1. Lång exponeringstid per bild (fånga svaga detaljer):
* Varför lång exponering? Svaga astronomiska föremål (nebulor, galaxer, etc.) avger mycket lite ljus. Längre exponeringar gör det möjligt för kamerasensorn att samla in fler fotoner, vilket avslöjar dessa svaga detaljer som skulle vara osynliga i korta exponeringar. Den allmänna idén är "mer ljus =mer detalj och bättre signal-till-brusförhållande".
* Utmaningar:
* Jordens rotation: Jorden roterar ständigt. Utan kompensation kommer stjärnor att visas som streck istället för poäng. Det här är stjärnspår.
* buller: Elektroniskt brus från kamerasensorn ackumuleras över tid. Detta manifesteras som oönskade artefakter i bilden.
* Lättföroreningar: Konstgjord ljus från städer (ljusföroreningar) begränsar avsevärt den maximala användbara exponeringstiden, eftersom det snabbt kan överväldiga det svaga ljuset från ämnet.
* atmosfärisk turbulens (se): Atmosfären rör sig ständigt, vilket får stjärnor att blinka (och oskärpa i långa exponeringar).
* tekniker för att övervinna utmaningar (för enstaka långa exponeringar):
* ekvatoriala fästen: Dessa motoriserade fästen är den viktigaste utrustningen. De motverkar jordens rotation genom att flytta kameran i samma takt och hålla målet centrerat och stjärnorna fastställer. Polär inriktning (exakt anpassning av berget med jordens rotationsaxel) är avgörande för god spårning.
* vägledande: Även med en bra ekvatorialmontering är perfekt spårning nästan omöjlig. Autoguiders använder en separat guideomfång och kamera för att övervaka en guidestjärna. Autoguider -programvaran analyserar guidestjärnens position och skickar korrigeringar till berget för att hålla den perfekt i mål. Detta är viktigt för mycket långa individuella exponeringar.
* Kylning: Många astrofotografikameror har inbyggda kylsystem. Att sänka sensortemperaturen minskar termiskt brus, vilket möjliggör längre exponeringar med mindre brus.
* Dark Frames: Dessa är bilder tagna med linslocket på, vid samma exponeringstid, ISO och temperatur som ljusramar. De fångar sensorns inneboende brusmönster. De subtraheras från de lätta ramarna under bearbetningen för att ta bort bruset.
* Ljusföroreningsfilter: Dessa filter blockerar selektivt ut vissa våglängder av ljus som vanligtvis släpps ut av konstgjorda ljuskällor (natrium- och kvicksilverånga lampor), vilket förbättrar kontrasten för djupa himmelobjekt. Smagbandsfilter passerar endast mycket specifika våglängder av ljus som släpps ut av vissa element (väte-alfa, syre-III, svavel-II), vilket gör att astrofotografer kan avbilda även i kraftigt lätta förorenade områden.
* mörka webbplatser: Att resa till mörka platser långt från stadsljus minskar kraftigt ljusföroreningar, vilket möjliggör längre exponeringar och bättre kontrast.
* Lucky Imaging (sällan används för mycket djup himmel men relevant): Att ta många mycket korta exponeringar (millisekunder till sekunder) och sedan stapla bara de skarpaste för att minimera effekterna av atmosfärisk turbulens. Mer vanligt för planetavbildning än för djup himmel.
2. Lång total integrationstid (stapla många bilder):
* Varför stapla? Även med långa individuella exponeringar kan signalen (ljus från målet) fortfarande vara mycket svag jämfört med bruset. Stapling (medelvärde) Många bilder förbättrar signifikant signal-brusförhållandet. Signalen lägger till linjärt med antalet bilder, medan bruset ökar med kvadratroten för antalet bilder. Så fler bilder betyder en renare och mer detaljerad slutbild.
* Process:
1. förvärv: Fånga många individuella exponeringar (ljusramar) av målet med hjälp av en ekvatorialmontering och vägledning (om det behövs). Exponeringstiden för varje enskild ram väljs baserat på att se förhållanden, monteringsnoggrannhet och ljusföroreningar. Ett vanligt intervall är från 30 sekunder till 10 minuter per ram. Vissa astrofotografer tar hundratals eller till och med tusentals individuella exponeringar.
2. Kalibrering: Fånga kalibreringsramar (darks, lägenheter, förspänningsramar).
* Dark Frames: Bilder tagna med linslocket på, vid samma exponeringstid, ISO och temperatur som ljuset ramar. Används för att ta bort termiskt brus.
* platta ramar: Bilder tagna av en enhetligt upplyst yta (t.ex. en vit T-shirt upplyst av en jämnt upplyst skärm). Används för att korrigera för vinjettering (mörkare mot bildens kanter) och dammfläckar på sensorn.
* Bias ramar: Mycket korta exponeringar (snabbaste slutartid) med linslocket på. Används för att fånga läsbruset (brus introducerat av kamerans elektronik).
3. Registrering (justering): Använd specialiserad astrofotografiprogramvara (t.ex. Pixinsight, DeepskyStacker, Siril) för att anpassa alla ljusramar till varandra och kompenserar för små variationer i pekning. Detta är avgörande för stapling, eftersom felanpassade bilder skulle resultera i oskärpa.
4. Integration (stapling): Programvaran staplar sedan de inriktade lätta ramarna efter att ha kalibrerat dem med darks, lägenheter och förspänning. Programvaran är i genomsnitt pixelvärdena över alla ramar. Utredare avstötningsalgoritmer används ofta för att ta bort pixlar som skiljer sig väsentligt från medelvärdet (t.ex. på grund av kosmiska strålar eller satellitspår).
5. Efterbehandling: Den staplade bilden bearbetas sedan ytterligare för att förbättra detaljer, justera färgbalansen och ta bort brus. Detta kan involvera tekniker som att sträcka histogrammet (för att avslöja svaga detaljer), dekonvolution (för att skärpa bilden) och brusreducering.
* Exempel på integrationstid:
* En grundläggande bild av en ljus nebula kan använda en total integrationstid på 1-2 timmar.
* Vainter-galaxer eller nebulor kan kräva 10-20 timmars total integrationstid eller mer.
* Mycket svaga och utmanande mål kan kräva hundratals timmars total integrationstid, ibland spridda över flera nätter eller till och med flera år.
Nyckelutrustningsöverväganden:
* ekvatorialmontering: Grunden för lång exponering av astrofotografi. Noggrannhet och stabilitet är kritiska.
* kamera: Dedikerade astrofotografikameror (DSLR eller dedikerade CCD/CMOS -kameror) används ofta, eftersom de erbjuder bättre brusprestanda och kylfunktioner än standardkameror.
* teleskop eller lins: Valet beror på målet. Bredfältlinser är lämpliga för stora nebulor, medan teleskop med längre brännvidd behövs för galaxer och mindre föremål. Optisk kvalitet är avgörande.
* Guider: En separat guide -omfattning och kamera, tillsammans med autoguiding -programvara, för exakt spårning.
* filter: För att bekämpa ljusföroreningar och förbättra specifika våglängder för ljus.
* Programvara: För bildförvärv, kalibrering, registrering, stapling och efterbehandling.
* dator: En kraftfull dator behövs för att bearbeta stora mängder bilddata.
Sammanfattningsvis involverar "skjutning mycket lång" i astrofotografi både långa exponeringstider per bild (uppnås genom noggrann spårning, kylning och filtrering) och långa totala integrationstider (uppnås genom att stapla många bilder). Det är en utmanande men givande process som kan avslöja universums skönhet i fantastisk detalj.