مباني عکاسي نجومي با دوربين هاي ديجيتال

آشنايي با لنزهاي دوربين
 

اگرتازه کاريد وهم اکنون دوربيني ديجيتال داريد، از همان لنزي، که همراه دوربين تان است، کار عکاسي نجومي را شروع کنيد. مي توانيد دوربين را، با همان لنز، قلمدوش تلسکوپ تان سوارکنيد وعکس هايي با زاويه ي باز بگيريد. خوبي استفاده از لنز تنها، وبدون آن که دوربين را مستقيماً به تلسکوپ وصل کرده باشيد، اين است که لنزها به سبب زاويه ي بازشان عيوب احتمالي رد يابي تلسکوپ را به خوبي مي پوشانند. فقط کافي است لنز را روي فاصله ي بي نهايت تنظيم وازموضوعي جالب مثل صورت فلکي دب اکبر، سحابي جبار يا صورت فلکي قوس عکس بگيريد. البته اول بايد درباره ي نحوه ي تنظيم وپيدا کردن نوردهي صحيح چيزهايي بدانيد که دراين بخش وبخش هاي آينده به آن مي پردازيم. با وجود آن که لنزهاي دوربين هاي عکاسي ويژه ي عکاسي نجومي ساخته نشده اند، به خوبي ازپس آن بر مي آيند ومي توان با آن ها عکس هاي نجومي بسيار زيبايي گرفت.

ابيراهي هاي موجود در لنزهاي عکاسي
 

عکاسي ازآسمان شب بهترين امتحاني است که مي توانيد از يک لنز عکاسي بگيريد. شکل ورنگ نقاط نور در پهناي تصوير، شاخص خوبي براي برملا کردن عيوب متعددي مانند آستيگماتيزم وابيراهي (خطا) هاي کروي يا رنگي است. برخي ازلنزهاي عکاسي از پس عکاسي ازآسمان شب برنمي آيند که چاره ي آن بستن يکي دو پله ديافراگم است تا ابيراهي ها را به کمترين حد برسانيم وتصويري قابل قبول به دست آوريم. فقط مشکل اين جاست که وقتي ديافراگم را مي بنديم بايد براي
جبران کم شدن مقدار نور ورودي به دوربين زمان نوردهي را زياد کنيم.
قدرت ثبت وتفکيک حس گرهاي ديجيتال امروزي بسيارزياد شده است. اين قدرت تفکيک زياد به معني ثبت بيشترابيراهي
هاي رنگي و کروي ناشي از لنز هم هست. بهترين راه براي فهميدن مقدار ابيراهي رنگي وکروي لنزهاي تان اين است که يک به يک آن ها را در عمل امتحان کنيد وببينيد که آيا به درد عکاسي نجومي مي خورند يا خير. براي امتحان کردن لنزها کافي است آن هارا روي فاصله ي بي نهايت تنظيم واز آسمان شب چند عکس امتحاني بگيريد. نخستين عکس را با بازترين ديافراگم بگيريد ودر هر عکس بعدي ديافراگم را يک پله ببنديد وزمان نوردهي را دوبرابرکنيد. پس ازاتمام عکاسي، عکس ها را به رايانه منتقل کنيد وعکس ها را با بزرگنمايي 100 درصد وارسي کنيد. ستاره ها نبايد چند رنگ ويا کروي باشند. وجود ستاره هاي چند رنگ به معناي وجود ابيراهي رنگي و وجود ستاره هاي غيرکروي به معناي وجود خطاي کروي درلنزتان است. از ميان اين عکس هاي امتحاني بهترين و واضح ترين آن ها را انتخاب کنيد. ببينيد اين عکس انتخابي با ترکيب چه زمان نوردهي و ديافراگمي گرفته شده وبدين ترتيب براي عکاسي هاي بعدي با آن لنز از پيش مي دانيد که بايد دوربين ولنزتان را روي چه سرعت وديافراگمي تنظيم کنيد.
البته بايد اين را هم گفت که پيدا کردن بهترين ترکيب گشودگي ديافراگم وسرعت شاتر (زمان نوردهي) به اين آساني ها هم نيست. مثلاً شايد يک لنز F/2/8 بر روي ديافراگم f/8 بهترين وضوح را بدهد، اما بستن ديافراگم تا اين حد يعني چند برابر کردن زمان نوردهي وافزايش زمان نور دهي، اگر وسيله ي رد ابي خوبي نداشته باشيم، به معناي خطي شدن شکل ستاره هاست. پس بايد تا حدي يکي را فداي ديگري کرد و به عکسي که ستاره ها در وسط تصوير بيشتر از گوشه ها واضح و نقطه اي اند رضايت داد. مخصوصاً که هميشه مي شود کناره هاي تصوير را بريد واز شر گوشه هاي ناواضح خلاص شد. مشکل تاريکي گوشه هاي تصوير (Vignetting) تقريباً در همه ي لنزهاي دوربين ديده مي شود. اين اشکال تا زماني که کنتراست يا تضاد تصوير زياد نباشد. خيلي قابل تشخيص نيست وبا بستن ديافراگم مي توان کمي به رفع آن کمک کرد.
کيفيت لنزهاي دوربين حتي دريک مدل مشخص با هم متفاوت است چون شيشه هاي خام و تراش لنزها درهر سري توليد عيناً يکي نيستند. اگر مي خواهيد فقط به منظور عکاسي نجومي لنز بخريد حتماً نخست لنز مورد نظرتان را با همان دوربيني که داريد امتحان کنيد. با اين کارمي توانيد مطمئن شويد که آن لنز از پس عکاسي نجومي برمي آيد يا خير.

