Kameror till astrofotografering
Tillbaka till Astroskolan: Astrofotografering.
De flesta kameror kan till en viss gräns användas för astrofoto, men två kameratyper är särskilt väl lämpade för foto av deep-skyobjekt. Beträffande planetfoto >>>>> Läs mer
DSLR-kameror
Denna kameratyp har flera stora fördelar. De har ofta ganska stora sensorer som möjliggör foto av objekt med stor ytutsträckning och med hänsyn taget till sensorns storlek, så är dom också mycket prisvärda. Du kan dessutom använda kameran både för astrofoto och vanligt foto. Slutligen och inte minst viktigt är att många nybörjare inom astrofoto redan äger en DSLR-kamera.
Nackdelarna med DSLR-kameror är att dom inte är kylda och därför har en relativt hög störningsnivå. Detta begränsar den praktiskt användbara exponeringstiden till runt 10 minuter. DSLR-kamerorna är alltid färgkameror, som också innebär vissa nackdelar (se nedan under rubriken ”Monokrom eller färg?)
För avancerat astrofoto rekommenderar vi en kyld CCD-kamera. Dessa kameror är tillverkade specifikt för astrofoto och är överlägsna DSLR-kameror i flera avseenden: Kamerans sensor är kyld, vilket resulterar i en betydligt lägre störningsnivå. I praktiken betyder detta att du kan ta mycket längre exponeringstider, som radikalt förbättrar signal-till-störningsförhållandet (signal-to-noise ratio) och detta resulterar i att du kan få fram mycket finare detaljer vid bildbehandlingen. Slutligen kan du också välja mellan en monokrom eller färgkamera, beroende på vilka krav du har.
Tyvärr är CCD-kameror betydligt dyrare än DSLR-kameror och då speciellt om du vill ha en stor sensor.
Monokrom eller färg?
De flesta CCD-kameror är tillgängliga i två verisoner, monokrom eller färg. Båda dessa typer har sina fördelar, men det är tveklöst så att den monokroma kameran är vanligare vid astrofoto.
Den monokroma kamerans fördelar
- Avsevärt känsligare än en färgkamera med samma typ av sensor. Detta beror på att varje enskild pixel på en färgkamera är försedd med ett filter, som endast släpper igenom en del av spektrat – rött, grönt eller blått ljus. Ett resultat av detta blir att endast en del av det tillgängliga ljuset når sensorn. På en monokrom kamera finns inget sådant filter.
- Du kan kontrastförstärkande filter som H-alfa, H-beta, O-III och S-II. Dessa filter gör det dessutom möjligt att fotografera i områden med avsevärda ljusföroreningar.
- Du kan fortfarande ta färgbilder genom att använda LRGB-filter. Detta kräver lite mera bildbehandling, men ger också betydligt fler möjligheter. En variant till LRGB-foto är att du du byter ut färgfiltren mot smalbandiga nebulosafilter, vilket resulterar i en konstgjord färgbild med extremt hög kontrast och en mängd av detaljer.
Fördelar med en färgkamera
- Billigare då du inte behöver använda ett filterhjul med LRGB-filter
- Snabbare och enklare bildbehandling
Vilken kamera som passar dig bäst beror på dina speciella behov och hur mycket tid du vill lägga ner på bildbehandlingen. Strävar du efter bästa möjliga resultat, då är en kyld monokrom CCD-kamera det bästa valet, men det tar också ganska lång tid att lära sig utnyttja dess fulla potential.
Tillbaka till Astroskolan: Astrofotografering.
Kameror till astrofotografering
Att kameran är en avgörande komponent för lyckad astrofoto är föga förvånande. Men vilka egenskaper är viktiga? Vilka egenskaper måste man undvika? Och hur långt kan du komma med kameran som du redan äger? Lär dig allt du behöver veta oavsedd om du precis skall börja med enklare astrofotografering eller om du skall uppgradera din utrustning med en ny kamera i toppklass.
Månen? Saturnus? Orionnebulosan?
När vi pratar om astrofoto menas i verkligheten flera olika saker. Somliga menar några snabba bilder som man kan visa upp för sina kompisar. Andra vill ta superdetaljerade bilder av månen, eller kanske av några av våra planeter. Och naturligtvis finns de som gärna vill ta kort på någon fin nebulosa eller galax.
Hela utrustningen skiljer sig rejält mellan dessa områden och detta gäller även kameran.
