Digitale astrofotografie
Fotografie van zon, maan en planeten De astrofotografie van planetaire objecten door amateurs heeft de afgelopen jaren een explosieve groei doorgemaakt. De resolutie van de beelden van de zon, de maan en de heldere planeten Mercurius, Venus, Mars, Jupiter en Saturnus benaderen de fysische grenzen van de optiek. De spil in dit succesverhaal is de webcam, een kleine videocamera die ontworpen werd voor het verzenden van videobeelden via het internet, maar die hier een onbedoelde en bijzondere toepassing kreeg. Wat maakt de webcam zo geschikt voor fotografie van de heldere objecten in ons zonnestelsel en waarom zijn de resultaten zoveel beter dan destijds bij de klassieke fotografie op film? Wat is er voor nodig om zelf te beginnen, en hoe kun je tot betere resultaten komen? Dit artikel beoogt de beginnende webcammer een eindje op weg te helpen. In dit eerste deel wordt een introductie gegeven en wordt ingegaan op de benodigde apparatuur, optiek en software.
D Ron Baart* * Ron Baart is lid van de KNVWS-afdeling Leiden, de Werkgroep Maan en Planeten en de Vereniging voor Astrofotografie, en al meer dan twintig jaar bezig met astrofotografie. In het dagelijks leven is hij werkzaam in het veredelingsonderzoek aan voedings- en sierteeltgewassen.
e zon en de maan waren in het tijdperk van de ‘natte fotografie’, zoals het fotograferen op film wordt aangeduid, nog objecten waarbij je met wat oefening aardige resultaten kon boeken. Fotografie van de planeten was in de tijd van de film echter een sport voor mensen met doorzettingsvermogen. Het maken van planeetfoto’s van goede kwaliteit vergde goede apparatuur, veel fotografische ervaring en gedegen kennis van doka- en reproductietechnieken. Wie echter de topresultaten uit die tijd vergelijkt met die van tegenwoordig, komt al snel tot de conclusie dat een beginnende webcamfotograaf van nu veelal betere resultaten boekt dan de planeetfotografen van weleer. Hedendaagse webcamopnamen van de maan zijn ronduit spectaculair te noemen en
tonen enorm veel kleine structuren die voorheen nooit konden worden vastgelegd. Wat maakt de webcam nu zo geschikt voor hogeresolutiefotografie van deze objecten? Allereerst de hoge lichtgevoeligheid van de ccdchip. Bij Jupiter bijvoorbeeld worden belichtingstijden gebruikt van 1/25 seconde1 of soms minder, terwijl op film seconden lang belicht moest worden). De belichtingstijden met de webcam zijn dus veel korter, in de orde van een factor honderd. 1. In dit verband wordt bedoeld de ingestelde belichtingstijd. De werkelijke belichtingstijd blijkt altijd af te wijken van de ingestelde waarde en is bovendien afhankelijk van de frame rate. Dit is waarschijnlijk ook de reden dat bij de nieuwste webcams van Philips geen belichtingstijden meer worden vermeld.
Tabel 1 De werkelijke belichtingstijden in milliseconden van de Philips Webcams ToUcam Pro PCVC740, ToUcam Pro II PCVC840 (test met ToUcam Pro PCVC740 cdrom driver, versie 1.0) en de nieuwe Philips ToUcam SPC900NC bij 640x480 resolutie. (Bron: website http://www.home.zonnet.nl/m.m.j.meijer/astronomy.htm)). Matthias Meijer (h Pro PCVC740/Pro II PCVC840 ingestelde ingestelde frame rate belichtingstijd (s) 5 fps 10fps 15 fps
SPC900NC1 ingestelde belichtingstijd (s)
ingestelde frame rate 5 fps 10 fps 15 fps
1/25 1/33 1/50 1/100 1/250 1/500
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
200 100 40 20 10 4,8 1,4 x 0,4 0,4 x
200 100 40 20 10 5
100 50 32 12 6 4
x = geen meetwaarde
66 33 20 x x x
100 50 32 13 6 3 1,2 0,5 0,4 0,18 0,12
64 32 20 10 4,8 3,2 1,2 0,5 0,4 0,18 0,08
1. De schuifinstelling van het model SPC900NC vermeldt geen belichtingstijden. De instelling is in 11 stappen verdeeld van lange belichtingstijd (links, stand 1) tot korte belichtingstijd (rechts, stand 11).