لنزهاي زوم
 

اغلب، همراه دوربين هاي ديجيتال يک لنز زوم ارزان قيمت هم هست. اوايل آمدن دوربين هاي ديجيتال، اين لنزهاي زوم آن چنان به درد عکاسي نجومي نمي خوردند، اما مدل هاي جديد لنزهاي زوم، مثل Canon EF-S18-55MM F/3.5- F/5.6IS بسيار لنزهاي خوبي براي عکاسي نجومي اند. وقتي يکي از اين دوربين هاي (Canon 1000D (Digital Rebel XS) را خريدم يکي از همين لنزها همراهش بود که برخلاف انتظارم وقتي آن را با بازترين زاويه ي ممکن امتحان کردم نتيجه ي بسيارخوبي داد. البته کمي مشکل استيگماتيزم وسايه هاي آبي در گوشه ها ديده مي شد که آن هم درعکس هاي زاويه باز مشکل برزگي نيست. اگر بخواهيم تصويري با نوردهي طولاني بگيريم، مي شود يکي دو پله ديافراگم را ببنديم تا اين مشکل هم کمي بر طرف شود.
اغلب لنزهاي ارزان ديگر، به ويژه آن هايي که فاصله ي کانوني شان يا پهناي زومشان (تفاوت کمترين وبيشترين توان زوم لنز) زياد است به درد عکاسي نجومي نمي خورند وهمان طور که پيش ترگفتم بايد نخست لنز مورد نظرتان را براي عکاسي نجومي امتحان کنيد.
اساساً لنزهاي با فاصله ي کانوني ثابت ودهانه ي بزرگ بيشتراز لنزهاي زوم به درد عکاسي نجومي مي خورند. مثلاً، يک لنز 50 ميلي متري با نسبت کانوني F/1/8 که ديافراگم آن روي f:4 تنظيم شده باشد بهتر از لنز زوم 18-55 ميلي متر با نسبت هاي f/3/5 تا f/5/6 با همان ديافراگم جواب مي دهد چون دربازترين حالت زوم، يعني 55 ميلي متر، نسبت کانوني f/5/6 آن بسيار کندترازنسبت کانوني لنز ثابت با f/1/8 است. اگرديافراگم را در دوپله ي ديگر يعني تا f:11 ببنديم، کيفيت اپتيکي بهتري مي دهد اما چون با اين کارمقدار نور ورودي را کاهش داده ايم، حس گر دوربين نورکمتري ثبت مي کند. اگربراي گرفتن عکسي با لنز 50 ميلي متر وديافراگم f:4 يک دقيقه نور دهي لازم باشد، براي گرفتن همان عکس با لنززوم وديافراگم f:11 بايد 8 دقيقه نور بدهيم تا همان مقدار نور به حس گر برسد. حالا اگر 8 عکس يک دقيقه اي با لنز 50 ميلي متري وديافراگم f:4 بگيريد وروي هم دسته کنيد، مي توانيد 8 برابر عکسي که با لنز زوم وبا f:11 و 8 دقيقه نوردهي گرفته ايد نور گرد آوري کنيد. درباره ي روش «دسته کردن» عکس ها در بخش هاي آينده توضيح بيشتري خواهم داد.

