Referat fra møte i TAF og AAF 19. september 2003

Det var 25 fremmøtte. Møtet ble for anledningen holdt i auditorium B043 i "bergbygget" ved NTNU Gløshaugen siden Autronicahallen ikke var ledig. Foredraget var "Digital astrofoto" ved Carsten Arnholm, Norsk Astronomisk Selskap. Arnholm er en av de store, trolig den største eksperten på digital astrofotografering i Norge. Etter møtet var det som vanlig bevertning og sosialt samvær.

Digital astrofoto

Carsten Arnholm åpnet med å si at det var trivelig å være her som gammel NTH-student. Arnholm bor i Røyken ca. 30 km sør for Oslo. Han har alltid vært fascinert av astronomi, men det "tok ikke av" før for ca. 3 år da digital fototeknikk ble mer tilgjengelig. Arnholm utvikler software til daglig hos Veritas og synes det er artig å kombinere software med astronomi.

Webkamera er egentlig ikke laget for astronomi overhodet, men for å vise personer over internett. Men de beste planetbildene er faktisk tatt med webkamera, og da spesielt Philips ToUCam 740K. Arnholm forsøkte astrofoto i 1986 med vanlig film og speilreflekskamera, men det ble mislykket. Deretter kom en lang periode med inaktivitet. I 2000 gjenopptok han aktiviteten og fikk etterhvert til flotte bilder av Jupiter og Saturn med webkamera. Han oppdaget webkamera-mulighetene i 2001 via internett og anskaffet et Celestron 8" teleskop samme år.

Arnholm viste fram sitt første Saturn-bilde m/speilrefleks og 90 mm refraktor. Bildet bar preg av rystelser fra speil og for stort synsfelt. Han innrømmet at planetfoto med speilrefleks var rett og slett for vanskelig å få til. Senere fikk han altså tak i et webkamera, og det første man må ha er jo et adapter. Arnholm sleit med å lage adapter, men fikk da til noe som fungerte. Tilslutt fikk han til et adskillig bedre resultat vha. webkamera og bildebehandling. Motivasjonen hans er at det hele tiden er snakk om å gjøre det bedre neste gang, det er det som gir resultater.

Fordeler med webcam i forhold til speilrefleks?

  • Umiddelbar respons. Ingen fremkalling, dvs. levere filmen, vente en uke, deretter lure på hva som gikk gærn’t. ;-)
  • Lett å tilpasse til teleskop.
  • Lite synsfelt er meget gunstig for planetene
  • Små piksler gir god oppløsning (˜5.6 mikrometer). Dette er godt tilpasset optikken i f.eks. en Celestron 8"
  • Velegnet for bildebehandling (stacking)
  • Prisaspektet
    • Relativt billig i innkjøp og helt gratis i drift
    • Gratis programvare kan lastes ned
    • Mange har laptop-PC med USB fra før

Hvilke webkamera er brukbare?

  • Må ha CCD-sensor – disse koster ca. en tusenlapp. Modeller som Philips Vesta Pro 675K, 680K, Philips ToUcam Pro 740K, 840K, Logitech QuickCam Pro 3000, 4000 og Logitech QuickCam VC er velegnet. [Ref.anm.: TAF har et Philips ToUcam Pro 740K til utlån.]
  • Ikke kjøp webkamera med CMOS-sensor. Lysfølsomheten er for dårlig! Dette gjelder derimot ikke de nye digitale speilreflekskameraene fra bl.a. Canon som er helt utmerkede til astrofoto, men vi snakker her om webkamera, ikke digitalkamera. Prisklassen er også helt en annen (en tusenlapp mot 10.000 kroner for digital speilrefleks).

Teleskoptilpasning

  • Kameraets originale optikk fjernes (skrus ut – forsiktig, det er plastikkgjenger). [Ref.anm.: referenten har brukt originaloptikken med suksess under måneformørkelsen 9. nov. for å få større felt. Webkameraet var til og med håndholdt.]
  • Adapter ("Mogg-adapter") kan kjøpes over nettet - koster 40-50 dollar. Kan da benyttes med barlowlinse eller focal reducer.
  • Kan lage adapter selv ved å bruke filmbokser, PVC-rør m.m., men det er kristisk å få det vinkelrett og sentrert. Løsninger med vippespeil er praktiske mhp. fokusering.

