عکاسی از اعماق آسمان

[مهدی ناصری]

درود بر دوستداران آسمان

عکاسی اعماق آسمان معروف به Deep Sky یکی از قسمت های مهم عکاسی نجومی است که زیبایی کهکشان ها، سحابی ها و هر آنچه در ژرفای کیهان قابل عکاسی است را به نمایش می گذارد.

در این تاپیک قصد داریم با کمک هم مطالبی در خصوص اصول و تکنیک های عکاسی دیپ اسکای را به صورت کامل در اختیار علاقه مندان بگذاریم و به سوالات مربوط نیز پاسخ بدهیم.

مطالب قرار هست تمام اطلاعات عکاسی عمق آسمان، از ابزار های لازم و روش های ثبت تا ادیت و سایر مباحث مربوط را در بر بگیرد. امیدوارم با مشارکت دوستان بتوانیم نکات مفیدی را در این خصوص گرد آوری کنیم.

فهرست مطالب این تاپیک:

شیوه نامه
مقدمه
تلسکوپ، لنز؟!
کاربرد تلسکوپ های شکستی در عکاسی نجومی
کاربرد تلسکوپ های آپوکروماتیک در عکاسی نجومی (1)
کاربرد تلسکوپ های آپوکروماتیک در عکاسی نجومی (2)
کاربرد تلسکوپ های بازتابی در عکاسی نجومی
کاربرد تلسکوپ های نیوتنی در عکاسی نجومی (1)
کاربرد تلسکوپ های نیوتنی در عکاسی نجومی (2)
کاربرد تلسکوپ های کاسگرین در عکاسی نجومی
کاربرد تلسکوپ های ریچی کرتین در عکاسی نجومی

کاربرد تلسکوپ‌های گریگورین در عکاسی نجومی
کاربرد تلسکوپ‌های ترکیبی در عکاسی نجومی
کاربرد تلسکوپ‌های اشمیت- کاسگرین در عکاسی نجومی
کاربرد تلسکوپ‌های ماکستوف در عکاسی نجومی
اهمیت استقرار مناسب در عکاسی نجومی
استقرار استوایی (1)
استقرار استوایی (2)
فکوسر

سیستم تصحیح ردیابی
بخش پایانی ابزارها
آماده سازی تجهیزات
ثبت عکس
مقابله با نویز در تصویر
7 نکته‌ی کلیدی در عکاسی دیپ اسکای
پردازش تصاویر نجومی
انباشتن فریم‌ها
پردازش ساده و ابتدایی
5 نکته در مورد پردازش تصاویر عمق آسمان
سخن آخر بخش آموزش تاپیک

[مهدی ناصری]

حالا باید تلسکوپ هایی رو که معرفی کردیم در خصوص عکاسی دیپ اسکای نقد و بررسی کنیم. از شکستی ها آغاز می کنیم؛ واضحه که به تلسکوپ های نامناسب برای عکاسی نجومی (مثل کروماتیک) زیاد نمی پردازیم، فعلا در حد معرفی انواع شکستی ها در این پست، و سپس معرفی کامل نوع مناسب شکستی در پست های آینده.
---------------------------------------------------
رده شکستی ها از نظر اپتیکی سه نوع تلسکوپ را در بر می گیرد:
1. کروماتیک: ساده ترین نوع تلسکوپ ها، همان نوع کروماتیک ها هستند که نخستین چشم های بشر برای کاوش عمق آسمان بودند. ساختار ساده آن ها شامل یک عدسی محدب با نام شیئی در سر لوله و یک عدسی دیگر موسوم به چشمی در انتهای لوله است. شیئی تک عدسی کرومات ها، این دسته از اپتیک ها را با خطا های اپتیکی فراوانی رو به رو می کند (مانند خطای کروی و رنگی) و از این جهت امروزه نه تنها در عکاسی، بلکه در رصد نیز توصیه نمی شوند و طرفدار ندارند.
2. آکروماتیک: نوع پیشرفته تر کروماتیک ها، آکروماتیک نام دارد. در این دسته، ابیراهی کروی کاملا برطرف شده و ابیراهی رنگی نیز کاهش می یابد. تفاوت ساختار تلسکوپ های آکروماتیک با کروماتیک در شکل شیئی آن است. در آکروماتیک ها شیئی شامل دو عدد عدسی با دو جنس متفاوت است که یکی محدب و دیگری مقعر می باشد، میان آن ها نیز لایه ای نازک از هوا وجود دارد و یا اینکه با کمک چشب خاصی به هم چسبیده اند.
اگرچه این تلسکوپ ها در رصد تلسکوپ های بدی نیستند و با توجه به مقایسه قیمت با آپوکروماتیک ها دهانه بزرگ تری دارند (توجه کنید دهانه بزرگ تر توان تفکیک و قدرت جمع آوری نور بیشتری را فراهم می سازد)، در عکاسی نجومی ابزار مناسبی به شمار نمی روند، زیرا ابیراهی رنگی خود را به صورت هاله ای رنگی در اطراف ستاره ها نمایش می دهد؛ در ضمن در گوشه های عکس نیز تاریکی دیده می شود. مانند تصویر زیر که با استفاده از یک تلسکوپ 70 میلیمتر شکستی از سحابی های مرداب و سه تکه گرفته شده و هر دو خطا به وضوح قابل رویت می باشند:

