2015-03-27

Pentax O-GPS1 AstroTracer (How to):設置一個不需赤道儀的輕便攝星組合 - Astrophotography without an equatorial mount

updated 2020/07/04

10.建議各焦段合適的曝光時間 Acceptable exposure time  up to now 
11.1/2恆星時速度的星景模式,0.5 Sidereal time speed Star Landscape mode(a trick)
12.天空亮度的影響,估算總曝光時間 SQM and exposure time
13.Most spectacular objects for ASTROTRACER
14.影像處理 Post processing
15.Stargazing ABC 尋星/引入天體的方法 ( 1.牽星法 Star hopping、2.等待時角差 hour-angle waiting、3.地平座標刻度偏移法 altitude angle offset、4.地平座標法Push-To, GPS等各種工具 )。
16.A letter to Ricoh Pentax(2020/05/19 updated)
17.my Skysafari List  333 objects with exif
18.SkySafari 5 Pro Equipment設定檔 
19. 其他輔助小物 Accessories

大小為49x33x59.5mm,重量僅50g的 Pentax O-GPS1
大小為49x33x59.5mm,重量僅50g的 Pentax O-GPS1


Pentax O-GPS1 (GPS+Astrotracer) (2011/06/02 發表販售)


作動原理:內藏GPS衛星訊號接收器以及磁北、加速度方向感應器。O-GPS1利用這些資訊得知自己所在坐標以及目前所指向的方向(方位角、仰角等資訊),並整合相機的資訊(感光元件大小、鏡頭焦長等)去計算天球運行時星點於感光元件上的投影(移動速度與方向)。在使用者開啟天體追蹤曝光時機便會驅動機身防震SR機構,以預測的路徑及速度來移動感光元件.以達到感光元件的移動與天體運行同步,達成自由追蹤攝星的目的。

目前支援Astrotracer功能的機身:Pentax KP, K5(含K5II, IIs),K-S1,K-S2, K70, K50, K30, K-r 詳細規格請見 官網規格



(*K3II 與K-1已內建,且無法使用外接的 ,  K3 II and K-1 has a built-in O-GPS1 )



#建議設置
my recommended setup

1.Low-angle setup (Z mount + Quick release L plate)



2.Wide field /Star Landscape  setup (FL ≦100mm) : 
Pentax O-GPS1(How to):Wide field /Star Landscape  setup
拍攝短焦星野、星景的設置腳架加自由雲台即可。廣角地景與星星要同時清晰的曝光限制時間與焦距、拍攝目標方位相關,詳見後面關於星景模式的討論。


3.Long focal length setup (FL≥100):
Pentax O-GPS1(How to) :my recommended setup
長焦使用尋星鏡來輔助手動尋星 (跳至手動尋星 Stargazing ABC)



Pentax O-GPS1(How to) :my recommended setup




*腳架, Tripod 
一般攝影腳架即可。耐荷重約8~12公斤。(目前個人使用GT1541T,GT 2532S,K-Astec PTP-C22)

*三向齒輪微動雲台, Geared Head
耐重5kg以上。推薦Manfrotto 410、405 三向齒輪微調雲台或類似產品。沒有微動裝置很難搜尋暗天體以及多張拍攝時的微調

Pentax O-GPS1(How to) :Manfrotto 410
反過來使用(仰角微調鈕在前),這樣的用法仰角才可以到天頂喔
2018/02/01 3D print file - big knobs for 405,410 給405,410雲台用的大旋鈕


*雙機架(長板,鎖於三向微動雲台的快拆板上), Dual Camera Bracket :
一般攝影器材店有現品:用來固定相機以及尋星鏡。

*尋星鏡, finder Scope(連尋星鏡架鎖於長板):
為什麼要用尋星鏡?
因為只有M42或M45,M31少數幾個特別亮的天體才有辦法直接在相機的Live view畫面看到,其他的星雲星系都無法直接以LV看見/瞄準,必須間接使用參考星將天體引入構圖(LV中只會看到參考星)。而尋星鏡可以讓我們看到/使用裸眼不可見的更暗的參考星。
此外,使用尋星鏡比對星圖的尋找參考星的傳統牽星法並不會因你使用度鏡頭焦長、視野大小有所不同,即使使用的是500焦長以上的望遠鏡原理也一樣(本篇中的範例焦長從21mm至1418mm)。

雖然尋星鏡的口徑越大可以看見越暗的星星,但在同時考量維持輕便性的前提下,個人以為可以考慮6x30(6倍,口徑30mm)或7x35規格的尋星鏡(35~50口徑較佳)。而尋星鏡的成像有一般的顛倒像,以及正像式。個人建議以一般人較直覺的正像式尋星鏡為佳(但排除接眼處轉九十度的,不好用)。可至國內外天文望遠鏡店的網站選購。
個人使用的是 Pentax CI-F 7x35 (已停產),此尋星鏡視野(實視界)為5.5度,  0.4kg(含座) 以及 8x50正像尋星鏡:7度, 0.6kg(含座)。

也可直接以雙筒鏡取代尋星鏡找星,一鏡二用。

binocular setup   照片為Nikon 10x56 Monarch, 視野為6度。相當適合尋星。鏡座下加了微動雲台,方便與相機校正同步。

*快拆座(鎖於長板)與快拆板(鎖接相機), Quick Release Adapter Plate
方便更換相機電池以及重新精密校正Pentax O-GPS1。若相機直接鎖在雙機架上要拆拆裝裝時會比較麻煩。這個裝置可節省許多時間。

*備用電池 backup batteries for O-GPS1、頭燈red light head lamp(以可切換紅色燈模式為佳,較不刺眼且在關燈後比較能快速適應黑暗)、星圖 star charts(紙本或電子星圖,個人推薦電子星圖,好用且有許多附加功能。如SkySafari + 搭配iPad mini很不錯。)、一截攝影膠帶(用來在對焦後固定對焦環以防止在不小心碰到對焦環時轉動)。

*輕至中度光害濾鏡, Light Pollution Filter(譬如日本IDAS的 LPS-D1LPS-P2 filter, Kenko Astro LPR  Type II, 及台灣的 STC Astro-Multispectra 。)
Kenko或marumi 等各廠出的 Red Enhancer/RedHancer ,特別適合星景。



*防結露裝置 lens heater (Dew remover):
Pentax O-GPS1(How to) :Camera-Cozy Lens Heater
濕度髙鏡頭容易起霧的天候時會需要鏡頭除霧裝置, 例如Kendrick 出了一款DSLR用的輕便系統 Camera-Cozy Lens Heater (若懶得帶,必要時可用懷爐暖暖包應急,雖效果有限)。
電瓶個人是使用12v 3Ah ,1.6 kg。



