Ostrost a ostření expozice | AstroFoton.cz
zpět

Zpět na informace

Ostrost a ostření expozice

Nebudu zdržovat a přejdu k věci. Ostrost a ostření astro-expozice je teoreticky obsáhlé téma, vybral jsem to nejpodstatnější a nejaktuálnější. Zda se mi podaří slogan dodržet – jednoduše, rychle a prakticky, vážně nevím. Používám v článku nové výrazy v pojmenování, pro vysvětlení přidávám „titulky“ – otázky, jak a proč? Přidal jsem i více ukázek a více číselných porovnání,  článek o ostrosti obrazu – s obrázky a čísly. Aby to mělo hlavu a patu -  téma je rozděleno do odstavců.

  • Obloha a Měsíc
  • Mechanika ostření s odečtem
  • Relativní nula
  • Provozní teplota dalekohledu
  • Čtyři a šest paprsků
  • Nastavení ostré expozice – grif
  • Nejde zaostřit
  • Jednoduchá kontrola optiky a mechaniky ( rovné pole )
  • Kontrola oblohy – relativní nula
  • Hledání shody – shoda relativní nuly s teplotou
  • Kontrola počasí (oblohy)  v čase – pohyb relativní nuly
  • Co dodat na závěr?
  • Doslov

.

Obloha a Měsíc

Se zataženou oblohou, by nám bylo ostření k ničemu. V Čechách už prakticky temná noční obloha…..

Blíže – Pohled na oblohu a  vztah Počasí a obloha.

Mechanika ostření s odečtem

Jaký smysl má při ostření přesný numerický odečet?… Při pozorování nic neřešíte, prostě zaostříte a pozorujete. Fotografování je trochu jiné, musíte přesně zaostřit, přesně rozpoznat, co je ostré :

  • Tzn. zřetelnost hran a detailů v obraze,  vnímaní ovlivněno více jasem (světlostí-tmavostí) než barvou.

Jako všechno se dá natrénovat a naučit pouhým okem. Přesné zaostření obrazu ve fotografii vyžaduje citlivé jemné pohyby okulárového výtahu (změna ohniskové vzdálenosti). Pravdou je a zůstane – použijete-li jakoukoliv mechaniku výtahu, tak bez možnosti přesného odečtu, bude jednoduché ostření (bez pomocných programů na PC) zdlouhavé a možná v hádankách. Řešení :

  • Mechanika ostření s odečtem ( mechanická, digitální).

Relativní nula (0,00mm)

Proč ostré nazývám -  relativní nula?… Jiné pojmenování slova ostré – vzniklo z mých poznámek, kde hodnoty na otočné stupnici byly pokaždé jiné a přeci to bylo ostré. Mechanika ostření s odečtem je vlastně měření prováděné,  pomocí numerických hodnot se stupnicí noniusu  k určení bodu ostrého obrazu, nepřipadlo mi tedy špatné udělat změnu ve výrazu.  Snažím se pracovat s čísly a posun, který je možné přesně definovat – je pro mě velkým přínosem. Nové řešení mi vyhovuje – pokud se bod ostrého obrazu změní ( rozostří),  tak vím přesně o kolik.

  • Bod ostrého obrazu – relativní nula (0,00mm) dalekohledu (relativní nebo jinak taky, srovnání s nulou).

Díky našemu pásmu je relativní nula ( 0,00mm) dost pohyblivá:

  • počasí ( obloha), letní  +°C , relativní nula ( +0,00mm)
  • počasí  (obloha) zimní -°C  , relativní nula ( – 0,00mm)

Pohyb relativní nuly (0,00) je během roku dost rozdílný nebo jinak,  pohyb bodu ostrosti obrazu (dilatace dalekohledu). Přibližně u 80/f4,8  +/- 0,7mm  a 130/f6  +/- 1,0mm.  Budu-li mít bezproblémovou optiku a mechaniku na určení 0,00mm pro pozorování a hlavně pro expozici,  tak mohu definovat další vztah :

  • Relativní nula (0,00mm) dalekohledu je vázána také k počasí (obloze).

Např. expozice NGC 7000 – 4x rám/4 dny v rozmezí dvou týdnů, se rozdíl relativní nuly (0,00mm) pohyboval mimořádně pouze v rozdílu 0,05mm, tzn. počasí (obloha) byla ve čtyřech dnech naprosto vyrovnané a stabilní.