| Månen |
De flesta kameror fungerar bra för månen. Eftersom månen inte har färger kan du med fördel använda monokromkameror som ger bättre upplösning. Du vill få en hög framerate[1] men behöver också ett tillräckligt stort synfält om du skall ta bilder av hela månen. |
| Planeter |
För planeterna fungerar nästan alla kameror, även din mobiltelefon! Men för bästa resultat vill du ha en färgkamera med högsta möjliga framerate. Sensorstorleken och upplösningen behöver absolut inte vara stora. |
| Vintergatan & vidvinkelbilder |
Alla kameror med stor sensor fungerar bra. Men enklast kan du få stora vidvinkelbilder med en vanlig systemkamera och ett vidvinkelobjektiv. |
| Stjärnhopar |
Särskilt öppna stjärnhopar finns i extremt olika storlekar. Hur väl kameran passar till respektive stjärnhop varierar därför väldigt mycket och beror även på teleskopets brännvidd. Men allmänt vill du ha en kamera med förhållandevis stor upplösning (antal pixlar) och minst medelstor sensor. |
| Galaxer |
Det går bra att börja med systemkamera. För bästa resultat rekommenderas sedan kylda kameror. När det gäller sensorstorleken gäller samma som på stjärnhopar, det vill säga det finns galaxer i väldigt olika storlekar så varje enskild kamera kommer bara att fungera klockrent på vissa galaxer. Men det är enklare att ha flera olika teleskop snarare än flera olika kameror för att påverka bildfältet.
Den mest kända galaxen, Andromedagalaxen, är utomordentligt stort och fungerar bäst med systemkamera och ett förhållandevis litet teleskop.
Nackdelen med systemkamera är filtret som sitter på sensorn och som tar bort mycket av det röda ljuset. De i särklass bästa bilderna får man med en kyld monokromkamera med ett RGB filterset.
|
| Gasnebulosor |
Redan en systemkamera kommer att ge imponerande resultat, men filtret i kameran är ett ännu större problem än på galaxerna. Därför bör du som vill ta fina bilder av gasnebulosor helst uppgradera till en kyld kamera, helst monokrom. |
[1] Med framerate menas hur många bilder kameran kan ta per sekund.
Systemkameror / DSLR kameror
Digitala systemkameror (även spegellösa) fungerar klockrena som deep-sky kameror för astrofotografering. Särskilt om du redan äger en systemkamera skall du absolut börja med den innan du köper en mer avancerad kamera. Systemkameran ger en mycket stor synfält som du annars först får igen när du satsar på riktigt dyra CMOS eller CCD kameror.
Fördelar med systemkamera:
- Prisvärda, särskilt om du även använder dem för vanlig foto.
- Enkla att hantera.
- Systemkameror som kan spela in film fungerar också utmärkt för månen och planeterna.
Nackdelar med systemkamera:
- Du tappar en hel del av den röda färgen som många nebulosor ljuser i. I kameran finns ett filter som tyvärr tar bort mycket av just den färgen. Det går att modifiera kameran genom att montera bort filtret, men i så fall kan du inte längre använda systemkameran för vanlig foto.
- Systemkameror som inte kan spela in film fungerar inte särskilt bra för månen och planeterna.
- Du får värmebrus i bilden vid längre exponeringstider, vilket begränsar den längsta exponeringstiden som kameran klarar av i praktiken. Extremt ljussvaga nebulosor och galaxer framträder klart tydligare i kylda CMOS eller CCD kameror.
CMOS och CCD kameror utan kylning
När det gäller kameror som är byggda från grunden för astrofotografering är det CMOS och CCD kameror som gäller. Dessa finns med och utan kylning.
Icke-kylda CMOS och CCD kameror är främst tänkta för planeterna och månen där du kan få extremt bra bilder tack vare faktumet att kameran hinner att ta många bilder per sekund. Detta genererar fler bilder totalt som du sedan lägger ihop i din bildbehandlingsprogram.
Dessa CMOS och CCD kameror utan kylning fungerar även för deep-sky astrofoto. Du kan inte få lika långa exponeringstider som med en kyld kamera och du får inte en lika stor bild som med en systemkamera. Men kameror utan kylning har också sina meriter.
Fördelar med CMOS och CCD kamera utan kylning:
- Mycket prisvärda. Klart billigare än kylda kameror med samma sensorstorlek.
- Perfekt för planeterna och månen.
- Du tappar inte det röda ljuset som filtret i en systemkamera klipper bort.
Nackdelar med CMOS och CCD kamera utan kylning:
- Du får värmebrus i bilden vid längre exponeringstider, vilket begränsar den längsta exponeringstiden som kameran klarar av i praktiken. Extremt ljussvaga nebulosor och galaxer framträder mycket tydligare i kylda kameror.
- Sensorn är nästan alltid klart mindre än i en systemkamera.
Kylda CMOS och CCD kameror
När det gäller kameror som är byggda från grunden för astrofotografering är det CMOS och CCD kameror som gäller. Dessa finns med och utan kylning.
Icke-kylda CMOS och CCD kameror är främst tänkta för planeterna och månen där du kan få extremt bra bilder tack vare faktumet att kameran hinner att ta många bilder per sekund. Detta genererar fler bilder totalt som du sedan lägger ihop i din bildbehandlingsprogram.
Dessa CMOS och CCD kameror utan kylning fungerar även för deep-sky astrofoto. Du kan inte få lika långa exponeringstider som med en kyld kamera och du får inte en lika stor bild som med en systemkamera. Men kameror utan kylning har också sina meriter.
Fördelar med CMOS och CCD kamera utan kylning:
- Mycket prisvärda. Klart billigare än kylda kameror med samma sensorstorlek.
