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2011-04-01 16:56:47| 人氣2,198| 回應0 | 上一篇 | 下一篇

2011-4-1‧天文攝影用導星鏡輕快構成‧最終進化の雙筒導星鏡篇

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 2011-4-1天文攝影用導星鏡輕快構成‧最終進化雙筒導星鏡篇

筆者追隨聖人的腳步,從小就很賤所以會做許多卑鄙的事情(論語:「吾少也賤故多能鄙事」)。
在 Google 和 Yahoo! 搜尋「8cm」排序第一就是本格推理。


  筆者今天忽然覺得自己其實一點都不聰明,這麼晚才想到怎樣簡單做好一支導星鏡,原來是靠雙筒望遠鏡和網路攝影機。

  長期追蹤本格推理的朋友都知道,用網路攝影機和1000mm級的望遠鏡,可以在電腦螢幕上用滑鼠指標箭頭為準星,監督天体的移動,可以滿足焦距1,0000mm級以上的赤道儀追蹤攝影,原先筆者主張以尋星鏡座裝置5cm級長焦導星鏡,今天中午忽然發現這樣一點都不聰明,應該利用雙筒望遠鏡兩鏡同軸的特性,一邊用來導入亮星,另一邊接上網路攝影機做高倍擴大攝影,這樣才是聰明的主意(當然前提是監視螢幕畫面不能太小,而且要像筆者一樣,能用7倍尋星鏡一次完成400倍導入,連尋星鏡都不太會設定的,詳見 http://mypaper.pchome.com.tw/8cm/post/1313374787)。

即想即試‧以8cm鏡堅實經驗基礎一分鐘內勘定可行性

  經過筆者下午用7倍雙筒鏡與網路攝影機實測,雖然是在白天測試,但有8cm長焦鏡的長期網路視訊經驗作為比對標準,所以只花一分鐘試拍就確認足以滿足1,0000mm級以上的赤道儀追蹤攝影的監督需求,如果使用更高倍率的雙筒鏡,當然可以有更精密的表現,即使選擇很輕巧的12倍小口徑雙筒鏡,做到2,000mm級的追蹤攝影也不會有問題,這全是因為網路攝影機的感光元件尺寸很小所帶來的好處。


本次測試用的俄製7X50雙筒鏡
相對輕量高倍的小口徑雙筒鏡會更適合採用


網路攝影機感光元件很小‧有助於大幅提昇觀察倍率

冬天不管做何處恆星天体的追蹤攝影
都可以用天狼星做監看導星

  看到這裡,流於人云亦云聽說轉述道聽途說學人亂講的外行人們會立即主張拍攝視野裡沒有一等亮星,恆星太暗的話網路攝影機算能導入也無法感知,也就是坊間俗稱『找不到導星』。只要是有專業瞭解的朋友就知道,在極軸偏差極度微小的情況下,恆星導星偏差的樣態行為,全天球所有恆星的相似度絕對遠超過99%,換言之拍攝獵戶座M42大星雲的時候,即使用北極星來導星也一樣會準確。

  雖然筆者只有計算而沒實驗過,但大家可以用兩台赤經緯線相位相同攝影機(例如一樣是上北下南)來同步拍攝紀錄赤道/北極不同天体拖線過程就會知道,可以參考 http://mypaper.pchome.com.tw/8cm/post/1321647003

  所以先把要拍攝的深空天体導入攝星鏡視野,然後把WEBCAM雙筒導星鏡瞄準全天最明亮的幾個恆星(兩者距離可以稍遠無妨),這樣就可以在電腦螢幕上以滑鼠指標箭頭做準星(用貼紙也可以),監督WEBCAM影像進行高精度導星了。

導星影象不鮮銳並不影響導星作業精度

  一定會有人主張這樣的導星星點不夠鮮銳,還抬出分解能計算,其實筆者有實測體驗是沒問題,別忘了導星只是要強化星點反差,然後審查光斑邊緣的移動量(執意非要瞄準光斑中心不可的請放心是外行人)。

  用來在電腦螢幕監控的導星鏡,只要有光斑邊緣可以做為移動參考點就可以,與光電自動導星的導星鏡是不一樣的。

筆者長期經常進行導星偏差監看‧星點都是扁平
星點光斑大小在實務上並不妨礙鑑別偏差之精確度
一向都是用滑鼠箭頭指標作為參考點‧監察光斑邊緣移動量

  依照筆者8cm鏡視訊經驗,一等以上亮星光斑有1秒角大小,亮度調高會有2秒角以上,就算雙筒導星鏡視訊亮星光斑是3秒角,在實務上也是完全無所謂的,所以盡量合焦給他縮小就好,因為我們要審查的是光斑邊緣的移動量,雖說恆星的亮度依仰角不同而異,但是亮度不會短時間就有明顯變化而影響光斑面積(尤其是東升仰角30度亮星最耐用,可以用上好幾小時)。對於已經相當程度校準赤道儀極軸的焦距1,000mm級長程追蹤導星來說,導星偏差3~5秒角才修正一次就差不多了(其中會有1~1.5秒角是來自大氣擾動,因為長年高倍視訊經驗,大氣擾動幅度大多在2~3秒間),恆星的光斑再怎麼不鮮銳,只要合焦技術不差,電腦螢幕尺寸也充分足夠的話,一定可以輕易察覺這種程度的移動。

