Astrophotography: bukaan nyata vs f-number?

Saat membaca astrophotography, saya menemukan ada gerakan yang meyakini bukaan nyata (diameter iris) lebih penting daripada f-number ketika berbicara tentang kecepatan. Bagaimana dan dari mana ini berasal?

Saya telah membaca satu bantahan tetapi akan tertarik mendengar pendapat. Saya kira Anda bisa mengaitkannya dengan menyebarkan cahaya yang sama (bagian dari gambar) ke lebih banyak situs foto, atau hanya cara samar untuk mengatakan perbesaran itu baik, tetapi ini tampaknya juga diterapkan pada pemotretan sudut lebar.

Saya juga pernah membaca hal-hal tentang angka-f yang mempengaruhi batas kabut langit (sebagai lawan dari paparan keseluruhan).

astrophotography Eruditas
sumber

Pertama kali saya menemukan argumen / pertimbangan ini adalah dalam artikel ini tentang Cara Memilih Lensa untuk Fotografi Bima Sakti oleh Ian Norman. Semoga bermanfaat bacaan lebih lanjut ...

drfrogsplat

Jawaban:

Dalam kamera, semua bagian gambar melewati semua bagian lensa, sehingga apertur memengaruhi seberapa banyak cahaya yang mengenai setiap bagian gambar.

Dalam teleskop, cahaya yang masuk paralel, sehingga setiap bagian dari gambar hanya melewati satu titik di lensa. Bukaan hanya membatasi lingkaran gambar, itu tidak mempengaruhi seberapa banyak cahaya mengenai setiap bagian gambar. Jadi, hubungan antara bukaan dan panjang fokus (f-number) tidak relevan untuk eksposur.

Batas kabut langit sebagian besar ditentukan oleh berapa banyak cahaya liar yang Anda dapatkan, dan karena cahaya liar tidak paralel (seperti yang berasal dari dalam athmospehere) intensitasnya dipengaruhi oleh aperture. Jadi, aperture yang lebih kecil akan memiliki efek pada batas kabut langit.

Guffa
sumber

Tolong jelaskan: apakah Anda mengatakan lensa teleskop bukan lensa bias? Atau apakah Anda hanya mengatakan bahwa dalam teleskop, benda jauh sehingga sinar cahaya pada dasarnya paralel, dan dengan demikian dapat diekstrapolasi ke astrofotografi kamera? Sangat menarik pada batas kabut langit. Apakah jumlah efek ini tergantung pada desain lensa, dalam banyak cara yang sama bahwa lensa crappier memiliki kabut dan kehilangan kontras dengan bidikan normal terbuka lebar?

Eruditas

@Eruditas: Sinar cahaya sejajar yang mengubah cara kerja optik. Ketika cahaya tidak sejajar, cahaya dari sumber dapat melewati setiap titik di lensa dan masih fokus ke titik yang sama, tetapi dengan cahaya paralel hanya ada satu jalur yang mungkin melalui lensa yang berakhir pada titik tertentu. Ada beberapa faktor yang mempengaruhi batas kabut langit, salah satunya tentu saja suar lensa yang disebabkan oleh lampu di dekatnya, efek perpeloncoan yang sama seperti pada lensa kamera biasa, sehingga sebagian tergantung pada desain lensa.

Guffa

@ Guffa, begitulah saya mengerti dari artikel lain. Saya hanya ingin memperjelas terminologi Anda: "Di dalam kamera" vs "Di dalam teleskop" menambahkan kebingungan karena salah menggambarkan situasi. Kamera dapat menunjuk ke sumber cahaya di mana gelombang depan lampu sejajar secara efektif, dan teleskop dapat menunjuk ke objek yang lebih dekat. Sayang sekali beberapa malam terakhir ini sangat berawan, jadi berhenti tidak membantu.

Eruditas

Semua sinar yang dilihat dalam teleskop tidak paralel. Anda tidak dapat memberi tahu saya bahwa cahaya dari satu sisi bulan sejajar dengan cahaya dari sisi lain bulan.

Evan Krall

Saya yakin paragraf kedua dari jawaban Anda sama sekali tidak benar. Cahaya dari satu titik masih melewati setiap bagian lensa dalam teleskop, dan difokuskan ke satu titik pada gambar. Jika tidak, ukuran aperture Anda tidak masalah sama sekali - Anda mungkin menggunakan lubang jarum.

Evan Krall

Pertimbangkan, sesaat, arahkan kamera Anda ke dinding yang benar-benar menyala. Mari kita asumsikan Anda mulai dengan lensa 50 mm dengan aperture 25 mm (yaitu, f / 2). Jika Anda mengubah ke lensa 100 mm Anda mengurangi sudut pandang sehingga Anda mengumpulkan cahaya dari area yang lebih kecil - sehingga Anda mengumpulkan lebih sedikit cahaya. Untuk lebih spesifik, Anda memotong sudut pandang menjadi dua, yang mengurangi area menjadi 1 / 4th, jadi Anda mengumpulkan 1/4 lebih banyak cahaya. Untuk melihatnya dari sudut pandang yang sedikit berbeda, cahaya dari bagian tertentu dari input akan tersebar lebih dari empat kali lipat area pada sensor / film, sehingga hanya tampak 1 / 4th sebagai terang pada bagian tertentu dari sensor / film.

Menggunakan aperture yang relatif mengimbangi hal itu, jadi, misalnya, f / 2 memberikan jumlah total cahaya yang sama memasuki kamera terlepas dari kombinasi panjang fokus dan ukuran aperture yang diperlukan untuk mendapatkan f / 2.