- Perfekt för planeterna och månen.
- Du tappar inte det röda ljuset som filtret i en systemkamera klipper bort.
Nackdelar med CMOS och CCD kamera utan kylning:
- Du får värmebrus i bilden vid längre exponeringstider, vilket begränsar den längsta exponeringstiden som kameran klarar av i praktiken. Extremt ljussvaga nebulosor och galaxer framträder mycket tydligare i kylda kameror.
- Sensorn är nästan alltid klart mindre än i en systemkamera.
Färgkamera eller monokromkamera?
Färgkameror har ett filter som sitter direkt på sensorn. Filtret är ett så-kallat RGB filter där RGB står för "rött", "grönt" och "blått". Detta filter är designat så att det sitter ett litet färgat glas över varje enskild pixel. Glaset är antingen grönt, rött eller blått, där färgerna är fördelade i ett jämnt mönster över hela sensorn i en "Bayermatris".
Det röda filtret gör att bara rött ljus kan passera. Blått eller grönt ljus blockeras av filtret. Denna pixel får alltså bara en elektrisk laddning om ljuset var rött.
Samma gäller med det gröna filtret för grönt ljus och med det blå filtret för blått ljus. Med denna information och genom att jämföra ljusstyrkan på pixlar som ligger intill varandra räknar kameran ut vilken exakt färg det har varit till en början.
Färgfoto med en monokromkamera
En monokromkamera har inte något RGB färgfilter över sensorn. Tar du en bild kan du därför inte få ut någon information om vilken färg varje pixel borde vara, så det går bara att skapa svart-vita bilder.
Vill man skapa färgbilder med en monokromkamera görs det genom att ta flera bilder med fyra olika filters: R-filter för den röda kanalen, G-filter för den gröna kanalen, B-filter för den blå kanalen och ett L-filter (luminansfilter) för att få information om den samlade ljusstyrkan på varje pixel, oavsedd färg. Vid efterföljande bildbehandling kan du sedan kombinera dessa olika bilder till en enda färgbild: för varje pixel får du ett värde för hur mycket rött ljus det var (R-filter), hur mycket grönt ljus (G-filter), hur mycket blått ljus (B-filter) samt hur mycket ljus allt sammanlagt (L-filter). På så vis kan bildbehandlingsprogrammet generera en färgbild.
Men varför använder man en monokromkamera om det är så mycket krångligare?
Det finns flera stora fördelar som gör att du kan få de i särklass bästa bilderna med en monokromkamera. Först och främst får du mycket mer flexibilitet. Förutom RGB färgfilter kan du även välja att använda nebulosafilter för att boosta kontrasten. Du har också bättre möjligheter att bildbehandla varje kanal separat, innan de kombineras till en enda bild.
En annan stor fördel är att du använder varje pixel för varje färg. I en färgkamera var det ju så att varje pixel antingen har ett R, G eller B filter över sig. R-pixlarna kommer alltså aldrig att se det gröna eller blå ljuset, G-pixlarna ser aldrig rött eller blått och så vidare. Upplösningen i kameran är alltså i verkligheten sämre än avståndet mellan pixlarna eftersom inte varje pixel används för varje färg. I motsats till detta ser varje pixel i en monokromkamera ljuset som passerar genom färgfiltret. Snarare än en bild där bara hälften eller en kvart av pixlarna ser respektive färg får du flera bilder där verkligen alla pixlar används fullt. Resultatet blir totalt mer ljus som samlas in och fler detaljer som blir synliga.
Nebulosafilter med monokromkamera
Det går att använda nebulosafilter med en färgkamera, men det är lite problematiskt: använder du exempelvis ett O-III filter kommer bara de gröna och blå pixlar att få något ljus. De röda pixlarna får inget ljus alls. Återigen innebär det att upplösningen blir sämre och att du totalt samlar in mindre ljus.
Monokromkamerorna däremot fungerar utmärkt med alla typer av nebulosafilter. I vissa fall kan du ersätta luminansfiltret (L-filtret) med ett nebulosafilter. Lämpliga filter för detta ändamål är vanliga ljusföroreningsfilter och Baader UHC-S filter. Jämfört med det vanliga L-filtret får du mindre ljusförorening och därför bättre kontrast. Smalbandfilter kan du antingen använda utöver vanliga L-filters för att öka kontrasten i en av färgkanalerna, eller du kan kombinera flera olika smalbandfilter till den så kallade Hubble-paletten.
Intressant variant av LRGB: Hubble-paletten
I stället för R, G och B kan du använda smalbandsfiltren H-alfa, H-beta, O-III och S-II, som ersättning för de ordinarie färgkanalerna. Var och ett av dessa filter ger en avsevärt förbättrad kontrast, vilket ger en slutbild ovanligt rik på detaljer och kontrast. Bildbehandlingen skiljer sig en del från vanligt LRGB-foto och bilderna framträder heller inte i sina naturliga färger, men effekten är häpnadsväckande.
Grundläggande kan du använda Hubble-paletten även med färgkameror, men för att få ut det mesta är det klart bättre om du använder en monokromkamera.