輕快省錢做好導星監看作業
無庸置疑是最終進化

  算起來,這真算是一種省下很多錢的簡單作法,筆者外出常攜帶雙筒鏡掃描建築問題,在家還可以用來搭配網路攝影機成為高倍導星鏡,網路攝影機也一樣既可以視訊又可以導星,這樣一物多用真是太方便了,加上考量大氣擾動,焦距2,000mm級以上的長程追蹤攝影對業餘天文已經不切實際,所以在導星鏡方面筆者探索到此為止,在標題註記『最終進化』的意思就是這樣。網路攝影機、雙筒鏡與微動雲台三者合計約600公克以下,這樣不但省下購置重型赤道儀的高額費用,操作起來也會很輕快。

 http://gyazo.com/f0eb24a6c5acc70bbba62e1f58f86055.png
 
要為雙筒鏡配置相機腳架螺旋孔時‧塑鋼土就可列入考慮
 這個是筆者家中水塔補漏用‧用在雙筒鏡算是一物多用不花錢
最重要的是省去累贅配件又非常輕巧
建議先用粘土練習過再用塑鋼土為好

 

  所以天還沒全黑就可以開始瞄準東升的明亮恆星校正極軸,天黑以後就可以繼續使用這個亮星監看導星進行追蹤攝影,使用輕量機材就這樣一步一步踏實的做,內心是很充實的,相形之下在攝影期間故意無視機材找人聊天宣傳光電自動導星,很快就覺悟自己只不過是廠商不認可的品牌義工,沒什麼意思。

  筆者現用的8cm鏡,在近三十年前就可稱為天文台了。一邊看星星,想像自己還是當年的天文少年,看著當年的天文書,回憶起往事,是筆者最高的樂趣呢。

雙筒鏡的改裝配置建議

  筆者建議雙筒導星鏡的目視側加上十字鏡(另一側安裝網路攝影機則不要加裝十字線,靠電腦螢幕的滑鼠箭頭指標比較好用),這樣的配置會有利瞄準,筆者是右眼瞄準,所以雙筒鏡左側目視、右側裝網路攝影機,不需要使用昂貴的高級雙筒鏡,像下面筆者使用的7X50雙筒鏡就是早年在天文店花2,000元買的,現在600元就可能買到20X50的品牌雙筒鏡,先講究輕量,再選擇高倍,才是最佳選擇。

  當然專業天文工作室也可以為觀星朋友們改裝雙筒導星鏡,這樣使用上會更加迅速方便,不過沒有工作室願意做的話,大家也可以自己完成裝置。

  即使不考慮預算因素,雙筒鏡仍然比導星鏡好用,滑鼠箭頭指標仍然比望遠鏡十字線好用,所以在這個路線上做改良,並且做好瞄準練習(建議先在白天練習,再做夜間練習),因為高倍瞄準導入亮星仍舊很麻煩,所以倍率高低彈性越大越好,甚至雙筒鏡兩側分別裝上高低倍率不同的網路攝影機以利導入也是可行(一台攝影機做三次放大,另一台攝影機卸下鏡頭只做二次放大,這樣兩台擴大倍率就可以差很多),用月亮可以練習瞄準與合焦,用月亮測量就可以知道視野大小(月亮是0.5度)。

  網路攝影機拆卸可參考 http://mypaper.pchome.com.tw/8cm/post/1313705774

可以考慮讓雙筒鏡配置在主鏡位置

  說起來高倍瞄準導入天体比較麻煩,為了輕鬆起見,或許有人會讓雙筒導星鏡裝置在赤緯軸端一直瞄準一個特定亮星,反倒將輕量型攝星鏡裝置在微動雲台拍攝不同天体,也就是將導星鏡視為主鏡,攝星鏡作為附屬配件,筆者就是可能會這麼思考的人。

其它可以增加導星效能的建議

  所以導星鏡的問題,可說是完美的解決了,現在就只缺能夠做到秒角級精密調整的赤道儀速度控制器(可參考 http://mypaper.pchome.com.tw/8cm/post/1321250312)。利用單星雙軸法做到最高層次的極軸校正,會讓導星工作負擔減少很多,當然雙筒導星鏡也可以用來實行單星雙軸法校正極軸,要做金星、木星四大衛星觀察也是可行。

筆者的自我檢討

  先前本格推理在這方面思慮欠佳部分會逐漸檢討刪除以免誤導,否則流於人云亦云聽說轉述道聽途說,那就不好了。 


 

