Cũng như không có máy ảnh "tốt nhất" hoặc ống kính "tốt nhất" ... không có kính viễn vọng "tốt nhất" - chỉ có kính viễn vọng phù hợp hơn với một số nhiệm vụ nhất định so với các nhiệm vụ khác.
Mặc dù bạn chắc chắn có thể gắn máy ảnh, hướng kính viễn vọng về phía một hành tinh và chụp ảnh, chất lượng của hình ảnh đó sẽ phụ thuộc vào khá nhiều yếu tố khác (một số yếu tố nằm ngoài tầm kiểm soát của bạn).
Điều kiện nhìn thấy khí quyển
Do kích thước rất nhỏ của một hành tinh khác nhìn từ Trái đất, chất lượng hình ảnh rất nhạy cảm với sự ổn định của khí quyển ở đây trên Trái đất. Các nhà thiên văn học gọi đây là "điều kiện nhìn thấy". Sự tương tự tôi thích sử dụng là tưởng tượng một đồng xu nằm dưới đáy một hồ nước trong vắt. Nếu nước vẫn còn bạn có thể nhìn thấy đồng xu. Nếu ai đó bắt đầu tạo sóng (gợn sóng nhỏ hoặc sóng lớn), chế độ xem của đồng xu sẽ bắt đầu biến dạng và chao đảo. Vấn đề tương tự này xảy ra với bầu không khí của chúng ta khi xem các hành tinh.
Để có được một bầu không khí ổn định bạn muốn chắc chắn rằng bạn không phải là trong vòng một vài trăm dặm của một trong hai máy bay phản lực dòng, một khởi động phía trước, hoặc cảm lạnh phía trước. Bạn cũng muốn được đặt ở một nơi có vị trí địa lý bằng phẳng (và tốt nhất là nước) để cho phép luồng không khí mịn màng. Đất nóng sẽ tạo ra nhiệt ... vì vậy đất mát (trên núi cao) hoặc nhìn qua nước mát sẽ hữu ích. Ngoài ra các bề mặt quang học của kính thiên văn cần có thời gian để thích nghi với nhiệt độ môi trường. Nếu không, hình ảnh sẽ không ổn định ... nó sẽ chao đảo và làm biến dạng chất lượng hình ảnh.
Định lý lấy mẫu
Ngoài ra còn có một câu hỏi về độ phóng đại và có một chút khoa học cho vấn đề này ... dựa trên định lý lấy mẫu Nyquist-Shannon.
Một kính thiên văn sẽ bị giới hạn trong khả năng phân giải dựa trên kích thước khẩu độ. Cảm biến máy ảnh có pixel và chúng cũng có kích thước. Phiên bản ngắn của định lý lấy mẫu là cảm biến cần có độ phân giải gấp đôi công suất phân giải tối đa mà kính thiên văn có thể cung cấp. Một cách khác để nghĩ về nó là dựa trên bản chất sóng của ánh sáng, một "điểm" ánh sáng thực sự tập trung vào một thứ gọi là Airy Disk. Kích thước pixel của cảm biến camera phải bằng 1/2 đường kính của Airy Disk. Bạn sẽ sử dụng một số hình thức phóng đại hình ảnh (chẳng hạn như chiếu thị kính hoặc thấu kính barlow (tốt nhất là barlow tele-centric) để đạt được tỷ lệ hình ảnh mong muốn đó.
Định lý lấy mẫu này giúp bạn tận dụng tối đa dữ liệu mà phạm vi của bạn có thể thu được mà không cần lấy mẫu dưới (mất thông tin) hoặc lấy mẫu quá mức (lãng phí các pixel không thực sự có thể giải quyết thêm chi tiết nào.)
Thí dụ
Tôi sẽ chọn kết hợp máy ảnh & kính viễn vọng làm ví dụ.
ZWO ASI290MC là một máy ảnh chụp ảnh hành tinh phổ biến. Nó có 2.9 pixelm.
Công thức là:
f / D ≥ 3,44 xp
Ở đâu:
f = tiêu cự của thiết bị (tính bằng mm)
D = Đường kính của thiết bị (cũng tính bằng mm để giữ cho các đơn vị giống nhau)
p = pixel pitch trong Âm mưu.
Về cơ bản f / D là tỷ lệ tiêu cự của kính thiên văn - nếu đó là cách dễ dàng hơn để nghĩ về nó. Công thức này cho biết tỷ lệ tiêu cự của thiết bị của bạn cần lớn hơn hoặc bằng - với độ cao pixel của cảm biến máy ảnh của bạn (được đo bằng micron) nhân với hằng số 3,44.
Nếu bạn cắm các số cho kính viễn vọng 14 "f / 10 bằng máy ảnh có 2,9 pixel pixel, bạn sẽ nhận được:
3556/356 3,44 x 2,9
Mà giảm xuống:
10 9,976
Ok, vì vậy, điều này hoạt động vì 10 lớn hơn hoặc bằng 9,976. Vì vậy, đây có lẽ sẽ là một sự kết hợp ok.
Hóa ra máy ảnh chụp thực tế của tôi không có 2.9 pixelm ... nó có 5,86 pixel pixel. Khi tôi cắm những con số đó
3556/356 3,44 x 5,86 ta được 10 20.158
Điều đó không tốt ... điều này có nghĩa là tôi cần phóng to tỷ lệ hình ảnh trên kính viễn vọng. Nếu tôi sử dụng barlow 2x ở đây, nó sẽ tăng gấp đôi độ dài tiêu cự và tỷ lệ tiêu cự ... đưa nó lên tới 20 ≥ 20.158. Nếu tôi không lo lắng quá nhiều về ".158" thì tôi sẽ làm việc này. Nhưng hãy nhớ biểu tượng giữa bên trái và bên phải là ≥ ... có nghĩa là tôi có thể lên cao hơn. Nếu tôi sử dụng barlow 2,5 lần thì nó sẽ tăng tỷ lệ tiêu cự lên f / 25 và kể từ 25 20.158, đây vẫn là một sự kết hợp hợp lệ.
