Любительская фотосъёмка Луны
Яркое впечатление из детства. Ясный морозный вечер. В небе зажигаются первые звёзды, и одна из них переливается радужным игривым бриллиантом. Из-за горизонта величественно и грозно выплывает сплюснутая Луна тёмно-вишнёвого оттенка.
Всякий раз лунные восходы производили чарующее, магическое впечатление, заставляли остановиться и любоваться собой. Спустя много лет я научился фиксировать этот волшебный миг при помощи фотокамеры и специализированной оптики. О своём опыте я хочу поведать тебе, дорогой читатель.
Рисунок, реконструирующий то самое впечатление, цифровая живопись
▍ Фотообъективы, фотокамеры, штатив
Бо́льшую часть кадров с Луной я снял на советский зеркальный телеобъектив ЗМ5А 500 мм f/8, название которого расшифровывается как «зеркально-менисковый». В короткий бочонкообразный корпус уместились полметра фокусного расстояния за счёт переотражения лучей света внутри конструкции. Объектив тяжёлый, имеет встроенную бленду, массивную металлическую крышку и резьбу для крепления штатива.
Объектив имеет удачную конструктивную особенность: фокусировочное кольцо вращается «за бесконечность», что даёт возможность снимать владельцам фотокамер Nikon без корректирующей линзы. Однако у некоторых камер выступ фотовспышки может упираться в задний край объектива, что не позволит надеть его на камеру. По счастливой случайности ЗМ5А имеет фигурную бороздку на заднем крае, куда аккурат влезает вспышка моего Nikon D800. У объектива есть возможность сменить байонет (хвостовик) на никоновский, который выпускался в советское время. Это удобная опция у объективов, помеченных буквой «А» в названии. Существует облегчённая и упрощённая версия объектива — ЗМ5СА, с которой я также имел опыт работы.
Советская промышленность выпускала и другие зеркальные объективы, например, модели «Рубинар» и МТО с фокусными расстояниями 300, 500, 1000 миллиметров. Они нередко попадаются на вторичном рынке и на онлайн-барахолках.
На мой взгляд, самое оптимальное фокусное расстояние для съёмки Луны в пейзаже — это 500 или 300 мм, метровые имеют слишком узкое поле зрения, малоприменимое для каких-либо иных съёмок.
Зеркальные объективы не имеют регулируемой диафрагмы и обладают характерным боке в виде кружочков.
Также я применяю лёгкий трёхсотмиллиметровый ретро-объектив Nikkor 300 мм f/4.5 ED IF AI-S, оснащённый блендой и штативной лапой.
Чаще я снимаю на камеру Sony NEX 5n, она удобная, быстрая и имеет удобный интерфейс управления. Я не очень требователен к продвинутости технического оснащения, и мне хватает возможностей этой беззеркалки.
У меня два китайских штатива фирмы Benro: один лёгкий и компактный, другой потяжелее и помощнее. Как показал опыт, они оба пригодны для съёмки и оба способны испортить изображение (об этом далее). Мне кажется, что можно использовать любой доступный вам штатив, если он не имеет люфтов в конструкции, потому что любой штатив придётся стабилизировать.
▍ Атмосферная рефракция
Обращали ли вы внимание, как оставленный в прозрачном стакане с чаем кубик сахара растекается по дну прозрачной лужицей насыщенного раствора? Если жидкость осторожно перемешивать, будет видно внезапное помутнение около границы плотностей. Тот же эффект виден при растворении спирта в воде или насыщенного раствора поваренной соли.
СС0, Bernal Saborio
Подвижные неоднородности плотности воздуха в толще атмосферы искажают изображение, делая его как бы колыхающимся, размывающимся мелкой подвижной рябью. Этот эффект особенно заметен, когда поверхность земли прогревается солнечными лучами, и тёплый воздух поднимается вверх конвективными потоками.
В сочетании с выдержкой в треть секунды это движение неизбежно приводит к снижению резкости изображения. Каким бы совершенным ни был объектив, сама атмосфера размоет детали на снимке. Нужно быть готовым к тому, что мелкие детали будут замыливаться.