Power

1.power bank for Heater:

(2015/11/07   for heater,新增 Li ion 電池 9800mAh 12V 6A  ,0.4 kg ,輕很多,加熱線其實只需2A就夠了,個人是因為也要用在赤道儀上,所以才選用比較大電流的)



2.Camera DC-IN:
DIY Power Bank adapter for Pentax DSLR

*外接行動電源 (提供相機使用)
使用方式:
1.以相機內電池開機並做精密校正。
2.追蹤拍攝。若試拍追蹤準確接著插上外接行動電源使用(在相機不關機的情況下接上行動電源)。







3.change power O-GPS1 power to AA:


除相機與鏡頭以外將所有配件整理至一個包包內。

setup 1
Pentax O-GPS1(How to):國際光器的we love stars 包包

Pentax O-GPS1(How to):
國際光器的we love stars 包包(現在有新版BAG 202)很能裝,本來是設計用來裝短焦折射鏡的,意外的很適合拿來活用,這樣再搭配一個相機包裝相機和鏡頭,兩個包包就可以搞定一切了。

setup2
HPUSN海普森65cm燈架袋容量非常大,65公分橫放在機車前踏板上也不會過長,同樣的,再搭配一個兩機兩鏡的相機包就搞定一切。這個組合比前者能容納更多的配件。




特別適合旅行的O-GPS1,尤其K-3II以後機種O-GPS已成為內建功能。(DA 18-270)




#鏡頭的選用:


因為受限於感光元件能夠移動的距離的限制,最多的曝光時間是300秒(在這個時間限制內,曝光時間會隨著焦距、鏡頭指向而改變),個人認為,O-GPS1 Astrotracer 最佳的場合是用在短焦廣角300秒以內的星景攝影,以及標準鏡頭以上的星野攝影。以全幅等效500mm以下的焦距的效率最佳。
但必須注意的是,就廣角星景這個而言,它目前並未具有使用1/2恆星時來追蹤的這些控制速度的功能較不便,此外,標準鏡頭以下的廣角鏡會有因為廣角周圍星點運動方向與中央不同而導致中央準確周圍卻拖線的問題(但使用這需分辨是否是校正不準的問題,因為校正不準在廣角上會發生類似的現象),越廣角、曝光越長影響就越明顯,縮短曝光時間可減輕或避免此情形發生(DA14+K5在100秒內此現象並不明顯, 18mm 於150秒以內也很輕微)。並且利用Photoshop 手動疊圖,或利用Registar自動對齊軟體可完全克服廣角變形或假極的星點對齊問題,可突破廣角曝光時間的限制

(2016/04/09 註:K3II 的手動鏡頭焦距輸入選單增加了1000,1200,1600,2000mm。)

     相較於一般攝星儀
ASTROTRACER 的優點: 
1.費用低廉(如果是相機內建的astrotracer,基本上等於贈送的功能)。 
2.不需對極軸。 
3.輕便(你可以背著設備爬山,至少走段步道爬上小丘。對追彗星特別好用。)。 
4.器材裝設時間短,到達現場後短時間設定即可使用。 
5.無載重限制與平衡問題。 
6.取景限制小(可不使用腳架,可貼地取景) 
7.設置易於手動尋星。 
缺點: 
1.單張曝光時間有極限。(應對方式:若需更長時間曝光則拍攝多張再以電腦軟體疊圖。) 
2.使用廣角鏡頭時,曝光時間在一定的長度以上鏡頭周圍會開始有拖線的現象(因為廣角下周圍星點與中央的位移路徑並不同)。(應對方式:將曝光時間保持在一定限制下,譬如k5+14mm在100~120秒以下、18mm在 150秒以內則此現象不明顯。而多張疊圖時使用Photoshop 圖層手動疊圖,利用其彎曲功能可完全克服廣角變形或假極等星點對齊問題。 
3.精密校正的準確度無法保證每次都一樣。(應對方式:若追蹤不準則重新校正)
正確的精密校正方式請參考 官網 。
4.GPS或磁北感應器可能會受到環境的影響。(應對方式:避開建物遮蔽,或會影響磁場的地物。) 
5.多張拍攝時使用者需自行手動微調構圖將目標保持在視野內,無法像赤道儀一樣設定自動拍攝後可以丟著不管。(應對方式:多張拍攝不可避免地一定會需要手動微調構圖,但不用每張拍攝完就微調,可等到拍了三、五張後目標在構圖中已移動不少距離那時再微調將目標拉回原位置即可,對於疊圖的影響很小。)

對於長焦來說,它的可追蹤時間與精度不可能與赤道儀相比擬(前提是赤道儀自由追蹤要準或有導星,換句話說,如果赤道儀極軸不準或者導星失敗,就算是只曝個一兩分鐘也會拖線的,使用者不要誤以為使用赤道儀星點就不會拖線。),但仍可由多張曝光來拉長總曝光時間克服。另外,望遠鏡目視觀測或拍攝行星時必需使用赤道儀,這是赤道儀的功能上的不同。但O-GPS1的輕便無負擔性,赤道儀就望塵莫及了。

總之,各有各的勝場,也各有不可取代的優勢,使用者應該充分瞭解自己的興趣以及設備的限制來挑選適合自己興趣所在的器材(或不同場合使用的器材),才能愉快的享受星空的樂趣。無論使用哪種輕便攝星裝置,如果有預計要使用較長焦距的鏡頭,在購買設置裝備時請一定要考慮到手動調整方位與瞄準目標的實用性,如果手動操作性差,很難用來目視搜尋目標,無法找/找到目標的話,即使追蹤精度很準也是難以使用

話說回來,如果您是屬於什麼赤道儀、攝星裝置都尚未入手的,尚沒有品牌或系統負擔的,對攝星有興趣,正在考慮購買設備的朋友,個人強烈建議您可以先從玩O-GPS1 /ASTROTRACER 開始, 因為費用不高(有些機型已內建),也很容易上手,即使您後來改變主意想要玩重裝備,O-GPS1也不會就此失去它的功能。

就個人的看法,未來,即使沒有新一代的O-GPS,你也會發現那時的O-GPS1將更強大,因為那時的感光元件的效率將遠高於現在,讀出雜訊與熱訊號等也會遠低於今日的相機,就如同現在的感光元件與十年前相比。就這方面而言,O-GPS1 astrotracer可說是未來的科技(雖然在今日個人覺得它已經帶來無與倫比的輕便性且永遠受用,同時別忘了它還有其他功能)。可以往這方面思考一下。


