Astrofilters: sterren 's nachts fotograferen met aangepaste camera's

Infraroodfotografie staat erom bekend bekende landschappen in een abstract, artistiek en nieuw licht te tonen. Bij astrofotografie of sterrenfotografie gaat het er echter meer om de objecten zo "natuurlijk" mogelijk af te beelden, precies zoals we ze zien. Dit is vooral belangrijk voor nachtlandschappen, waar ook een spannende voorgrond moet worden gefotografeerd.

Voordelen van een astromodificeerde camera

Moderne digitale camera's hebben een uitstekende gevoeligheid in combinatie met een goed ruisgedrag en een hoog dynamisch bereik. Je kunt zelfs de sterrenhemel in acceptabele kwaliteit vastleggen met een smartphone. Dus wat valt er in hemelsnaam te verbeteren aan dit type fotografie? Om deze vragen te beantwoorden, moeten we het hebben over de delen van het spectrum die we met een normale camera niet meer kunnen zien.

Wat is H-alfastraling?

Een lichtgevend voorwerp straalt licht uit. Dit kan een kaars, een LED-lamp of een ster zijn. Het licht is echter niet hetzelfde: afhankelijk van de lichtbron verschilt het in zijn spectrum - eenvoudig gezegd, in de verdeling van kleuren. Wat wij waarnemen als wit licht is eigenlijk een mengsel van alle spectrale kleuren. Hoe een spectrum eruit ziet, dat wil zeggen welke kleuren het bevat, hangt onder andere af van de samenstelling van de lichtbron op deeltjesniveau. Verreweg het meest voorkomende atoom in het heelal is waterstof (symbool H) en nu wordt het weer interessant.

Wanneer waterstof wordt geëxciteerd (bijvoorbeeld door warmte of straling), zendt het licht uit. Maar geen wit licht, maar zeer discrete golflengten (d.w.z. kleuren). De sterkste golflengte is de zogenaamde H-alfastraling - deze heeft een golflengte van precies 656,28 nanometer (nm). Deze golflengte komt overeen met een dieprode kleur in het spectrum dat wij kunnen zien. Hoewel we deze golflengte nog net met onze ogen kunnen zien, hebben de meeste digitale camera's hier helaas moeite mee.

Astrofotografie met een normale camera

Afhankelijk van de fabrikant en het model is de H-alfa-gevoeligheid van een digitale camera slechts tussen de 10 en 30 %, meestal rond de 15 %. Hierdoor zijn deze spectrale bereiken praktisch onzichtbaar in de toch al zeer donkere nacht. Dit komt door het UV/IR-blokkeringsfilter (ook wel hotmirror genoemd) dat fabrikanten direct voor de sensor plaatsen. Dit is nodig voor een goede kleurweergave overdag, maar is voor astrofotografen net zo'n doorn in het oog als voor astrofotografen. Infraroodfotografen. Daarom wordt het blokkeerfilter tijdens de astromodificatie verwijderd en vervangen door een filter dat de H-alfastraling doorlaat.

Camera met astromodificatie vs. normale camera

Hoewel het aandeel waterstof in het heelal erg groot is, is de verdeling niet uniform. Er zijn objecten aan de nachtelijke hemel die een zeer laag aandeel H-alfastraling uitzenden en er zijn objecten die bijna uitsluitend in dit bereik uitzenden (bijvoorbeeld sommige nevels). Een verhoogde H-alfa-gevoeligheid maakt deze gebieden in de eerste plaats zichtbaar in de beelden, wat resulteert in een veel interessanter en "kleurrijker" beeld. Wat echter niet significant wordt verbeterd door een conversie, is de basisgevoeligheid van de camera. Hoewel er theoretisch meer licht de sensor bereikt, is de werkelijke winst in helderheid minder dan 1/3 EV.

Welke filters zijn geschikt voor een H-alfa conversie

Voor astrofotografie is een pure IR-camera met een 630 nm infraroodfilter bijvoorbeeld niet de beste keuze. Natuurlijk zijn de camera's na de conversie gevoelig genoeg om de sterren 's nachts vast te leggen en zien ze ook de H-alfa gebieden van het spectrum. Maar, zoals in het begin beschreven, is astrofotografie meestal geïnteresseerd in het weergeven van natuurlijke omstandigheden. Als je zin hebt om op sterrenjacht te gaan met een infraroodcamera, willen we je nu niet tegenhouden.

Volledige spectrumconversie voor astrofotografie

A Volledig spectrum conversie met 280 nm langdoorlaatfilter opent de camera het volledige spectrum van UV tot IR, dus inclusief het H-alfa bereik. Een dergelijke camera kan zonder extra filters worden gebruikt met een echte winst in gevoeligheid. Aan de andere kant ben je heel flexibel en kun je opschroeffilters op de lens of telescoop gebruiken om het spectrum te versmallen. Multispectrale beelden met smalle bandpass filters en meer wetenschappelijke analyses zijn mogelijk, je hebt echt maximale vrijheid met zo'n camera.

