Modyfikowany DSLR – co to i dla kogo.

Pierwsze półrocze 2017 roku okazało się kompletną pogodową klapą. Kilkanaście nocy z czego tylko kilka naprawdę dobrych to za mało, żeby czerpać radość z eksplorowania kosmosu. Mniej więcej pod koniec marca zacząłem myśleć o powrocie do fotografowania za pomocą DSLR. Częściowo decyzja ta była związana z kilkukrotnym pobytem u mnie fabrycznie “modyfikowanego” aparatu Nikona D810A (dzięki uprzejmości Nikon Polska). Aparat wyśmienity no i co najważniejsze zdjęcia astronomiczne wychodzą z niego naprawdę doskonałe. Żeby zrozumieć czym jest “modyfikacja” na początek trzeba zrozumieć dlaczego w ogóle jest ona tak pożądana wśród astrofotografów. Łyk teorii i historii. Wszystko zaczęło się mniej więcej w 2000 roku, kiedy to cyfrowe lustrzanki na sensorach CMOS zaczynają zdobywać rynek powoli wypierając fotografię analogową. W 2003 roku hitem okazał się półprofesjonalny 10D oraz amatorski 300D. Oba z matrycami CMOS 6,3MP. Sam przyznam, że stałem się posiadaczem 300D i prawdopodobnie jednym z prekursorów używania go do astrofotografii w naszym kraju. 300D było pierwszą cyfrową lustrzanką z ceną w okolicy 1 tysiąca dolarów, co w 2003 roku było absolutnym przełomem. Nawet przy krótkich ekspozycjach udawało się nim rejestrować obiekty które ledwo co wychodziły na materiałach analogowych. Cała zresztą koncepcja cyfrowej astrofotografii kładła na łopatki fotografię analogową: zamiast jednej długiej ekspozycji wykonujemy serię znacznie krótszych, czyli zamiast 30 minut robimy na przykład 10x3minuty. Specjalne oprogramowanie składa te zdjęcia uśredniając szum i pozwalając na wzmocnienie nawet słabo świecących obiektów. Dzięki technologii cyfrowej nagle astrofotografia “potaniała”. Choć ceny cyfrowych lustrzanek były drogie to okazywało się, że skracając wielokrotnie czasy ekspozycji nie potrzebujemy już ultra-drogiego super precyzyjnego montażu. Można było startować na znacznie tańszych i prostszych. Ta rewolucja trwa zresztą do dziś, bo każda kolejna generacja aparatów czy kamer wydaje się być jeszcze doskonalsza i czulsza. Niestety okazało się, że aparaty te mają jedną ale bardzo bolesną w astrofotografii wadę. Filtry zamontowane przed matrycą, obcinają czerwone pasmo świecenia mgławic wodorowych. W zwykłej fotografii jest to wskazane bo matryce bez filtrów obcinających pasmo UV oraz IR dawały by zdjęcia o gorszej ostrości (podczerwień ogniskuje się w szkle w innym miejscu). Różnica w astrofotografii była naprawdę ogromna, bo mgławice te w paśmie zwanym Ha niemal zupełnie się nie rejestrowały. Nieco przybliża to zdjęcie wykonane przez nowszej już generacji Canona 5dmkII (poniżej).

Porównanie 5dmkII zwykły oraz modyfikowany. Ten sam czas naświetlania oraz ISO. Pojedyncza klatka. Zdjęcie Piotr Dzikowski.

Jeżeli spojrzymy na to jak wygląda spektrum w jakim aparat cyfrowy “widzi” przed i po modyfikacją wszystko staje się jasne. Zaznaczone pasmo Ha jest praktycznie obcięte, przez co rejestracja mgławic w paśmie zjonizowanego wodoru jest niemal niemożliwa.

Spektrum w jakim aparat rejestruje światło. Po modyfikacji czułość w paśmie Ha rośnie wielokrotnie.

Modyfikacja Modyfikacja aparatu polega na fizycznym usunięciu sprzed matrycy jednego lub dwóch filtrów, które blokują część pasma. Jest to dość skomplikowany zabieg wymagający wiedzy od strony elektronicznej i mechanicznej. Moją pierwszą zmodyfikowaną lustrzanką było poczciwe 300D. Aparat pracujący wyłącznie w 12 bitach, ze sporym też szumem jak na dzisiejsze czasy, no ale w czasach kiedy nim fotografowałem był to prawdziwy przełom. Ostatnie lata moimi detektorami była głównie kamera CCD SBIG oraz Canony 5dmkII oraz 7D. Ponieważ są to moje aparaty “służbowe” do modyfikacji wybrałem lustrzankę do której mam spory sentyment, ale też przemawiały za nią względy techniczne. Chodzi o Canona 40D który to pracuje już w 14 bitach oraz co bardzo istotne ma podgląd LiveView. Choć nie jest to aparat najnowszej generacji to moim zdaniem świetnie nadaje się do modyfikacji. Nie bez znaczenia są tu względy ekonomiczne, cały czas na rynku można nabyć 40D w naprawdę dobrym stanie i z niskim przebiegiem za rozsądną gotówkę. W podobnym przedziale cenowym możemy dziś wybierać pomiędzy następującymi modelami Canona: 450D, 500D, 1100D. Który i dlaczego jest lepszy napisze niebawem.

