Основы астрофотографии для начинающих

Техника астрофото

Звездное небо… Нет, наверное, такого взрослого, кто не вспоминал бы за бешеными ритмами современной жизни то самое небо из детства — в деревне или на Крымском побережье, с мириадами звезд, такое глубокое черное небо, под которым он мечтал о том, как… Да неважно совсем, о чем, каждый — о своем. Детство проходит, наваливается суета ежедневных забот и проблем, и многие забывают, что там, наверху, оно по-прежнему есть, небо — все такое же черное, манящее своей вселенской бездонностью с тысячами звездных россыпей. И чтобы его увидеть, достаточно просто поднять голову.

А сколько завораживающих взгляд небесных красот можно запечатлеть на простую пленочную камеру, не говоря уже о современных цифровых фотоаппаратах! Звездные скопления с тысячами таких разных-разных звезд, газо-пылевые туманности, в недрах которых рождаются будущие солнца, ближайшие галактики (например, известная каждому Туманность Андромеды), кометы, то и дело тревожащие это вроде бы такое неизменное небо, или бескрайние звездные поля Млечного пути (родной нам с вами галактики) — вот далеко не полный список небесных чудес, частичку которых может навсегда оставить в своем домашнем альбоме всякий, кто имеет сколько-нибудь приличную цифровую камеру и чуточку терпения.

Для того чтобы получить качественный снимок ночного неба, вовсе не обязательно обладать навороченной цифровой зеркалкой (хотя в этой статье мы будем рассматривать только цифровые камеры), главное, чтобы фотоаппарат давал возможность работать с длительными выдержками — минимум от тридцати секунд.

Техническая сторона вопроса

Начать, наверное, следует с камеры. Вопреки устоявшемуся мнению о преимуществе многомегапиксельных фотоаппаратов, любители-астрофотографы в один голос утверждают, что первым делом после возможности осуществлять съемку с большой выдержкой, в астрофотографии важно отсутствие шумов на результирующем снимке. Зависимость здесь такая: чем меньше пиксель — тем быстрее он нагревается за время экспозиции, порождая как следствие тепловые шумы матрицы. Так что если вы только планируете приобретать камеру для любительской астрофотографии, то при прочих равных условиях предпочтение следует отдавать камере с большой матрицей, но при небольшом количестве столь притягательных новичку мегапикселей. Вторым обязательным условием должна быть возможность производить съемку в ручном режиме, когда чувствительность, экспозиция, диафрагма и качество компрессии определяются самим пользователем.

По сути, астрофотография — это неспешный процесс накопления фотонов. Небесные объекты, если это не Луна или Солнце, очень тусклы, поэтому для их успешной съемки необходимо как можно шире открыть затвор камеры на как можно долгое время и ждать, пока матрица не накопит приличное для дальнейшей программной обработки (об этом чуть ниже) количество фотонов, то есть света.

Поэтому логика съемки в астрофотографии очевидна и проста: при съемке ночного неба нужно выставлять максимально возможное для вашей камеры время выдержки (но в пределах разумного, чтобы шум в один прекрасный момент не затмил собою то, что вы, собственно, снимаете), диафрагму же нужно использовать максимально зажатую — ведь наша задача заключается в том, чтобы поймать как можно больше фотонов. Также в настройках камеры следует установить минимальную компрессию результирующего файла JPEG или TIFF. Если камера может снимать в формат RAW, то лучше всего использовать этот формат. Чем меньше сжатие снимка — тем больше исходной информации он несет в себе, следовательно, тем большее количество деталей удастся вытянуть из него при помощи специализированных программ. Что касается чувствительности ISO, то лучше использовать большое (но не крайнее!) значение, обращая внимание на количество шумов — они должны быть в пределах разумного.

Подводя итоги, можно сказать, что, конечно же, если есть возможность использовать зеркальную цифровую камеру (дорогие специализированные астрокамеры в расчет брать не будем), то это замечательно — зеркалки обладают большими матрицами с малым количеством шумов, сменной оптикой и беспроигрышным форматом RAW. Но если ваш цифровой компакт позволяет снимать на длинных выдержках и имеет неплохую малошумящую матрицу, то съемки ночного неба доступны вам в полном объеме!

Внимание! Съемка!

Съемку небесных тел упрощенно можно разделить на два типа: съемка неподвижной камерой и съемка с ведением. В первом случае достаточно направить объектив в небо, закрепить фотоаппарат (положить на что-то твердое или установить на штатив), выставить фокус в бесконечность и открыть затвор. Такую съемку скорее стоит назвать пейзажной: звезды и все небесные объекты вследствие вращения Земли на фотографии будут выглядеть разноцветными дугами, вращающимися вокруг Полярной звезды. Но если выставить достаточно длинную выдержку и направить камеру таким образом, чтобы на снимок попали еще и природные объекты вроде леса, отдельно стоящих сосен, моря, гор (или направить объектив на архитектурные объекты: церковь, любое интересное здание), то можно получить поистине завораживающий своей красотой художественный кадр, объединяющий в себе земную жизнь с небесной вечностью и незыблемостью.

Съемка с ведением чуть более сложна, поскольку здесь потребуется приобрести специальную астрономическую экваториальную монтировку (цены, благо, не очень высоки). Это устройство, похожее на штатив, после некоторых несложных манипуляций с ним позволит «вести» камеру за небесными объектами: Земля вращается, объекты движутся по небосводу — и камера поворачивается вслед за ними. При помощи этого специального приспособления свет от всякой звезды, туманности или галактики будет падать на один и тот же участок матрицы фотоаппарата, что позволит избежать смазывания и появляющихся вследствие этого звездных «дуг»: все небесные объекты получатся на снимке именно такими, какие они есть.

