Jaki obiektyw jest najlepszy do astrofotografii? Ten który macie w torbie. To oczywiście przenośnia, ale zanim zaczniemy rozmawiać o optyce w astrofotografii chciałbym przekonać, że dobre zdjęcia da się zrobić nieomal każdym obiektywem. Oczywiście są lepsze i gorsze, ale jeżeli jesteście na początku swojej drogi w astrofoto i foto to wiedźcie, że “szklarnie” kompletuje się latami.
Generalnie obiektywów nie zmienia się tak często jak aparatów dlatego warto dobrze się zastanowić przed zakupem. Ten tekst powstał głównie po to, żeby ułatwić wybór w zależności od ogniskowej i tego co da się z określonej zarejestrować.
Podstawowe problemy w optyce do astrofoto
W astrofotografio ze względu na charakter obiektów które rejestruje (punktowe źródła światła zwykle w obrębie całego kadru) wszelakie wady optyczne widoczne są jak na dłoni.
Obiektywy, które świetnie wypadają w astrofoto zwykle doskonale spisują się w każdym innym zastosowaniu.
Obiektywy które jak się wydaje świetnie spisują się w normalnym dziennym foto niekoniecznie dobrze spisują się w astrofoto.
W astrofoto świętym gralem będzie to szkło które pozbawione jest podstawowych wad:
1. Koma – to wada optyczna polegająca na tym, że wiązka promieni świetlnych wychodząca z punktu położonego poza osią optyczną tworzy, po przejściu przez układ, plamkę w kształcie przecinka lub komety czy charakterystycznej mewki. Mówiąc krótko im lepiej skorygowany obiektyw tym zniekształcenia są mniejsze a gwiazdy bardziej punktowe od brzegu do brzegu kadru. Koma zwykle zmniejsza się po przymknięciu przesłony, ale jeżeli obiektyw ma kiepską korekcje, często nawet silne przymykanie niewiele poprawia. Oczywiście koma będzie mniej widoczna na mniejszych matrycach o ile obiektyw możemy stosować zarówno do matryc o pełnej klatce jak i w crop.
Pierwszy punkt “świętego grala w astrofoto”: punktowe gwiazdy do brzegu kadru!
2. Aberracja chromatyczna – wada układu optycznego wynikająca z różnych odległości ogniskowania (ze względu na różną wartość współczynnika załamania) dla poszczególnych barw widmowych światła (różnych długości fali światła). W rezultacie występuje rozszczepienie światła, które widoczne jest na granicach kontrastowych obszarów pod postacią kolorowej obwódki. W astrofotografii najczęściej objawia się fioletowymi obwódkami ja jaśniejszych gwiazdach. W teorii jest to wada, którą idzie usunąć lub zminimalizować, ale nie pozostaje to bez wpływu na ogólny balans koloru w ujęciu.
Drugi punkt “świętego grala w astrofoto”: korekcja aberracji chromatycznej!
3. Winietowanie – to radialne przyciemnienie brzegów kadru. Im mniejsze winietowanie tym mniej tracimy światła. Winietowanie zwykle spada po przymknięciu przesłony. Winietowanie idzie usunąć kalibrując klatki w czasie postprodukcji, większość profesjonalnego oprogramowania usuwa je automatyczni na podstawie stworzonych wcześniej modeli.
Trzeci punkt “świętego grala w astrofoto”: jak najmniejsze winietowanie.
Winietowanie po przymknięciu do przesłony f:2.8 praktycznie przestaje być widoczne
Obiektywy szerokokątne 14-24 mm (10mm wzwyż crop).
Zaczynamy od szerokiego końca. Kiedyś cała moja fotografia nocnego nieba skupiona była na długich ogniskowych. No ale zawsze najważniejszym było pokazywanie piękna nocnego nieba a nie ma nic wspanialszego od wstęgi Drogi Mlecznej na nocnym niebie. Odkąd szukam ciemnych miejsc na mapie kraju i poza bardzo pokochałem ten rodzaj fotografii. Do takich ujęć obiektyw o ogniskowej 14-15-16mm jest idealnym (lub ich ekwiwalenty dla matrycy crop). Ogniskową najdłuższą przy tym rodzaju określam na 24mm-28mm i w zasadzie podyktowana jest ona standardami do jakich przyzwyczaili nas producenci.