Lewo góra matryca FF z aparatu Canon 5DmkII, prawo góra Canon 1100D, lewo dół 5dmkII, prawo dół 40D.

W przypadku modyfikacji do zadań astronomicznych, wyjmujemy środkowy filtr o wyższej gęstości. Zaskakujące może być to, że filtr ten jest przejrzysty, nie chcę oceniać na oko jego gęstości, ale zdecydowanie nie jest bez wpływu na ilość światła docierającą do aparatu (jego transmisja oczywiście jest dostosowana do dziennej/ normalnej fotografii). Odblokowujemy więc jakby nie tylko część pasma, ale ogólnie uzyskujemy więcej sygnału co na pewno nie pozostaje bez znaczenia w poziomie szumu.

Do góry filtr UVIR z Canona 1100D, poniżej z Canona 40D. Identyczny odcień oraz gęstość ma filtr z Canona 5dmkII.

Po modyfikacji większość kolorów jakby nabiera dynamiki, są też delikatne przesunięcia w kolorystyce, ale ogólnie wydaje mi się, że kolory wyglądają żywiej i bliżej tych naturalnych. Po kalibracji w X-Rite ColorChecker różnice wyglądają następująco (Canona 1100D przed i po modyfikacji), lewa strona normalny aparat prawa strona modyfikowany.

Canon 1100D przed oraz po modyfikacji. Lewa strona normalny aparat prawa strona modyfikowany.

Modyfikacja z użyciem filtra BCF Baader Długo się zastanawiałem nad sposobem modyfikacji, czy używać filtra baader czy też nie. Odpowiedź znalazłem w sieci, gdzie co najmniej kilku prekursorów modyfikowania DSLR wypowiada się wprost że nie warto (min. Gary Honis). W gruncie rzeczy w wielu miejscach utarło się, że jego obecność jest niezbędna żeby aparat mógł pracować w “normalny” sposób. Jest to prawda ale połowiczna. Baader swoje filtry produkuje w wersjach do konkretnego DSLR, bo filtr UVIR w aparatach różnych generacji ma różne grubości. Zastępują filtr oryginalny filtrem baadera tor optyczny się nie zmienia i nie jest potrzebna regulacja AF. Bardzo ważne jest to, że jeżeli chcemy używać obiektywów regulacja położenia matrycy lub filtr baadera jest niezbędny! Tylko, że Canon wszystkie nowsze matryce wyposaża w regulacje i nie stanowi ona większego problemu dla osób znających się w temacie. Filtr baadera ma dokładnie takie samo pasmo (lub bardzo przybliżone) do zewnętrznego filtra, który jednocześnie pracuje jako element zabezpieczający matrycę przed kurzem (i czyszczący ją). Pozostawianie w torze optycznym dwóch filtrów o tej samej przepuszczalności jest trochę bez sensu. Dodatkowo często przypadłością po modyfikacji jest silne rozhalowanie gwiazd. W modyfikacji jaką stosuję nic takiego nie zachodzi więc jedynym elementem który to może powodować jest właśnie filtr baadera (choć w kamerze sam używam LRGBHa baadera i bardzo go sobie chwalę).

Schemat rozmieszczenia filtrów, który stosowany jest większości aparatów Canon i bardzo podobnie w przypadku innych producentów.

Dla kogo to? Czy dziś kiedy to na rynku można spotkać całą masę kamer astro różnego typu ma to sens? Modyfikowana lustrzanka zapewne przegra z większością dedykowanych kamer, choć trzeba też przyznać, że sporo zależy od zastosowania i tego jak taki aparat wpasuje się w cały nasz zestaw astro. Nowoczesne pełnoklatkowe aparaty po modyfikacji to prawdziwe bestie. Dla przykładu ceny na używanego Canona 5dmkII, który jest wciąż doskonałym aparatem zaczynają się od około 2,5tyś zł. Cena z modyfikacją to około 3tyś. zł. i to naprawdę niewiele za możliwości jakie daje. Ceny za chłodzone kamery z sensorem rozmiaru APSC wraz z kołem filtrowym to już okolice 10tyś. zł a aparaty serii 40D/450d/1100D to wciąż 10x mniej. No i jeszcze jedna bardzo istotna kwestia: modyfikowany aparat zabierzemy wszędzie. Do zrobienia zdjęcia nie potrzebuje zasilania sieciowego i komputera a smutna prawda o której nikt głośno nie mówi jest taka, że nawet najdoskonalsza kamera pod kiepskim niebem przegra z DSLR pod bardzo dobrym. Dla kogo więc modyfikowany DSLR jest rozwiązaniem?