Provozní teplota dalekohledu

Je potřeba temperovat dalekohled s okolní teplotou a jak dlouho?… Mezi základy pro pozorování a hlavně pro expozici patří i provozní teplota dalekohledu - přizpůsobení optiky a tubusu s okolní teplotou je pro každou optickou sestavu rozdílná – potřeba si vyzkoušet. Šel jsem trochu dál a po několika zkouškách nočního měření (130/f6) na provozní teplotu, se šesti rozestavěnými teplotními čidly na dalekohledu a topením,  mi vyšlo :

  • Pokud dalekohled nemá ještě stabilní teplotu (optiky, tubusu, topení ) přizpůsobenou s okolím,  reakce na náhlou změnu okolní teploty je -  během krátké doby se relativní nula (0,00) posune, tzn. rozostří.
  • Pokud dalekohled má stabilní teplotu (optiky, tubusu, topení ) přizpůsobenou s okolím,  reakce na náhlou změnu okolní teploty je -  ostré, tzn. relativní nula (0,00) vydrží delší dobu.
  • Pokud dalekohled má stabilní teplotu delší dobu (optiky, tubusu, topení ) přizpůsobenou s okolím,  reakce na náhlou změnu okolní teploty je -  ostré, tzn. relativní nula (0,00) vydrží podstatně delší dobu.

Ano,  žádná novinka.  Pozor však na topení, zapnuté těsně před expozicí nebo bez něho – změna dilatace je dost odlišná. Po testu jsem původní čas na dalekohledu prodloužil  :

  • Přizpůsobení teploty dalekohledu 130/f6 s okolím  – minimálně dvě až tři hodiny.
  • Pro zajímavost uvedu i 80/f4,8 – minimálně jeden a půl hodiny.

Čtyři a šest paprsků

Ostřit na čtyři nebo šest paprsků?… Zda-li používat u čočkových dalekohledů čtyři nebo šest paprsků je věc situace – jezdím rád ve Ferrari ( Bahtinov), ale jezdím rád i v Jaguáru ( Pomocný kříž). Obě možnosti mě totiž vyjdou rychlostně i kvalitou na stejno a nedá se říct, že bych jedno nebo druhé zatracoval. Někde jsem už psal, že hvězdy s difrakčními kříži možná na astro-obrázky svým způsobem patří – snad jednou a decentně kříže nafotím a použiji, ale určitě Jaguára po těch letech spolehlivé služby, nevyhodím.

Co je lepší?…  Zda-li použít čtyři nebo šest paprsků je věc názoru, tady bych nechtěl spekulovat – každý si musí vybrat sám. Dvě výhody Ferrari o proti Jaguáru přeci jenom má :

  • Relativní nulu (0,00mm) – rozpoznám bez brýlí.
  • Lepší kontrast obrazu při ostření  za špatného počasí (obloze).

Nastavení ostré expozice – grif

Vyplatí se v našich podmínkám kvalitně zaostřit?…  Zatím pořád vyplatí, je to jednoduché a s grifem i bezpečně přesné, nemusíte ani použít žádný program na PC – ostření poměrem velikosti hvězd.  Když jsem kalibroval nástavce s výchozí polohou čipu fotoaparátu 350Da bez živého náhledu , naučil jsem se takový jednoduchý grif s pomocným křížem.

  • Poprvé využijeme přednosti mechaniky s odečtem -  začínáme pracovat s čísly.
  • Jednoduchý grif s pomocným křížem – pohybem mechaniky ostření hledám rozdvojení paprsků doleva (mínus) a rozdvojení paprsků doprava (plus), z obou číselných hodnot beru střed – tj. relativní nula (0,00mm) dalekohledu (bod ostrého obrazu).

Změny paprsků jsou bezpečně  patrné už na 0,05 – 0,10mm,  dle kontrastu oblohy. Opravdu nic složitého a přitom na chlup přesné. Nemyslím, že by postup s grifem byl nějak geniální, spíše naopak – jednodušeji to snad už ani nejde. Vzhled paprsků při ostření pomocným křížem a maskou Bahtinov v ukázce.

