Despre raportul focal și fotografii profunde în astrofotografie

Utilizarea reductoarelor

Un reductor poate fi de ajutor la adaptarea distanței focale la dimensiunea obiectului sau la condițiile atmosferice.

Reductoarele sunt destinate reducerii distanței focale și sunt adesea folosite pentru a obține un f, adică distanța focală pe diametrul diafragmei, mai mic. Pe internet scrie adesea că în acest fel puteți obține „mai mult semnal“ pe cip. Scopul este de a obține un raport semnal-zgomot (SNR) mai bun - care este important pentru crearea unor fotografii deep-sky mai profunde - sau pentru scurtarea timpului de expunere.

Numărul de fotoni înregistrați de la un obiect cu un aparat de fotografiat CCD este determinat în mare măsură de suprafața secțiunii transversale de colectare a luminii a telescopului, precum și de timpul de expunere. În fotografia convențională, diafragma și, astfel, numărul de fotoni care ating cipul se modifică odată cu setarea diafragmei pentru a se adapta la condițiile de iluminare la o distanță focală constantă. Prin urmare, în cazul astrofotografiei cu obiective cu unghi larg și teleobiective se aplică următoarea formulă: un F mai mic duce la un SNR mai bun la același timp de expunere. În astrofotografie, acest lucru se numește o fotografie mai profundă, deoarece obiectele mai slabe se evidențiază mai bine față de zgomotul imaginii.

În cazul telescoapelor, situația este oarecum diferită. Reductoarele sunt utilizate în acest caz pentru a reduce distanța focală a telescopului, în timp ce diametrul diafragmei rămâne același. Acest lucru nu crește numărul de fotoni colectați, ci numărul de fotoni pe pixel. Asta înseamnă că statistica fotonilor se îmbunătățește doar în raport cu pixelii individuali, dar nu și cu obiectul în ansamblu. Cu toate acestea, acest lucru se aplică numai obiectelor separate și plate. Sursele punctiforme, pe de altă parte, nu „reacționează“ la utilizarea reductoarelor, ci doar la aperturi mai mari. Pentru obiectele plate, timpul de expunere necesar pentru a obține un anumit SNR este redus cu factorul R:

R = (Fscurtat Fnormal)2 = (factor de reducție)2

Un reductor de 0,75x reduce astfel timpul de expunere la aproape jumătate. La același timp de expunere, SNR pentru obiectele plate se îmbunătățește cu valoarea inversă a factorului de reducție. Prin urmare, un reductor de 0,75x asigură un SNR de 1,33x mai bun. În același timp, însă, rezoluția este inevitabil redusă, ceea ce presupune o pierdere de informații. Granulația fotografiei devine mai puțin vizibilă, ceea ce echivalează cu utilizarea unor pixeli mai mari. Cu toate acestea, pentru a obține mai multe informații despre imagine și, implicit, o imagine cu adevărat mai profundă, trebuie ales un telescop cu o apertură mai mare. De asemenea, în loc de reductor, puteți apela ulterior la un binning software, care combină valorile de semnal ale mai multor pixeli. Având în vedere toate acestea, ne-am putea întreba de ce să mai folosim reductoare. Există totuși mai multe motive pentru care este utilă utilizarea unui reductor.

SNR poate avea o importanță decisivă într-un proiect astrofotografic, de exemplu, atunci când este vorba de detectarea unei structuri extrem de slabe. De exemplu, pentru detectarea urmelor slabe ale galaxiilor și fotografierea cu filtre de bandă îngustă. Pe lângă statisticile privind fotonii, nici zgomotul intern al aparatului de fotografiat nu a fost inclus în analiza de până acum. Pentru ca un obiect să iasă mai bine în evidență din acest zgomot, o apertură mai mare e cu siguranță cea mai bună soluție, dar acest lucru este posibil să nu fie fezabil. În scenariile cu statistici foarte scăzute ale fotonilor, un reductor îmbunătățește raportul semnal-zgomot față de zgomotul aparatului de fotografiat, deoarece sunt disponibili mai mulți fotoelectroni pentru același număr de electroni de zgomot pe pixel. Același efect nu poate fi obținut prin simpla reducere a dimensiunii unei fotografii fără un reductor care utilizează EBV. Așadar, un reductor este de fapt avantajos aici.

Telescoapele cu distanțe focale mari, cum ar fi telescoapele RC, sunt adesea folosite pentru fotografii detaliate ale obiectelor mai mici din deep-sky. Cu toate acestea, deținătorii unor astfel de dispozitive sau de aparate de fotografiat CCD cu pixeli foarte mici se confruntă adesea cu probleme de seeing pe teritoriul Germaniei. Stelele din imagini sunt apoi mărite, iar detaliile fine sunt estompate. Puterea de separație a telescopului nu poate fi utilizată deloc în acest mod. Dacă nu puteți sau nu doriți să cumpărați o armată de dispozitive cu optica potrivită pentru fiecare situație, alternativa este un reductor. În principiu, astfel ați putea să și reduceți pur și simplu dimensiunea fotografiilor ulterior sau să le faceți de la bun început folosind binning-ul. Cu toate acestea, utilizarea unui reductor are avantajul unui câmp vizual mai mare. Nu în ultimul rând, o sarcină importantă a astrofotografului este selectarea secțiunii de imagine pentru o compoziție estetică a fotografiei. Unele subiecte pot necesita un câmp vizual mai mare, astfel încât poate fi necesar un reductor.

Reductorul poate fi un instrument important de ajustare a distanței focale la dimensiunea obiectului sau la condițiile atmosferice. Scurtarea distanței focale este folositoare, de asemenea, în cazul obiectelor de luminozitate foarte slabă și plate, dacă puteți accepta o pierdere de rezoluție. În rest, un singur lucru este important pentru astfel de obiecte: o apertură cât mai mare!

Autor: Mario Weigand / licență: Oculum-Verlag GmbH