Vybavení > Přístroje > Astrofotografie pomocí kamery

Astrofotografie pomocí kamery

V astrofotografii se kamery využívají zejména ke dvěma účelům. Jednak k zaznamenání zajímavých rychlých jevů, jako jsou například zákryty planet Měsícem, přelety umělých družic přes disk Slunce a Měsíce, planetkové zákryty, tečné zákryty hvězd Měsícem a podobně. Druhou oblastí, kde se kamery hojně využívají, jsou detailní snímky jasných objektů sluneční soustavy, zejména Venuše, Marsu, Jupiteru, Saturnu, detailů Měsíce a Slunce. Tyto objekty jsou úhlově velice malé, takže je nutné používat pro jejich snímání dalekohledy s větší ohniskovou vzdáleností. Na takových soustavách jsou kamery s úspěchem používány, protože jasnost objektů bohatě dostačuje pro snímání krátkými expozicemi, které kamery umí. Zároveň množství snímků vzniklých takto během několika desítek sekund, umožňuje následné softwarové zpracování, zdůrazňující detaily překryté atmosférickým seeingem.

V současné době se pro astrofotografii používá několik hlavních skupin kamer. Jednak jsou to webové kamery, dále pak citlivé bezpečností televizní kamery, běžné videokamery a astronomické kamery. Kromě videokamer potřebují všechny ostatní typy nějaké záznamové zařízení. Webkamery a astrokamery jsou odkázány na připojení k počítači a televizní kamery buď na videorekordér, grabovací či televizní kartu v počítači nebo na videokameru s AV vstupem.

Webkamery, astrokamery a digitální videokamery mají v sobě zabudován A/D převodník a jejich výstupem je již digitální videosignál. Televizní kamery a analogové videokamery mají jako výstup televizní signál, který je digitalizován teprve při převodu (grabování) do PC.

Kamery všeobecně neumožňují tak dlouhé expozice jako fotoaparáty. Obvyklé nejdelší časy expozic se u nich pohybují okolo 1/60–1/30 s. Výjimkou jsou speciální druhy bezpečnostních televizních kamer a astrokamer, které umožňují snímat expozice až několik sekund dlouhé.

Webové kamery

Webové kamery primárně slouží pro snímání obrazu osoby sedící u počítače pro účely internetové komunikace apod. Bývají k počítači připojeny pomocí USB rozhraní, což umožňuje dostatečný datový tok k přenosu 24bitového barevného videosignálu v rozlišení 640 x 480 pixelů a 30 snímcích za sekundu, který je v počítači obvykle silně komprimován, aby vyhověl nárokům přenosových rychlostí internetové videokomunikace. To je také nejobvyklejší výstup z webových kamer. Jako snímací prvky bývají použity ne příliš citlivé barevné senzory typu CCD nebo CMOS s malými pixely.

Webkamera
Webkamera Logitech QuickCam 4000 Pro s originálním krytem a objektivem
(foto Marek Česal)
Elektronika kamery
Elektronika kamery zbavená krytu a objektivu
Kamera v krabičce
Kamera v nové krabičce se závitem M42 × 1
Objektiv Helios
Krabička s fotografickým objektivem Helios 44-2
Obr. 3: ukázka komerční webkamery a možnosti její přestavby pro využití v astrofotografii

Vzhledem k značné odlišnosti nároků kladených na kvalitu snímačů pro internetové videokonference a pro potřeby astrofotografie je již v současnosti většina nabízených modelů webových kamer nepoužitelná. Webkamery jsou totiž z důvodu zlevňování osazovány nepříliš kvalitními CMOS čipy s nevalnou dynamikou a poměrem užitečného signálu k šumu. Následkem toho vzniká zajímavý paradox, že amatérští astrofotografové vyhledávají například jen jeden nebo dva druhy webkamer, navíc dost starých, a to právě pro obrazový snímač, kterým jsou tyto kamery osazeny.