66
ZENIT FEBRUARI 2007
Een vergelijking tussen planeetopnamen op film (links) en webcamopnamen (rechts). In beide gevallen betreft het de eerste pogingen van de auteur met beide technieken. Voor opnamen op film werd gebruik gemaakt van oculairprojectie met een 10 mm oculair, bij het webcammen werd gebruik gemaakt van een apochromatische 2x barlowlens. Hoewel de omstandigheden tijdens het gebruik van beide technieken niet gelijk waren, illustreren deze opnamen wel mooi het verschil in resolutie tussen fotografie op film en webcam-imaging. Alle opnamen zijn gemaakt met een Meade LX-50 8-inch SchmidtCassegraintelescoop. (Foto: auteur)
Hierdoor worden de effecten van de seeing in belangrijke mate vermeden. Verder maken de kleine pixels van typisch 5,6 x 5,6 mm dat het oplossend vermogen van de webcam beter is dan die van conventionele fotografische films. Deze combinatie van een hoog oplossend vermogen van de detector en een hoge lichtgevoeligheid, en dus het kunnen toepassen van korte belichtingstijden, maken de webcam bij uitstek geschikt voor de hogeresolutiefotografie van heldere objecten zoals de zon, de maan en de heldere planeten. Met de webcam kunnen bovendien in korte tijd veel beelden worden vastgelegd. Een filmpje van enkele minuten bestaat uit honderden individuele beelden. Door hieruit de beste beelden te selecteren en deze digitaal uit te middelen, wordt de signaal-ruisverhouding (SNR) sterk verbeterd en kunnen opnamen met een nog hogere resolutie worden verkregen. Dit combineren van verschillende beelden werd in de klas-
met de webcam
Hedendaagse webcamopnamen van de maan zijn ronduit spectaculair te noemen. Ze laten een veelheid aan details zien die we voorheen alleen kenden van de grootste aardse telescopen of van foto’s die vanuit ruimtevaartuigen werden genomen. Op deze opname zien we Lacus Mortis met daarin de krater Burg. Naast de veelheid aan kraters en rillen zien we prachtige structuren in het centrale bergmassief in de krater, stromingspatronen van lava en een mooie detaillering in de terraswanden van de krater. Opname met een Celestron 11-inch F/10 Schmidt-Cassegrain-telescoop, 3x barlowlens en een ATK-2HS monochroom camera. (Foto: Richard Bosman)
sieke planeetfotografie ook wel toegepast, maar was vrij gecompliceerd en kostbaar. Een ander belangrijk aspect dat heeft bijgedragen tot de populariteit van de webcam zijn de beperkte investeringskosten. Een goede webcam, inclusief de benodigde adapter, kabels en infraroodfilter, kost ca. 160 euro. De benodigde computer heeft bijna iedereen tegenwoordig al. Bovendien kost het verkrijgen van tientallen, honderden of zelfs duizenden beelden met een webcam nagenoeg niets. Zet dit eens af tegen de kosten voor hogeresolutiefotografie op film. Dit begon met een forse investering in camera, doka- en reproductieapparatuur. Daarbovenop kwamen dan nog de relatief hoge gebruikskosten voor film en chemicaliën, waarbij er ook nog het nodige chemische afval overbleef. In de jaren negentig van de afgelopen eeuw kwamen er weliswaar astronomische ccd-camera’s beschikbaar voor amateurs, maar daar moesten dan wel astronomische bedragen voor worden neergeteld. Voor de meeste amateurs was dit geen financieel haalbaar alternatief. De lage prijs van de webcam en de minimale gebruiks-
kosten maken een instap in de astrofotografie laagdrempelig, getuige ook de explosieve groei van het aantal webcamfotografen wereldwijd.