O-GPS1:easy to use

Pentax O-GPS1(How to)
輕便易用/操作感,便宜,不需對極軸,無載重限制與平衡問題,易搭配手動尋星等,是Pentax O-GPS1 Astrotracer系統主要優於傳統攝星儀的地方。

取景限制小(可不使用腳架,可貼地取景)



可以預見的事,以目前感光元件的發展趨勢與進化的速度,對O-GPS1的運用絕對是有益的,相信在不久的將來,感光元件的效率會越來越高,相機的雜訊則會持續降低,同時對同一光線環境需要的曝光時間也會越短。




尋星鏡及相機視野模擬參考 (SkySafari +)
尋星鏡及相機視野模擬參考

請參考文末附錄:使用SkySafari plus 星圖模擬尋星鏡、目鏡、相機視野。方便尋星與構圖。



#現場裝置拍攝的大概流程:(K-3II 請同時參考FOV 1.4° x 1° ,深夜DJ 這篇)


1,將腳架、雲台、雙機架組裝好。(點心等其他東西也就定位^^)

2,確認O-GPS1的電力足夠。當O-GPS1的電源指示燈閃爍時表示電力不足了,最好更換電池。
Checking your O-GPS1 battery status

3,所有電源關閉,將O-GPS1裝上相機,開啟兩者電源(個人是先開啟O-GPS1再開相機,內建Astrotracer功能的機種請直接按機身旁的GPS按鈕啟動),若手動鏡請輸入正確的鏡頭焦距,否則會不準。進入選單作「精密校正」。校正成功會出現OK,若遲遲不成功請將身體面向不同的方向再做一次。一直到成功為止。
Do precise calibration


*內建Astrotracer的機型的啟動方式 (以K3II為例):1.將相機切到B mode, 2.按下軍艦部的GPS鈕啟動GPS, 3.啟動天體追蹤(出現流星標示, 4.進行精密校正。


按綠色鍵可切換「定時追蹤」與「B快門追蹤」兩種不同的追蹤曝光模式,定時追蹤模式最低只能設十秒。B快門追蹤讓使用者可以利用快門線來控制曝光時間。
push the green button to switch between B-mode tracking and Timer-mode tracking
(the minimum value of the timer is 10sec )


*無論GPS的訊號接收如何都可以進行校正。
*在有磁場影響大的地方校正不容易成功,即使校正成功也可能無法準確判別方位。
* Calibration data is retained even when the O-GPS1's power is turned off.
校正的資訊會保存住即使關閉O-GPS1電源。(2018/12/25 個人目前經驗多還是需要再校正)

* Do not swing or twirl the camera while changing your grip on it.
* When calibration is unsuccessful, face in a different direction and/or slightly change the angle of grip, then try again.


4,將相機切到手動對焦。將相機裝上雙機架雲台,調整相機視野中心與尋星鏡中心兩者的同步(平行度)。如此才能確保當把尋星鏡對準某顆星時,該星便也會在相機視野的中心。這樣以尋星鏡來尋找天體才有意義。
Aligning your finder scope with your camera (live view) 

調整的方法是先開相機live view ,可放大約4倍較準,調整雲台將live view中央對準遠方某顆星或某個明顯地物,然後調整尋星鏡將尋星鏡的中央也對準該目標,如此便完成了同步。
建議關閉峰值對焦,否則Live view 會有許多雜訊閃爍。


5,對焦,最簡易的方式就是找顆亮星對焦,使用Liveview(實時預覽) 手動對焦,但請將峰值對焦關閉(使用峰值對暗空LV雜訊會很多),千萬不要用將對焦環轉到無限遠再轉回來一點這種不確實的方式,因為差一點就差很多且每顆鏡頭都不同。對焦方式,對亮星開live view 放大來對焦,請放心從live view 一定看得到亮星。對完焦後試拍,確認對焦完成可用膠布固定對焦環。(因為星光會受大氣狀況影響,或可在拍一陣子後重新對焦)
Use live view to focus your camera


6,對照電子星圖與實際星空了解目前的星空(如果沒有電子星圖就需要星座盤),要從計劃拍攝的目標中哪個目標開始。(最西邊的會最快落下,除了在天球北極附近。而最靠近天球北極的目標受O-GPS1的誤差影響最小。)


7,開始利用尋星鏡與星圖來手動搜尋瞄準天體。試曝確認天體有出現在視野中,微調構圖。(更多尋星方法在後面會介紹到)
find your object in the sky (star hopping) and point your camera at the object with  finder scope


8,確認GPS訊號良好(相機LCD上顯示3D的綠色衛星符號),開啟天體追蹤功能並設定曝光時間,按下快門開始拍攝(K5及某些舊機型有另外的天體追蹤功能選單,再按下確認鍵後會進入待命狀態,要按下快門才會開始追蹤曝光)。

9.追蹤曝光完成時感光元件也會自動歸位,此時目標在構圖中已有移動(視鏡頭焦距、指向與曝光時間不同),若進行同目標多張拍攝,使用者需視目標位移情況,在拍攝幾張之後微調構圖將目標維持在視野內


*****10.若不滿意拖到線,應卸下相機重新做精密校正
keep repeating the precise calibration until you get the good shot

(相機使用快拆座有益於此,重裝後要校正尋星鏡也比較快速,即使不重校尋星鏡也差不了多少)。直到滿意或可接受為止。輕微的脫線是正常的。重新校正再裝回腳架後再次確認對焦。
*註:現在有些使用者利用在相機上加小磁片來校正磁北感應器的誤差,所能達到的精度長期使用的穩定性如何尚待觀察,使用者有興趣也可自行嘗試。

keep repeating the precise calibration until you get the good shot。 並不是做了一次精密校正然後拍照就知道O-GPS1追蹤拍攝是否準或不準,若從相機上檢視拍攝結果發現拖線嚴重,請有耐心地重做做精密校正,重複此步驟直到得到滿意的結果。
keep repeating the precise calibration until you get the good shot。
並不是做了一次精密校正然後拍照就知道O-GPS1追蹤拍攝是否準或不準,若從相機上檢視拍攝結果發現拖線嚴重,請有耐心地重做做精密校正,重複此步驟直到得到滿意的結果。
圖中劃斜線的前十幾張都是拖線嚴重的,也是做了幾次精密校正才試到滿意的精度