لنزهاي گران قيمت
 

کانن ونيکون، هردو لنزهايي بسيار با کيفيت والبته گران قيمت مي سازند. علت اصلي اين گراني هم استفاده از عدسي هاي خاص وشيشه هاي گران قيمت است. هدف اصلي از طراحي وساخت اين نوع لنزها گرفتن عکس هاي با کيفيت از وقايع ورزشي يا عکاسي درشرايطي با نورکم است. به همين سبب اين لنزها معمولاً دهانه ي بسيار بزرگ تري از لنزهاي معمولي دارند. اگر قدرت خريد اين لنزها را داريد، ازاين لنزها هم براي عکاسي نجومي مي شود استفاده کرد.
سري لنزهاي L کانن و ED نيکون داراي دهانه هاي بسيار بزرگ و بسيار تندند ( يعني نسبت کانوني پاييني دارند). درسري L کانن، هم لنزهاي نرمال وهم تله هايي با نسبت کانوني پايين پيدا مي شود ولي نيکون در رديف ED خود فقط به تله فوتوها محدود مي شود. البته بايد گفت که کيفيت لنزهاي تله ي نيکون از کانن بهترازآب در آمده است. با وجود آن که اين لنزهاي گران قيمت، شيشه هاي گران قيمت و طراحي پيشرفته اي دارند آن چنان باب دندان عکاسي بازاويه ي بازازآسمان نيستند. هرچقدر هم قدرت تفکيک اين لنزها خوب باشد باز هم ابيراهي ها، به ويژه وقتي ديافراگم تا آخر باز باشد، خودشان را نشان مي دهند. البته همانند لنزهاي ديگرمي شود با بستن ديافراگم کمي ازابيراهي کاست.

هدف گيري وکادربندي
 

وقتي از درون چشمي دوربين عکاسي، به ويژه با استفاده ازلنز زاويه باز(وايد)، مي خواهيد جرمي يا محدوده اي از آسمان شب را درون کادر دوربين قرار دهيد ولي چيزي نمي بينيد تعجب نکنيد. حتي اگر لنزتان از قبل روي موضوع عکاسي تنظيم شده باشد، چيز زيادي از درون چشمي نخواهيد ديد. بدون داشتن امکانات خاص اين کار، بهترين راه تنظيم حدسي ميدان ديد وميزان وضوح وتصحيح آن پس از وارسي عکس گرفته شده از صفحه ي نمايش پشت دوربين است. معمولاً بعد ازچند بار تصحيح به نتيجه اي مطلوب مي رسيد. راه ديگر استفاده از «جوينده هاي نقطه قرمز» ( Red Dot Finder) است. اين جوينده ها قدرت بزرگنمايي ندارند وفقط نقطه نوري قرمز رنگ را در مرکز ميدان ديد پنجره ي جوينده روشن مي کنند تا آن نقطه را با مرکز ميدان ديد تلسکوپ تنظيم کنيد. اين جوينده ها معمولاً پايه اي کوچک هم براي سوارشدن بر روي تلسکوپ دارند که مي توانيد با وسيله اي بر روي پايه ي فلاش دوربين ببنديد وبدين طريق، دست کم ميدان ديد تصويرتان را با دقت بيشتري تنظيم کنيد.

فاصله کانوني لنزهاي عکاسي
 

فاصله کانوني يک لنزمعمولي، فاصله ي لنز تا صفحه ي کانوني آن است؛ يعني جايي که نور آمده از لنز به وضوح مي رسد و تبديل به تصوير مي شود. معمولاً مقادير فاصله کانوني ونسبت کانوني را روي لنز حک مي کنند.