Het optische systeem De kracht van de webcam zit dus in hogeresolutiefotografie van heldere objecten. De theoretisch haalbare resolutie is afhankelijk de diameter van het objectief van de gebruikte telescoop en de golflengte van het licht. Daarnaast zijn de kwaliteit van het totale optische systeem en de waarneemomstandigheden bepalend voor het eindresultaat. Met de webcam kan weliswaar de theoretische resolutie van de telescoop worden benaderd, maar wonderen kun
je er niet meer verrichten. Een webcam achter een waardeloze telescoop geeft nog steeds een waardeloos resultaat. Webcammen kan met ieder type telescoop. Over de keuze van verschillende typen telescopen zijn hoofdstukken en zelfs boeken vol geschreven. Goede achromatische refractors, Newtontelescopen met een lange brandpuntsafstand, Schmidt-Cassegrains (SC) en MaksutovCassegrains (MC) zijn allemaal met succes gebruikt voor hoge resolutiefotografie van zon, maan en planeten. Bij achromatische refractors is chromatische aberratie het belangrijkste probleem. Deze kleurafwijking ontstaat doordat niet alle golflengten van het zichtbare licht op hetzelfde punt in focus komen, waardoor een gekleurde rand (secundair spectrum) om het object ontstaat. Dit secundaire spectrum van achromatische refractors kan verminderd worden met speciale filters. Baader Planetarium produceert hiertoe onder meer de ‘fringe killer’ en het nieuwe ‘semi-apo filter’. Ook zijn er speciale correctielenzen te koop, zoals de Chromacorr van Aries. Een betere optie voor het achteraf corrigeren van de kleurfouten van een achromatische refractor is de aanschaf van een apochromatische refractor of een spiegeltelescoop. Een goede apochromatische refractor is echter zeer duur. Bij het webcammen ben je beter uit met een grotere planetaire Newton- of een catadioptrische telescoop (SC/MC). Een spiegeltelescoop met een grote openingsverhouding en een kleine obstructie van de vangspiegel zal, in vergelijking met een apochromatische refractor, slechts een kleine reductie geven in de contrastoverdracht en lichtsterkte. Je koopt bovendien voor hetzelfde bedrag veel meer diameter telescoop. Dit is dus een mes dat aan twee kanten snijdt: enerzijds win je aan resolutie en anderzijds kun je met zo’n ‘grote fotonenemmer’ de belichtingstijden terugschroeven, wat resulteert in een
Tabel 2 Vergelijking van klassieke fotografie op film met webcam-imaging. De getallen zijn indicatief.
kwantumrendement lijnresolutie lichtrespons effectieve openingsverhouding belichtingstijd opnamesnelheid kosten per beeld (opname)
fotografie op film 1-2% 40-240 lijnen/mm niet-lineair F/100 100-101 seconde(n) 5-10 beelden/minuut 0,25 à 0,50 euro
webcam 30-50%? 180 lijnen/mm lineair F/20-F/30 10–2-10–1 seconde 300-600 beelden/minuut nihil
ZENIT FEBRUARI 2007
67
Verschillende factoren zijn bepalend voor de resolutie van webcamfoto’s. De diameter van de lens, een optimale spreiding van de resolutie van de telescoop en uiteindelijk de waarneemomstandigheden. Vergelijk de resolutie van bovenstaande foto’s van de krater Theophilus. De foto links is een webcamopname gemaakt met Philips ToU cam pro 840K achter een 5,5-inch Maksutov-Cassegrain. De seeing op het moment van opname was matig en de openingsverhouding was beperkt tot ca. F/15. (Foto: auteur) De foto rechts is een webcamfoto gemaakt met een ATIK 2-HS monochroom webcam achter een 11-inch Schmidt-Cassegrain bij F/30. (Foto: Richard Bosman)
reductie van het negatieve effect van de seeing. Je ziet deze tendens ook bij topamateurs, die bijna allemaal catadioptrische systemen gebruiken voor het webcammen van maan en planeten. Refractors worden wel vrij veel toegepast bij de fotografie van
de zon. Voor webcamfotografie is een parallactische montering nodig met minimaal een volgmotor op de uuras. De montering dient uiteraard stabiel genoeg te zijn om het gewicht van de telescoop met accessoires te kunnen
