Temel Astrofotoğrafçılık Bilgileri

Tanım

Astrofotoğrafçılık genel olarak gökyüzü objelerinin (ay, gezegenler, yıldızlar, nebulalar, galaksiler vs.) çeşitli teknikler kullanılarak fotoğraflanması işlemi olarak tanımlanabilir.

İstisnalar dışında (Güneş, Ay ve bazı yıldızlar hariç) gökcisimlerinden dünyamıza gelen ışık miktarı çok düşük olduğundan bu fotoğrafçılık türünde gökcisimlerinin görüntülenmesi için çok fazla ışık toplanması gerekmektedir. Bu nedenle yukarıda sayılan birkaç istisna dışında genellikle uzun pozlama yöntemi kullanılmaktadır.

Ancak uzun pozlama yönteminin beraberinde getirdiği birçok sorun, astrofotoğrafçılığın hem en büyük zorluğu hem de en çok keyif veren uğraşlarından biridir.

Uzun pozlama yapılması sırasında dünyanın kendi eksenindeki hareketine bağlı olarak görüntülenen objelerin kadrajda hareket etmemesi için kameranın ya da teleskobun bağlı olduğu kundak veya montür adı verilen cihaz, optik sistemi gök cisimlerinin tam aksi yönde hareket ettirmek suretiyle objeleri kadrajda sabit tutarak uzun pozlama süreleri elde edilmesini sağlar. Aksi takdirde gök cisimlerinin yerine çizgilerden oluşan bir görüntü elde etmiş oluruz.

Ayrıca astrofotoğrafçılık; mekanik, elektronik, meteoroloji ve astronomi disiplinleri konusunda da belirli bir seviyede bilgi birikimi olmasını gerektirdiği için oldukça fazla mesai ve emek barındıran bir fotoğrafçılık türüdür.

Astrofotoğrafçılığın Alt Dalları

Geniş Alan Astrofotoğrafçılığı

Samanyolu’nun, takımyıldızların, meteor yağmurlarının yeryüzünden manzaralar da eklenerek fotoğraflandığı ve ekipman olarak minimum ihtiyaçlarla yapılabilecek en temel astrofotoğrafçılık türüdür. Bu tür astrofotoğraf çekimi için ihtiyaç duyacağınız ekipman bir DSLR kamera, geniş açı bir lens ve sağlam bir tripoddan ibarettir.

Güneş, Ay, Gezegen Astrofotoğrafçılığı

Dünyamıza en yakın gökyüzü objelerini kadraja almak isterseniz, Ay, Güneş ve Güneş sistemi gezegenlerinin farklı metotlarla fotoğraflarının çekilmesi gerektiğini bilmelisiniz. Güneş, zaten kendisi bir doğal ışık kaynağıdır. Ama onun koronası altında yatanları görmek isterseniz, özel ekipman ve ayarlara ihtiyaç duyacaksınız demektir. Bundan farklı olarak Ay ve diğer gezegenler ise güneşten aldıkları ışığı yansıtarak bize görünür hale geldiklerinden, onların yüzey özelliklerini ve detaylarını seçebilmek için daha farklı ekipman ve çekim ayarları uygulamak gerekecektir. Kısaca değinmek gerekirse Güneş Sistemi fotoğrafçılığında ağırlıklı olarak fotoğraf yerine video çekme yöntemi uygulanır. Bu yöntemde belirli bir süre çekilen video özel yazılımlarla karelere ayrılarak en iyileri seçilip hizalanır ve birleştirilir.

Derin Uzay Astrofotoğrafçılığı

Derin uzay dediğimizde aklımıza, güneş sistemimizin ötesi gelmelidir. Yıldızlar, galaksiler, nebulalar, kuyruklu yıldızlar gibi objeler derin uzay objeleri başlığında toplanırlar. Çekimi en zahmetli ve zor astrofotoğrafçılık çeşididir. Takip performansı, ışık kirliliği, termal gürültü ile mücadele ve atmosfer koşulları bu fotoğrafçılık türünde kritik öneme sahiptir.