10. 如果有時間可以做Darkframe(暗電流檔,同樣曝光條件只需做一張,蓋上鏡頭蓋所拍出的純黑、上有熱噪訊的檔案),可在回家後製處理時用來除熱噪,不過以K5來說,經過測試個人認為兩三分鐘的曝光時間,如果不care熱噪是微小到可以忽略的(曝光不足的雜訊影響較大)。

使用例Example(14mm~945mm):

14mm (35相機等效21mm):


DA14/2.8, K5(full spectrum mod.), Redhancer+ir cut filter, O-GPS1 120sec 攝於陽明山(SQM19-20)



陽明山鞍部的銀河 2018。Kenko Red Enhancer Natural + MC Pro Softon A filter,40sec 四張拼接。

43mm (35相機等效65mm) 使用例:

Pentax K5(full spectrum mod.)+ O-GPS1, FA43 at F2.8, Red enhancer+ IR cut filter, ISO3200 50sec ~ 80 sec x54  (total 1hr stacked and starless processed) + stars landscape stacked 攝於陽明山



77mm  (35相機等效115mm) 使用例:

2018/01/16 AM 1:45(UT+8) Carinae Nebula visually passing through the sky above Tapiei 101 攝於陽明山
K5(mod.)+ FA77 , 30sec x50 DSS stacked (total 25min) for Eta Nebula

Rising 21P Comet (2018)  , 攝於陽明山
K3II ASTROTRACER 50sec x54 total ,DSS, Registar, FAP, Photoshop


85mm  (35相機等效128mm) 使用例:

Comet 46P, M45 and California nebula total 137min
FA43, CLS filter, IR-cut, 50~60sec/frame , total 92min for comet
FA43, CLS filter, IR-cut, 50~60sec/frame , total 92min for stars and nebula
A*85, IDAS-D1, 60sec/frame, total 45min fot stars and nebula
DSS, Registar, FlatAidePro, Photoshop
DSS 1min x10 HDR, FlatAidePro ,攝於陽明山


200mm (35相機等效300mm) 使用例:
從小觀音山昇起的Lovejoy 彗星 / Pentax O-GPS1
Lovejoy 彗星(C/2013 R1) 攝於陽明山
 K5+DA*200 F2.8 ISO2000 O-GPS1 30sec



仙女座星系 Andromeda galaxy M31 (and M32, M101)攝於陽明山
K5(full spectrum), Ir cut, Red enhancer,
DA*200 @F3.5 ISO3200 ,
O-GPS1 60sec 單張



60s x13 張疊合,共13min。裁切。


Witch head ISO3200 F2.8 O-GPS1 100sec x 30 DSS stacked , stars and nebula processed separately via FlatAidePro, Photomatix HDR, Photoshop, 攝於陽明山



Pentax O-GPS1 Astrotracer 60sec x 20 共曝光20min疊圖
K5(fullspectrum), DA*200 @ F3.2, Ir cut + Red enhancer filter 攝於陽明山



Rosette Nebula - Pentax K5 + O-GPS1 + DA*200, 120sec
同樣也是200mm  120sec 的黑白的薔薇星雲,是很準的情況。 攝於陽明山


Tips: more exposure time? Stacking the pictures  
小技巧:疊圖以累積曝光時間(以增加訊噪比)


從小觀音山昇起的Lovejoy 彗星 / Pentax O-GPS1

#以O-GPS1拍攝彗星與疊圖(stacking the pictures with DeepSkyStacker):
請參考>>(追星)從小觀音山昇起的Lovejoy 彗星
PS.
如果當日的校正情況遲遲不理想,無法達到理想的單張不拖線的最長曝光時間(例如個人測試300mm是80秒),那麼可以退而求其次,不必每張都要曝到極限時間,縮短單張的曝光時間,例如以單張曝光三十秒的方式,多拍幾張來疊,也是可以達到增加訊噪比的效果。


Comet Oukaimeden perched on the Rosette

或  彗星疊圖comet jacques was going through heart nebula Stacked



300mm (35相機等效450mm)使用例: 
40秒
M42獵戶座大星雲 Pentax K5 + O-GPS1 + Tamron Adaptall-2 SP 300mm f/2.8 LD IF (60B) , ISO 1600, F2.8 40sec
M42獵戶座大星雲 攝於陽明山
Pentax K5 + O-GPS1 + Tamron Adaptall-2 SP 300mm f/2.8 LD IF (60B) , ISO 1600, F2.8 40sec

70秒
M82與在它之中剛爆發不久的超新星SN 2014J,以及M81 Pentax K5 + O-GPS1 + Tamron Adaptall-2 SP 300mm f/2.8 LD IF (60B) ,  ISO 4000, F2.8 70sec
這是300mm的 M82與在它之中剛爆發不久的超新星SN 2014J,以及M81 攝於陽明山
Pentax K5 + O-GPS1 + Tamron Adaptall-2 SP 300mm f/2.8 LD IF (60B) ,  ISO 4000, F2.8 70sec

詳細請參考Supernova in M82
(該篇說明如何使用60B拍攝,以及60B如何做精密校正  How to do the precise calibration with 60B 
1.attach the BBAR PK adapter to camera
2.turn on the O-GPS1 and camera
3.do the Precision Calibration
4.mount to Lens (don't turn off the power)

#目前為止,個人使用O-GPS1的單張曝光極限是200mm(換算35等效300mm) 約120~130秒,300mm約60~80秒,500mm 40~50 秒,700mm 30秒 ,945mm 10秒在這個曝光極限成功率不算低,拖線的程度也能達到非常輕微的程度
目前 80秒是個人試過300mm(K5) 尚可接受的最長的曝光。

360mm(35相機等效540mm)
Pentax 75SDHF + RC 0.72x 攝於陽明山
w/ STC AM filter 35sec x15
w/ IDAS LPS-D1 filter 35sec x15
total 17.5min stacked in DSS


420mm (35相機等效630mm)

M51, Tamron 300/2.8 + Pentax A-1.4x L (單張30sec,30sec x 36 疊圖18min, 裁切) 攝於陽明山

M42, M43 and running man nebula 攝於陽明山
Tamron 300/2.8 + Pentax A-1.4x L (45sec x 7 + 5sec x 11 疊圖HDR處理, 裁切)
FlatAidePro/Starnet++ ,Photoshop 星雲星點分離混合處理 (2020/05/20)


  Telescope setup (Pentax 75SDHF FL=500mm)

  Pentax O-GPS1(How to):Telescope setup (Pentax 75SDHF FL=500mm)


搭配Pentax 75SDHF 時的輕裝:
  Pentax O-GPS1(How to):Telescope setup
 (1) Kenko NEW KDS 雲台(改)搭配 GT 2532S 腳架(此雲台setup 也是個人平常遠距賞/拍鳥的配置)。