3. آپوکروماتیک: بهترین نوع تلسکوپ های شکستی آپوکروماتیک ها نام دارند. این دسته یکی از مناسب ترین، کم خطا ترین و البته گران ترین انواع در بین کل تلسکوپ ها برای عکاسی نجومی است. شیئی آپوکروماتیک ها می تواند دو تکه یا سه تکه باشد؛ تفاوت آن دو تلسکوپ در این است که در آپوکروماتی با شیئی دو تکه، در بزرگنمایی بالا ابیراهی رنگی خودش را نشان می دهد اما در آپوکروماتی با شیئی سه تکه حتی در بزرگنمایی بالا نیز خبری از ابیراهی رنگی نیست. اما در عکاسی نجومی از سحابی ها و کهکشان ها با استفاده از آپوروماتی با فاصله کانونی کم که نیاز به بزرگنمایی بالا نداریم می توان از اپتیکی با شیئی دو تکه نیز استفاده کرد زیرا خطای رنگی در آن بزرگنمایی محسوس نیست.
در این دسته از تلسکوپ ها، نه تنها ابیراهی کروی کاملا برطرف شده، تاریکی گوشه ها و ابیراهی رنگی نیز تقریبا از بین رفته است. اما به علت انحنای میدان در عدسی آن با خطایی مواجه هستیم که در آن ستاره های گوشه تصویر وضوح خود را از دست می دهند. برای رفع این مشکل استفاده از قطعه ای به نام تخت کننده میدان یا Field Flattener ضروری است. این قطعه علاوه بر تصحیح این خطا، فاصله کانونی و در نتیجه نسبت کانونی (F) را نیز کاهش می دهد که موجب باز تر شدن میدان دید و افزایش سرعت عکاسی می شود.
---------------------------------------------------
برای آشنایی با مفاهیم زیر به لینک های زیر مراجعه کنید:
ابیراهی
ابیراهی رنگی
توان تفکیک

[مهدی صابری]

سلام آقای ناصری

با توجه به توضیحات شما در رابطه با تلسکوپ ها و عمق آسمان، با توجه به توضیحات شما بهترین تلسکوپ برای عکاسی از عمق آسمان و البته با فوکوس و کیفیفت بالا با هزینه زیر 3 میلیون چه تلسکوپی است؟

[مهدی ناصری]

سلام آقای ناصری

با توجه به توضیحات شما در رابطه با تلسکوپ ها و عمق آسمان، با توجه به توضیحات شما بهترین تلسکوپ برای عکاسی از عمق آسمان و البته با فوکوس و کیفیفت بالا با هزینه زیر 3 میلیون چه تلسکوپی است؟