Signaal en ruis bij ccd-fotografie Een ccd-beeld bestaat uit werkelijke beeldinformatie, afkomstig van het object, en ongewenste signaalcomponenten (ruis). Door het middelen van veel beelden neemt het relatieve aandeel van de ruis in het uiteindelijke beeld af. Hoewel de werkelijkheid gecompliceerder is, kunnen we als vuistregel nemen dat bij het middelen van n beelden, de hoeveelheid beeldinformatie met dezelfde factor toeneemt, terwijl de ruis slechts met een factor ÷n toeneemt. Het optellen of uitmiddelen van veel beelden geeft dus een relatieve afname van de ruis ten opzichte van het werkelijke beeldsignaal. We spreken van een verbeterde signaalruisverhouding (SNR). Ruis is opgebouwd uit donkere of thermische ruis, uitlees- of biasruis (elektronische ruis: de optelsom van uitleesfouten, versterkerruis, pixels met verschillende gevoeligheid) en fotonruis (natuurlijke variaties in de fotonenflux). De thermische ruis en zogeheten hete pixels kunnen we elimineren door een donkerbeeld af te trekken van het geregistreerde beeld; hete pixels kunnen overigens ook geëlimineerd worden met behulp van beeldbewerkingsprogramma’s. Het effect van lichtgradiënten en vlekjes door stof en dergelijke kunnen we elimineren door te delen door een flatfieldopname. De fotonenflux kan niet worden beïnvloed. Andere vormen van non-infor- Bij het uitmiddelen van meerdere digitale beelden matie zijn strooilicht (scatter) neemt de hoeveelheid beeldinformatie evenredig toe met het aantal beelden (n), terwijl de ruis slechts toeen een hoog achtergrondsig- neemt met een factor √n. Bovenstaande grafiek laat de naal door bijvoorbeeld afname zien van de relatieve hoeveelheid ruis bij het kunstmatige lichtbronnen. stapelen van meerdere beelden. 68
ZENIT FEBRUARI 2006
dragen. Lange telescopen zoals de refractor en de Newton stellen zwaardere eisen aan de montering dan telescopen van een compactere bouw, zoals de Schmidt-Cassegrain en Maksutov-Cassegrain. Ook dit kan een overweging zijn een beperkt budget beschikbaar is voor een telescoop met montering. Voor het webcammen van de maan biedt een montering waarvan de volgsnelheid instelbaar is een voordeel. Veel motorisch aangedreven parallactische monteringen zijn tegenwoordig voorzien van een dergelijke ‘lunar tracking rate’. Het theoretisch scheidend vermogen van de telescoop wordt bepaald door de diameter van het objectief en de golflengte van het licht. Voor hogeresolutiefotografie met de webcam dient de effectieve brandpuntsafstand afgestemd te zijn op het scheidend vermogen van de telescoop. Een telescoop met een objectiefdiameter van twintig centimeter heeft een scheidend vermogen van 0,68 boogseconde (Rayleigh-limiet bij 540 nm). Om het scheidend vermogen optimaal te benutten, dient deze resolutie verdeeld te worden over minimaal twee pixels. Dit wordt bereikt bij een effectieve brandpuntsafstand van 3,4 meter. De werkelijkheid is echter een stuk gecompliceerder. Hoe klein de details zijn die we uiteindelijk kunnen vastleggen, hangt ook af van de golflengte van het licht, het contrast van het object en de contrastoverdracht van het optische systeem. Daarnaast wordt de bereikte resolutie ook sterk bepaald door de waarneemomstandigheden, met name de seeing. In de praktijk wordt vaak een effectieve openingsverhouding van F/20 tot F/30 gehanteerd. Het verdient de voorkeur om deze openingsverhouding met zo min mogelijk optische componenten te bereiken. Houd het bij voorkeur beperkt tot de telescoop in combinatie met een goede kwaliteit barlowlens. Een goede barlowlens is apochromatisch en meervoudig gecoat op alle lensoppervlakken (fully multicoated). Bij goedkope barlowlenzen is er een groter risico op lichtverlies en kleur- en beeldfouten. Om de webcam aan de telescoop te kunnen koppelen, wordt het originele lensje met IR-blokkeerfilter verwijderd en vervangen door een speciale adapter met 1,25 inch filterschroefdraad. Deze wordt meestal voorzien van een 1,25 inch IR-blokkeerfilter. Dit filter houdt het infrarode (IR) licht tegen, en meestal ook een deel van het ultraviolette (UV)