使用此配置時會比使用300mm(含)以下鏡頭的組合時需多帶一個腳架包(這時望遠鏡則用BAG 202 或其他背包裝)。使用KDS雲台來改是主要是考量了攜帶、機動性與性能做折衷,犧牲了近天頂的角度, 以及平衡性(需依賴雲台本身的強力阻尼 ,因重心非軸心且無配重裝置),除此之外操作性算很順暢。



(2) present setup: 使用晶華 Z-II 經緯台 (= Explore Scientific Twilight 1 Alt-Az Mount),穩定性與天頂觀測比NEW KDS好很多,雖然重量是KDS的兩倍。







搭載望遠鏡請選用適合自己操作習慣、攜帶方式的雲台/經緯台,因為此篇主要的訴求是輕便,所以請儘量建立自己願意每天帶出門而不會覺得麻煩或負擔的設置,但也請注意結構的耐受度、不要輕量到風吹就會晃動的程度,需注意的是一定要具備經緯兩軸微調的功能。


500mm例(35相機等效 750mm):
M42  - Pentax K5, O-GPS1, Pentax 75SDHF(500mm) ,Kenko HF filter,  ISO6400 40sec
M42  - Pentax K5, O-GPS1, Pentax 75SDHF(500mm) ,Kenko HF filter,  ISO6400 40sec 攝於大直




700mm例(35相機等效1050mm):
M27   - Pentax K5, O-GPS1, Pentax 75SDHF(500mm) + 1.4XL,   ISO 3200 25sec
M27   - Pentax K5, O-GPS1, Pentax 75SDHF(500mm) + 1.4XL,   ISO 3200 25sec 攝於陽明山


可參考 仲夏的星空冒險 、萬聖節的巡星(700mm) 等篇。





上表是K5搭配的鏡頭焦距,若是換算成全幅等效焦段要乘以1.5倍。
the suitable(acceptable) exposure time  up to now (2016/08/03)*

(*註:並非百分百每次都一次精密校正就成功,但只要精密校正至準確的狀態就一定能夠連續達到這樣的水準,即使不是每張。若是以多張疊合以得長時曝光的方式,建議每張的曝光時間可使用上表時間的1/2即可。)

在焦距的選擇方面,球狀星團(globular cluster)以及1 arcmin以下的行星狀星雲(Planetary nebula),建議使用500mm(35相機等效750mm)~945mm(35相機等效1418mm)的焦距,因為它們的表面亮度大部份都算蠻亮的,通常30~40秒就可以曝得。星系雖說是使用這樣的焦距拍起來較大,但是星系的表面亮度相較之下並不高,在考量需要在短時間完成曝光,焦比就不能太小曝光量才會足夠( P75的焦比是F6.5左右),所以星系以O-GPS1單張拍攝時使用300/2.8(等效450mm)來曝光60~90秒左右拍攝是比較容易的顯現的。以上僅是個人的經驗提供參考。

單張曝光時間個人建議:廣角星景單張盡量限制在120秒以內(視光害情況縮短)。全幅等效 300mm焦距(含)以下使用60秒至90秒即可。300mm 以上則視校正情況而定。 


(updated 2016/07/18)

Telescope setup 2


945mm(35相機等效1418mm)設置:


Pentax K-3II , Celestron C6(6" Schmidt-Cassegrain ) , 0.63x reducer , K-ASTEC PTP-C22 tripod






M52 and Bubble nebula (10sec x79 stacked) 攝於陽明山


目前使用單張曝光十秒成功機率高
範例請參考FOV 1.4° x 1° ,深夜DJ
K-3II內建的Astrotracer 選單與K-5不同。K-3II只要設好模式後,B模式就是一直在Astrotracer的待命狀態,只要按下快門就開始追蹤曝光,所以個人建議可利用定時快門線做連續拍攝。





O-GPS1/Astrotracer星景模式(實現1/2恆星時速度追蹤攝影的方法)
Star Landscape mode (0.5 Sidereal time speed)



使用1/2恆星時速度追蹤攝影,可以比固定攝影或一般恆星時追蹤攝影(包括Astrotracer)增加一倍的、星星與地景都不模糊的容許曝光時間。(有些赤道儀或攝星儀有支援1/2速的功能)

使用Astrotracer時只要我們把焦距設為正確焦距的1/2(差不多即可),也可以模擬這種星景模式。譬如我們下面使用的DA15,設定焦距時選擇8(相機就會以8mm的投影軌跡速度去移動感光元件)。

以下是使O-GPS1/Astrotracer 驅動感光元件移動的速度為原來一半的鏡頭設定方式。

1. disable the digital-info contact of auto lens with a tape(將鏡頭會傳遞焦長資訊的接點貼起來,不要讓它作動)。

當使用自動鏡時,順時鐘方向最後一個接點就是提供鏡頭焦長等資訊的接點,用膠帶把它貼起來。照片是DA15。(注意並非每種接環的接點設置都相同)

2. Set the lens focal length to 1/2 real focal length in the camera menu
此例是DA15,所以我們故意將焦長設定為將近一半的 8mm


下表是vixen 星空雲台的說明書的1/2恆星速度(星景模式)的建議曝光極限(在這時間內景物和星星都可以清晰),借來用一下。我們使用Pentax O-GPS1也可以用這個表。

 the max exposure time without causing visible blur in Star Landscape mode (Vixen Polaris )The chart is the max exposure time without causing visible blur in 1/2 speed Star Landscape mode (Vixen Polaris )

* (但注意焦距設為1/2後在O-GPS拍攝選單中即時顯示的最長曝光時間就會不準,參考上自己要除以二)


關於固定攝影、恆星時追蹤攝影、1/2恆星時速度追蹤攝影等要使星星和地景皆不模糊的容許曝光時間,與鏡頭焦距和拍攝方位的赤緯相關(離天球北極或南極的角度),使用1/2恆星時追蹤攝影的星景模式容許曝光時間(星星和地景皆不模糊)可查上面的表格,假設這個時間我們寫成TL(fl, Dec),一旦曝光時間超過TL,則星星與地景都開始模糊。

而固定攝影或恆星時追蹤攝影的模式容許曝光時間(星星和地景皆不模糊)同樣都是 TL/2,
當固定攝影超過TL/2 則星星開始模糊(地景仍保持清晰),而恆星時追蹤攝影超過TL/2則地景開始模糊(星星仍保持清晰,如果追蹤準確的話)。