سلام دوست عزیز
هنوز بخش زیادی از توضیحات مونده، بستگی داره که شما بخواید در چه زمینه ای عکاسی کنید، مثلا تلسکوپ مناسب برای عکاسی از سحابی ها، کهکشان ها و سیارات سه نوع مختلف هست که از ریشه با هم تفاوت دارن. اگر اجازه بدید توضیحات در مورد هر یک رو خواهیم داد تا بعد با توجه به علاقه مندی خودتون به انتخاب تلسکوپ بپردازید.
اگر سوالی کلی دارید که زیاد به بحث مربوط نیست فعلا در تاپیک پرسش و پاسخ عکاسی نجومی مطرح کنید تا مطالب این تاپیک کامل بشن، بعد از اون سوالات رو در هر مبحثی از عکاسی دیپ اسکای داشتید همین جا بپرسید. البته این اقدام برای جلوگیری از به هم ریختگی موضوعی در بحث هست.

[مهدی ناصری]

رسیدیم به معرفی تلسکوپ های آپوکروماتیک در عکاسی نجومی... به دلیل حجم بالای مطالب و اهمیت این بخش ترجیح میدم در دو پست این معرفی رو انجام بدم.
--------------------------------------------
در پست پیشین بیان داشتیم که تنها نوع مناسب تلسکوپ های شکستی برای عکاسی نجومی آپوکروماتیک ها هستند. آپوکرومات ها بدون شک از بهترین انواع تلسکوپ جهت عکاسی دیپ اسکای می باشند. نوری که از عدسی می گذرد در مقایسه با نوری که از آینه بازتاب می گردد وضوح و شفافیت بیشتری دارد. ابیراهی رنگی و کروی نیز در آن ها تصحیح شده است.
در عکاسی از سحابی ها تلسکوپ های آپوکروماتیک که فاصله کانونی کمی دارند (لوله کوتاه) بسیار عالی عمل می کنند. سحابی های اجرامی با گستردگی زاویه ای بالا هستند و میدان دید باز در آن ها بسیار موثر است. کیفیت و میدان دید آپو های لوله کوتاه آن ها را بیش از هر نوع اپتیک دیگری برای عکاسی از سحابی ها مناسب گردانده است. تصاویر زیر با کمک این نوع تلسکوپ با فاصله کانونی کم تهیه شده اند:

هر دو عکس توسط طه قوچکانلو با کمک تلسکوپ 80 میلیمتر آپوکرومات، به ترتیب از دو سحابی سه تکه و مرداب در قوس، و سحابی رزت در تکشاخ ثبت گردیده اند.

در عکاسی از کهکشان ها آپوکرومات ها بهترین نیستند، اگرچه کهکشان های مشهوری چون آندرومدا و مثلث آنقدر گستردگی زاویه ای دارند که یک آپوکرومات لوله کوتاه مناسب باشد، اما فراموش نکنیم که عمده کهکشان ها ابعاد زاویه ای کمتری دارند که فاصله کانونی 400-500 میلیمتر بهترین گزینه برایشان نیست. تصویر زیر از کهکشان آندرومدا تصویری است که توسط یک آپوکرومات با فاصله کانونی 510 میلیمتر ثبت شده است:

عکسی با میدان دید باز که از کهکشان آندرومدا یا M31 توسط مهدی مومن زاده در فاصله کانونی 510 میلیمتر گرفته شده است.

البته می توان برای عکاسی از کهکشان های کوچک از آپوکرومات هایی با فاصله کانونی بلند و دهانه بزرگتر استفاده نمود که در این صورت فرد باید متحمل هزینه سنگینی شود، به طوری که خرید انواع دیگر را به این کار ترجیح دهد؛ به علاوه اینکه آپوکرومات ها عموما به دهانه بزرگتر از 150 میلیمتر نمی رسند.
برای سیارات نیز همین قضیه تکرار می شود و آپوکرومات ها در این کار به عنوان انتخاب اصلی به کار نمی روند.