Televizní kamery (CCTV)

Jde o malé bezpečnostní kamerky, vyráběné pro zabezpečovací systémy, průmyslové televizní okruhy a podobně. Parametry některých z těchto miniaturních kamer jsou však vhodné i pro využití v astrofotografii. Citlivost jejich černobílých čipů je výrazně vyšší než běžná citlivost webových kamer a navíc existuje řada typů vybavených vyměnitelnými objektivy. Tyto kamery lze používat přímo v primárním ohnisku dalekohledu, bez nutnosti zasahovat do konstrukce kamery a násilně demontovat její vnitřní optiku. Úhlopříčky čipů se pohybují v rozmezí – 1/4 až 1/2 palce a rozlišení odpovídá televizní normě, pro kterou je daný model kamery konstruován. V Evropě jde o normu PAL, která má rozlišení 768 × 576 pixelů a v USA je používána norma NTSC s 525 řádky.

Některé dražší kamery (například WATEC 120N) disponují funkcí pro dlouhé expozice, kdy kamera akumuluje až 256 snímků do jedné expozice a pak teprve snímek z čipu vyčte a zobrazí na výstupu. V reálu to probíhá tak, že na výstupu kamery se opakuje neustále jeden a ten samý snímek, dokud neskončí expozice dalšího. Při nejdelším intervalu tak kamera vysílá jeden snímek přibližně 10 sekund. Magnitudový dosah takové kamery se tím mnohonásobně zvýší, ovšem prozatím nejsou tyto kamery univerzální a neumožňují běžné krátké expozice v řádu setin či tisícin sekundy. Navíc jejich cena je prozatím oproti běžným CCTV (zkratka vychází z anglického sousloví Close Circuit TeleVision, neboli uzavřený televizní okruh) kamerám přibližně dvoj- až trojnásobná.

Mezi hlavní nevýhody CCTV kamer patří nutnost nahrávacího zařízení, jelikož kamera vytváří plnohodnotný analogový televizní signál (bez zvuku), který je buď nahrán klasickou cestou pomocí videorekordéru či videokamery s AV vstupem, nebo je rovnou přiveden na vstup grabovací karty počítače. Při převodu do počítače ovšem vždy dochází k zpětnému rozkladu televizního signálu a jeho převodu do digitální podoby. Kvalita výstupu z kamery je tedy závislá i na kvalitě dalších přístrojů, zařazených do přenosové cesty signálu před jeho digitalizací.

Astrokamery

Astrokamery jsou založené na základě webových kamer, ovšem na rozdíl od nich jsou od počátku koncipovány s ohledem na kvalitu obrazu a citlivost. Proto bývají osazovány dražšími čipy s většími pixely a vícebitovými A/D převodníky. Ke snížení šumu jejich čipů bývají osazeny pasivními nebo aktivními chladiči, snižujícími teplotu čipu.

Na rozdíl od webkamer nemají astrokamery objektiv, ale klasický barel 1,25" či 2". Zasouvají se přímo do okulárového výtahu místo okuláru. Napájení a komunikace s počítačem bývá zajištěna vysokorychlostním USB.

Na trhu jsou rozličné druhy s černobílými a barevnými senzory. Podle citlivosti a délky expozice je lze používat na planety a některé i na jasnější deep-sky objekty.

Videokamery

Výhodou videokamer je jejich komplexnost, protože samotná videokamera má v sobě možnost rovnou ukládat videosoubory a také je alespoň v náhledu prohlížet. Díky tomu odpadá nutnost používat v průběhu filmování další zařízení, jako je tomu u webkamer, CCTV a astrokamer. Na druhou stranu není možné z naprosté většiny levnějších videokamer demontovat objektiv, a tak je jejich použitelnost omezena pouze na fokální konfigurace ve spojení s projekčními okuláry.

Stránka byla naposledy editována 15. ledna 2010 v 19:41.
Stránka byla od 15. 1. 2010 zobrazena 4395krát.

Vytištěno ze stránky projektu Astrofoto (astronomia.zcu.cz/astrofoto/pristroje/859-astrofotografie-pomoci-kamery)
Nahrávám...