若不用1/2速星景模式而單純使用恆星時追蹤攝影要達到星空和地景兩者皆清晰有兩種方法:一是如前所述曝光時間要限制在表列時間的1/2(無論用哪種攝星裝置都一樣,與固定攝影要星星不拖軌的限制時間相同),第二種方式是清晰地景要另外拍攝後製在一起,或遮黑卡(比較困難)。



#相機改全光譜以增進拍攝發射星雲的效率
Full spectrum modified-
improved capture of red hydrogen emission nebulae


由於相機感光元件前端的 低通+UV/IR cut 濾鏡約阻擋了將近四分之三的 H-alpha波長的光量,而H-Alpha是發射星雲發出光線中的重要波長之一,因此可以改機將CMOS前的所有濾鏡拿掉(僅加一片透明修正合焦的鏡片),可以縮短拍攝發射星雲的所需曝光時間。但要注意偏藍波長可能因縮短曝光時間而曝光不足)

使用全光譜相機拍攝時需配合可供天文使用的UV/IR cut(讓H-alpha, S II波長通過) 或光害濾鏡將紅外光過濾掉(拍攝1arcmin左右或以下的小行星狀星雲建議皆加上光害濾鏡),若使用Astronomik 的CLS濾鏡來拍攝還要再加上UV/IR cut,因為CLS並沒有切掉紅外光。

*請依目標的光譜特性來決定是否使用改機,以求得到最佳的色彩平衡。有些發射星雲Ha波長的強度已是其他波長的數倍。

實際拍攝請參考春季星空散步


O-GPS1/ASTROTRACER 受限於感光元件的可移動量(曝光時間有限制,隨使用焦長遞減,也與拍攝方位有關,最長是300 sec)。如果正常的話,使用50mm時可接受的曝光時間(依個人使用經驗的圖表、焦距與秒數的對應關係計算50mm應可曝480秒)已經遠超過最長時間限制300秒,所以可以肯定的是使用標準鏡頭拍攝時不需要擔心精度的問題,只要精密校正準確曝滿300秒不成問題(但是標準鏡頭以下的廣角鏡會有因為廣角周圍星點運動方向與中央不同而導致周圍拖線的問題,越廣角、曝光越長影響就越明顯)。

O-GPS1不會有星空雲台或赤道儀的荷重限制的問題,所以要用多重的鏡頭都可,只要腳架夠力。

若手動鏡請使用相機焦距選單中有的鏡頭焦距(最長到800mm)。因為焦距是計算時的重要參數之一。


*暗空對於曝光時間的影響:

曝光時間正比於
10^ (- S/2.5)             (請參考王為豪《星野攝影II》)
1)假設我們在一個天空表面亮度 22 MPSAS(可由SQM測得)的高山曝光10分鐘,若其他條件皆相同,若在一個SQM值為 19的夜空的郊區以同樣設備拍攝,若要得到與高山曝光十分鐘同樣的訊噪比,則所需的曝光時間為
10x [10^(-19/2.5)  ÷   10^(-22/2.5)] 
 =  10x  10^[(-19+22)/2.5]    
=10x  (10^1.2 ) 
158.5 分鐘 

2)假設高山SQM為21.7,郊山為19.7。則於高山曝光10分鐘,於郊山需要曝光
10x [10^(-19.7/2.5)  ÷   10^(-21.7/2.5)] 
=10x  (10^0.8)
=63 分鐘

(透過科學方法的輔助我們可以了解各種局限的因素,無論在任何地方從事天文的興趣也能更為自在,不會因為拍不出好看的照片而無法釋懷。)
(註:影響影像最後品質的因素尚包括天候狀況、器材、影像處理等,如果影像處理得妥當,是可以減小、改善這些因素差距所造成的影像品質差異。)


[從哪些深空天體開始找起?]

天上大約有十來個天體是在光害稍微小一點的郊區用裸眼或「小雙筒望遠鏡」(10x56, 8x40, 7x35等五公分以內的雙筒望遠鏡)可隱約看見(但人眼ㄧ般看不到這些天體顏色,顏色是長曝累積。),也有十來個即使無法直接看看到,但它們是在用肉眼就可以看見的亮星旁邊,用特定的焦長以下的鏡頭,只要把亮星放在相機視野的某角落,天體也就自然的進入視野中。
目標首先放在尋找這幾個天體,要學習的就是:1.對照「星圖app」或星座盤與實際星空去認識這幾個天體所在的「星座」。學習認北極星,和幾個主要星座(從北極星附近,以及夏天和冬天,尤其是銀河上或附近的幾個常見星座開始)。

 2.從實際星空中找到這些天體所在星座的區域,然後對照星圖app與天體所在的實際星區,辨識離天體最近的「亮星」,以及亮星與天體的「相對位置」。利用這些亮星、相對位置去找天體並構圖。


這幾個天體包括仙女座的M31大星系(M110,M32),附近三角座的M33星系,位在獵戶座的M42火鳥大星雲,和它旁邊的跑步人,位在獵戶腰帶亮星旁的馬頭暗星雲,及它旁邊的火焰星雲,M78,巴納德環。在獵戶座alpha紅巨星下不遠處有玫瑰星雲。金牛座的M45七姐妺,附近的英仙座的加州星雲,英仙座雙星團。仙后座的小精靈星雲,離仙后座W不遠的心與靈魂星雲。夏季的銀河上天蠍座、射手座上則有貓爪,礁湖,三裂,歐米茄(龍蝦),M16老鷹星雲等,天蠍座的心臟上則有星空調色盤。天鵝座上則有蝴蝶,北美洲,鵜鶘星雲,網狀星雲。春天大熊座尾巴旁則有M101,M51。


以上這些是300mm以下鏡頭可嘗試拍攝且不難尋找的天體。這些也是用O-GPS1也很適合拍的天體。這幾些天體就囊括了絶大部份的同好不斷樂於一再拍攝的天體照片。



#可事先設定的

1.請關掉相機的自動關閉電源功能,因為電源一旦重開就必須重新校正O-GPS1。所以最好的方法是事先就專門設一個USER模式給O-GPS1。在該模式中也可將Raw鍵指定給GPS選單,因為每拍完一張,選單會自動復歸到最上層,要再一層層進入很麻煩。

2.在家中就規劃好欲拍攝目標(1〜5個,如果想輕鬆的玩不熬夜)。可多規劃幾個目標到現場看狀況而選擇,如果是可持續到下半夜,那麼甚至可以規劃一整個季節星空的逡巡 如春季的星系縱走
此外,除了注意天氣以外,日期選擇月相佳或上半夜月亮尙未升上(或將落下)的夜晚最佳。