[مهدی ناصری]

حالا تقریبا می دونیم که تلسکوپ های آپوکرومات با دهانه و فاصله کانونی متفاوت در چه مواردی کاربرد دارند. اما هنوز یکی از کار های جالبی که در عکاسی دیپ اسکای میشه با اون ها انجام داد باقی مونده که در این پست مطرح میشه. در ادامه هم شرکت های معروف در تولید آپوکرومات ها معرفی کوتاهی شدن (در هر نوع تلسکوپ سعی می کنم شرکت های معروف رو هم معرفی کنم)
-------------------------------------------
در تاپیک عکاسی به روش پانوراما در رابطه با انواع پانوراما های نجومی توضیح داده شد و در این پست نوع جالبی از پانوراما که به عکاسی دیپ اسکای موبوط است معرفی شده است.
در عکاسی از صورت های فلکی می توان از روش تهیه پانوراما با استفاده از تلسکوپی با فاصله کانونی کم از نواحی مختلف، و سپس پانوراما کردن آن استفاده نمود تا جزئیات حاصل بسیار بیشتر از تک فریمی با لنز واید باشد. بهترین انتخاب جهت این کار تلسکوپ های آپوکروماتیک لوله کوتاه و سریع هستند. می توانیم با استفاده از آپوکروماتی با فاصله کانونی 400 میلیمتر و دیافراگم 5 (که قطعا همراه با یک کاهنده و تخت کننده تصویر، هم برای کم کردن نسبت کانونی، هم برای کوتاه کردن فاصله کانونی و هم برای پوشش خطای عدم تختی تصویر در این تلسکوپ ها می باشد)، ناحیه ای خاص از آسمان (مثلا یک صورت فلکی) را مشخص کرده و از تمام مساحت آن عکاسی کنیم (واضح است که چنین کاری چندین شب زمان نیاز دارد). سپس با کنار هم چیدن تصاویر به صورت موزائیکی به عکسی با جزئیات بسیار خوب برسیم.
برای آنکه نتیجه چنین کاری را مشاهده کنید بهتر است به گالری Rogelio Bernal Andreo سری بزنید و تصاویر آن را مششاهده کنید.

اما به کدام شرکت تولید تلسکوپ آپوکروماتیک مراجعه کنیم؟
بدون شک با کیفیت ترین و گران بها ترین تلسکوپ های آپوکروماتیک که در ایران قابل یافت هستند تولیدی شرکت William Optics می باشند. کمپانی ویلیام در تمام قسمت های یک تلسکوپ آپوکرومات عالی عمل کرده است، فوکوسر های فوق العاده دقیق این شرکت همواره زبانزد عکاسان نجومی بوده و خیلی ها فوکوسر تلسکوپ خود را با فوکوسر های الکترونیکی این شرکت تعویض می کنند. در کیفیت اپتیکی و بدنه نیز در رده آپوکرومات ها بی رقیب است.
تلسکوپ های ویلیام در فواصل کانونی متفاوت، از 300 میلیمتر تا بیش از 1100 میلیمتر، و دهانه هایی از حدود 70 میلیمتر تا حدود 160 میلیمتر عرضه می شوند. اپتیک های این شرکت در رده های مختلفی مانند زنیت استار، مگرز و ... موجود هستند.
در گالری محمد نوروزی تلسکوپ به کار رفته در عکس های دیپ اسکای تلسکوپ 110 میلیمتر ویلیام بوده است و می توانید نمونه تصاویر اسن تلسکوپ را در آن مشاهده کنید.

اما به جز ویلیام، شرکت SkyWatcher نیز با قیمت هایی پایین تر از جمله تولید کنندگان تلسکوپ های آپوکروماتیک است. مقایسه تلسکوپ های آپوکرومات اسکای واچر با ویلیام بسیار شبیه به قیاس تلسکوپ های بازتابی شرکت جی اس او با اوریون است! اسکای واچر در قیمتی ارزان تر اپتیک های بسیاری خوبی دارد که گرچه به پای ویلیام نمی رسند اما در عکاسی نجومی در حد مناسبی عمل کرده و در عوض کم هزینه ترند.
می توانید در گالری مهدی مومن زاده نیز تصاویری را مشاهده کنید که تماما با استفاده از تلسکوپ 80 میلیمتر ED اسکای واچر ثبت شده اند.

