Все о ночной фотографии и фотосъемке звездного неба
Часть 2. Съемка звезд

Фотограф, блогер и путешественник Антон Янковой продолжает рассказывать об особенностях съемки звездного неба и ночных пейзажей.

Можно выделить два основных подхода к ночной фотографии:

1) съемка статичных звезд, когда на итоговом снимке мы видим их такими же, как воспринимает их наш глаз, — в виде множества точек на небе;

2) съемка треков с применением очень длинных выдержек, при которых на фотографии запечатлевается траектория движения звезд по небосводу вокруг Южного или Северного полюса мира.

Давайте же разберем каждый из них более детально...

Съемка статичных звезд

В астрофотографии для получения изображений статичных звезд, звездных скоплений, галактик, туманностей и прочего используют такое приспособление, как параллактическая монтировка с возможностью гидирования. Параллактической называется такая монтировка, одна из осей которой может быть установлена параллельно оси мира, направленной на Северный полюс. Гидированием же называется процесс контроля и коррекции слежения фотоаппарата или телескопа за движением небесных объектов — как правило, в результате суточного вращения неба — во время экспозиции.

Конечно, все это очень интересно, но мне почему-то кажется, что у большинства обычных фотографов нет таких спецприспособлений, поэтому в данной статье мы рассмотрим съемку лишь с использованием простого штатива, а тот, кого заинтересовала астрофотография, легко найдет много информации по данной теме в Интернете.

Непал, национальный парк Сагарматха в районе Эвереста, Конгде Ри (6187 м), ~3900 м | 30 сек., f/4, ISO 400, ФР 24 мм, полнолуние (Canon EOS 5D + Canon EF 24–105 mm f/4 L IS USM)

Итак, что же нам нужно знать для того, чтобы сделать снимок со статичным, без треков, звездным небом? Самое важное — это запомнить простенькое правило 600, которое заключается в следующем: если разделить 600 на фокусное расстояние вашего объектива (в эквиваленте для 35-миллиметровой камеры), то мы получим максимальную выдержку, при которой звезды на небе будут выглядеть как точки, а не черточки. Так, для 15-миллиметрового объектива максимальной выдержкой при съемке статичных звезд будет 600 / 15 = 40 сек., а для 50-миллиметрового — 600 / 50 = 12 сек.

Исходя из этого правила, мы выставляем в камере полученную выдержку и по возможности оставляем диафрагму максимально открытой, что давало бы приемлемое качество картинки. Теперь нам остается только подобрать значение светочувствительности, при котором мы получим сбалансированно проэкспонированную картинку.

Примечание. Блокировка зеркала может существенно повысить резкость экспозиций, сравнимых по своей продолжительности со временем позиционирования зеркала (от ~1/30 до 2 секунд). С другой стороны, сотрясение зеркала ничтожно для выдержек, длительность которых намного дольше; как следствие, блокировка зеркала в большинстве случаев при ночной съемке не критична.

Съемка треков

Съемка вращения звездного неба требует самых длинных выдержек — от 10 минут до нескольких часов, в зависимости от фокусного расстояния и того, насколько длинные траектории вы желаете получить на снимке. Точное же значение выдержки рассчитать трудно, ее можно определить, только исходя из своего личного опыта и предпочтений по длине треков. Например, я знаю, что 50-миллиметровому объективу для красивых, на мой вкус, треков нужна выдержка 20–40 минут, 24-миллиметровому — примерно 90–120 минут и так далее.