De meeste ccd-chips in camera’s zijn, behalve voor zichtbaar licht, gevoelig voor ultraviolet en infrarood licht. Omdat dit kan leiden tot een onscherp beeld, wordt bij de webcam gebruik gemaakt van een IR-blokkeerfilter. De opname links (A) van de infrarood LED van de afstandsbediening van een tv toont de gevoeligheid van een ccd-chip voor infrarood licht. (Foto: auteur) De gevoeligheid van de webcam voor infrarood licht wordt ook selectief gebruikt. De opname rechts (B) toont een opname van de planeet Mars met een IR-doorlaatfilter. Opname gemaakt met een ATK-1HS monochroom webcam achter een 9,25-inch Schmidt-Cassegrain bij F/64. (Foto: Arnaud van Kranenburg)
licht. Zeker bij refractors is dit absoluut noodzakelijk, omdat het infrarood en ultraviolet niet in focus komen. De webcam is namelijk ook gevoelig voor nabij-ultraviolet en zelfs behoorlijk gevoelig voor nabijinfrarood. Zonder een IR-blokkeerfilter zal er dus een onscherp beeld ontstaan; bij refractors is dit effect het sterkst. Een bijkomend voordeel van de plaatsing van een IR-blokkeerfilter is dat het ook het venster van de ccd-chip afschermt van stof. (De gevoeligheid van de webcam voor infrarood en ultraviolet licht kan overigens voor speciale doeleinden in de planeetfotografie worden gebruikt – dit is een onderwerp waarop in het volgende deel van dit artikel wordt ingegaan.)
Met dit programma worden alle parameters die van belang zijn voor het vastleggen van goed belichte beelden ingesteld. Tot deze parameters behoren belichtingstijd, opnamesnelheid (frame rate), witbalans, videoversterking, monochroom vs. kleur enz. Bij iedere webcam wordt standaard ook een universeel video captureprogramma meegeleverd, dat zonder meer bruikbaar is voor astrofotografische doeleinden. Er bestaan echter ook speciale programma’s voor astrofotografie met de webcam die extra functies bieden, zoals geavanceerde instellingen, de aanmaak van logbestanden en het gebruik van
darkframes en flatfields. Bekende freeware (gratis) programma’s zijn VEGA, K3CCD Tools (light) en IRIS. VEGA is een wat ouder programma. Het is alleen geschikt voor het vastleggen van video- (AVI) en fotobestanden (BMP), maar heeft veel instellingmogelijkheden en opties. K3CCD Tools is geschikt voor zowel het vastleggen van filmpjes, als voor het daarna verwerken van de videobestanden. Tegen betaling van een bescheiden bedrag kun je een licentie aanschaffen voor de volledige versie van K3CCD Tools. Hiermee krijg je de beschikking over veel extra functies, bijvoorbeeld de aansturing van meer soorten camera’s, een autoguide-optie en een functie voor het scherpstellen van de telescoop. IRIS is een wat moeilijker, maar wel bijzonder multifunctioneel programma en geschikt voor allerlei vormen van digitale fotografie en beeldverwerking. Een ander veelgebruikt commercieel programma is Astrostack. De opgenomen videobestanden moeten worden verwerkt tot een digitale foto van hoge resolutie. Hiertoe wordt het videobestand eerst gesplitst in de individuele beelden (frames). Vervolgens worden de beste beelden geselecteerd en uitgelijnd. Bij de laatste bewerking wordt er gecorrigeerd voor de verplaatsingen van het object in de opeenvolgende beelden en wordt de positie van het object keurig uitgelijnd. Dit proces wordt vaak aangeduid met de Engelse term frame alignment. In de volgende stap worden de beelden op elkaar gestapeld (stacking). Hierbij worden de individuele beelden