Zaczynając zupełnie od początku trzeba zaznaczyć, że zanim zajmiemy się zdjęciami które eksponują piękno Drogi Mlecznej to obiektywy w tym zakresie ogniskowych świetnie nadają się do tzw. startrails – czyli śladów gwiazd (jak je robić znajdziecie tutaj).
Ogniskowe 14-20 mm (10mm crop) idealnie nadają się do łapania Drogi Mlecznej w szerokim ujęciu. Obiekty mgławicowe odznaczają się, ale nawet największe są tylko z delikatnie zaznaczonym kształtem. Jeżeli Wasza optyka w tym zakresie jest jasna można śmiało zabrać się za polowanie na roje meteorów. Te ogniskowe doskonale pokazują też DM w połączeniu z krajobrazem i w tym dla mnie najlepsze. Osobiście uwielbiam ogniskową 14mm dla pełnej klatki, która pozwala pokazać majestat naszej galaktyki w połączeniu z krajobrazem. Przy tych ogniskowych możemy robić jeszcze zdjęcie na statywie bez prowadzeniem, ale żeby zdobyć jak najwięcej detali prowadzenie stanie się niezbędne.
Ogniskowe 24-28 mm (18mm crop) umożliwiają nam złapać już wycinek Drogi Mlecznej z detalami. Większe mgławice wyraźnie odcinają się z tła i nabierają detali. Przy tych ogniskowych montaż z prowadzeniem w zasadzie staje się czymś niezbędnym w astrofotografii o ile chcecie wydobywać jak najwięcej się da z nocnego nieba.
Jeżeli chcecie fotografować z prowadzeniem przy tych ogniskowych wystarczy jakiś zupełnie najprostszy mini montaż. Precyzja ustawienia na oś obrotu sfery niebieskiej (na półkuli północnej okolice gwiazdy Polaris) może być bardzo zgrubna a taki zestaw wybacza wiele błędów i problemów takich jak wiatr, złe wyważenie czy inne czynniki, które decydują o sukcesie przy dłuższych ogniskowych. Powiedziałbym, że te ogniskowe pozwalają czerpać sporo radości z efektów przy niskim nakładzie zaawansowania sprzętu a tym samym kosztów.
Obiektywy 35-50mm – standardowe.
Ogniskowe pomiędzy 35 a 50 mm dają nam już całkiem spore możliwość w zerknięcia w detale obiektów umieszczonych wewnątrz Drogi Mlecznej lub poza nią. Dla mniejszych matryc 50 mm daje ekwiwalent około 85 a to już krótkie tele. W ogniskowej 35-50 mm mieści się większość konstelacji lub możemy za ich pomocą robić przeglądowe ujęcia obiektów w nich zawartych (oczywiście tych większych).
Wiele osób wykonuje też wielopanelowe panoramy z ujęć z tych ogniskowych wzmacniając tym samym delikatne struktury pyłów i rozległych obiektów mgławicowych. Ten zakres ogniskowych dość korzystnie wypada również pod względem cen i dostępności obiektywów nowych jak i na rynku wtórnym. Zwykle polecam takie ogniskowe na start w astrofoto ze względu na to, że nawet małe montaże (np. SW StarAdventurer mini.) będą jeszcze bezboleśnie prowadzić z dowolnie długimi czasami naświetlania.
Przy tym zakresie ogniskowych warto wspomnieć o powiększeniu w skali 1:1 jakie możemy uzyskać. To jak duże będą obiekty zależy od ogniskowej oraz wielkości pojedynczego piksela. Im dłuższa ogniskowa tym obiekt będzie większym, ale znaczenie ma też pojedynczy piksel. W aparatach APSC o matrycy 24MP piksel musi mieć rozmiar nieco poniżej ~3.92µm dla aparatu z matrycą tzw. “pełną klatką” aż o dwa mikrony więcej ~5.95µm.
Jak to wygląda w praktyce pokazuje ten przykład.
Obiektywy 85-135mm – krótkie tele.
Jednym z moich ulubionych pytań na różnego rodzaju pokazach jest: „czy do tego zdjęcia wykorzystano teleskop, czy nie?”. Proszę mi wierzyć, że większość osób wskazuje na teleskop.