X 0,00 X 0,05 X 0,10
.
+ 0,00 + 0,05 + 0,10
.
+0,00-0,05-0,10 X0,00-0,05-0,10 +/X srovnání
.
Pro zajímavost, hodnota „podle oka“ (bez možnosti odečtu) u masky Bahtinov – s detaily paprsků.

0,00mm 0,25mm 0,50mm

.

Nejde dobře zaostřit

Nejde dobře zaostřit, obraz doslova plave, co s tím?… Scéna noční oblohy je tedy asi mimořádně špatná……

Blíže – Pohled na oblohu optikou – seeing.

Jednoduchá kontrola optiky a mechaniky ( rovné pole )

Pole není ostré v celém obraze expozice, co s tím?… Možnost chyby :  v mechanické části dalekohledu nebo v uložení a kvalitě optiky, atd.

Pro ukázku, ověření celého pole fotoaparátu, jsem zvolil – M45.

+ 10vt. X 10vt.

.

Kontrola oblohy  – relativní nula (0,00mm)

Zaostřím na dvě jasné hvězdy, pár stupňů od sebe a pokaždé musím přeostřit, co s tím?…   Možnost chyby : v mechanické části dalekohledu nebo v uložení optiky.

Při ohniskové kalibraci nástavců jsem si počasí nemohl objednat, takže na jasno jsem čekal i několik dní. Kvůli přesnosti dílů a kontrastu difrakčního kříže jsem se snažil, aby obloha byla na 1-2 z 5.  Přiblížím – zaostřil jsem hvězdu pomocným křížem a udělal kalibraci fotoaparátu na relativní nulu (0,00mm), vždy jako základ. Blíže Kalibrace nástavců a fotoaparátu.  Nasazoval nástavce a psal naměřené hodnoty,  upravil a znovu – zaostřil na relativní nulu (0,00mm) atd. Protože těch měření bylo hodně a „hvězda nezůstávala na jednom místě“, tak mě napadlo si ověřit,  jak vlastně ostrost v relativní nule (0,00mm) jedné noci vypadá.

Proč 30°?… Měření by nebylo objektivní pro celou oblohu, protože přibližně do 30° nad horizontem je většinou relativní nula (0,00mm) v kmitavém pohybu – Seeing.

Relativní nula (0,00mm)  jedné noci – přibližně od 30° nad horizontem po celé obloze.

  • Měření celé oblohy od SV k J -  je fakt relativně nula (0,00mm), tzn. bez přeostření.

Pokud všechno je, jak má – neměli byste přeostřit, bude to vždycky ostré. Měření ještě v létě a v zimě.

  • od 30° nad horizontem – celá obloha opakovaně,  vždy relativně nula (0,00mm), tzn. bez přeostření.
  • do 30° nad horizontem – obloha „většinou“ relativní nula (0,00mm) v kmitavém pohybu, +/- 0,05mm, tzn. bez přeostření.

Hledání shody – shoda relativní nuly s teplotou

Nápad s mechanickým odečtem při inovaci, vycházel z běžných a přirozených zákonů, které se nemění – platily už tenkrát, platí dnes a budou platit i zítra. Jde jen o to – kolik času budete věnovat problému a jak určíte své hranice a potřeby pro přesnost.

  • Podruhé  využijeme přednosti mechaniky s odečtem – stále pokračujeme s čísly.

Druhé využití přednosti mechaniky s odečtem – jednoduchá shoda relativní nuly s okolní teplotou, tzn. i teplotou dalekohledu. Co znamená shoda?
K pojmenování jsem vybral původně slovo kalibrace. Pojmenování dlouho nevydrželo, přeci jenom pod pojmem kalibrace si představuji něco stálého a tady je vše v pohybu, tzn. upravuji na výstižnější slovo  -  shoda.

Relativní nula dalekohledu (dle jeho velikosti optiky a konstrukce), díky teplotním změnám počasí(oblohy), může být velmi pohyblivá. 

  • Shoda : určení poměru pohyblivé relativní nuly  k okolní teplotě - o kolik změna teploty posune relativní nulu.