Software De webcam wordt aangestuurd via een computer. Voor planetaire fotografie zijn minimaal drie verschillende programma’s nodig: 1. De webcaminterface, dit is het programma dat de webcam aanstuurt. 2. Een video capture-programma, dat de beelden van de webcam omzet in (AVI) videobestanden op de computer. 3. Frame alignment en stacking-software: een speciaal videoverwerkingsprogramma dat videobestanden omzet in individuele beelden en vervolgens verder kan bewerken tot een (digitale) foto van hoge resolutie. Het interfaceprogramma wordt standaard met de webcam meegeleverd.
Het scherm van VEGA, één van de vele programma’s die voor de bediening van de webcam kan worden gebruikt. VEGA is een wat ouder maar bijzonder veelzijdig programma voor het aansturen van de webcam en het vastleggen van videofilmpjes en foto’s. ZENIT FEBRUARI 2006
69
Bij webcamfotografie worden relatief korte belichtingstijden toegepast, waardoor met name de negatieve effecten van seeing worden vermeden. Daarnaast worden tientallen, honderden of soms zelfs duizenden opnamen gestapeld. Dit leidt tot opnamen met een sterk verbeterde signaal-ruisverhouding. Links één enkel onbewerkt webcambeeld en rechts een digitale stapeling van 605 beeldjes, verscherpt met een wavelet-filter. (Foto: auteur)
Seeing en de webcam Zonder de atmosfeer zou de theoretische resolutie van het beeld alleen worden bepaald door de diffractie van de gebruikte telescoop. In beginsel is deze is omgekeerd evenredig met de diameter van de gebruikte telescoop, maar de resolutie wordt ook beïnvloed door andere componenten van het optische systeem zoals secundaire spiegels. De diffractie van de telescoop is afhankelijk van de golflengte van het waargenomen licht. De seeing, de onscherpte van het beeld door turbulentie in de atmosfeer, is er voor verantwoordelijk dat het gefotografeerde object als het ware wordt uitgesmeerd op de detector (film of ccd-chip). De turbulentie van de lucht in de aardse atmosfeer zorgt er namelijk voor dat het beeld met een bepaald frequentie en amplitude verspringt ten opzichte van de detector. Deze atmosferische trilling heeft een hoge frequentie – doorgaans tientallen tot meer dan honderd keer per seconde. Hoe onstabieler de atmosfeer, des te groter de amplitude of beeldverplaatsing. De frequentie en amplitude van de seeing hebben dus een negatieve invloed op de resolutie van het beeld en resulteren daarom in een onscherp beeld. Voor lange belichtingstijden wordt de hoogst bereikbare resolutie uitgedrukt in de diameter van het seeingschijfje in boogseconden. Het seeingschijfje is een maat voor de uitsmering van het beeld door de atmosfeer. Uit het voorgaande kunnen we afleiden dat bij kortere belichtingstijden het aantal geregistreerde beeldverplaatsingen wordt gereduceerd. Dit resulteert in een hogere resolutie. In het ideale geval gebruiken we een belichtingstijden die kleiner zijn dan de reciproke van de trillingsfrequentie van de atmosfeer, dus grofweg tussen de 1/10 en 1/100 s. In de klassieke natte fotografie zijn deze belichtingstijden voor de meeste astronomische objecten veel te kort om tot een goed belichte opname te komen. Dit geldt echter niet voor het vastleggen van zon, maan en planeten met een webcam. De belichtingstijd van de meest gebruikte webcams kan worden gevarieerd van 1/25 tot 1/10.000 seconde. Binnen dit bereik van belichtingstijden is de ccd-chip van de webcam gevoelig genoeg om zon, maan en de helderste planeten met goed resultaat vast te leggen. Voor maan en planeten worden, afhankelijk van het gebruikte optische configuratie, belichtingstijden van 1/25 tot 1/100 seconde gebruikt. Dit is veel korter dan bij de klassieke fotografie. Hier waren belichtingstijden van enkele tienden tot meer dan een seconde gebruikelijk voor maanfotografie. Voor planeten werden veelal belichtingstijden van één tot enkele seconden gebruikt. De verbetering die mede hiervan het resultaat is wordt geïllustreerd door bijgaande afbeelding, waarin een conventionele foto wordt vergeleken met een webcamfoto.