بزرگ نمايي لنزهاي عکاسي
 

اگر لنزي جانبي مثل لنزهاي تصحيح کننده (که باعث کاهش يا افزايش نسبت کانوني مي شوند) به لنزاصلي وصل نباشند، فاصله کانوني لنز تعيين کننده ي توان بزرگنمايي آن است. بديهي است که هرچه فاصله کانوني لنز بيشتر باشد قدرت بزرگنمايي آن بيشتر و موضوع عکاسي بزرگ تر ثبت مي شود وبرعکس. اگربرفرض تعدادي لنز با فاصله هاي کانوني متفاوت داشته باشيم، منطقي ترين راه اين است که از ميان آن ها لنزي را انتخاب کنيم که بزرگي موضوع عکاسي ما متناسب با اندازه ي قاب دوربين شود. يعني نه آن قدر کوچک که اطراف موضوع بسيار خالي بماند ونه آن قد بزرگ که موضوع از کادر عکس بيرون بزند. مثلاً اگر مي خواهيم کل صورت فلکي جبار را در قاب دوربين جا بدهيم بهتراست از لنز 35 ميلي متري يا در همين حدود استفاده کنيم، اما اگر مي خواهيم فقط از سحابي جبار درون اين صورت فلکي عکس بگيريم بهتراست از لنز يا تلکسوپي با فاصله کانوني حدود 1000 ميلي متر بهره ببريم.

رابطه ي فاصله کانوني و ميدان ديد
 

هرچه از لنزهايي با فاصله کانوني کمتر استفاده کنيم ميدان ديد بازتري خواهيم داشت وبرعکس، لنزهايي با فاصله کانوني زياد ميدان ديد کوچک تري دارند. اندازه ي حس گر دوربين هاي ديجيتال هم در اندازه ي ميدان ديد دخيل اند. حس گر بعضي دوربين ها بزرگ تر ولي اندازه ي بيشترشان معمولاً 15×22 ميلي متر است. ترکيب حس گري با اين اندازه و فاصله ي کانوني لنزاندازه ي ميدان ديد واقعي را تعيين مي کند. بعضي دوربين هاي حرفه اي حس گرهايي بزرگ تر دارند که اندازه شان 24×36 ميلي متراست حالا اگرهمان لنزي را، که از آن با حس گر کوچک تراستفاده کرديم، بر روي اين دوربين با حس گر بزرگ نمايي بگذاريم ميدان ديد وسيع تري به دست خواهيم آورد.

اشتباه رايج درباره ي ضريب بزرگنمايي
 

بسياري از دارندگان وحتي به اصطلاح خبرگان دوربين هاي ديجيتال معتقدند که حس گرهاي کوچک تر طوري طراحي شده اند (ومعلوم نيست چه طور!) که فاصله ي کانوني را زياد وازاين رو بزرگنمايي را بيشتر مي کنند. مثلاً، اگرعکسي با يک دوربين کانن بگيريم، که اندازه ي حس گر آن 15×22 ميلي متراست، حس گر آن با ضريب 1/6 برابر فاصله کانوني لنز مورد استفاده را افزايش مي دهد. يا اگر با دوربين، نيکوني، که حس گر آن 16×24 ميلي متر است، عکس بگيريم ضريب بزرگنمايي آن 1/5 برابر است. به اين معني که لنز مثلاً 100 ميلي متري مانند لنزي 160 ميلي متري عمل خواهد کرد. آن هم مفت ومجاني ! اي کاش اين طور بود. متأسفانه چنين نيست. جالب اين جاست که سازندگان دوربين هاي ديجيتال هم ازاين تصور اشتباه بدشان نمي آيد و رغبتي به تصحيح آن نشان نمي دهند.
فاصله کانوني يک لنز، تعيين کننده ي بزرگي تصوير روي صفحه ي کانوني است. بزرگي اين اندازه فقط به فاصله کانوني بستگي دارد نه به اندازه ي حس گر دوربين. نکته ي اصلي اين است که سطح حس گر دوربين چقدر از سطح تصويرعامل تعيين کننده ي ميدان ديد تصوير ثبت شده است. ميدان ديد ثبت شده روي حس گر الزاماً با ميدان ديد لنز مساوي نيست. مثلاً اگر حس گر فقط 80 درصد از سطح تصوير ايجاد شده را بپوشاند، 20 درصد از ميدان ديد لنز از دست رفته است.
فرض کنيد رو به روي پنجره اي به بيرون، روي صندلي نشسته اند. هرچه پنجره بزرگ تر باشد ميدان ديد شما از منظره ي بيرون هم صادق است، اندازه ي اجرام بيرون پنجره بزرگ يا کوچک تر نشده اند. اندازه ي تصويري که در شبکيه چشم شما از آن اجرام پديد آمده هم تغييري نکرده، فقط ميدان ديد يا اندازه ي پنجره تغييرکرده است. عاملي که باعث اين تصويراشتباه مي شود«ضريب چيدن» (Crop Factor) نام دارد. هرچه حس گر کوچک تر از تصوير ايجاد شده توسط لنز باشد، سطح کمتري از تصوير را ثبت مي کند ومثل اين است که دور تصوير را «چيده» -يا درمورد مثال اخير پنجره را کوچک ترکرده - باشند.