Wśród fotografów głębokiego nieba najpopularniejsze ogniskowe mieszczą się w zakresie 85–135 mm. Zaletą takiej ogniskowej jest to, że nawet niewielkie montaże nie powinny mieć problemu z prowadzeniem i spokojnie można uzyskiwać czasy naświetlania na poziomie 2–4 minut, co jest w zupełności wystarczające do osiągnięcia bardzo dobrych rezultatów. Takie ogniskowe są idealne do łowienia słabo świecących mgławic w obrębie Drogi Mlecznej i poza nią, ale też do większych i rozległych mgławic emisyjnych, czy nawet większych galaktyk i ich otoczenia.
W tej grupie Sigma oferuje trzy doskonałe obiektywy: Art 85 mm f/1.4 DG HSM, Art 105 mm f/1.4 DG HSM oraz Art 135 mm f/1.8 DG HSM. Wszystkie w astrofotografii spisują się świetnie, ale dla mnie niekwestionowanym królem jest Sigma Art 105/1.4. Ten obiektyw przytłacza nie tylko jakością, ale i rozmiarem. Średnica zewnętrzna pierwszej soczewki to aż 91 mm i to znacznie więcej niż niejeden amatorski teleskop do astrofotografii. Korekcja komy, szybki spadek winietowania po nieznacznym przymknięciu, doskonała korekcja aberracji chromatycznej i świetna rozdzielczość od maksymalnego otworu przesłony. Do tego walory czysto użytkowe jak obrotowe mocowanie do statywu (niezwykle pomocne w astrofotografii), szeroki karbowany pierścień do ustawiania ostrości, który działa bardzo płynnie i z wystarczająco dużym kątem obrotu do precyzyjnego ustawienia go w przypadku astrofotografii. Dodatkowo obiektyw wyposażony jest w długą osłonę przeciwsłoneczną z plastiku wzmocnionego włóknem węglowym. Nie dziwi zatem fakt, że Sigma Art 105 mm f/1.4 jest najcięższa w tym zestawieniu i waży aż 1640 gramów.
Obiektyw przewędrował ze mną pół świata i pomimo swojego rozmiaru jest dla mnie obowiązkowym szkłem w astrofotografii, a poza tym jest doskonałą optycznie portretówką o przepięknym bokeh. Od czasu do czasu używam go w trudnych warunkach oświetleniowych jako krótkie tele w krajobrazie.
Dwa pozostałe obiektywy są pewnym kompromisem pomiędzy ceną, wagą i jakością. Sigma Art 85 mm f/1.4 DG HSM to dobrze znana portretówka o świetnie skorygowanej komie. W testach to jedna z najlepszych 85-tek na rynku, co ciekawe waży dokładnie tyle samo co Art 135 mm f/1.8. Obiektyw osiąga wysokie rozdzielczości w centrum z nieznacznym spadkiem na brzegach pełnej klatki. Jedynym jej mankamentem może być dość duże winietowanie przy maksymalnym otworze przesłony, które jednak maleje do niskich wartości po domknięciu już do f/2.0.
Obiektyw ten posiada szeroki karbowany pierścień do ustawienia ostrości, co jest cechą bardzo pomocną w astrofotografii umożliwiającą precyzyjne ustawienie tego parametru.
Za to Sigma Art 135 mm f/1.8 DG HSM to najostrzejsze szkło w zestawieniu. Jedna z najlepszych 135-tek na rynku. Obiektyw ma doskonale skorygowane winietowanie oraz zapewnia punktowe gwiazdy również w narożnikach matryc pełnoklatkowych i to nawet przy maksymalnie otwartej przysłonie! Obiektyw jest znacznie mniejszy od Art 105 mm f/1.4 i tylko nieznacznie ustępuje mu w kwestii winietowania, które przestaje być jakimkolwiek problemem po nieznacznym domknięciu.
Wszystkie trzy wymienione obiektywy to topowe konstrukcje i każda z nich sprawdzi się doskonale w astrofotografii. Każdy z tych obiektywów zbudowany jest w oparciu o szkła o ultra niskiej dyspersji FLD oraz SLD i posiada podstawowe uszczelnienia chroniące przed kurzem czy zachlapaniem wodą, a także wielowarstwowe powłoki antyodbiciowe poprawiające w tych wieloelementowych konstrukcjach transmisję oraz kontrast.