Twee opnamen van het kratertrio Theophilus, Cyrillus en Catharina. Links een opname op film, verkregen door oculairprojectie met een 8-inch F/10 Schmidt-Cassegraintelescoop. De belichtingstijd was ca. 0,5 seconde. Rechts een opname met een 5,5-inch F/14.3 Maksutov-Cassegraintelescoop met een webcam met een (ingestelde) belichtingstijd van 1/25 seconde (stack van 73 beelden). Het verschil in resolutie is mede te danken aan de veel kortere belichtingstijden bij webcamfotografie, waardoor er minder uitsmering van details ten gevolgde van seeing optreedt. (Foto: auteur).
70
ZENIT FEBRUARI 2007
digitaal opgeteld en uitgemiddeld. Het proces van uitlijnen en stapelen resulteert in een beeld van het object met een sterk verbeterde signaal-ruisverhouding (zie kaderstuk) en een hoge resolutie. Bekende en veelgebruikte programma’s zijn Registax, Astrostack, K3CCD Tools en IRIS. Registax en IRIS zijn beide freeware. Registax is ongetwijfeld het meest gebruikte frame alignment- en stackingprogramma. Het programma is geschreven door de Nederlander Cor Berrevoets. Door de jaren heen is het programma door Cor en een team van andere mensen steeds verder geperfectioneerd en uitgebouwd.
Webcams De keuze voor het zelf opbouwen van een webcamsysteem of het aanschaffen van een compleet systeem is afhankelijk van je persoonlijke voorkeur en het doel dat het systeem moet dienen. Veel beginners geven de voorkeur aan het kopen van een compleet webcam-imagingpakket. Verschillende grote telescoopmerken bieden zo’n pakket aan, doorgaans een combinatie met een webcam, een voor astrofotografie aangepaste behuizing en bijbehorende software. Zo levert Meade de Lunar Planetary Imager (LPI), een CMOScamera met belichtingstijden tot 15 seconden die ook geschikt is als volgcamera. De Nederlandse prijs voor de LPI is 145 euro. Celestron biedt de NexImage, een Philips ToU Pro -loon in een aangepaste behuizing, een ccd-camera dus. Deze camera wordt geleverd, samen met een iets andere versie van Registax, voor de Nederlandse prijs van 149 euro. Orion USA levert de StarShoot Solar System Color Imager (SSCI), een CMOS-camera met belichtingstijden tot 0,5 seconde voor de Nederlandse prijs van 139 euro. De kwaliteit van webcams met een CMOS-sensor is in het algemeen minder goed dan die van webcams met een ccd-sensor. Dat wil echter niet zeggen dat webcams met een CMOS-sensor niet bruikbaar zijn. Beelden gemaakt met de verschillende CMOS-webcams zijn te vin-
den op het internet, onder meer in de ‘image galleries’ van de producenten zelf. Afgaand op die beelden lijkt de LPI van Meade een redelijke camera en oogt de Orion Starshoot SSCI iets minder. Als je kiest voor aanschaf van een losse webcam, kies dan een camera met een ccd-sensor. De Philips Promodellen hebben hun waarde bewezen. De oudere modellen ToUcam PCVC 740 en ToUcam II PCVC 840 worden niet meer geproduceerd. Het nieuwste model is de Philips SPC 900NC Pixel Plus, die overigens voorzien is van dezelfde Sony ICX098 BQ ccd-chip als zijn twee voorgangers. Naast de Philips webcams worden tegenwoordig ook