Poniżej postaram się przekazać trochę informacji na temat fotografowania amatorską kamerą CCD. Miałem dotychczas możliwość fotografowania z różnymi kamerami CCD, od webkama przerobionego na długie czasy, poprzez kamerę mono – Starlight-Xpress HX-916, kamerę mono SBIG ST-2000XM (kamera ABG) aż do obecnie posiadanej kamery mono SBIG ST-10XME (kamera NABG).

Myślę, że najlepszym przybliżeniem działania kamery SBIG serii ST będzie krótkie omówienie “jak to się robi”, czyli co zrobić krok po kroku, by zrobić zdjęcie; Uprzedzam, że nie jest to łatwy tekst w przypadku, gdy nie posiada się takiej kamery, ale przedstawia on w sposób podręcznikowy główne funkcje kamery i sposób jej użytkowania.

You may try Google translate if you need to access the content available in Polish language only.

Kilka informacji o kamerze SBIG ST-10XME

Dane techniczne:

  • Chip CCD: Kodak KAF-3200ME + TI TC-237
  • Rozdzielczość: 2184 x 1472 pixels
  • Rozmiar chipu CCD: 14,9 x 10 mm
  • Rozmiar piksela: 6,8 x 6,8 mikrona

Litery po cyfrze 10 oznaczającej serię produktów kamery, zatem XME oznaczają:

  • X – kamera z interfejsem USB;
  • M – chip z mikrosoczewkami (większa czułość);
  • E – podwyższona czułość chipu w kolorze niebieskim.

Tak oto wyglądają oba chipy w kamerze i koło filtrowe (po prawej tzw. karuzela z koła filtrowego):

Zdjęcia pochodzą ze strony SBIG

Kamera posiada standardowo dwa chipy (większy i mniejszy). Jeden (ten większy) służy zazwyczaj do fotografowania a drugi do guidowania ale role można zamienić (tylko pytanie po co).

Do kamery bezpośrednio przymocowywane jest koło filtrowe. Standardowe koło SBIG CFW8 (widoczne na zdjęciu powyżej) umożliwia zainstalowanie do 5 filtrów. Nie jest to dużo, gdyż zdjęcia zazwyczaj robione są w LRGB (a więc cztery filtry muszą być zainstalowane na dzień dobry). Dodatkowe miejsce na filtr wypełnia zazwyczaj najbardziej popularny filtr wąskopasmowy – H-alpha.

Zdjęcia w kolorze robione kamerą monochromatyczną wymagają jak gdyby nałożenia na siebie trzech zdjęć zrobionych z trzema podstawowymi filtrami – R (kolor czerwony), G (kolor zielony) i B (kolor niebieski) – czyli RGB. Po złożeniu czarno białych ramek zrobionych przez te filtry w cudowny sposób otrzymujemy kolorowe zdjęcie.

Można zapytać, dlaczego męczyć się z robieniem aż trzech zdjęć aby otrzymać jedno kolorowe. Pytanie jest jak najbardziej zasadne i niektórzy doceniają łatwość i oszczędność czasu w przypadku fotografowania kamerą kolorową. Jeśli jednak zależy nam na jakości zdjęcia (najwyższej rozdzielczości), czułości kamery (możliwość fotografowania bez filtra, bo w przypadku kamery kolorowej maska filtrów jest zainstalowana na stałe przed/w chipie kamery) i do tego chcemy fotografować z filtrami wąskopasmowymi (H-alpha, OIII, SII) to kamera monochromatyczna (czarno biała) będzie właśnie najlepsza.

 

Instalacja i obsługa kamery SBIG z programem CCD Soft

Poniższy opis ma zaprezentować jak wygląda proces fotografowania przy wykorzystaniu kamery SBIG serii ST7/9/10/2000. Mam nadzieję, że materiał przyda się osobom, które zainteresowane są rozpoczęciem przygody z astrofotografią i kamerą SBIG lub właśnie nabyły kamerkę i “boją” się ją uruchomić” – żeby czegoś nie popsuć. A więc miłej lektury i znakomitych efektów jeśli będziecie mogli korzystać z kamery.

Podłączenie kamery

Kamera SBIG posiada następujące porty (złącza) na poniższym zdjęciu patrząc od dołu:

  1. Podłączenie zasilania;
  2. Złącze USB;
  3. Dodatkowe złącze podobne do RS232 – do wykorzystania w przyszłości (obecnie wykorzystywane do podłączenia najnowszego kola filtrowego SBIG CFW10, które ma możliwośc instalacji do 10 filtrów);
  4. Złącze podobne do RS232 – podłączenie koła filtrowego i wyjście autoguidera.

Kamery SBIG ST-2000XM i ST-10XME posiadają dwa chipy – większy i mniejszy. Jeden z nich może służyć do pełnienia funkcji kamery prowadzącej za gwiazdą prowadzenia (guidujący) a drugi jako robiący zdjęcia. Który będzie pełnił wybraną funkcję decyduje oczywiście użytkownik kamery (oba chipy mają możliwość pełnić funkcję podstawowego do robienia zdjęć lub pomocniczego do guidowania).