My Skysafari List:Pentax O-GPS1 Astrotracer 331 Objects  (.skylist 2017/12/07 updated)


目前篩選三百多使用O-GPS1可嘗試拍攝的天體,這些都是個人以O-GPS1作單次追蹤曝光得以曝出即看得到天體、在照片中辨識得出來的相關曝光資訊,包括使用的鏡頭、濾鏡、是否改機,多數有記錄拍攝時的SQ 背景天空表面亮度值,其中僅有少數一兩個因曝光不足沒有曝出(有於記錄中註記)。只要拍攝者的觀測地的天空表面亮度有暗到記錄中的SQ值(應該不是很困難,因為這些曝光絕大多數都是在臺北市郊陽明山),就表示該天體應該同樣能夠在曝光中從拍攝者的背景夜空中浮出,依拍攝者的興趣或目的不同(譬如拍攝者想拍得更漂亮,或想拍得更大),可以改變其他曝光條件,譬如縮光圈、延長曝光時間、多次曝光疊合等,甚至以其他追蹤設備去完成。
其中,儘量的拉長總曝光時間是增加訊噪比,使天體更清晰的關鍵。

如何改變曝光方式?譬如下表以 ISO3200 F2.8 曝光兩分鐘已經足夠的天體,你可以改成以ISO800 F4 曝光約十六分鐘的方式(每張曝光1分鐘,拍16張疊圖)或更久。如果原本兩分鐘仍很模糊的天體,則必須要增加曝光時間(譬如至少再兩倍以上)。
這個記錄(希望)能夠在享受找星的樂趣之餘也能順便整理出究竟在這個暗空程度的郊山,在List中有哪些天體是(使用Pentax Astrotracer 做 one shot color photography,包括疊圖)無法或很難拍攝的,以及又有哪些是容易拍攝的。若有興致也能據此再做更進一步的觀測或拍攝規劃。使用者可以在自己最常觀測或拍攝的地點做類似記錄。

spreadsheet (2019 updated 333 objects)
天體大小、表面亮度。Astrotracer Imaging - 曝光資料。Observations - 有素描記錄的目視觀測資料(主鏡、倍率、濾鏡及天空表面亮度SQ-mpsas值),皆使用口徑8.3”以內的小型望遠鏡。

 updated 2019/12/02







#後製 Post-Processing、軟體平場處理:

建議需要具備的基本處理能力 1.DeepSkyStacker , 2.Photoshop, 3.Aperture 或  Lightroom或相機廠提供的其他簡單的影像處理軟體

#手動搜尋天體的方法(使用尋星鏡對照星圖):

A.  Star hopping  (牽星法):這是最常使用的方法。



A1
 Star hopping



當搜尋一些非常暗的天體乃至於肉眼難辨之天體時,因為無法直接瞄準目標,必需先在星圖上找出在該天體位置上或附近比較明顯的星星作為參考星,並規劃搜尋路徑,搜尋路徑從夜空裡以肉眼最易認的亮星為起點,然後到下一顆參考星,如飛石般,一步步移到離天體最近的參考星。

實際搜尋時就是對照星圖與星空,照規劃路徑漸漸轉動雲台將相機瞄準天體或參考星,然後先試曝光來確認。這種方法即是Star hopping 。此細膩的操作必需依賴有倍率的尋星鏡與微動雲台協助。


例如我們要找seagull海鷗星雲,我們可以夜空中非常容易辨認的獵戶座腰帶為起點,然後找到大犬座的天狼星(夜空中最亮的恆星,所以不難找),轉動雲台將尋星鏡中央對準天狼星。第三步,要找到大犬座θ CMa星比較需要耐心,需透過比對星圖與尋星鏡視野中的實際星空星星的分佈來確認θ星,並將尋星鏡中央瞄準它。接著以seagull星雲相對於θ星的位置與距離(以尋星鏡的視野大小為參考),如果電子星圖能模擬尋星鏡視野最佳,可以看出當把θ星移到尋星鏡右上角時,seagull 星雲應會完全在相機視野裡。而實際操作便照此轉動雲台。最後一步是先試曝光確認是否該星雲有出現在相片中,若有表示搜尋成功,然後便可邊拍邊調整構圖(其實也沒什麼好構圖的,就是把目標放入視野中適當位置)。


使用電子星圖可以針對特定範圍放大,較易於比對星空。如果使用紙本星圖,除非星圖的視角夠小,要不然比對起來吃力很多(尤其在最後的步驟)。


A2
如果在選擇下一顆參考星時距離控制在一個尋星鏡的視野內(當然選擇的參考星要是逐漸接近目標的方向),就不用擔心一次跳的太遠在中途有迷路的可能。

譬如我們現在要從Cocoon Galaxy 繭之星系 移到下個目標 Whale Galaxy 鯨魚星系,我們先參考星圖找參考星,這裡我們把Cocoon Galaxy 旁的Chara當第一顆參考星,θ CVn為第二顆參考星,在Whale Galaxy附近的AX CVn為第三顆參考星。(如果我們不事先在星圖上規劃,我們也可以在尋星鏡視野中尋找下一顆參考星)

1.先慢慢微調雲台將Chara移動到尋星鏡視野的左側,我們會發現θ CVn星如預期從右上方進入視野,下一步便是移動雲台將θ CVn移至尋星鏡視野的左方。

 Star hopping



2. 當我們慢慢將θ CVn移到尋星鏡視野左上角時,AX CVn便會出現在同一視野內的右下角。

 Star hopping


3. 因為我們從星圖知道 AX CVn 與 Whale Galaxy的距離在一個尋星鏡的視野內,並且AX CVn在 Whale Galaxy的北方,現在我們將AX CVn移到尋星鏡視野的北方(此圖尋星鏡視野的左偏上方。),Whale Galaxy就會進入尋星鏡的視野內靠右側的地方。

 Star hopping





B.  守株待兔(等待時角差 waiting hour angle)
等待時角差 waiting hour angle


如果你有特別想找或拍某的天體,可是該天體附近有沒有什麼較明顯的參考星,或者不容易ˋ使用star hopping也可以考慮這種方法。此法乃是利用天球運行的特性以及赤經坐標與日常生活上所使用的時間單位上的微妙關係 (雖不同但可互為參考利用),但使用者必須知道一點赤道坐標與星圖的關係以及恆星時與平均太陽時的差異。可參考星圖與使用