Астрофотографы-планетчики и астрономы знают про понятие «астрономическая видимость» или «сиинг» и научились компенсировать атмосферные искажения при помощи аппаратных и программных средств. В больших стационарных телескопах применяются системы с адаптивной оптикой, которые при помощи быстрых механических актуаторов изменяют кривизну гибкого зеркала компенсатора искажения.
Астрономы применяют программную обработку серии изображений небесных тел, которая называется «стекинг». Я никогда не снимал через телескоп и знаком с темой поверхностно. Если вам интересно, рекомендую замечательный русскоязычный канал о лунной съёмке и астрономии DS Astro.
▍ Колебания штатива, вызываемые ветром и движением затвора
Взгляните на изображение. В кадре пролетает заходящий на посадку самолёт, и его фары и навигационные огни оставили яркие треки. Двигающиеся точечные источники и неподвижная камера создали некоторое подобие осциллографа.
2011.02.23, Nikon D90, ISO 200, 4 сек. 200 мм
Я разделил верхний трек фары на три части. Часть «A» — это момент, когда палец находится на кнопке спуска и мы можем наблюдать высокочастотные колебания, вызванные вибрацией затвора и зеркала.
Часть «B» отображает упругие колебания самого штатива, которые утихают за 2–3 секунды. На этой фотографии видно, что полного погашения вибрации не наступило и колебания сохраняются на всём протяжении экспозиции кадра. Это следствие умеренного порывистого ветра, дувшего во время съёмки.
Я провёл небольшое полевое испытание, чтобы выяснить, что вызывает вибрацию и сколько времени требуется для успокоения колебаний моего алюминиевого штатива Benro. Из опыта стало ясно, что источником микроколебаний является перемещение механических частей затвора и зеркала, а также нажатие кнопки спуска пальцем (так как нажатие на кнопку неизбежно передаёт механическое усилие на штатив, незначительно деформируя его).
С уверенностью могу сказать, что лучше всего снизить вибрации помогает комплекс мер:
- Если вы снимаете на зеркалку, активируйте режим предварительного подъёма зеркала.
- Как можно плавнее нажимайте на кнопку спуска и снимайте руку после нажатия. Ещё лучше, если вы не будете отпускать камеру вообще. Так руки послужат естественным демпфером для упругой системы «штатив-камера».
- Если есть возможность снимать с задержкой и электронным затвором, это будет самое лучшее сочетание.
- Прячьте камеру от ветра. Для этого подойдут кусты, стены, большие камни и т. п. Используйте минимально возможную длину ног штатива.
- Если у вас есть возможность обернуть ноги штатива чем-то мягким, это послужит отличным демпфером. Я использовал одеяло и несколько раз свой мягкий фото-рюкзак, который засовывал под штатив. Его распирающее усилие создавало отличную стабилизацию.
- Также можете попробовать мягко обхватить камеру руками во время экспозиции. Однако этот метод подойдёт не всем, так как микродвижения рук и тела могут давать колебания на всю конструкцию.
- Метод картонки. Этот забавный метод не раз меня выручал при съёмке в безветренную погоду. Если вы вспомните «осциллограмму» колебаний, которую я приводил выше, то можете схитрить: выставить выдержку заведомо на 3 секунды больше, чем требуется. Нужно, не касаясь оправы, поставить перед передней линзой какую-нибудь непрозрачную пластинку, и убрать её после 3 секунд, пока камера на штативе успокаивается. Этот способ может показаться странным, но бывает полезен, особенно когда нужно снять пейзаж ночью с длинной выдержкой. Просто возьмите его на заметку.
▍ Одежда и средства защиты
У астрономов есть правило: одеваться на наблюдения так, если бы температура упала на десяток градусов ниже, чем показывает прогноз. Старайтесь одеваться как можно теплее, возьмите шапку и перчатки. На ветру и на природе вы будете терять тепло, особенно выжидая кадр, стоя неподвижно. Я множество раз замерзал при таких съёмках, даже будучи хорошо утеплённым. Если есть возможность взять термос с горячим питьём, то обязательно берите.
Согреться на природе можно при помощи физических упражнений, например, приседаний или ходьбы на месте. Только не делайте это близко к штативу, с которого, например, снимается таймлапс — вибрация отлично передаётся через почву.