[mohsen4465]

سلام آقای ناصری

از توضیحات خوبتون خیلی استفاده کردیم. اما خواستم یه سوالی بپرسم. از اونجایی که بنده بشخصه عاشق استفاده از ترفند و حقه برای کم کردن هزینه برای عکاسی نجومی هستم آیا بنظر شما نمیشه با استفاده از همون تلسکوپ کروماتیک، سه عدد فیلتر rgb و یک عدد ccd سیاه و سفید عکس با کیفیت بالا تهیه کرد؟ چه بسا رزولوشن عکس بخاطر استفاده از سنسور سیاه و سفید بالاتر هم بره.

[مهدی ناصری]

سلام آقای ناصری

از توضیحات خوبتون خیلی استفاده کردیم. اما خواستم یه سوالی بپرسم. از اونجایی که بنده بشخصه عاشق استفاده از ترفند و حقه برای کم کردن هزینه برای عکاسی نجومی هستم آیا بنظر شما نمیشه با استفاده از همون تلسکوپ کروماتیک، سه عدد فیلتر rgb و یک عدد ccd سیاه و سفید عکس با کیفیت بالا تهیه کرد؟ چه بسا رزولوشن عکس بخاطر استفاده از سنسور سیاه و سفید بالاتر هم بره.

سلام خدمت آقا محسن
بله ترفند های شما که کاملا شناخته شده هستند، از عکاسی سیارات با موبایل گرفته تا ساخت آدابتور اتصال...

درسته که استفاده از ccd و فیلتر های مربوط، تصویری رنگی و بسیار با کیفیت تولید می کنه، اما کرومات ها واقعا خطا های زیادی دارن که با این کار برطرف نمیشه و طوریه که حتی در رصد هم از این ابزار ها استفاده نمیشه. وجود هاله رنگی در اطراف ستاره ها و همنین تاریکی گوشه های عکس از ارزش عکسی که حتی با بهترین دوربین دنیا هم گرفته شده باشه کم می کنه (البته اون تاریکی گوشه ها در فتوشاپ و یا با استفاده از روش های خاص عکاسی تا حد خوبی محو میشه اما ابیراهی رنگی خیر). ابیراهی کروی هم کماکان وجود داره که این یعنی ما تصویری تار پیش رو داریم.
این رو هم در نظر داشته باشید که تلسکوپ های کروماتیک رو فقط در اسباب بازی فروشی ها میشه پیدا کرد، نه ابعاد بزرگشون در دسترس هست و نه اینکه مثلا میشه به فوکوسر اون ها ccd وصل کرد!!
پس بهتره به جای چنین کاری یک dslr به همراه تلسکوپی با کیفیت خرید؛ البته از اون جایی که شما علاقه شدیدی به ccd دارید می تونید به علاوه همون ccd یه کم (یه کم زیاد!!) پول بیشتری بذارید تا تلسکوپ با کیفیت تر تهیه کنید. اما چیزی که واضحه اینه هست که با یک تلسکوپ کروماتیک توانایی عکاسی نجومی با کیفیت بالا رو نداریم.

[Mostafa Akhondy]

سلام آقای ناصری

از توضیحات خوبتون خیلی استفاده کردیم. اما خواستم یه سوالی بپرسم. از اونجایی که بنده بشخصه عاشق استفاده از ترفند و حقه برای کم کردن هزینه برای عکاسی نجومی هستم آیا بنظر شما نمیشه با استفاده از همون تلسکوپ کروماتیک، سه عدد فیلتر rgb و یک عدد ccd سیاه و سفید عکس با کیفیت بالا تهیه کرد؟ چه بسا رزولوشن عکس بخاطر استفاده از سنسور سیاه و سفید بالاتر هم بره.

با اجازه ی جناب ناصری ، یک سؤال از محسن آقا داشتم .
استفاده از سه عدد فیلتر rgb و یک ccd سیاه و سفید، تأثیری در میزان خطای رنگی تلسکوپ داره ؟

[mohsen4465]

با اجازه ی جناب ناصری ، یک سؤال از محسن آقا داشتم .
استفاده از سه عدد فیلتر rgb و یک ccd سیاه و سفید، تأثیری در میزان خطای رنگی تلسکوپ داره ؟