Po zainstalowaniu sterowników zgodnie z instrukcją obsługi załączoną do kamery i podłączeniu zasilania automatycznie uruchamia się wentylator zainstalowany z tyłu kamery i zapala się czerwona dioda obok wentylatora. Świadczy to o tym, że sterowniki kamery zostały poprawnie zainstalowane i kamera gotowa jest do współpracy z odpowiednim oprogramowaniem. Możemy teraz uruchomić oprogramowanie. Kamera współpracuje z wieloma programami do astrofotografii jednak z kamerą dostajemy bardzo dobry program do fotografowania i obróbki zdjęć – CCD Soft 5. Właśnie na przykładzie tego programu pokażę jak poprawnie przygotować kamerę do robienia zdjęć i rozpocząć zabawę z astrofotografią i kamerką SBIG.

 

CCD Soft 5

Po uruchomieniu programu przechodzimy od razu do menu Camera/Setup, tak jak przedstawia to poniższy ekran. Tutaj będziemy mogli ustawić odpowiednie parametry dla kamery i ekspozycji.

1

Następnie powinniśmy wskazać programowi jaką kamerę posiadamy. Po prostu wybieramy z listy. W zakładce “Setup” jak na poniższym ekranie należy wybrać w przypadku kamery ST-2000XM z kołem filtrowym CFW-8 to co widać poniżej.

2

Teraz posiadam kamerę ST-10XME wiec dalsza część artykułu pokazuje ustawienia z wykorzystaniem tej kamery. Jednak dla ST-2000/ST7/ST9 będą one takie same. A więc jak mamy kamerę z regulacją temperatury chłodzenia chipu to możemy skorzystać z tego dobrodziejstwa. Mając zaznaczoną opcję “Imager” (po prawej stronie na ekranie poniżej) klikamy na przycisk “Temperature” i zaznaczamy “Temperature regulation” jako “On” – tak jak na ekranie poniżej.

Możemy określić temperaturę schłodzenia chipu. Kamera pozwala zazwyczaj schłodzić chip do temperatury ok.. 30-35 st. poniżej temperatury otoczenia. Pozwala to zimą chłodzić chip to temperatury ok. -25 st (w zasadzie nie ma sensu schładzać poniżej tej temperatury) i do ok. -15 st w letnie noce. A więc wpisujemy w opcji “Temperature setpoint” wartość do jakiej chcemy schłodzić chip kamery. Poniższy ekran pokazuje standardową sugerowaną przez program wartość -5 st C ale nie bójmy się wpisać wartość -15 st C dla letnich nocy.

image006

Nasza kamera ma dwa chipy więc przejdźmy teraz do poinformowania programu o tym (w zasadzie powinien się domyślić ale trzeba mu to pokazać). A więc tak jak na ekranie poniżej.

image008

Poniższy ekran pokazuje co należy wybrać z listy w menu “Camera” dla chipu autoguidera. A więc wybieramy “Imager’s built in autoguider” czyli wbudowany chip autoguidujący. Po kliknięciu następnie “Connect” nawiązujemy komunikację z kamerą o czym jesteśmy informowani na dole ekranu “Status” i “Ready”. Dla celów prezentacji nie włączyłem jednak chłodzenia kamery. Na dole ekranu widać status “Temperature” jako “Off” i jest wyświetlana bieżąca temperatura chipu (no ja widać cieplutko było u mnie 1 maja).

image010

Przechodzimy teraz do menu “Filter Wheel” i upewniamy się, że mamy koło filtrowe CFW-8. Kliknijmy na “Settings” obok menu koła filtrowego. Upewnimy się jakie mamy filtry. W zasadzie standardowo z kołem filtrowym dostajemy 4 filtry L, R, G i B. Koło filtrowe ma miejsca na 5 filtrów wiec być może zainstalujemy sobie w wolnym miejscu dodatkowy filtr. Ja mam zainstalowany filtr H-alpha. Menu zdefiniowania filtrów przedstawia ekran poniżej.

image012

Przechodzimy teraz do zakładki “AutoSave” i pokazujemy programowi miejsce na dysku, gdzie będą składowane zrobione przez nas zdjęcia. Po kliknięciu na “Choose Folder” mamy możliwość określenia katalogu do zapisywania naszych zdjęć. Pamiętajmy aby zaznaczyć opcję “AutoSave on” bo inaczej nic nam się nie zapisze.

image014

Jako format zapisu można używać FITS lub SBIG (z kompresją bezstratną). Ja preferuję standardowy format FITS.