Karşılaşılan Temel Sorunlar ve Çözüm Yöntemleri

Astrofotoğrafçılığı ilgi alanlarına göre sıraladıktan sonra biraz da fotoğraf çekimi sırasında karşılaşılan ana sorunlardan ve çözümlerinden bahsedelim:

Sensör Sıcaklığıyla Baş Etmek

Bilindiği üzere uzun pozlama tekniği, fotoğraf makinesinin sensörüne düşen foton sayısını arttırmak amacıyla sensörün belli bir süre boyunca çalışmasını gerektirmektedir. Çalışan sensör içerisinden geçen elektrik akımı nedeniyle ısı üretir ve çekilen kareler üzerinde “hot pixel” adı verilen birtakım istenmeyen izler bırakır. Bu izler ısınan piksellerin fotoğraf üzerinde noktalar şeklinde bazen birkaç pikseli kapsayacak şekilde bitişik halde iz bırakması şeklinde kendini gösterir. Bu olumsuz etkiyle baş etmek için birkaç yöntem ayrı ayrı veya birlikte kullanılmalıdır.

Birinci ve en basit yöntem sensörü soğutmaktır. Peki bunu nasıl yapabiliriz?

DSLR makinelerde sensör doğrudan makinenin içinde gömülü olduğundan sensöre doğrudan ulaşarak soğutma işlemi yapmak çok zordur. Bazı firmalar tarafından “astro modification” adı verilen yöntemlerle sensöre doğrudan veya dolaylı olarak soğutma sistemi entegre edilmektedir. Doğrudan soğutma direk sensör çipinin altında yerleştirilen ve peltier adı verilen sistemle yapılmaktadır. Dolaylı yöntem ise fotoğraf makinesinin gövdesinin dışından sensörün arka tarafına soğuk hava akımı verilerek mümkündür.

DSLR makinelerin bu dezavantajlarından dolayı astrofotoğrafçılık için özel üretilmiş CMOS veya CCD sensörlü kameralar üretilmiştir. Bu kameralar doğrudan sensöre entegre peltier soğutucularla sensörü ortam sıcaklığının 25 ile 60 derece altına kadar soğutabilmektedir. Ne kadar düşük sıcaklık o kadar düşük “hot pixel” demektir. Bu nedenle profesyonel astronomlar ve astrofotoğrafçılar ağırlıklı olarak bu tip kameraları tercih etmektedirler.

İkinci yöntem ise karanlık kareler adı verilen kareler çekilerek sıcak piksellerin tespit edilmesi ve bu piksellerin fotoğraftan spesifik yazılımlar kullanılarak çıkarılması yöntemidir.

Dark kareler çektiğimiz normal karelerle aynı sürede, aynı ISO değerinde ve aynı sensör sıcaklığında, objektifin veya teleskobun kapağının tamamen kapalı olarak çekildiği karelerdir. Bu karelerden birden fazla çekilerek sıcak piksellerin haritası oluşturulur ve ana kareden yazılım aracılığıyla temizlenir.

Dark karelerin light kareler adı verilen ve fotoğraflanan gök cisminin asıl verisini içeren karelerle aynı veya daha uzun süre pozlama süresi ile optik yol tamamen kapalı bir şekilde karanlıkta çekilmesi gerekir.

Ayrıca sensör çipinden oluşan parazitler için BIAS kareler ve optik yoldaki kusurlar için FLAT karelerin çekilmesi gerekmekte olup bu karelerin nasıl çekileceğine dair detaylı bilgiler yazının ilerleyen bölümlerinde verilecektir.

Objelerin Kadrajda Tutulması (Takip Edilmesi)

Astrofotoğrafçılığa konu objeler dünyanın kendi eksenindeki hareketine bağlı olarak hareket halindeymiş gibi göründükleri için bu cisimlerden yola çıkan fotonların sensör üzerinde farklı noktalara düşmemesi gerekir. Aksi durumda uzun pozlama nedeniyle bu cisimler hareket yönleri doğrultusunda birer çizgi gibi görülecektir. İşte burada montür veya kundak (mount) adı verilen cihazlar devreye girer.