  


http://www.youtube.com/watch?v=KnSj4Vrn9gg
香港日偏蝕 20090722

用雙筒鏡拍攝的日偏食影片 改用網路攝影機攝野也會差不多
當然可以用作導星鏡 一邊裝網路攝影機 另一邊目視導入亮星

 

 

 

 


   

  有些重點還是要持續強調的,首先是選擇導星的問題,恆星的導星不需要選擇視野的恆星,像拍M42星雲時,選擇天狼星或北極星都一樣可以當作導星的,因為單一極軸偏差事件對全天恆星的導星偏差是一樣的(也就是全天一個恆星的導星偏移偏移的方位角度都會是同的,不能100%完全沒差,但在一般攝影期間偏差量會遠低於大氣擾動),所以沒有找不到導星的問題,真正的問題是不知道全天隨便找一個超亮恆星都可以當作導星,這一點確實違背坊間常識,手工導星或光電導星做一次就知道,極軸誤差越小越有效(把北極星導入極望視野中央附近就了,不必精確準位,數學上的效果就足以充分成立了)。

  在相同的極軸偏差場合,無論是用天狼星或北極星做為導星,兩者都會同時呈現幾乎100%相同的情形,連筆者也無法分辨兩者差異,所以完全沒必要以視野內的暗星做為導星,也不存在有找不到導星的問題。依據下表粗估上圖的極軸偏差只有0.008度角(28.8秒角‧請勿奢望強求極望每次做到這種失格水準),修正方向如下圖。

 

 

  如果可以隨意找亮星來導星,這樣導星鏡組合的選擇性就寬廣許多,「窺管」就是下一次瞄準配件進化,卻也會是一逆進化。 

  另外一個討論,就是很多導星不佳是技術不良所致,但是卻常把責任歸咎於望遠鏡剛性不足有形變,其實曝光也就那幾分鐘而已,現代數位攝影又沒有什麼相互則不軌(又稱互換則不依)之類的問題,不如擔心風吹要好好固定約束避免晃動比較實在,大家擔心剛性問題結果望遠鏡越買越重,其實導星失敗的責任分配比重如何分配,應該還有檢討空間,當然用光電導星來敷衍也是速效方法,有了光電導星就可以把很多問題打包起來拋諸腦後。 

  對於官派學閥的巨大望遠鏡而言,考量望遠鏡重力形變而做離軸導星離軸導星是有必要,業餘小鏡沒有這個顧慮,也不該把導星不良責任隨便誣賴到形變上頭,因為看相片就可以檢討出來,依據望遠鏡結構來看重力形變會有特別的方向性,誤判機率低於30%。不同的導星不良因素都有特徵可循,看相片可以稍微猜測出來各種因素比重 ,建議先做到下面這樣自動追蹤再追究有無形變。
 

做到這個程度導星超簡單赤道儀極軸偏差是難以估計的微小
即使把大氣擾動
誣賴為極軸偏差所致極軸偏差亦在0.00003度以下
用對方法第一次就可以100%做到
不必碰運氣矇好運

(這是筆者第一次用單星雙軸法校正因為是初體驗花了兩小時)
結論是準確的極軸是靠手指關節輕敲出來的
自動化機械很難做到

 

  有些評估是說光電導星效果有好有壞,其實這也是有可能改善的,善於運用極軸管理技術,可以讓光電導星的工作負擔降低很多,各方因素各退一步,光電感知和運作介入效率就會提升,在北半球只要極軸微微升舉就可以,升舉的角度計算可以參考以下連結,大家只要照自己的赤道儀精度做比例增減就可以,也就是精度6.5秒角的赤道儀要升舉0.2度 

  看到這裡會覺得一頭霧水是正常的,以上大多屬於在台灣本地多年來逐漸發展的技術,台灣以外文獻找不到是正確無誤,二十幾年來在台灣大約只有幾人理解,早先在本格推理全有見解沒有隱藏,逐篇參考就可以慢慢瞭解。  

 

2010-04-26極軸管理理論最速實戰赤道儀卡卡

http://mypaper.pchome.com.tw/8cm/post/1320892297

2010-05-04赤道儀北端要升舉多少角度才足以消除周期誤差的減速呢?http://mypaper.pchome.com.tw/8cm/post/1320922195

精度6.5秒角的意思是周期誤差全幅13秒角,高級赤道儀要加計大氣擾動全幅3秒角,例如精度4秒角的要以5.5秒角計算(周期誤差全幅11秒)。


 
日劇『不毛地帶』第六集(2009)
 

相信有些人知道這是基於真實故事改編日劇
高層次幕僚不會流於人云亦云聽說轉述道聽途說學人亂講
大家都在恐慌時,就可提前幾小時完成分析開始有利行動
因為國際情報速度已經遠比六日戰爭時代為快
現今能快上六七個小時完成正確分析‧就是最高等級幕僚

 

 

台長: 8cm
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