Непал, национальный парк Аннапурна, головокружительные Гималаи, 2010 год | 1 ч. 43 мин. (199 кадров x 30 сек.), f/1.8, ФР 24 мм (Canon EOS 5D Mark II + Canon EF 24 mm f/1.4 II L USM)

Существуют два основных подхода к съемке подобных сюжетов:
1) съемка одним кадром;
2) съемка непрерывной серии снимков с последующей их сшивкой в специализированном ПО.
До недавнего времени практически все фотографы, желавшие запечатлеть на снимке круговое вращение звезд, пользовались именно первым способом. Я же настоятельно рекомендую второй вариант. Но для того, чтобы вы сами могли определиться, что предпочтительнее именно для вас, давайте разберем все недостатки первого и преимущества второго подхода.
Итак, минусы съемки одним кадром:

• сложность расчета правильной экспопары, при которой снимок был бы сбалансированно проработан как в тенях, так и в свете. Грустно обнаружить пересвеченный или недоэкспонированный снимок даже после получасовой выдержки, не говоря уже об экспозициях длительностью в несколько часов;
• при использовании даже самой современной цифровой техники при сверхдлительных выдержках на снимках возникает сильный, иногда просто невыносимый, цифровой шум (даже при сравнительно низких значениях ISO);
• высокий риск появления шевеленки при столь длительных экспозициях;
• если вовремя не заметить, как у вас запотела передняя линза, — пиши пропало.

Непал, национальный парк Аннапурна, Южная Аннапурна (7219 м), 2010 год | 3461 сек. (один кадр), f/4, ISO 100, ФР 100 мм (Canon EOS 5D Mark II + Canon EF 70–200 mm f/2.8 L USM)

Преимущества съемки серии снимков со сравнительно небольшими выдержками и последующим объединением их в один кадр:

• легкость расчета экспопар для кадров с небольшой выдержкой (как правило, не более 30–60 секунд), из которых будет состоять наша серия;
• исключение возможности пересвечивания/недоэкспонирования;
• сравнительно незаметный цифровой шум на снимках, который после сшивки всех кадров становится еще более равномерным, а то и вовсе неразличимым;
• при отборе кадров для финальной сшивки можно просто исключить снимки с шевеленкой или склеить только то их количество, которое было сделано до/после смещения камеры. Таким образом, мы полностью застрахованы от данной проблемы;
• возможность управления длиной звездных треков. Если на итоговом снимке нам не нравится чрезмерная длина траекторий звезд, мы просто можем исключить часть снимков из серии, тем самым изменив длину треков;
• в итоге мы получаем не только один финальный кадр со звездными треками, но и большое количество снимков со статичным звездным небом, некоторые из которых могут оказаться весьма удачными;
• если во время съемки серии мы не заметили, как у нас запотела передняя линза, то мы можем использовать при сшивке только удачные кадры, исключив бракованные;
• есть возможность использования серии полученных фотографий для монтажа видеороликов с убыстренным движением звезд по небосводу.

Примечание. При съемке серии ночных снимков не забудьте убрать галочку в настройках фотоаппарата Long Exposure Noise Reduction, иначе выставленная вами выдержка будет увеличена в два раза (вторую половину выдержки будет работать шумодав, вычитая карту шумов из сделанного вами снимка).
Как мы видим из данного сравнения, преимуществ у второго подхода гораздо больше. Осталось только разобрать несколько нюансов съемки подобных серий. Для начала стоит заметить, что желательно снимать их в формате RAW с дублированием в JPG невысокого качества, для того чтобы потом было легче и быстрее экспериментировать со сшивкой разного количества кадров без их предварительной щепетильной конвертации. Если говорить о продолжительности экспозиций, то лично я советую использовать для съемки серий ночных снимков выдержки, рассчитаные по правилу 600.
Далее мы выставляем все остальные параметры экспозиции — ISO и диафрагму, подключаем к камере программируемый спусковой тросик, о котором уже было рассказано ранее, выставляем минимальный интервал между снимками (1 секунда) и количество снимков в серии (если установить 0, то съемка будет продолжаться бесконечно, до тех пор, пока не разрядится батарея в камере или в самом тросике). Вот и все! Нажимаем кнопочку «Старт» и устраиваемся поудобнее, чтобы с комфортом провести ближайшие несколько часов.