Bu cihazlar dünyanın eksen hareketinin tersi yönde hareket ederek gök cismini takip ederek ışığın sensör üzerinde hep aynı noktaya düşmesini sağlarlar. Bu ekipmanların çalışma sistemleri içerisinde çok farklı türde cihaz bulunmakla birlikte her biri ayrı bir yazının konusu olacak kadar geniş kapsamlı olup konu ile ilgili detaylı teknik bilgi gerektirmektedir.

Işık Kirliliği ve Olumsuz Etkileri

Işık kirliliği, yanlış yerde, yanlış miktarda, yanlış yönde ve yanlış zamanda ışık kullanılmasıdır. Şehirlerde giderek artan aydınlatma ihtiyacı ve gereğinden fazla aydınlatma yapılması yeryüzünden saçılan ışık nedeniyle gökyüzü cisimlerinin gözlemlenmesini ve görüntülenmesini engeller. Sokak lambaları, yerden dikine bina aydınlatmaları, reklam tabelaları, güvenlik aydınlatmaları ve konutlardan saçılan ışık başlıca ışık kirliliğini oluşturan faktörlerdir.

Işık kirliliğiyle astrofotoğrafçılık açısından baş etmenin en etkili ve basit yolu ışık kirliliğinden uzak bir bölgede çekim yapmaktır. Bunun için internet üzerinde yer alan web sayfalarından bilgi alınarak en uygun bölge seçilebilir.

www.lightpollutionmap.info

Ülkemiz Avrupa ülkelerine göre ışık kirliliği konusunda nispeten daha şanslıdır. Ankara, İstanbul, İzmir, Kocaeli gibi çok büyük şehirlerde yaşamıyorsanız bulunduğunuz şehirden biraz uzaklaşarak astrofotoğraf çekimi için uygun bir gökyüzü bulmanız mümkündür.

Ancak bu mümkün değilse yapılması gereken City Light Suppression Telescope Filter (CLS) veya Light Pollution Suppressor (LPS) adı verilen ve belli bant genişliğinde filtreleme yapan filtreler kullanmaktır.

Bu filtreler ışık kirliliğinin dahil olduğu bant genişlikleri ile birlikte gökcisimlerinden gelen ışığın içinde bulunduğu bantta da filtreleme yaptıkları için veri kaybına neden olurlar. Bu filtrelerle çekim yapılacaksa pozlama süresinin arttırılması gerekeceğinden, uzayan poz süresine bağlı olarak oluşabilecek arka plan parlaması da dikkate alınarak optimal poz süresi ayarlanmalıdır. Filtre ışık kirliliği için kalıcı bir çözüm olmayıp fotoğrafların işlenmesi sürecinde de oldukça emek sarf edilmesine neden olan geçici bir çözümdür.

Kullanılan Başlıca Ekipmanlar

DSLR veya CCD/CMOS Kameralar

Astrofotoğrafçılık için genellikle uygun fiyatları ve performansları nedeniyle DSLR kameralar tercih edilmektedir. DSLR kameralar kullanım kolaylığı, uygun fiyatları, astrofotoğrafçılık dışında diğer fotoğrafçılık alanlarında da kullanım imkanı olması, harici bir bilgisayar gerektirmeden çekim yapabilmesi gibi sebeplerden ötürü ağırlıklı olarak tercih edilirler.

DSLR kameralar tercih edilecekse hangi marka ve modelin tercih edilmesi gerektiğine dair yazımıza buradan ulaşabilirsiniz.

Ayrıca astronomik amaçlar için özel olarak üretilen aktif/pasif soğutma sistemine sahip CCD veya CMOS sensörlü kameralar da tercih edilebilir.

Tripod ve Montürler

Astrofotoğrafçılığa bir tripod ile başlamak genelde çoğu astrofotoğrafçı için ilk adımdır. DSLR makine, geniş açı lens ve sağlam bir tripodla geniş alan astrofotoğrafçılığına ilk adımı atabilir ve samanyolu yeryüzü kompozisyonlarıyla oluşturduğunuz karelerle güzel işler ortaya koyabilirsiniz.