Ve skutečnosti definovat shodu problém není, stačí si jen udělat čas a využít pár nocí s velmi rozdílnou teplotou – nezapomenout na topení, provozní teplotu a zpoždění. Čidlo teploměru pro určení shody stačí umísťit na povrch tubusu dalekohledu. Po zkouškách nočního měření  na provozní teplotu s čidly, výsledky vyhodnotit a určit :

  • Základní hodnotu posunu při změně teploty o jeden stupeň.

Kontrola počasí (oblohy)  v čase – pohyb relativní nuly ( 0,00mm )

Po krátkém čase, musím znovu přeostřit, co s tím?…  Možnosti chyb : zanedbání  „provozní“ teploty dalekohledu, chyby v mechanické části dalekohledu nebo v uložení optiky. Rozdíl může byt i v konstrukci dalekohledu, jeho „kabátu“  nebo velikosti průměru optiky, ale  hlavně změny počasí (oblohy). Jen pro představu – budu-li  při stejných podmínkách počasí(oblohy) svoji 130/f6 přeostřovat 3x, tak 80/f4,8 pouze 1x.

Otázka na delší povídání. Přiznám se, odstavec je na vysvětlování asi nejsložitější – tady končí zábava. Ale co, informací je dost – je na čase vše zužitkovat. Že by tedy nakonec procházka růžovou zahradou? Když ještě přidám obrázky a čísly, kde změny popíšu – proč ne. Jedem…

Proč tohle všechno?…  Přes dva roky si dělám poznámky,  vyhodnocuji změny počasí (oblohy).

  • Mám-li vůbec fotit, jaký objekt, jak dlouho a co navolit na fotoaparátu.

Pro expozice jsem si vybíral, podle předpovědi a poznámek, stabilní počasí (oblohu) pro celou noc – posuny bez velkých změn. Jenže, nic netrvá věčně. Abych vůbec nějaký ten obrázek udělal,  více exponuji za mlhy, kde se řídím přizpůsobenou stupnicí obloha 1-5 z 5. Problém však nastal s relativní nulou (dále jenom 0,00mm ) – při nestabilním počasí(oblohy) se posuny dost mění.

  • Potřetí  využijeme přednosti mechaniky s odečtem,  -  naposled pokračujeme s čísly.

Počasí(obloha) je stabilní i nestabilní na posuny 0,00mm, ale když naměřené hodnoty nasvědčují posunu 0,00mm, tzn. 0,00mm začíná měnit svou hodnotu (rozostření) vlivem počasí (oblohy) :

  • Přeostření bez vizuální kontroly, pouze podle časově naměřené hodnoty počasí(obloha), posunu na mechanickém odečtu o naměřenou hodnotu – tzn. zase na 0,00mm (ostré).
  • Odpadá změna polohy na kalibrační hvězdu a opětovné zaostření na 0,00mm (operace bez PC).

Uvedu příklad : naměřená hodnota z mých poznámek, posun o - 0,05mm. Prakticky posunu na noniusu o  - 0,05mm zase na relativní nulu (0,00mm). Nutné počítat se zpožděním teploty dalekohledu.

  • Pokud stav počasí (oblohu) vyhodnocujete, tak vlastně přijdete k sestavě v okamžik, kdy je potřeba z naměřených hodnot přeostřit – posunu a odcházím.
  • V tip je v tom -  ostříte přesně, kdy je potřeba.

A podle čeho, když tady data nejsou? Data neuvádím z jednoho prostého důvodu – jiné místo, jiný dalekohled a tzn. jiné data. Podávám pouze informace, jak a čeho se chytnout při zpracování a vyhodnocování. Spíše položím otázku :

  • Znáte svůj dalekohled a svoje místo pozice?

Nechá se určit o kolik a za jak dlouho posun nastane?…  Teoreticky ano, vývoj počasí v místě, teplota, vlhkost a směr případného větru. Samozřejmostí je i potřeba znát reakce svého dalekohledu (optiky, tubusu, topení ). Vypadá to všechno složitě, ale věřte, postupem času zjistíte, že je to hrozně jednoduchý. Tabulka mého měření  0,00mm před a po expozici k nahlédnutí – Ostrost měření relativní nuly (0,00mm) v čase.