خطای رنگی بدلیل کانونی شدن رنگ‌های مختلف در فواصل مختلف بوجود میاد. بنابراین استفاده از تکنیک rgb و بهتر از اون lrgb به شما این امکان رو میده که جدا جدا تصویر هر طیف رنگی رو فوکوس و ثبت کنید. در نهایت اونها رو بروش نرم افزاری ترکیب و عکس نهایی رو بسازید که عاری از خطای رنگیه. این تکنیک عکاسی بین عکاسان آماتور و حرفه‌ای عمق آسمان در سراسر جهان خیلی طرفدار داره. حتی اکثر فضاپیماهای ناسا هم با همین تکنیک عکاسی رنگی انجام میدن (از جمله کیوراسیتی). خوبی دیگه این روش بجز از بین رفتن خطای رنگی امکان استفاده از سنسور سیاه و سفیده که سه برابر دقیقتر و حساستر از سنسورهای عادیه. به همین دلیله که در کاوش‌های علمی از سنسور سیاه و سفید استفاده میشه.

حالا دیگه بهتره بیشتر از این بحثو منحرف نکنیم. و از توضیحات خوب آقای ناصری استفاده کنیم. بموقعش حتماً این تکنیک‌ها رو خود آقای ناصری یا دوستان دیگه که اونو عملاً انجام دادن بیشتر توضیح میدن. من که فعلاً اطلاعات خودم در حد مطالعات سطحی در سایت‌های اینترنتیه.

[Mostafa Akhondy]

خطای رنگی بدلیل کانونی شدن رنگ‌های مختلف در فواصل مختلف بوجود میاد. بنابراین استفاده از تکنیک rgb و بهتر از اون lrgb به شما این امکان رو میده که جدا جدا تصویر هر طیف رنگی رو فوکوس و ثبت کنید. در نهایت اونها رو بروش نرم افزاری ترکیب و عکس نهایی رو بسازید که عاری از خطای رنگیه. این تکنیک عکاسی بین عکاسان آماتور و حرفه‌ای عمق آسمان در سراسر جهان خیلی طرفدار داره. حتی اکثر فضاپیماهای ناسا هم با همین تکنیک عکاسی رنگی انجام میدن (از جمله کیوراسیتی). خوبی دیگه این روش بجز از بین رفتن خطای رنگی امکان استفاده از سنسور سیاه و سفیده که سه برابر دقیقتر و حساستر از سنسورهای عادیه. به همین دلیله که در کاوش‌های علمی از سنسور سیاه و سفید استفاده میشه.

حالا دیگه بهتره بیشتر از این بحثو منحرف نکنیم. و از توضیحات خوب آقای ناصری استفاده کنیم. بموقعش حتماً این تکنیک‌ها رو خود آقای ناصری یا دوستان دیگه که اونو عملاً انجام دادن بیشتر توضیح میدن. من که فعلاً اطلاعات خودم در حد مطالعات سطحی در سایت‌های اینترنتیه.

خیلی ممنونم بابت پاسخ و توضیحات کاملتون محسن آقا . ببخشید که این بحث حاشیه ای رو دارم کش می دم . اما یک نکته :
در واقع خطای ( ابیراهی ) رنگی دو نوع است . خطای رنگی طولی و خطای رنگی عرضی .
در تلسکوپ های آکروماتیک که دارای خطای رنگی طولی هستند ، می توان با این روش که گفته شد ، تقریباً خطای رنگی را برطرف نمود و به تصویری با کیفیت قابل قبول دست پیدا کرد .
اما در تلسکوپ های کروماتیک که دارای خطای رنگی طولی و خطای رنگی عرضی هستند ، روش مذکور ، فقط بخش طولی را برطرف می کند و همچنان ابیراهی رنگی عرضی ، تأثیر نامطلوب خود را بر تصاویر خواهد گذاشت .
همین موضوع به تنهایی کافی است که به جای خرید یک تلسکوپ کروماتیک به همراه CCD و مجموعه ی فیلترهای RGB ، یک تلسکوپ آکروماتیک یا آپوکروماتیک به همراه یک دوربین DSLR تهیه کنیم و قطعاً نتیجه ی بهتری خواهیم گرفت . در کنار این دلیل ، مواردی که مهدی آقای عزیز هم اشاره کردند قرار می گیرند و صرف نظر کردن از کروماتیک ها را مستحکم تر می نمایند .