Burada dikkat etmeniz gereken husus, kullanacağınız tripodun sağlam, titreşimleri sönümleyebilecek ve taşınabilir özellikte olmasıdır. Ayrıca tripodun fotoğraf makinesi ile olan bağlantı kısmında “ballhead” adı verilen mekanizmanın olması kompozisyonunuzu doğru olarak ayarlamanızda yardımcı olacaktır.

Odak uzaklığınız arttıkça veya bir teleskop aracılığıyla fotoğraf çekecekseniz görüş alanınız daralacağı ve büyütme miktarı artacağı için hareketli gökcisimlerini takip edebilecek bir sisteme ihtiyacınız olacaktır.

Yukarıda da anlatıldığı gibi derin uzay astrofotoğrafçılığı için ekvatoryel kundaklar, güneş, ay ve gezegen fotoğrafçılığı ile uğraşacaksanız ALT/AZ kundaklar tercih edilmelidir. Ekvatoryel kundaklar her alanda kullanabilir olup yapıları gereği ağır ve pahalıdırlar.

Optik Sistemler

Geniş alan astrofotoğrafçılıkta daha kısa odaklı geniş açı lenslere ihtiyaç duymaktayız. Bu yüzden full frame makinelerde 35mm veya mümkünse daha kısa, APS-C makinelerde ise 24mm veya daha kısa odak uzaklığı olan lensleri seçmemiz gerekmektedir.

F sayısı lensin odak uzaklığının açıklığına bölünmesiyle elde edilir ve kabaca açıklığa bağlı olarak lensin ışık toplama kapasitesini verir. Küçük f sayısına sahip olan lensler daha hızlı, açıklığı daha büyük yani ışık toplama kapasitesi daha yüksek lenslerdir. Astrofotoğrafçılığın konusu çok sönük objeler olduğu için fiyat nispeten yüksek de olsa f/2.8 değeri ve mümkün ise daha altı f sayısına sahip lensler tercih edilmelidir.

Gezegen ve ay fotoğrafçılığında ise F değeri yüksek SCT veya mercekli teleskoplar daha uygundur. Eğer derin uzay astrofotoğrafçılığı yapacaksanız F değeri düşük yani hızlı teleskopları tercih etmelisiniz. Taşıma ve kullanım kolaylığı açısından mercekli ve SCT/Maksutov teleskoplar, düşük fiyata yüksek ışık toplama kapasitesi elde etmek istiyorsanız Newtonian tipi teleskopları tercih edebilirsiniz.

Planlama Süreci

Astrofotoğrafçılık, normal fotoğrafçılık uygulamalarından farklı olarak fotoğraf çekiminin detaylı olarak planlanması (çekimin yapılacağı yer, ışık kirliliği, ayın evresi, fotoğrafı çekilecek objenin konumu vb.), fotoğrafların çekilmesi, kalibre edilmesi, istiflenmesi ve sonunda düzenlenmesi gibi çekim öncesi ve sonrası birçok işlemi de içerisinde barındıran bir süreçtir.

Fotoğraf çekimine ne zaman, nasıl ve nerede başlanacağı konularında planlama yapılması şarttır. Öncelikle çekimi yapılacak objenin gece boyunca gökyüzündeki konumunun tespiti, çekim yapılacak alanda görüş alanını kapatan ağaç, bina elektrik direği vb. cisim olup olmadığının tespiti çok önemlidir. Aksi takdirde çekime başladıktan sonra gök cisminin görüş alanı dışında kalması vakit kaybına neden olacaktır.

Fotoğraf çekilecek alanın ışık kirliliği açısından konumu, hava koşullarının (sıcaklık-nemlilik-rüzgar) önceden tespiti fayda sağlayacaktır. Örneğin aşırı nemli veya aşırı rüzgarlı bir bölgede çekilen görüntüler bu koşullardan olumsuz etkileneceğinden bağıl nemin ve rüzgarın az olduğu ışık kirliliğinden uzak ve rakımın yüksek olduğu bir bölgenin tercih edilmesi gerekmektedir.

