Astrofotografia: prawdziwa przysłona vs. liczba f?

Czytając astrofotografię, odkryłem, że istnieje ruch, który uważa, że ​​prawdziwa apertura (średnica tęczówki) jest ważniejsza niż liczba f, gdy mówimy o prędkości. Jak i skąd to się wzięło?

Przeczytałem jedno obalenie, ale chciałbym usłyszeć opinie. Wydaje mi się, że można to przypisać rozłożeniu tego samego światła (części obrazu) na większą liczbę stron z fotografiami lub po prostu tajemniczy sposób powiedzenia, że ​​powiększenie jest dobre, ale wydaje się, że dotyczy to również zdjęć szerokokątnych.

Czytałem nawet rzeczy o liczbie f wpływającej na limit mgły na niebie (w przeciwieństwie do ogólnej ekspozycji).

W aparacie wszystkie części obrazu przechodzą przez wszystkie części obiektywu, więc apertura wpływa na ilość światła padającego na każdą część obrazu.

W teleskopie przychodzące światło jest równoległe, więc każda część obrazu przechodzi tylko przez jeden punkt w obiektywie. Przysłona ogranicza jedynie okrąg obrazu, nie ma wpływu na ilość światła padającego na każdą część obrazu. Tak więc związek między przysłoną a ogniskową (liczba f) nie ma znaczenia dla ekspozycji.

Granica mgły na niebie zależy głównie od tego, ile światła rozproszonego otrzymujesz, a ponieważ światło rozproszone nie jest równoległe (ponieważ pochodzi z atmosfery), na jego intensywność wpływa apertura. Tak więc mniejszy otwór miałby pewien wpływ na limit mgły na niebie.

Zastanów się przez chwilę, kierując aparat na ścianę, która jest całkowicie równomiernie oświetlona. Załóżmy, że zaczynasz od obiektywu 50 mm z aperturą 25 mm (tj. F / 2). Jeśli zmienisz obiektyw na 100 mm, zmniejszysz kąt widzenia, dzięki czemu zbierzesz światło z mniejszego obszaru - dzięki czemu zbierzesz mniej światła. Mówiąc ściślej, zmniejszasz kąt widzenia o połowę, co zmniejsza obszar do 1/4 stopnia, więc zbierasz 1/4 tyle światła. Aby spojrzeć na to z nieco innego punktu widzenia, światło z danej części sygnału wejściowego rozchodzi się czterokrotnie w obszarze czujnika / filmu, więc wydaje się, że 1/4 jest tak jasne w każdej części czujnika / filmu.

Zastosowanie względnej przysłony kompensuje to, na przykład f / 2 daje taką samą całkowitą ilość światła wpadającego do aparatu, niezależnie od kombinacji długości ogniskowej i wielkości przysłony niezbędnej do uzyskania f / 2.

Większość astrofotografii jest jednak nieco inna. W szczególności, gdy robisz zdjęcie gwiazdy, podwojenie ogniskowej nie powinno podwoić pozornego rozmiaru gwiazdy. Poza słońcem wszystkie gwiazdy ¹ są wystarczająco daleko, aby zawsze pokazywały się jako źródło punktowe. Podwojenie ogniskowej nie oznacza, że ​​gwiazda będzie rzutowana na czterokrotność obszaru na filmie / czujniku. Przeciwnie, przy granicach ostrości optyki każda używana ogniskowa będzie nadal wyświetlać obraz gwiazd jako źródło punktowe.

Mówię „większość” powyżej, ponieważ tak naprawdę dotyczy to tylko gwiazd . W przypadku księżyca, mgławic, komet i bliższych planet zwykle powiększasz się do tego stopnia, że ​​przedmiotowy obiekt wyświetla się jako dysk na czujniku / filmie. Jak tylko to się stanie, wrócisz do pierwotnie opisanej sytuacji: zmiana ogniskowej zmienia pozorny rozmiar obiektu. Długa ogniskowa rozprowadza to samo światło na większą liczbę pikseli, dlatego musisz zebrać więcej światła, aby to zrekompensować.

_{¹ Ze względów technicznych kilka największych teleskopów teoretycznie ma wystarczającą rozdzielczość, aby faktycznie rozwiązać dysk kilku bardzo dużych, względnie bliskich gwiazd, takich jak Betelgeuse. Nawet przy nich jest to jednak kwestia czysto teoretyczna - atmosfera nigdy nie jest wystarczająca, aby osiągnąć niezbędny poziom szczegółowości.}

Gdyby 200-calowy teleskop został umieszczony na orbicie poza atmosferą, moglibyśmy faktycznie widzieć Betelgeuse jako dysk, a nie źródło punktowe. Nawet to jest możliwe tylko dlatego, że Betelgeuse jest prawie zdumiewająco ogromne i stosunkowo blisko. W przypadku większości gwiazd potrzebny byłby orbitujący teleskop, który był jeszcze znacznie większy.

Współczynnik f na teleskopie określa kąt widzenia, który może wyświetlać za pomocą okularu, który skupia cały okrąg obrazu z lustra głównego (w odbłyśniku) lub soczewki obiektywu (w refraktorze). Apertura teleskopu jest średnica zwierciadła głównego / obiektywu. W praktyce czynnikiem ograniczającym podczas korzystania z adaptera do montażu kamery na teleskopie jest zwykle średnica adaptera T-mount między teleskopem a kamerą, który ma tendencję do duszenia części światła. Podczas normalnego oglądania teleskopu, aby uzyskać większe powiększenie, należy wymienić okular, który skupia cały okrąg obrazu na taki, który skupia światło tylko z niewielkiej części koła obrazu. Nadal używasz całego głównego / obiektywu, ale skupiasz tylko światło, które pada na niego ze środka pola widzenia.

Po zdjęciu okularu i włożeniu adaptera z mocowaniem typu T, pozwalasz, aby punkt ustawiania ostrości przekroczył rurkę ustawiania ostrości i znalazł się na płaszczyźnie czujnika aparatu. Ostrość jest regulowana poprzez wsunięcie lub wyjęcie ostrości, aby zmienić odległość między głównym / obiektywem a czujnikiem aparatu. Czasami mogą być potrzebne rurki przedłużające, aby wyciągnąć aparat wystarczająco daleko, aby ruch stojaka ogniskowania mógł skierować światło z lunety na ostrość.

Oznacza to, że efektywna apertura jest zwykle określana przez średnicę adaptera T-mount, a nie przez współczynnik f teleskopu. W praktyce podczas używania lustrzanki cyfrowej w teleskopie astronomicznym trzeba będzie poeksperymentować z czułością ISO i czasem otwarcia migawki, aby znaleźć prawidłowe wartości ekspozycji. Nie ma jednej „poprawnej” wartości ekspozycji. Niższa ekspozycja ujawni tylko najjaśniejsze gwiazdy, podczas gdy wyższa ekspozycja ujawni również te ciemniejsze. Zasadniczo używam reguły ogniskowej / 600, aby określić maksymalny czas otwarcia migawki, którego można użyć bez ruchu gwiazd względem powierzchni Ziemi, co staje się widoczne na nie wykadrowanym obrazie, a następnie przechodzę stamtąd z ISO do najciemniejszej wielkości, którą chciałbym pokazać na obrazie jest po prostu widoczne.