Příklady pohybu 0,00mm v čase. Při nestabilním počasí(obloze) jsou posuny dost velké.  Pro ukázku jsem připravil expozici s ISO800 (- 0,15mm), celé pole 98′x65′. Expozic bylo dost, napadlo mě druhý den udělat ještě na ukázku dva posuny - 0,20mm a -0,40mm s ISO1600, aby byl vidět trochu rozdíl, jsou v detailu, přibližné pole 35′x23′.

ngc4236-000mm-800 ngc4236-015mm-800

.

ngc4236-000mm-1600 ngc4236-020mm-1600 ngc4236-040mm-1600

.

Pro informaci - správné volby rozhodnutí,  si „nástřely“ dělám před a po expozici do dneška. Dvě srovnání při stabilním počasí (obloze), které vyjde opravdu párkrát za rok. V ukázce – celé optické pole 98′x65′.

23:00 02:15

.

20:45 01:55

.

Co dodat na závěr?

Článek je dost dlouhý -  pravda,  s novými pojmy – pravda a objektivními daty – taky pravda. Ale je možné, že někdo jinde naměří něco podobného nebo zcela jiného. Rozdíl hodnot může být v údolí, ve městě, na louce, na horách nebo jiným objektivem, větším průměrem zrcadlových soustav a nebo zanedbáním  provozní teploty dalekohledu, chybou v  mechanické části dalekohledu nebo uložením optiky.

  • Moje data jsou z jedné pevné pozice,  za použití čočkového dalekohledu 130/f6 a fotoaparátu Canon 550D.
  • Ostření : hlídám si čas na provozní teplotu optiky, tubusu a  topení , čas kontrolní expozice k určení  0,00mm, volím 10.vteřin kvůli kontrastu a citlivost většinou ISO 800, ostřím vždy pečlivě na 0,00mm.
  • Přeostřuji během expozic podle naměřených hodnot počasí(obloha) a ostřím i s předstihem.
  • Jsem v klidu, pokud  pohyb 0,00mm během expozic se pohybuje v rozmezí +/- 0,05mm -  takto malá hodnota, určitě  ostrost obrázku neovlivní, což není špatné zjištění.

Navazující článek  Ostrost a ostření expozice -metody a Obloha a expozice -ukázka I

.

Doslov

Při pohledu na noční oblohu máme pocit tajemna a úcty, které v nás daleký vesmír vzbuzuje. Když spojím dohromady pocity s fotoaparátem a mystičnost vesmíru – dýchne na mě romantika. Pokud nefotíte o závod a nehoníte se za nejlepšími obrázky, tak u romantiky Vás spleť kabelů asi nenadchne. Zůstal jsem tedy věrný jednoduchosti fotoaparátu a nemyslím, že budu něco v budoucnu měnit. Opouštím nápad v použití PC při expozicích a snažím se hledat jednodušší řešení, abych byl k romantice blíž  -  „složitá cesta“,  z mého pohledu, se mi vyplatila. Celý cyklus článků, od výkresů dílů pro astrotechniku, přes grafické zpracování obrázků až po ostření s relativní nulou (0,00mm), měl vrcholit – přeostření bez vizuální kontroly na mechanickém odečtu podle naměřených hodnot.  Opravdu běh na dlouhou trať a už jsem ani nevěřil, že se mi podaří všechno dát během roku na web. Za sloganem  jednoduše, rychle a prakticky,  který preferuji hodně v článcích, se neskrývá žádná „machrovina“, jen moře stráveného času, který jsem tomu věnoval.

Astrofotografie je nádherný koníček, přináší radosti, ale i zklamání – ani já nejsem vyjímka a znám, jak chutná obojí, nic není zadarmo. Své názory opravdu nevnucuji, pouze se snažím ukázat, že jsou i jiné cesty a možnosti – vždycky píšu proč a jak. A věřte, napsat k tomu článek, aby porozuměli všichni, to opravdu jednoduché není.  Jelikož nejsem typ člověka, který všechno drží pod pokličkou, nápady prezentuji s tím nejlepším úmyslem – pomoci ostatním, v trampotách astrofotografie.

  • Je na čtenáři, co si vybere nebo jakou cestou se dá – musí však mít  z čeho čerpat, z čeho vybírat, možnost porovnávat a o tom to je…

.

Praktická ukázka s podrobným popisem měření relativní nuly  – Jednoduše, rychle a prakticky.

Přeji štěstí na oblohu 1 z 5 a dobré oko…

.