نسبت کانوني لنزهاي دوربين
 

نسبت کانوني در لنزها،مانند در تلسکوپ ها با تقسيم کردن اندازه ي فاصله کانوني به اندازه ي دهانه ي لنز به دست مي آيد. لنزي با فاصله کانوني 200 ميلي متر ودهانه ي 71/4 ميلي متر نسبت کانوني اش مساوي با 2/8 است. نسبت کانوني را با f نشان مي دهند که دراين مثال اخير مي شود: f/2/8. همان طور که قبلاً گفتم، نسبت کانوني لنزها را مي شود با بستن يا بازکردن ديافراگم کم يا زياد کرد چون با اين کار در اصل اندازه ي دهانه را تغيير مي دهيم وازاين رونسبت کانوني هم تغيير مي کند. وهمان طورکه در باره ي تلسکوپ ها گفتم، هر چقدر نسبت کانوني بالاتر يا عددش بزرگ تر باشد، آن لنز اصطلاحاً کندتر است چون نياز به زمان بيشتري براي گردآوري نور دارد. والبته برعکس، هرچه عدد نسبت کانوني کوچک تر باشد، لنز تندتراست چون سريع تر مي تواند نور را گردآوري و روي حس گر ثبت کند.
هر چه نسبت کانوني پايين تر باشد يعني در اصل ديافراگم لنز هم بازتراست. ديافراگم بازتر مثلاً دريک ثانيه به نور بيشتري اجازه ي عبور مي دهد تا ديافراگم بسته تر؛ عاملي که براي عکاسي نجومي از اجرام کم نور در آسمان شب بسيار تعيين کننده است. دوباره يادآوري مي کنم که بايد به دنبال اندازه ي ديافراگمي باشيم که توازن مناسبي بين مدت نوردهي ونسبت کانوني برقرارکند تا جزييات موضوع عکاسي درتصوير به خوبي ثبت شوند. معمولاً اين توازن با بستن يکي دو پله از ديافراگم به دست مي آيد.
لنزهايي با نسبت کانوني F:2/8 يا پايين تر را لنزهاي تند ولنزهايي با F:4 تا F:5/6 معمولي مي دانند. لنزهايي را F:8 وبالاتر ديگر کند محسوب مي شوند.

توازن نسبت کانوني وديافراگم
 

هر پله ديافراگم (يا f/stop) دو برابر پله ي پايين تر ونيم برابر پله ي بالاتر از خودش نور عبور مي دهد. مثلاً، ديافراگم f/4 دو برابر f/5/6 نور به داخل دوربين مي رساند وازاين رو به نيمي از مدت نور دهي با f/5/6 نياز دارد. در زير، پله هاي استاندارد ديافراگم را مي بينيد:

f/64

f/32

f/22

f/16

f/11

f/8

f/5/6

f/4

f/2/8

f/2

f/1/4

f/1

از چپ به راست اعداد ديافراگم از تند به کند مي روند. البته اين پله ها از دو طرف جدول به بالا يا پايين هم مي روند. هر کدام از اين پله ها، به قول عکاس ها يک استاپ نور ار کمتر يا بيشتر وارد دوربين مي کند. پس هربار که ديافراگم را يک استاپ بسته يا باز مي کنيم بايد سرعت شاتر ( يا زمان نور دهي) را دو برابر يا نصف کنيم تا جبران بيشتر يا کمتر ورودي نوررا کرده باشيم.
مثلاً، با فرض حساسيت ISO ثابت، يک ثانيه نوردهي با f/5/6 معادل 2 ثانيه نوردهي با f/8 ونيم ثانيه نوردهي با f/4 است. به خاطرداشته باشيد که اين تناسب هنگام تغيير حساسيت ISO ديگر صدق نمي کند. (رجوع کنيد به بخش رابطه ي حساسيت ISO وسرعت نوردهي).
در زير جدول معادل هاي زمان نوردهي وديافراگم متناسب را مي بينيد. همه ي ترکيبات ديافراگم وزمان هاي آمده دراين جدول عملاً يک مقدار نور را به حس گر مي رسانند:

منبع: نشریه نجوم، شماره198.