Nếu bạn sử dụng máy ảnh APS-C (giả sử bạn sử dụng một trong nhiều kiểu máy Canon có cảm biến 18MP ... chẳng hạn như T2i, T3i, 60D 7D, v.v.), kích thước pixel là 4.3.
Giả sử bạn sử dụng phạm vi nhỏ hơn như SCT 6 ". Đó là khẩu độ 150mm và tiêu cự 1500mm (f / 10)
1500/150 3,44 x 4,3
Điều đó làm việc ra
10 14.792
Điều đó là không đủ ... bạn sẽ nhận được kết quả tốt hơn bằng cách sử dụng barlow 1,5 lần hoặc mạnh hơn.
Hình ảnh may mắn (Sử dụng khung video)
NHƯNG ... trước khi bạn chạy ra ngoài và mua các ống kính barlow (và lý tưởng nhất là ... các barlow trung tâm như TeleVue PowerMate), có lẽ tốt hơn để xem xét một máy ảnh khác và tránh sử dụng máy ảnh truyền thống có cảm biến APS-C.
Hành tinh nhỏ bé. Nó sẽ chỉ chiếm một điểm rất nhỏ trên trung tâm của máy ảnh. Vì vậy, hầu hết các kích thước cảm biến là lãng phí.
Nhưng những gì nhiều hơn ... có được điều kiện khí quyển lý tưởng giống như trúng xổ số. Không phải là nó không bao giờ xảy ra ... nhưng nó chắc chắn không xảy ra rất thường xuyên. Tùy thuộc vào nơi bạn sống, nó có thể cực kỳ hiếm. Tất nhiên nếu bạn tình cờ ở sa mạc Atacama ... đây có thể là thời tiết hàng ngày của bạn.
Hầu hết các nhà tưởng tượng hành tinh không lấy hình ảnh đơn lẻ. Thay vào đó họ lấy khoảng 30 giây giá trị của khung hình video. Họ không thực sự sử dụng tất cả các khung ... họ chỉ lấy một tỷ lệ nhỏ trong số các khung tốt nhất và chúng được sử dụng để xếp chồng. Kỹ thuật này đôi khi được gọi là "hình ảnh may mắn" vì cuối cùng bạn đã từ chối hầu hết các dữ liệu xấu ... nhưng trong những khoảnh khắc phân đoạn thời gian, bạn sẽ có được một vài khung hình rõ ràng.
Máy ảnh DSLR có thể quay video thường sử dụng kỹ thuật video nén bị mất. Điều đó không tốt khi bạn chỉ muốn một vài khung hình tốt. Bạn cần toàn bộ khung không mất dữ liệu (tốt nhất là dữ liệu video RAW ... chẳng hạn như định dạng .SER). Để làm việc này, bạn muốn có một máy ảnh có tốc độ khung hình video khá nhanh. Máy ảnh có thể quay video thông qua màn trập điện tử toàn cầu là lý tưởng ... nhưng cũng đắt hơn một chút.
Trước khi tôi tiếp tục ... một lưu ý quan trọng: Tôi sẽ sử dụng các mẫu máy ảnh cụ thể làm ví dụ. ZWO ASI290MC là một máy ảnh rất phổ biến cho hình ảnh hành tinh tại thời điểm viết bài này . Có khả năng là năm tới hoặc năm sau ... nó sẽ là một thứ khác. Vui lòng không lấy đi thông điệp mà bạn cần để mua máy ảnh / kiểu máy ảnh _____. Thay vào đó, lấy đi những ý tưởng về cách làm việc với các tính năng quan trọng giúp máy ảnh phù hợp hơn với hình ảnh hành tinh.
ASI120MC-S là một máy ảnh ngân sách và có thể chụp khung hình ở tốc độ 60fps. Nó có kích thước pixel là 3,75 Lời. 3,44 x 3,75 = 12,9 ... vì vậy bạn muốn có một phạm vi với tỷ lệ tiêu cự ở mức hoặc tốt hơn f / 13.
Đây là điều khiến ASI290MC trở thành một lựa chọn tốt ... nó có tốc độ chụp 170fps (giả sử bus USB và bộ lưu trữ trên máy tính của bạn có thể theo kịp) và một pixel nhỏ chỉ 2.9 2.9m (3.44 x 2.9 = 9.976 nó hoạt động tốt ở f / 10)
Chế biến
Khi đã chụp được các khung (và đối với Sao Mộc, bạn muốn giữ khung hình đó xuống khoảng 30 giây), bạn cần xử lý các khung. Các khung thường được "xếp chồng" bằng phần mềm như AutoStakkert. Đầu ra của phần mềm đó thường được đưa vào phần mềm có thể nâng cao hình ảnh thông qua các sóng nhỏ như là Đăng ký (btw, AutoStakkert và Đăng ký là cả hai ứng dụng miễn phí. Ngoài ra còn có các ứng dụng thương mại cũng có thể làm điều này.)
Điều này nằm ngoài phạm vi của câu trả lời. Có rất nhiều hướng dẫn về cách xử lý dữ liệu (và điều này trở nên hơi chủ quan - đó không thực sự là mục đích của Stack Exchange.)