stejným rychlostí a udržují cíl vystředěné a hvězdy. Pro dobré sledování je nezbytné polární zarovnání (přesně zarovnání držáku s rotační osou Země).
* vedení: I s dobrým rovníkem je perfektní sledování téměř nemožné. AutoGuiders používají samostatný průvodcový rozsah a kameru ke sledování vodicí hvězdy. Software AutoGuider analyzuje polohu vodicí hvězdy a posílá opravy na horu, aby jej udržel dokonale na cíli. To je nezbytné pro velmi dlouhé individuální expozice.
* chlazení: Mnoho astrofotografických kamer má vestavěné chladicí systémy. Snížení teploty senzoru snižuje tepelný šum a umožňuje delší expozice s menším šumem.
* tmavé snímky: Jedná se o snímky pořízené s uzávěrem objektivu, ve stejné době expozice ISO a teplotou jako světelné rámy. Zachycují inherentní hluk senzoru. Během zpracování jsou odečteny od světelných snímků, aby se odstranil šum.
* filtry znečištění světla: Tyto filtry selektivně blokují určité vlnové délky světla běžně emitovaného umělým světelným zdroji (lampy sodíku a rtuti), což zlepšuje kontrast pro objekty hlubokého oblohy. Úzkopásmové filtry procházejí pouze velmi specifické vlnové délky světla emitovaného určitými prvky (vodíkovým alfa, kyslík-III, síra-II), což umožňuje astrofotografům zobrazovat i v silně světle znečištěných oblastech.
* temné stránky: Cestování do temných míst daleko od městských světel výrazně snižuje znečištění světla a umožňuje delší expozice a lepší kontrast.
* Lucky Imaging (zřídka se používá pro velmi hlubokou oblohu, ale relevantní): Přijímáme mnoho velmi krátkých expozic (milisekundy na sekundy) a poté stohování pouze těch nejostřejších, aby se minimalizovaly účinky atmosférické turbulence. Častější pro planetární zobrazování než pro hluboké oblohy.
2. Dlouhá celková doba integrace (stohování mnoha obrázků):
* Proč stohování? I při dlouhých individuálních expozicích může být signál (světlo z cíle) stále velmi slabý ve srovnání s hlukem. Stohování (průměrování) Mnoho obrázků významně zlepšuje poměr signál-šum. Signál lineárně přispívá s počtem obrázků, zatímco šum se zvyšuje s druhou odmocninou počtu obrázků. Více obrázků tedy znamená čistší a podrobnější konečný obrázek.
* Proces:
1. Akvizice: Zachyťte mnoho individuálních expozic (světelných snímků) cíle pomocí rovníku a vedení (v případě potřeby). Doba expozice každého jednotlivého rámce je vybrána na základě podmínek vidění, přesnosti hory a úrovně znečištění světla. Běžný rozsah je od 30 sekund do 10 minut na rámec. Někteří astrofotografové berou stovky nebo dokonce tisíce individuálních expozic.
2. kalibrace: Zachyťte kalibrační rámy (tmavé, byty, rámečky zkreslení).
* tmavé snímky: Snímky pořízené s čepicí objektivu zapnutou, ve stejné době expozice ISO a teplotou jako světelné rámy. Používá se k odstranění tepelného šumu.
* ploché snímky: Snímky pořízené z rovnoměrně osvětleného povrchu (např. Bílé tričko osvětlené rovnoměrně osvětlenou obrazovkou). Používá se k opravě pro viněty (ztmavnutí směrem k okrajům obrazu) a prachové skvrny na senzoru.
* rámečky zkreslení: Velmi krátké expozice (nejrychlejší rychlost závěrky) s víčkem objektivu. Používá se k zachycení šumu čtení (šum zavedený elektronikou kamery).
3. registrace (zarovnání): Pomocí specializovaného astrofotografického softwaru (např. Pixinsight, DeepSkystacker, Siril) zarovnejte všechny světelné snímky k sobě navzájem a kompenzují mírné variace směřování. To je zásadní pro stohování, protože nesprávně zarovnané obrazy by vedly k rozmazání.
4. integrace (stohování): Software poté naskládá zarovnané světelné rámy po jejich kalibraci tmy, byty a zkreslením. Software má v průměru hodnoty pixelů ve všech rámcích. Algoritmy odmítnutí odlehčení se často používají k odstranění pixelů, které se výrazně liší od průměru (např. V důsledku kosmických paprsků nebo satelitních stezek).
5. po zpracování: Skládaný obrázek se poté dále zpracovává, aby se vylepšil detaily, upravil rovnováhu barev a odstranil šum. To může zahrnovat techniky, jako je natažení histogramu (odhalit slabé detaily), dekonvoluce (pro zaostření obrazu) a redukci šumu.
* Příklady času integrace:
* Základní obraz jasné mlhoviny může použít celkovou dobu integrace 1-2 hodiny.
* Fainter galaxie nebo mlhoviny mohou vyžadovat 10-20 hodin celkové doby integrace nebo více.
* Velmi slabé a náročné cíle mohou vyžadovat stovky hodin celkové doby integrace, někdy se rozprostírají po několik nocí nebo dokonce více let.
Úvahy o klíčovém vybavení:
* Rovníkový montér: Základ pro astrofotografii s dlouhou expozicí. Přesnost a stabilita jsou kritická.
* kamera: Často se používají specializované astrofotografické kamery (DSLR nebo specializované kamery CCD/CMOS), protože nabízejí lepší výkonnost a chladicí schopnosti než standardní kamery.
* dalekohled nebo čočka: Volba závisí na cíli. Objektivy širokého pole jsou vhodné pro velké mlhoviny, zatímco pro galaxie a menší předměty jsou potřebné dalekohledy s delší ohniskovou délkou. Optická kvalita je zásadní.
* guider: Samostatný průvodcový rozsah a kamera, spolu s autoguidingovým softwarem pro přesné sledování.
* filtry: Bojovat proti znečištění světla a zlepšit specifické vlnové délky světla.
* software: Pro získávání obrázků, kalibrace, registrace, stohování a následné zpracování.
* počítač: Pro zpracování velkého množství obrazových dat je nutný výkonný počítač.
Stručně řečeno, „střílení velmi dlouhé“ v astrofotografii zahrnuje jak dlouhé doby expozice na obrázek (dosaženo pečlivým sledováním, chlazením a filtrováním) a dlouhé celkové doby integrace (dosaženo prostřednictvím stohování mnoha obrázků). Je to náročný, ale odměňující proces, který může odhalit krásu vesmíru v ohromujících detailech.