Старайтесь одеваться неброско. По возможности возьмите с собой помощника. Некоторые люди иногда проявляют излишний интерес или бдительность, и могут возникнуть конфликты. Неплохо будет иметь в кармане перцовый баллончик. Мне ни разу не приходилось его использовать на съёмке, но было пару неприятных моментов общения с агрессивно настроенными людьми.
▍ Планирование съёмки
Когда-то в самом начале увлечения я не знал о существовании удобных калькуляторов и пользовался программой Stellarium, выписывал на бумажку время лунных восходов и закатов и их азимут, чтобы примерно планировать точку съёмки.
Сейчас есть удобный инструмент с наглядной картой www.mooncalc.org
Давайте на примере лунного заката и старинного нефункционирующего судна «Котлас» вернёмся в прошлое и укажем дату из EXIF.
Я хорошо помню точку съёмки, укажем её на карте:
Две прямые линии, исходящие из отметки точки — это лучи, направленные в точки восхода и захода Луны, слева отображаются параметры в числовом виде. Попробуйте самостоятельно спланировать съёмку ближайшего полнолуния, используя этот калькулятор. Вы всегда сможете себя подстраховать, используя Stellarium. Главное, укажите в нём верное местоположение и дату.
Конечно, множество факторов может помешать съёмке. Иногда я не успевал добраться, и было весьма неприятно впопыхах раскладываться, когда уже Луна взошла выше, чем хотелось бы. Порой внезапно налетали облака и загораживали горизонт. Один раз я даже забыл флешку, что было крайне обидно!
▍ Обработка RAW
Я настоятельно рекомендую фотографировать в RAW, чтобы потом была возможность подкорректировать цвет и экспозицию дома на компьютере. Про «проявку» RAW файлов в бесплатной программе RawTherapee мне хочется написать отдельную статью, так что я не буду в этот раз подробно касаться данной темы.
▍ Плоское поле
Снимок, называемый по-английски «flat field», является картой неравномерности освещения кадра (виньетирования) и теней от пылинок, лежащих на поверхности инфракрасного блокирующего фильтра, стоящего перед матрицей.
Снять плоское поле довольно просто. Вам необходимо, не меняя значения диафрагмы, поставить чувствительность на минимум. Направьте объектив на равномерно освещённый объект, например, на безоблачный участок светлого неба, сфокусируйтесь в ручном режиме на наиболее близкую дистанцию и снимите кадр. Можно поступить иначе: сфокусировать объектив на бесконечность и сфотографировать лист бумаги. Снимок получится ещё лучше, если активно шевелить камерой, чтобы «смазать» неоднородности кадра.
Вычитание плоского поля в программе RawTherapee производится на вкладке, отмеченной стрелкой. «Флэты» и «дарки» можно выбрать в режиме просмотра миниатюр, если вызвать контекстное меню. Там будет пункт «Плоское поле» →«Перенести в папку файлов плоских полей».
Ползунок «Радиус размытия» иногда может быть полезным, чтобы усреднить шум на плоском поле и сгладить тени от пылинок. Слишком большой радиус будет давать заметные эффекты ореолов вокруг пылинок. Подберите на свой вкус. Галка «Автоматический выбор» указывает программе подобрать подходящий кадр самостоятельно. Предположу, что по ближайшей дате, камере и фокусному расстоянию, прочитанному в EXIF.
Рекомендую снимать плоское поле в каждую съёмку, так как пылинки имеют свойство перемещаться по матрице.
Видео, содержащее советы по съёмке объектов глубокого космоса на фотоаппарат, в котором рассказывается про плоское поле и темновые кадры (на английском).
▍ Галерея
Солнечное затмение 2015 года. Мы с подругой пошли по городу искать место, где бы шпиль нашей архангельской высотки располагался с Солнцем на одной линии. Точка съёмки обнаружилась во дворе школы. Мы перелезли через забор и разложили оборудование. Удивительно, но никто не вышел и не стал расспрашивать, чем мы тут занимаемся. Как только снял несколько кадров, небо заволокло тучами и пошёл снег. А мы довольные пошли в кафе. У меня был с собой солнечный фильтр, но он не пригодился. Облака снижали контраст и яркость до уровня комфортного наблюдения невооружённым глазом.