Нахождение полюсов

Если необходимо получить на снимке выраженные круги вращения, то объектив следует направить на Полярную звезду (в Северном полушарии) или сигму Октанты (в Южном полушарии). Для съемки пейзажей со звездным небом хорошо иметь базовые знания по астрономии, в частности, уметь определять направление вращения Земли относительно звездного неба.

Северный полюс мира

Так как большинство русскоговорящего населения проживает в основном в Северном полушарии и путешествует по нему же, давайте вначале рассмотрим именно его.
Из-за вращения Земли вокруг своей оси нам кажется, что движется именно звездное небо. В Северном полушарии это вращение происходит против часовой стрелки вокруг точки, называемой Северным полюсом мира. Рядом с этой точкой и находится Полярная звезда.

Всем известно, что Земля вращается вокруг своей оси с периодом ~24 часа. За минуту она поворачивается примерно на 0,25о. Следовательно, за один час для каждой звезды получается 15-градусная дуга. Она длиннее, если звезда находится на большем расстоянии от Полярной.
Полярная звезда — это сверхгигант, но найти ее не всегда легко, тaк как расстояние от нее до Земли составляет 472 световых года. Поэтому, чтобы найти Полярную звезду, надо сначала определить характерную конфигурацию из семи ярких звезд созвездия Большой Медведицы, напоминающую ковш (астеризм Большой Ковш), а затем через две звезды стенки ковша, противоположной ручке, мысленно провести линию, на которой пять раз отложить расстояние между этими крайними звездами. Примерно в конце данной линии и находится Полярная звезда, которая является еще и самой яркой в созвездии Малой Медведицы, также похожем на подобие ковша, хотя и не столь ярко выраженного и заметного на небосводе.

Полярная звезда всегда расположена над северной точкой горизонта в Северном полушарии, что позволяет использовать ее для ориентации на местности, а по высоте ее над горизонтом можно определить, на какой географической широте мы находимся.

Хотите, сравним Полярную звезду с Солнцем? Итак, она:

• тяжелее Солнца в 6 раз;
• больше Солнца в 120 раз;
• излучает тепла и света в 10 000 раз больше Солнца;
• так же, как и Солнце, желтого цвета.

Но луч света от Солнца доходит до Земли всего лишь за 8 минут, а от Полярной — за 472 года, а это означает, что в настоящее время мы видим звезду такой, какой она была во времена Колумба.

Южный полюс мира

В Южном полушарии единственной звездой, которая указывает на Южный полюс мира, является сигма Октанты. Но и она едва различима и ничуть не выделяется среди остальных звезд, поэтому использовать ее в навигационных целях, как Полярную звезду в созвездии Малой Медведицы, совершенно невозможно. Определить положение этой звезды можно только с помощью созвездия Южного Креста, чья длинная перекладина указывает на Южный полюс мира (линия, проведенная через гамму и альфу Южного Креста, приблизительно проходит через Южный полюс мира на расстоянии в 4,5 раза дальше, чем расстояние между этими звездами).

Южный Крест (лат. Crux) — самое известное созвездие Южного полушария и в тоже время наименьшее по площади созвездие на небе. Оно граничит с созвездиями Центавра и Мухи. Четыре ярких звезды образуют легко узнаваемый астеризм. Созвездие легко найти на небе: оно расположено у туманности Угольного Мешка, которая видна невооруженным глазом как темное пятно на фоне Млечного Пути.

Полезные программы

Startrails Version 1.1 — до безобразия простая и в тоже время гениальная программка, которая должна быть у каждого ночного фотографа. Как можно догадаться из названия, она служит для склейки серий звездных снимков в один итоговый файл, где звезды превращаются в красивые треки.

Алгоритм программы очень прост и справляется с возложенными на него задачами достаточно быстро и качественно. Лично мной никаких недостатков в данном софте выявлено не было, разве что древний дизайн и отсутствие поддержки iOS.