vaak gemodificeerde webcams gebruikt, waarbij de oorspronkelijke kleuren ccd-chip is vervangen door een monochrome ccd-chip. De ATIK 1-HS en 2-HS zijn populaire camera’s die succesvol door gevorderde webcammers worden gebruikt. Deze cameramodellen zijn echter recent uit productie genomen, al zijn deze modellen mogelijk nog wel bij dealers te koop. (Bij het opmaken van dit artikel was nog niet duidelijk of de firma ATIK met vervangende modellen komt.) Er zijn meer leveranciers van webcam imagers, maar dit betreft meestal duurdere systemen met meer toepassingsmogelijkheden. Voor de productdocumentatie van de genoemde systemen wordt verwezen naar de websites van de producenten. Daar kunnen ook Nederlandse dealers gevonden worden. Zelf heb ik mijn hele systeem opgebouwd uit freeware. Daarbij gebruik ik het programma VEGA voor het aansturen van de camera, het
Een reeks webcamopnamen van de planeet Jupiter, gemaakt met een 8-inch Schmidt-Cassegrain en een 2x barlowens en een Philips ToUcam Pro PCVC 740 webcam. Op de opnamen is een soort mini-eclips te zien: de maan Europa wordt bedekt door de maan Io. De opnamen zijn gemaakt in een tijdbestek van ruim één uur. De positie van de Grote Rode Vlek verraadt de snelle rotatie van de planeet. (Foto: auteur)
scherpstellen, en het vastleggen van de filmpjes. Met VEGA kun je ook logbestanden laten vastleggen met gegevens van ieder filmpje. Voor het verder verwerken van de filmpjes gebruik ik altijd Registax, inmiddels versie 4. Mijn advies is om simpel te beginnen, een webcam in combinatie met de genoemde twee programma’s zijn een goed uitgangspunt. De programma’s zijn bovendien gratis te downloaden. Probeer vervolgens andere programma’s uit. Veel software
is gratis en van de commerciële software is vaak een gratis demo- of ‘light’-versie beschikbaar. In deel 2 van dit artikel zal de praktijk van het webcammen worden besproken en wordt ingegaan op technieken en hulpmiddelen om tot betere resultaten te komen.
Internet links Software Astrostack IRIS K3 CCD tools Registax VEGA
http://www.astrostack.com http://astrosurf.com/buil/us/iris/ iris.htm http://www.pk3.org/Astro/ http://registax.astronomy.net/ http://www.planet.uk.com/qc/ vega_1_2_2.htm
Producenten van webcams of afgeleide camera’s http://www.atik-instruments.com Atik Instruments Celestron http://www.celestron.com Meade http://www.meade.com Orion USA http://www.telescope.com SAC Imaging http://www.sac-imaging.com Filters Fringe killer/ semi apo filter
http://www.baader-planetarium.de
Veel van de genoemde merken en producenten hebben Nederlandse dealers!
Een mooie opname van Saturnus, gemaakt met een 9,25-inch SchmidtCassegrain en een 4x barlow-lens. Voor deze foto werden vele duizenden individuele beelden gebruikt. De beelden werden vastgelegd met een ATK-1HS monochroom webcam en RGB-filters. (Foto: Arend van der Salm)
Webcam-imaging/hogeresolutiefotografie http://www.astro.shoregalaxy.com/webcam_astro.htm http://legault.club.fr/index.html http://www.astro-imaging.de/astro/ http://astrosurf.com/cidadao/
ZENIT FEBRUARI 2007
71