Если говорить об оптике, то, конечно же, использование зеркальной камеры дает больше преимуществ. Если для съемки обширных звездных полей Млечного пути и ярчайших звездных скоплений, туманностей, галактик можно использовать объективы с небольшим фокусным расстоянием (то есть такие, которые устанавливаются на обыкновенные компакты), то для получения более детальных фотографий небесных объектов фокусное расстояние должно быть немалым. Довольно часто астрономы-любители используют в качестве объектива телескопы на тех самых экваториальных монтировках.

Компактной камерой через телескоп тоже можно снимать, но это не только дополнительные сложности с соединением камеры и телескопа, в этом случае очевидна потеря качества. Но здесь следует понимать одну важную вещь: съемка ночного неба одинаково интересна и красива и с коротким, и с длинным фокусом, просто в том или ином случае решаются разные задачи. При съемке на короткий фокус фотограф имеет возможность запечатлеть во всем великолепии бескрайние звездные поля Млечного пути, ярчайшие туманности (к примеру, Туманность Ориона, Северную Америку) и галактики (Туманность Андромеды в Северном полушарии и Магеллановы Облака при съемке из Южного полушария). Если же съемка ведется с использованием длиннофокусных объективов и телескопов, открывается величайший выбор объектов, которые можно запечатлеть: небольшие звездные скопления, туманности и галактики от мала до велика, планеты, Луна… Впрочем, съемка Луны и планет, как это ни странно, может вестись даже с использованием веб-камер или видеокамер (да-да!) с последующим «сложением» кадров для получения одного качественного изображения. Однако тема данной статьи ограничена определенными рамками, поэтому оставим разговор о планетах на следующий раз.

Постобработка материала

Конечно же, говоря об астрофотографии, нельзя не затронуть вопрос по специализированному программному обеспечению для обработки полученных снимков, а также поговорить о необходимости (или отсутствии этой необходимости) выездов за город для занятия астрофото. Чуть позже вы поймете, почему эти два пункта находятся в статье рядом.

Разумеется, в постобработку полученных снимков вовсе не входит дорисовывание новых деталей или объектов. Первая задача обработки — вытянуть максимальное количество деталей из полученных серий: снимаемые объекты имеют довольно небольшую яркость, поэтому информативность снимков невысока. Чтобы хоть немного исправить ситуацию, создаются целые серии, сделанные при статично зафиксированной камере на коротких выдержках (чтобы избежать смазывания) или при более длинной и ведением, которые затем и собираются в один кадр на компьютере. Все абсолютно честно: что было представлено на исходных снимках, то и существует в результирующем кадре.

Вторая распространенная проблема, с которой сталкиваются астрофотографы и которая решается именно на этапе редактирования снимков на компьютере, — устранение шумов и борьба с результатами городской иллюминации в кадре.

Если говорить об астрофото начального и среднего уровня, то обработка фотографий заключается в сложении исходных кадров одной области неба (чем больше исходных снимков — тем лучше) и последующем вытягивании деталей из результата. При сложении кадров происходит их так называемое усреднение, в результате чего помехи, вызванные шумами матрицы, уменьшаются пропорционально количеству исходных кадров. Усреднение происходит по схеме, похожей на применяемую при сложении кадров для получения художественных HDR-фотографий. Помимо довольно сложных программ для обработки астрофото, таких как IRIS и MaksimDL, в среде любителей астрономии огромную популярность приобрела бесплатная, но очень мощная программа DeepSkyStacker. Помимо бесплатности, DeepSkyStacker подкупает и своей простотой — достаточно загрузить в программу исходные снимки и нажать на кнопку, и программа сама проанализирует расположение звезд на снимках, повернет и смасштабирует кадры должным образом и произведет их сложение. Шумы на снимке значительно уменьшатся, и уже после этого можно переходить к дополнительной обработке в Photoshop. Здесь можно вытянуть детали из кадра при помощи кривых, уровней и прочих полезных инструментов.

Кроме удаления шумов, как уже говорилось, при помощи обработки можно «погасить» городскую засветку, присутствующую в кадре. Отечественные астрофото-монстры на исходниках иногда имеют практически белое полотно из-за длительной выдержки в условиях города, но при сложении нескольких десятков таких кадров получают настоящие шедевры. Именно здесь мы возвращаемся к вопросу, заданному в начале этой главы: А стоит ли ехать за город?! Ответ на него носит индивидуальный характер: если вы живете в тихом спальном районе, то можно попробовать заняться астрофотографией и в городе. Но, чуть поднабравшись опыта и мастерства, можно выбраться и на природу — при отсутствии городской засветки (нужно отъехать где-то на сотню километров от города) результат получается совершенно иного уровня.

Как итог

Пожалуй, на этом мы пока остановимся в нашем кратком экскурсе в астрофотографию как явление. Быть может, поначалу все это покажется вам сложным и запутанным, но на самом деле здесь, как и во всякой другой области, действует золотое правило: пока не попробуешь — не поймешь, что к чему. Но уж если однажды вы почувствуете, как в ожидании результата сложения кадров сердце начнет биться быстрее, а при взгляде на полученный минишедевр — галактику или звездное скопление — наполнится радостью, все — вы попали, оставить астрофотографию вы уже не сможете!