Dla każdej osoby, która chce zacząć przygodę z astrofotografią. Taniej się nie da a modyfikacja da możliwość rejestrowania każdego obiektu czy to będą wodorowe mgławice czy galaktyki czy szerokie ujęcia nieba.
Dla każdej osoby, która poza kamerą chce wykonywać szerokie kadry nieba rejestrując przy tym rozległe i słabi świecące mgławice wodorowe.
Dla każdego kto nie ma dostępu do zasilania sieciowego a mobilność sprzętu jest priorytetem.

Do zalet można zaliczyć też to, że zdjęcia z aparatu mamy “od razu” (w kamerach astro kolorowe nazywamy OSC – one shot color). Zbieramy sygnał wraz z informacją o kolorze i na wykonanie zdjęcia na ogół wystarczy jedna noc. Ba, w długie jesienne noce przypuszczam, że da się zarejestrować co najmniej dwa obiekty i to naprawdę solidnie. Nawet szybka kamera mono to zwykle jedna noc na obiekt a optymalnie zazwyczaj znacznie więcej. To oczywiście miecz obosieczny bo detal z kamery mono jest znacznie lepszy, ale co z tego, jeżeli ostatnie lata ciężko trafić w naszym kraju na dwie pogodne noce!

M17. Canona Eos40D mod. 25x120s Iso800, Takahashi FSQ106N.

Co tracimy? Czy modyfikacja jest czymś co cudownie odmienia nasz aparat pod każdym względem? Niestety nie, tak jak widać powyżej filtr przed matrycą ma określony kolor. Po jego usunięciu balans bieli zostaje znacznie przesunięty i aparat sam nie potrafi poprawnie wykonać automatycznego balansu. Przestają też działać wszystkie predefiniowane ustawienia balansu. Czy da się coś z tym zrobić? Tak, wystarczy, że wykonamy zdjęcie białej (lub najlepiej kalibrowanej szarej) karty i ustawimy balans bieli na tak wykonane zdjęcie (custom white balance) a następnie wybierzemy ten tryb. Kolorystyka jest z delikatnym przesunięciem (co pokazałem powyżej) ale ogólnie wygląda jak najbardziej OK. Osobiście uważam, że kolory są żywsze i bardziej nasycone i… ładniejsze niż w niemodyfikowanym aparacie. Reasumują dla różnych warunków musimy wykonać korektę za pomocą zdjęcia, lub zdjęcia wykonywać w raw i poprawiać balans w postprocesie. Dla niektórych osób może to być jakieś utrudnienie ale dotyczy ono tylko i wyłącznie zwykłej dziennej fotografii (nie astronomicznej).

Fotografujemy białą lub szarą kartę a następnie wybieramy w menu: “Custom WB” w presetach wybieramy tryb CWB (na zdjęciu poniżej).

Bonus! Jako bonus otrzymujemy jeszcze jedną ciekawą funkcjonalność. Modyfikując do astro otwieramy nieco bram bliskiej podczerwieni i nawet z gęstymi filtrami można osiągać świetne rezultaty. Zdjęcia w podczerwieni są czymś z pogranicza snu i jawy. Krajobrazy takie są wyjątkowe w swoim charakterze i stylu. Jest też możliwe usunięcie obu filtrów sprzed matrycy i uzyskanie tzw. full-spectrum. Czułość aparatu w podczerwienie rośnie bardzo mocno i czasy naświetlania zdecydowanie się skracają (zdjęcia poniżej są wykonane Canonem 40D zmodyfikowanym do astro, wyjęty został wyłącznie środkowy filtr).

Kilka słów podsumowania Patrząc od strony ekonomicznej w mojej ocenie nie ma tańszego sposobu na start w nieco bardziej zaawansowanej astrofoto. Zwykły aparat daje sporo frajdy i umożliwia wykonanie wielu pięknych zdjęć astrofoto, modyfikacja zmienia jednak wszystko. Zwiększenie czułości w paśmie Ha Alpha umożliwia rejestrację czerwono-magentowych mgławic pozostałości po wybuchach supernowych czy aktywnych regionów gdzie tworzą się młode gwiazdy. Postęp w dziedzinie fotografii cyfrowej, której jesteśmy świadkiem na pewno umożliwi nam amatorom na sięganie coraz dalej w odkrywaniu niesamowicie pięknych rejonów nieba. Temat jest na teraz na tyle świeży, że wykonałem raptem kilka zdjęć i wszystkie z nich w czasie białych nocy (czyli w okresie kiedy nocy niema). Myślę, że modyfikowany aparat będzie już na stałe gościł w mojej torbie a więc kolejne fotografie wykonane takimi aparatami będą się pojawiały na mojej stronie coraz częściej.