Çekim Süreci

Ekipman Kontrolü ve Ayarlama

Tüm hazırlıkları tamamladıktan sonra çekim sürecine hazırsanız sırasıyla hangi işlemleri yapmamız gerektiğine bakalım.

Teleskobunuzun zemine paralel olacak şekilde hizalamasını yapın.

Teleskobun kabaca kutup ayarını yapın.

Teleskobun kaba denge ayarını yapın.

DSLR – Lens – Tripod üçlüsünü kullanıyorsanız tripodun sağlam ve dengede olduğundan, fotoğraf makinesinin bağlantılarının düzgün şekilde yapıldığından emin olun.

Tüm kablo bağlantılarını kontrol edin ve montürün hareketi nedeniyle kabloların takılmasına neden olacak riskleri ortadan kaldırın. (Velcro veya plastik kelepçe kullanabilirsiniz)

Teleskobun ince kutup ayarını yapın

Goto kundaklarda 3-Star Alignment yapın.

Parlak bir yıldızda elle odak ayarı yapın. (Bahtinov maskesi veya Motorfocus kullanılabilir)

Kılavuz sistemini çekeceğiniz hedefin olduğu bölgede kalibre edin. Optik sistemi iç ortamdan çıkardıysanız sıcaklığın dengelenmesini bekleyin.

Deneme çekimi yaparak takip hassasiyetini ve odaklamayı kontrol edin. Light karelerin çekimine başlayın.

Kalibrasyon Karelerinin Çekimi

Light karelerin çekiminden sonra kalibrasyon için sub-frame adı verilen alt karelerin de çekileceğinden bahsetmiştik. Bunlar sırasıyla:

Dark Kareler

Bias Kareler

Flat Kareler olmak üzere üçe ayrılır.

Dark Kareler

Dijital fotoğraf makinelerinin sensörleri çalıştıkları sürece ısı üretirler ve bu ısı çekilen fotoğrafta bazı piksellerin üzerinde olumsuz etki yaratır. Bu olumsuz etki kendini beyaz ve renkli noktalar olarak göstermektedir. Bunun önüne geçmek için yapmamız gerekenleri yazının başında anlatmıştık. Bu yöntemler arasında yer alan dark kareler termal gürültü ile baş etmenin en etkin yollarından biri olup şimdi bu karelerin nasıl çekileceğine değineceğiz.

Dark kareler, gökyüzü objelerinden gelen fotonlara ait bilgileri içeren light kareleriniz ile aynı sıcaklıkta, aynı pozlama süresinde aynı ISO veya gain değerinde çekilmelidir. Dark kareler çekilirken optik yol, ışık almayacak şekilde izole edilir. Teleskobun veya lensin kapağı kapatılarak gerekirse etraftan ışık sızmasını önleyecek tedbirler alınarak çekeceğiniz dark kareler sensörde oluşan termal gürültünün haritasını çıkarmak için kullanılır.

Dark kareler kameranızın termal gürültü performansına bağlı olarak çektiğiniz light karelerin sayısının en az üçte biri sayıda çekilmelidir.

Örneğin 180 saniyelik 60 adet light kare çekilmiş ise en az 20 tane 180 saniyelik dark kare çekilmelidir.

Dark kareler oluşturulurken sensör sıcaklığının light kareler ile aynı sıcaklıkta olmasına dikkat edilmesi gerekir. Bu yüzden gece boyunca ortam sıcaklığının da değiştiğini düşünerek çekime başlamadan önce – ortasında ve sonunda olmak üzere 3 parça halinde dark kare çekmek en iyi yöntemdir.

Bias Kareler

Bias kareler fotoğraf makinesinin elektronik bileşenlerinin sensöre düşen fotonların dijital veriye çevrilmesi sırasında oluşturduğu ve genellikle benzer bir dizilime (fixed pattern) sahip olan gürültüdür. ain değerinde çekilir. Ancak bias karelerin pozlama süresi makinenin el verdiği en düşük pozlama süresi olmalıdır.