2015.03.15, NEX-5N, ISO 100, 1/250 сек, 500 мм
Молодой месяц, еле заметный в светлом закатном небе.
2018.04.17, NEX-5N, ISO 100, 1,6 сек, 300 мм
Юпитер среди городских зданий.
2011.08.18, D90, ISO 200, f/4, 25 сек, 50 мм
На этом кадре виден Марс. Визуально он выглядел как оранжевый кружок и был ошибочно принят за летающий бумажный фонарик.
2016.04.29, NEX-5N, ISO 100, 30 сек., 100 мм
Ставрополье, тёплая и тихая ночь. В запылённом небе у горизонта Луна выглядела тёмно-вишнёвым кругом, едва заметным на фоне пейзажа. Снято четыре кадра, интервал между снимками примерно 4 минуты. Сведены в редакторе.
2015.09.29, NEX-5N, ISO 100, ½ сек., 300 мм
Иногда смаз изображения можно использовать как художественный приём. По Северной Двине проходило судно, чьи огни оставили треки почти через весь кадр. За 30 секунд экспозиции Луна тоже заметно смазалась.
2017.08.07, NEX-5N, ISO 200, 30 сек. 500 мм
Восход Луны, Абу-Даби (ОАЭ), снято с эстакады.
2014.12.07, NEX-5N, ISO 100, 1/10 сек. 200 мм
Шпиль здания проектных организаций на фоне полной Луны. Архангельск. Снято со льда реки.
2015.06.02, NEX-5N, ISO 100, 1/40 сек. 500 мм
Явление «зелёного обода», возникающего из-за эффекта дисперсии света при его преломлении в атмосфере. Поначалу, я даже не придал значения этим окрашенным в красный и зелёный оттенки края и обратил внимание спустя несколько лет. Это явление — аналог зелёного луча, видимого при особых условиях при солнечных закатах.
2015.05.05, NEX-5N, ISO 200, 2 сек. 500 мм
Один из первых удачных снимков Луны. Снято в две экспозиции 25 секунд (пейзаж) и 1/60 секунды Луна. Совмещено в редакторе. Также заметен эффект «зелёного обода». Обратите внимание, что у окон и фонарей нет цветных ободков как у Луны.
2014.10.11, NEX-5N, ISO 100, 500 мм
Явление лунного гало. Верхняя Тойма, Архангельская область.
2010.10.10, D90, ISO 200, 30 сек, 10 мм
Здесь отчётливо виден эффект так называемого пепельного света Луны. Теневая часть поверхности подсвечивается отражённым от Земли светом.
2012.01.26, D90, ISO 200, f/6.3, 4 сек, 100 мм
Кадр был запланирован так, чтобы совместить трубы ТЭЦ и восходящую Луну. Было очень холодно, экран камеры почти перестал работать, а аккумулятор приходилось отогревать подмышкой.
2016.11.14, NEX-5N, ISO 200, 1 сек, 300 мм
Шёл домой уставший и заметил низко висящую Луну. Быстро добежал до дома, захватил 500 мм объектив и штатив. Снимал пригнувшись к земле, так как дул сильный ветер и ноги штатива пришлось оставить в сложенном положении и раскрыть на максимальный угол. Мезень, Архангельская область. Белая ночь, заход Луны.
2011.07.14, 5D Mk2, ISO 125, 1/40 сек, 500 мм.
▍ Послесловие
Если у вас нет возможности или желания купить телевик, вы можете обойтись имеющимся объективом. Пусть ограничения техники не препятствуют вашему хобби. Посмотрите, Луна может стать украшением пейзажа.
Даже если у вас нет штатива, камеру можно поставить на наклонный камень, опереть или повесить на дерево, углубить в снег. Главное, чтобы она имела устойчивую опору.
А если у вас вообще нет фотокамеры — наблюдайте визуально! Созерцание нашей орбитальной соседки — это прекрасный досуг. В бинокль или подзорную трубу можно разглядеть детали рельефа, лунные моря и крупные кратеры. А ещё хочу вам посоветовать сообщество с фотографиями Луны на фликре.
Буду рад, если пробудил в вас интерес к любительской астрофотосъёмке! Спасибо за внимание.