Работа с программой так же проста, как и ее интерфейс. Нажимаем первую по счету в панели инструментов кнопку Open images, находим и выделяем все подготовленные для сшивки фотографии, предварительно сконвертированные с одинаковыми настройками в JPG-файлы. Затем нажимаем пятую по счету иконку Startrails, пару минут следим за процессом рождения треков — и все готово. Вам остается только выбрать формат и уровень компрессии итогового файла. Если треки получились слишком длинными или с какого-то момента камера немного сместилась, вы можете исправить это, просто убрав галочки напротив имен лишних файлов в окне слева.

Скачать Startrails Version 1.1.

Скриншот программы Startrails Version 1.1 в действии

The Photographer's Ephemeris (TPE) — прекрасная программа, помогающая рассчитать место и время рассветов и закатов солнца и луны, а также лунные фазы на любую дату в любой точке земного шара. Ничего сверхъестественного, но свои скромные функции программа выполняет на ура, вдобавок все оформлено в очень приятном дизайне под старину. Есть версии для Mac/PC/Linux, а также iPhone/iPad/iPod Touch.

Существует еще ряд программ для современных гаджетов на базе iOS и Android, которые кроме простых данных о солнечной и лунной активности могут в режиме реального времени быть гидом по видимой Вселенной, а также, словно в машине времени, с учетом рельефа показывать, что и в каком месте будет видно в заданное время.
Работает это очень просто. Вы включаете программу, и со встроенной камеры на экран выводится реальная картинка окружающей местности, поверх которой накладываются расположение и траектории движения Солнца, Луны, планет, созвездий, туманностей и тому подобного. Все это работает благодаря встроенным в ваш девайс GPS и гироскопу.
То, что еще пару лет назад казалось какой-то немыслимой фантастикой, теперь доступно каждому. Переоценить пользу данного софта в фотографии, особенно пейзажной, очень трудно, так что закачивайте его на свои девайсы побыстрее. Вот ссылки на лучшие программы в данном сегменте для iOS: Star Walk, SkyView; и для Android: Google Sky Map, Celeste SE.

Примеры работ

Чтобы вдохновить вас, кроме своих работ я приведу в пример еще 10 лучших фотографий звезд, которые мне удалось найти в Интернете. Экспериментируйте, и у вас все получится!

© Samuel Bitton | 32 мин., f/5.6, ISO 800, ФР 20 мм (Canon 1Ds Mark III + Canon EF 17–40 mm f/4 L USM)

© Yuri Matte | 3 часа, f/5.6, ISO 200 (среднеформатная пленочная камера)

© Chris Gray | Фото — победитель конкурса National Geographic Photo Contest — 2009

© Tom Lowe | Фото — победитель конкурса Astronomy Photographer of the Year — 2010 | 32 сек., f/3.2, ISO 3200, ФР 16 мм (Canon 5D Mark II + Canon EF 16–35 mm f/2.8 L USM)

© Brad Goldpaint

© Ben Canales

© Дима Шатров | 15 сек., f/2.8, ISO 6400, ФР 14 мм (Nikkor 14–24 mm f/2.8)

© Mark Adamus; самая яркая точка — планета Юпитер | 45 сек., f/2.8, ISO 3200, ФР 16 мм (Canon 1Ds Mark III + Canon EF 16–35 mm f/2.8 L USM)

© Ben Canales

© Юрий Белецкий | Лазер, бьющий из купола Очень большого телескопа (VLT) в Чили. Луч лазера создает искусственную звезду в небе, таким образом астрономы пытаются измерить искажения, вызываемые неспокойной атмосферой Земли

Заключение

Ну, вот и все! Теперь вы знаете, что такое звезды, с чем их едят и как их снимать. Буду рад любым вопросам и замечаниям.
В заключение же хочется сказать: кроме того, что ночь является прекрасным временем для фотографии, это еще и удивительная, мистическая пора, когда можно побыть наедине с самим собой, уйти от каждодневного быта и мирской суеты, погрузиться в темную бездну, чтобы переосмыслить жизненные ценности да и просто посмотреть на свое бытие со стороны.

Оригинал: http://jankovoy.livejournal.com/32850.html