Genellikle çektiğiniz light kare sayısına da bağlı olmakla birlikte en az 20-50 arası bias kare çekmeniz tavsiye edilir. Çektiğiniz light kare sayısı arttıkça BIAS kare sayısını da arttırmanız, bu gürültünün ayıklanması işlemi sırasında daha faydalı olacaktır.

Flat Kareler

Flat kareler kısaca optik yolun bir portresidir. Flat kareler optik yolda oluşan vinyet etkisi, sensörün ya da optik bileşenlerin (mercek, filtre, odak düşürücü vs.) üzerindeki toz zerreciklerinin oluşturduğu gölgelerin tespiti amacıyla çekilirler.

Dark ve bias karelerin aksine, flat kareler ışıklı ortamda çekilirler. Optik sitemlerde merceklerin ve aynaların orta kısımları kenarlara oranla daha fazla ışık toplarlar veya geçirirler. Ayrıca optik yolda bulunan toz veya lekelerin çektiğiniz karelerde etkisi light kareleri istifledikçe artar. İşte bu olumsuz etkileri ortadan kaldırmak amacıyla flat kareler adı verilen kareler çekilir.

Flat karelerin çekilmesi için genellikle lightbox adı verilen ve zemini homojen aydınlatılmış ekipmanlar kullanılsa da bu kareleri güneş doğarken ya da batarken güneşi arkanıza alarak doğrudan gökyüzünden çekebileceğiniz gibi, optik tüpün önüne beyaz bir t-shirt çekerek ya da laptop ekranında notepad ile boş beyaz bir sayfa açarak da çekebilirsiniz.

Flat kareler çekilirken mümkün olan en düşük pozlama süresinde yukarıda belirttiğimiz koşullarda çekim yapılır. Çektiğiniz light kareler ile orantılı olarak en az 20-50 arası flat kare çekmeniz tavsiye edilir. Flat kareler çekilirken dikkat edilmesi gereken diğer bir husus da light kareler çekilirken kullanılan filtrelerin light kareler çekilirken de kullanılması gerektiğidir.

Çekilen Karelerin İşlenmesi

Astrofotoğrafçılıkta elde edilen görüntüleri çekmek kadar bu görüntüleri işlemek de ayrı bir süreçtir. Çekilen karelerin elenmesi, en iyi olan karelerin elenmesi, kalibrasyon kareleri ile işlenerek istiflenme sürecinin her biri ayrı ayrı yazıların konusu olacak kadar detaylıdır.

Raw formatında çekilen karelerin ve gezegenlerin görüntülenmesi sırasında elde edilen videoların işlenmesinde başlıca aşağıda belirtilen programlar kullanılmakta olup yazılımlara ilişkin rehberlere astronomidefteri.com web sayfasından ulaşabilirsiniz.

Kullanılan Programlar:

1 – Pixinsight ( İstifleme – İşleme)

Astrofotoğrafçılar tarafından en çok tercih edilen yazılım olan Pixinsight onlarca modülden oluşmakta olup özellikle derin uzay fotoğraflarının işlenmesinde en güçlü araçlardan biridir.

2 – Deep Sky Stacker( İstifleme – İşleme)

Kullanım kolaylığı ve hızı açısından en çok tercih edilen istifleme ve düzenleme yazılımıdır. Pixinsight kadar fazla seçenek sunmasa da özellikle çekilen karelerin istiflenmesinde en ok tercih edilen yazılımlardan biridir.

3 – Backyard EOS ve Backyard NIKON:

Canon ve NIKON DSLR kullanıcılarının makine üzerinde herhangi bir müdahaleye gerek kalmaksızın fotoğraf çekebileceği capture yazılımıdır. Otomasyon özelliği olan program ile çekimlerinizi bilgisayar bağlantısı ile hızlı bir şekilde yapabilirsiniz.

4 – Registax:

Gezegen ve ay fotoğrafçılığı için çekilen videoları karelere ayırıp hizalayarak tekrar istifleyen ve düzenleme imkanı veren güçlü bir yazılımdır.

http://astronomidefteri.com/temel-astrofotografcilik-bilgileri/

Yazının tamamını ve görselleri buradan inceleyebilirsiniz.