De største vanskelighetene er faktisk å finne fokus, eller rett og slett å finne planeten! Stiller man fokus på en nærliggende stjerne, finner man gjerne ikke igjen planeten i det lille synsfeltet.

IR-blokkeringsfilter er viktig, spesielt med glass i lysgangen siden CCD er følsomt for IR-lys. Hvordan får man tak i det? Kan f.eks. undersøke hos Opsahl i Skien? [Ref. anm.: TAF har også et IRB-filter til utlån.]

Hva er hemmeligheten bak et godt resultat?

  • The devil is in the details! Utrolig hvor mye som kan gå galt.
  • Alt er viktig, noe enda viktigere.
  • Stabil montering! Må ha poljustert ekvatorialmontering med motor, ellers seiler planeten fort ut av bildet. Liten periodisk feil i drevet er også viktig. Aluminiumsstativ er for lette og blir ofte for dårlig. Arnholm har en Vixen GP-DX som er en bra montering. [Ref.anm.: ved planetfoto kan kravet til montering slakkes noe siden man alltid opplinjerer bildene i software etterpå, det viktigste er å kunne beholde planeten i feltet.]
  • Bra optikk, perfekt kollimering
  • Perfekt fokusering
  • Korrekte kamerainnstillinger, f.eks. riktig lukkertid.
  • Bildebehandling er viktig, men kan ikke kompensere for dårlig råmateriale.
  • Hvis det er vind så er det alltid dårlige forhold for planeter pga. rystelser.
  • Kameradriver: Kan sette endel parametre som f.eks. gammajustering, fargebalanse osv.
  • Problemer med turbulens. Kan bekjempe det delvis ved å ta veldig mange bilder veldig raskt (krever rask PC). AVI er satt opp med så og så mange bilder i sekundet. Men hvis ikke kameraet leverer data raskt nok, kopieres bare forrige bilde.
  • Planetens egen rotasjon begrenser antall bilder som kan tas siden overflatedetaljer sakte forflytter seg.

Arnholm viste fram et bilde han har tatt av Mars med oppløsning ned i 0,4 buesekunder på 8-tommeren sin. (!!) Noen fra salen spurte om kvaliteten på digitale okularer fra f.eks. Meade. Arnholm svarte at de i det hele tatt ikke kan konkurrere med ToUcam.

Andre bruksområder for webkamera

  • Drift-alignment og kollimering.
    Slipper å ha hjelp av kona. ;-) Man kan f.eks. filme sin egen kollimering. Deretter stacke for å få frem airy-disk’en bedre. Et lurt triks er å bytte kollimeringsskruene med Bob’s knobs som kan skrus med fingrene.
  • Periodisk feil
    Sikt på en stjerne og film. Hva ser man? Hvordan driver stjerna avgårde? Filmen avslører feil i poljustering og periodisk feil. Arnholm viste et eksempel filmet med 1 bilde i sekundet.

Selve prosessen med webkamera

  1. Capture: Opptak til AVI-fil. Sett gamma til null.
  2. Prosessering: Alignment/stacking/histogram/Unsharp mask
    Unsharp mask på et enkeltbilde forsterker bare støyen, men med et stacket bilde blir signal/støy forholdet mye bedre.
  3. Etterbehandling, f.eks. i Photoshop

Hvilken software finnes?

  • Mye kommer fra QCUIAG – en email-liste hos yahoogroups.com. Står for QuickCam and Unconventional Imaging Astronomy Group.
  • K3CCDTools – det første og nesten eneste verktøy en nybegynner trenger
  • Registax
  • IRIS
  • Vega/Vega Lite
  • iMerge, AVIdark
  • AstroAlign
  • [Ref. anm.: hvis du har Macintosh er Keith’s Image Stacker et bra verktøy. Det er også det eneste for Mac.]

Langtidseksponeringer

Modifikasjon for lange eksponeringer ble først gjort av Steve Chambers. Kan utføres for ToUcam Pro og Vesta samt Logitech Pro 3000 og 4000. Modifikasjoner for flere modeller kommer etterhvert. Modifikasjonen kutter klokka som styrer lukkerfrekvensen samt sjalter ut forforsterkeren (som ellers vil gi bakgrunnsglød på eksponeringene). Lange eksponeringer styres istedet via printerporten, evt. serieporten, der spenningen på et pin styrer lukkeren direkte.

På tampen av foredraget demonstrerte Arnholm stacking og prosessering vha. av bl.a. Registax.

__________________________

Tom Reidar Henriksen, referent