De kleuren die worden geproduceerd door een volspectrumcamera zijn echter duidelijk "afwijkend" door de mengeling van verschillende golflengten en vereisen uitgebreide nabewerking als er geen extra filters worden gebruikt. Met lange brandpuntsafstanden en telescopen kan dit meestal relatief eenvoudig worden gecorrigeerd met behulp van een witbalans. Naast de verschoven kleuren worden ook andere zwakke punten van het objectief zichtbaar. UV- en IR-licht, die in bepaalde verhoudingen op de sensor vallen, worden in verschillende mate gebroken. In principe is een verhoogde mate van chromatische aberratie en kleurfranje te verwachten, waardoor "naakt" fotograferen zonder extra filters problematisch is.

Zodra er echter foto's worden gemaakt met groothoeklenzen, zijn er nog meer problemen - voornamelijk door de alomtegenwoordige lichtvervuiling. Met een volspectrumcamera krijgt deze een groenige kleur in plaats van de gebruikelijke geeloranje tint. Daarnaast kan, afhankelijk van de lichtvervuiling in de directe omgeving, een duidelijke paarse verkleuring van de vegetatie optreden.

We kunnen een full-spectrum conversie niet aanbevelen voor nachtlandschappen met groothoeklenzen omdat de infrarode componenten van de lichtvervuiling het beeld negatief beïnvloeden. Het gebruik ervan op een telescoop kan echter nuttig zijn, vooral met extra filters.

Cameraconstructie met een "echt" astrofilter

Een "echt" astrofilter, ook wel luminantiefilter genoemd, is een UV/IR-blokkeringsfilter dat alleen het zichtbare spectrale bereik doorlaat, net als het originele blokkeringsfilter. Het astrofilter is echter iets langer open in het nabij-infraroodgebied, waardoor het H-alfa-spectrum ongehinderd de sensor kan bereiken. Kwaliteit is natuurlijk ook hier de hoogste prioriteit, we gebruiken de Astrofilter van Optolong voor onze astromodificaties.

Een "goed" astrofilter heeft vrijwel geen problemen met chromatische aberraties omdat er geen UV- of infraroodgebieden in het lichtpad komen. Bovendien is er geen atypische verkleuring van de lucht of vegetatie door lichtvervuiling; het landschap in het beeld ziet er natuurlijk en evenwichtig uit. Natuurlijk is er een kleurverschuiving naar rood, maar dit kan snel en eenvoudig worden gecorrigeerd met een eenvoudige witbalans - zelfs met groothoeklenzen.

Al met al heeft het astrofilter praktisch alle nadelen van een fullspectrumconversie weggenomen (zelfs als er geen verhoogde basisgevoeligheid kan worden waargenomen). Eén belangrijk nadeel blijft echter bestaan: deze filters zijn relatief duur en brengen een aanzienlijke meerprijs met zich mee in vergelijking met een volspectrumcamera. Als je toch al van plan bent om extra (bandpass) filters aan te schaffen, is een full-spectrum conversie gunstiger, in ieder geval voor het werk aan de telescoop.

Tot slot is er een uitstekende manier om een fullspectrum of astromodified camera 's nachts te gebruiken als astrocamera en overdag als gewone camera: Met onze Normale Plus inschroeffilters. Dit zijn inschroeffilters die rechtstreeks op de lens worden bevestigd. Helaas werken astrofilters niet met groothoeklenzen (minder dan 50 mm KB-equivalent) voor de lens, daarom moeten deze filters voor de sensor worden geplaatst.

Welke camera is het meest geschikt voor een astroconversie?

Net als bij een infraroodconversie geldt voor een astroconversie: de sensoren van alle fabrikanten zijn vrijwel identiek wat betreft hun gevoeligheid in het H-alfa-spectrumbereik. Veel interessanter en belangrijker is het ruisgedrag en het dynamisch bereik van de sensor - we fotograferen immers in zeer donkere lichtomstandigheden met hoge ISO-waarden. Dit is geen grote uitdaging voor alle camera's die sinds halverwege de jaren 2010 op de markt zijn gekomen. Helaas hebben zelfs oudere camera's moeite met deze discipline. Kortom: elke redelijk moderne camera is geschikt voor een astroconversie.

Er is echter één technische beperking, waardoor niet alle camera's van de Prijslijst ook in de Winkelen voor de Astro-conversie beschikbaar zijn. Sommige camera's hebben een interne infrarood-LED, die vaak deel uitmaakt van het sluitermechanisme. Het strooilicht van deze LED's verstoort het beeld tijdens een nachtopname en maakt het in het ergste geval onbruikbaar. Dit probleem doet zich bijvoorbeeld voor bij alle Sony Alpha 7 camera's van de 2e generatie en daarom kunnen deze niet worden geselecteerd voor een astroconversie.