Kebanyakan astrofotografi sedikit berbeda. Khususnya, ketika Anda mengambil gambar bintang, menggandakan panjang fokus tidak boleh menggandakan ukuran bintang yang terlihat. Selain matahari, semua bintang ¹ cukup jauh sehingga mereka harus selalu muncul sebagai sumber titik. Menggandakan focal length tidak berarti bintang akan diproyeksikan ke empat kali luas pada film / sensor. Sebaliknya, dengan batas ketajaman optik, focal length yang Anda gunakan masih akan memproyeksikan gambar bintang sebagai sumber titik.

Saya katakan "paling" di atas, karena ini hanya berlaku untuk bintang . Untuk bulan, nebula, komet, dan planet yang lebih dekat, Anda biasanya memperbesar sampai titik yang diproyeksikan objek sebagai disk pada sensor / film. Segera setelah itu terjadi, Anda kembali ke situasi yang dijelaskan sebelumnya: mengubah focal length mengubah ukuran nyata objek. Panjang fokus yang panjang menyebarkan cahaya yang sama ke lebih banyak piksel, jadi Anda perlu mengumpulkan lebih banyak cahaya untuk mengkompensasi.

_{¹ Murni sebagai teknis, beberapa teleskop yang sangat besar secara teoritis memiliki resolusi yang cukup untuk benar-benar menyelesaikan disk dari beberapa bintang yang sangat besar dan relatif dekat seperti Betelgeuse. Bahkan dengan mereka, ini masih murni teoretis - suasananya tidak pernah cukup bagi mereka untuk mencapai tingkat detail yang diperlukan.}

Jika teleskop 200 inci ditempatkan di orbit, di luar atmosfer, maka kita benar-benar bisa melihat Betelgeuse sebagai cakram daripada sumber titik. Bahkan itu hanya mungkin karena Betelgeuse hampir luar biasa besar dan relatif dekat sekalipun. Untuk sebagian besar bintang, Anda membutuhkan teleskop pengorbit yang jauh lebih besar.

Jerry Coffin
sumber

Jadi karena ada sumber titik dan cahaya tidak tersebar lebih banyak piksel (dalam batas resolusi), masalah aperture keseluruhan? Masuk akal, tetapi artikel ini mencoba membuktikan sebaliknya: stark-labs.com/blog/files/FratioAperture.php Mungkin perbedaannya disebabkan oleh kualitas lensa lainnya?

Eruditas

@Eruditas: dia sepertinya berbicara tentang detail, bukan pertemuan ringan. Meskipun ada beberapa hubungan antara aperture dan detail, ini adalah pertanyaan yang sama sekali berbeda dari yang sedang dibahas di sini.

Jerry Coffin

Yah, itu berbicara tentang detail di atas lantai kebisingan, bukan detail dalam arti yang biasanya dibicarakan oleh orang-orang kamera, tetapi pada dasarnya tujuan dari lensa yang lebih cepat: SNR. Itu yang saya tanyakan. Mereka mendiskusikan foton per target vs foton per CCD dengan baik dan total bukaan nyata vs f-angka dengan cara yang cukup menarik.

Eruditas

Tetapi menggandakan panjang fokus tidak mengubah jarak relatif antara titik-titik cahaya yang berbeda dan memungkinkan kita untuk menyelesaikan biner pada pemisahan sudut yang lebih sedikit daripada yang kita bisa dengan lingkup panjang fokus yang lebih pendek.

Michael C

Rasio f pada teleskop menentukan sudut pandang yang dapat ditampilkan dengan lensa mata yang memfokuskan seluruh lingkaran gambar dari cermin utama (dalam reflektor) atau lensa objektif (dalam refraktor). The aperture dari teleskop adalah diameter cermin / tujuan lensa utama. Dalam praktiknya, faktor pembatas saat menggunakan adaptor untuk memasang kamera ke teleskop biasanya adalah diameter adaptor T-mount antara teleskop dan kamera yang cenderung memadamkan sebagian cahaya.Selama pengamatan teleskop normal, untuk mendapatkan pembesaran yang lebih tinggi, Anda mengganti lensa mata yang memfokuskan seluruh lingkaran gambar dengan yang memfokuskan cahaya hanya dari persentase lingkaran gambar. Anda masih menggunakan seluruh primer / tujuan, tetapi Anda hanya memfokuskan cahaya yang menghantamnya dari pusat bidang tampilan.

Saat Anda melepaskan lensa mata dan memasukkan adaptor T-mount, apa yang Anda lakukan adalah membiarkan titik fokus melampaui tabung fokus dan menyelesaikan bidang sensor kamera. Fokus disesuaikan dengan memutar masuk atau keluar untuk mengubah jarak antara primer / tujuan dan sensor kamera. Terkadang tabung ekstensi mungkin diperlukan untuk mengeluarkan kamera cukup jauh sehingga gerakan rak pemfokusan dapat membawa cahaya dari ruang lingkup ke fokus.

Apa artinya semua ini adalah bahwa bukaan efektif biasanya ditentukan oleh diameter adaptor T-mount, daripada rasio f teleskop. Dalam praktiknya ketika menggunakan DSLR pada teleskop astronomi Anda perlu bereksperimen sedikit dengan ISO dan kecepatan rana untuk menemukan nilai eksposur yang benar. Tidak ada satu nilai eksposur yang "benar". Eksposur yang lebih rendah hanya akan mengungkapkan bintang paling terang, sedangkan eksposur yang lebih tinggi juga akan mengungkapkan bintang yang lebih redup. Saya biasanya menggunakan aturan focal length / 600 untuk menentukan kecepatan rana maksimum yang dapat digunakan tanpa bintang bergerak relatif ke permukaan bumi menjadi jelas dalam gambar yang tidak terpotong, lalu pergi dari sana dengan ISO hingga besarnya paling redup yang saya inginkan untuk ditampilkan di gambar hanya terlihat.

Michael C
sumber