OK. Pora na ustawienie parametrów do autoguidowania. Do tego służy zakładka “Autoguide”. Parametry dla ustawienia guidowania przedstawia poniższy ekran. Jeśli mamy przyzwoity montaż nie ma sensu ustawiać bardzo krótkiej ekspozycji dla autoguidera. Od 3 do 5 sekund będzie wystarczające a co więcej pozwoli nam uniknąć tak zwanego guidowania seeingu. A więc ustawiamy na przykład na 3 sekundy co widać właśnie na poniższym ekranie.

image016

Następnie klikamy na znajdujący się po prawej stronie przycisk “Settings” i ustawiamy parametry tak jak na ekranie poniżej, czyli to co najważniejsze – “Calibration time” i dla ogniskowej poniżej 1.000mm ustawiamy czas na ok. 15 sek dla kalibracji w obu osiach. Klikamy na przycisk “OK.” na dole ekranu i już moglibyśmy przystąpić do kalibracji guidowania. Kalibrację w zasadzie należy zrobić w pobliżu obiektu, który będziemy fotografować.

image018

Ale najpierw musimy ustawić ostrość co pokazuje poniższy ekran. Wchodzimy w zakładkę “Focus Tools”.

image020

Najlepiej skierować w tym miejscu teleskop na jakąś jaśniejszą gwiazdkę w celu ustawienia mniej więcej ostrości. Ustawiamy dość krótką ekspozycję – tak jak na ekranie powyżej – 1 sekunda, opcję “Bin” możemy na początku ustawić na 3×3 i robimy zdjęcie. Jeśli jesteśmy niezbyt daleko od punktu ostrości to powinna nam się pokazać gwiazdka na zdjęciu. Jeśli jej nie ma to albo jesteśmy zbyt daleko od punktu ostrości albo ekspozycja jest za krótka (Możemy ją zwiększyć do 3-5 sekund). Jeśli jest już gwiazdka i mniej więcej ustawiliśmy ostrość to teraz pora na dokładne jej ustawienie. Zaznaczamy naszą wybraną gwiazdkę mniejszym prostokątem – za pomocą myszki i włączamy “Bin” na 1×1. Pozwoli nam to na robienie zdjęcia jedynie z fragmentu chipa zawierającego gwiazdkę i znacznie przyspieszy załadowanie zdjęcia do komputera i jego wyświetlenie na ekranie. Mając zaznaczoną opcję “Continuous” program cały czas będzie robił zdjęcie naszej gwiazdce a my kręcąc pokrętłem wyciągu możemy ustawić ostrość – w zasadzie jest najlepsza jeśli parametry ‘Cut Sharp” i “Highest” mają najwyższą wartość – co widać też na wyświetlanym na bieżąco wykresie.

Przechodzimy teraz do opcji “Take Image” i ustawiamy parametry dla robiena właściwego zdjęcia. W menu “Exposure” ustawiamy wybrany czas do naświetlania pojedynczej ekspozycji – 10 minut dla ekranu tak jak poniżej. Ustawiamy “Filter” – “Clear” na ekranie poniżej czyli Luminancja. “Series of” – wskazuje ile chcemy zrobić pojedynczych ekspozycji. “Bin” – “1×1” mówi, że będziemy fotografować z pełna rozdzielczością kamery (np. 1600×1200 dla ST-2000XM). Jeśli ustawimy “Bin” jako “2×2” będziemy fotografować z mniejszą rozdzielczością ale zyskamy na czułości kamery – czyli krótszy czas ekspozycji.

Upewniamy się jeszcze, że funkacja “Image” – “Frame” wskazuje “Light” a “Reduction” jest ustawione na “None” – gdyż zakładam, że posiadamy już bibliotekę darków, zrobiona w pochmurną noc i redukcji naszych klatek dokonamy z użyciem tej biblioteki (ok. 20 klatek dark). Jeśli chcemy robić właśnie klatki “Dark” to w menu “Image/Frame” ustawiamy “Dark”. Podobnie dla flatów ustawimy “Flat-Frames” a dla biasów “Bias”.

A wiec podsumowując – ekran poniżej wskazuje, że robimy 10 zdjęć z czasem 5 minut jedno. Zdjęcia będą przez tzw. czysty filtr (Luminacja) i będą robione w pełnej rozdzielczości “Bin – 1×1”.

image022

W zasadzie możemy po prostu kliknąć teraz na przycisk “Take Series” i rozpocząć robienie zdjęć. Warto jednak wcześniej uruchomić autoguidowanie.

No i jeszcze jedna ciekawostka. Program umożliwia zrobienie serii zdjęć w kolorze. Służy do tego zakładka “Color”. Po prosty ustawia się ekspozycje dla poszczególnych filtrów i liczbę ekspozycji z każdym filtrem. Poniższy ekran przedstawia ustawienie dla tej zakładki. Po kliknięciu na przycisk “Edit L” na przykład ustawimy parametry ekspozycji dla tej z filtrem L (luminacja). Możemy ustawić parametry dla poszczególnych filtrów. Liczbę zdjęć z danym filtrem ustawiamy z menu “Take” danego filtra. Co więcej możemy ustawić sobie liczbę serii zdjęć definiując to w opcji “Series of” (na ekranie poniżej 1 seria).

image024

Jeśli chodzi o zdjęcia w z filtrami RGB to można je robić w niższej rozdzielczości bo i tak najważniejsza jest Luminancja. Robienie zdjęć RGB w niższej rozdzielczości pozwala zaoszczędzić czas, gdyż kamera pracująca w trybie “Bin – 2×2” jest znacznie czulsza (większe piksele – więcej fotonów akumulują, gdyż w trybie 2×2 z czterech pikseli tworzony jest jeden większy).