Zatrzymać Ziemię — montaż paralaktyczny
Czas ekspozycji możemy wydłużyć wykorzystując do tego celu montaż paralaktyczny. Jest to rodzaj głowicy, która pozwala podążać za pozornym ruchem obrotowym nieba. Dzięki temu aparat umieszczony na takim montażu obraca się wraz ze sferą niebieską i może fotografować ten sam fragment nieba przez dłuższy czas. Ruch obrotowy sfery jest kompensowany przez obracający się montaż, a fotografowane obiekty przez cały czas znajdują się w tym samym miejscu kadru. W ten sposób możemy fotografować gwiazdy nawet przez kilka minut uzyskując punktowe ostre obrazy gwiazd.
Dobór montażu, na którym będziemy fotografować, w zasadzie ogranicza się do dwóch podstawowych kwestii: jego udźwigu, a więc tego, jak ciężki aparat z obiektywem będzie można na nim zamontować, oraz… ciężaru, jaki my sami jesteśmy w stanie unieść. Bardzo prawdopodobne jest to, że odnaleziona ciemna lokalizacja usytuowana jest w miejscu, do którego nie można podjechać samochodem i wtedy kwestia wagi całego zestawu staje się kluczowa. Najbardziej popularne małe montaże na rynku to Sky Watcher Star Adventurer oraz iOptorn SkyGuider Pro.
Kiedy i gdzie fotografujemy?
Aby w pełni wykorzystać możliwości, jakie daje montaż paralaktyczny, musisz wybrać odpowiednie miejsce, w którym będziesz fotografował, oraz dobrać odpowiedni czas fotografowania. Szukaj miejsca z niewielkim zanieczyszczeniem światłem, bez łuny rozświetlającej niebo. Na plener wybierz się wówczas, gdy na niebie nie będzie świecił Księżyc. Możliwość fotografowania z dłuższymi czasami ekspozycji, którą daje montaż paralaktyczny, wykorzystasz w pełni tylko pod ciemnym niebem. Nawet wyjazd o kilka kilometrów za miasto (o ile nie jest to któreś z największych miast w kraju) umożliwia wykonanie zdjęć dużo słabszych obiektów. Dobrym sposobem omijania problemów z zaświetleniem nieba jest fotografowanie obiektów powyżej 25 stopni nad horyzontem. W tej chwili w Polsce już tylko w nielicznych miejscach można swobodnie wykonywać dłuższe czasy powyżej tej wysokości bez obawy o prześwietlenie zdjęcia tzw. zanieczyszczeniem świetlnym. Najlepszymi miejscówkami w Polsce wciąż pozostają Bieszczady, gdzie niebo jest doskonale czyste. Inne warte polecenia miejsca to w zasadzie cała wschodnia część kraju z wyłączeniem okolic dużych miast. Dla ludzi mieszkających w centrum lub na północy – każde miejsce oddalone od dużych miast, na przykład okolice niedaleko Wałcza lub Izery.
Co będzie potrzebne?
Do fotografii obiektów głębokiego nieba z wykorzystaniem małych montaży paralaktycznych będziesz potrzebował:
- aparatu,
- obiektywów o ogniskowych 14–200 mm, w zależności od możliwości montażu,
- pilota lub wężyka do zdalnego wyzwalania,
- statywu z głowicą, którą można odkręcić,
- montażu paralaktycznego,
- klina paralaktycznego,
- przeciwwagi do montażu, o ile obiektyw z aparatem waży powyżej 1.5 kg,
- podgrzewacza chemicznego lub grzałki zasilanej z akumulatora lub powerbanku, bardzo przydatnych do zabezpieczenia optyki przed parowaniem.
Do dzieła!
Choć astrofotografia z wykorzystaniem montażu paralaktycznego może wydawać się już znacznie bardziej skomplikowanym zadaniem, dzięki tej technice, nawet korzystając z niezbyt długich ogniskowych, można rejestrować mgławice, galaktyki, komety i inne zjawiska, które wymagają długich ekspozycji. Kluczem w tym przypadku zawsze będzie odszukanie ciemnej miejscówki w swojej okolicy lub planowanie wypraw w rejony, gdzie light pollution nie stanowi problemu. Warto spróbować!