此例我們想瞄準NGC 2264 ,首先,我們找一顆赤緯坐標與欲搜尋天體相同或非常接近(或相機視野可涵蓋的角度)的參考星,但該參考星時角必須超前天體(赤經坐標要在天體之前),譬如獵戶座的Messia,與NGC2264的赤緯只相差 4'左右,而Messia的赤經坐標是RA 05h 35m 53.06s,在NGC2264的A 06h 41m 42.71s 之前。(如果覺得α Ori比較亮當參考星比較好對也可以,但赤緯角度差較多,相機視野必須要至少可以涵蓋。 )



因為天球的運行方向加上兩者之間的坐標關係,在夜晚中Messia 會比NGC2264先昇起與落下。並且,NGC2264一定會通過Messia剛經過的地方(因為兩者的赤緯坐標相當),至於之間間隔多長時間,我們可以以計算兩者的赤經坐標差來估算時間。(請注意赤經坐標的恆星時與我們平常使用的太陽時的尺度不同,但在短時間內相差甚小)


現在我們計算出兩者的赤經坐標差,即6h41m減掉5h35m,約等於1h 6m。即當Messia通過某一位置後,經過約66分鐘的時間後NGC2264也會通過相同的位置。

如果覺得計算時間麻煩我們也可以用輔助的App來計算

如果覺得計算時間麻煩我們也可以用輔助的App來計算。 XD

因此,我們只要在夜空裡找到Messia,然後將相機視野中心對準它。接著我們就可以設定鬧鐘為66分鐘。然後擺著不管它,去吃個點心或睡個覺或躺著仰望星空,然後等鬧鐘響了,NGC2264應該就在相機的視野中了(如果相機沒有被動到或者雲台垂頭)。



C. 座標法/ 使用地平座標的刻度偏移法(Angle Level offsetting):

a.仰角偏移法:
假設此刻我們想要尋星鏡或相機瞄準Seagull Nebula(海鷗星雲)。
1.首先我們查電子星圖,注意地平座標,「當下、或預計觀測的那時刻(因為天體的地平座標是一直在隨時間變動著)與海鷗星雲具有相同方位角的亮星作為參考星,此例是以天狼星作為參考星,當下它與海鷗星雲的地平座標的方位角都差不多是233度(差一點沒關係,差距在視野範圍內即可),接著我們計算兩者的仰角差= 34.8-27.3 = 7.5度。

使用地平座標的刻度偏移法(Angle Level offsetting)

尋找同方位角參考星,並計算仰角差

2.再來我們調整方位瞄準天狼星,將其引入尋星鏡十字中央,接著用相機Liveview放大調整天狼星至相機視野中央(會更精確)。然後將仰角刻度歸零(如果雲台有仰角刻度環使用刻度環,如果雲台沒有刻度或刻度不好用,則可使用角度器如照片,該刻度讀數可到0.2度。也有電子式的角度器),以角度器為例就是把角度盤(主尺)的0轉到對準指針(電子式則切換至相對模式,數字顯示0)。

機械式角度器,此角度器的原理是利用重力,指針的另一端是小重錘。角度器的底座有磁鐵方便固定。

電子角度器。底座也是有磁鐵。有兩種模式,絕對仰角(顯示ABS)與相對角度模式,按ZERO紐切換(切至相對模式時ABS消失,讀數從0開始)。 


 3.接著我們調整雲台仰角(此例是向上),直到角度器指到7.5度為止(精確的使用機械式角度器法請見附錄)。這時海鷗星雲就會在尋星鏡與相機視野內了。


使用仰角偏移法時這些步驟都要儘量在短時間內完成,因為星空一直在轉動,目標與參考星的地平座標都隨時在變化。使用者當然也可以找方位及仰角都需要偏移的參考星,只是要注意在操作兩軸的所花費的時間下星空的位移肯定會比較多,就看使用者的熟練度。



(b.如果您是使用赤道儀,極軸如果有對準,當然也是可以利用赤道儀本身的刻度環作 offsetting方法,因為調整的是赤經軸和赤緯軸,所以offset的是赤道座標偏差。這時找參考星最好要找和目標赤緯座標相同的,或赤經座標相同的。如果赤經赤緯座標都有差,那就必須offset 兩軸。)

一般來說,使用者只要熟悉Star hopping 並經過多次實際找星觀測經驗後,使用Star hopping 找任何天體應該都沒什麼問題,也不會花很長時間。如果真Star hopping 找不到(目前個人尚未遇過這種情形),再使用其他方法即可,因為讀刻度調刻度並不會比較省時。

D.地平座標法/指北針、GPS Push-To
1.利用 Pentax O-GPS1/ASTROTRACER 的電子指北針Electronic compass(或一般指北針) 及角 度器(或腳架雲台上的仰角刻度,譬如410雲台便有粗略刻度,但利用雲台要先調水平及對好正北)等等,以天體的地平座標將目標引入。


O-GPS1的電子指北針Electronic compass


O-GPS1的電子指北針Electronic compass


2. 非Pentax ASTROTRACER使用者可利用 vixen的 'comet catcher/polar meter' 冷/熱靴用量具(照片中的熱靴上)
vixen的'comet catcher/polar meter
這個小工具的結構等於是一個指北針以及一個可調整仰角的刻度盤和一顆水平泡的組合體。是Vixen開始販售星空雲台時一併推出的小工具,裝在星空雲台的冷靴座上,或赤道儀與極軸平行的位置,可以在不需要看得到北極星的情況下(包括白天)粗略對準極軸,這種對極軸的精度已足夠用來作望遠鏡的觀測、錄影,不需長曝或精度要求不高的拍攝譬如行星拍攝。

當把它裝在相機的熱靴上則可以地平座標來瞄準,譬如找彗星, 適合廣角至標準鏡頭的視野。

需注意的是,此指北針指的是磁北,要修正磁偏角(磁北相對於正北的偏角,各地的磁偏角 Declination可從網路查詢,也有app可利用)之後的方向才是地平座標使用的正北。

3. 利用 iOS的'iPushTo'(下方照片中之iPhone)手動PushTo app
使用PushTo軟體,或使用輔助測量工具以對照星圖(或其他參考表)中顯示的目標天體的地平座標(方位角、仰角)來調整相機雲台、瞄準方位。


iPushTo'
從選單中選擇天體(或自行輸入座標),app會指示使用者如何移動雲台(上下左右的箭頭),直到設備指向的座標值與目標值相同。(*經個人初步測試準確度並不高。)

*如果要以電子星圖直接導航做push to, 可試著以目標天體附近的亮星做與相機的同步校正。
*使用push to 軟體必須:
1.腳架調好水平
2.找天體時先調方位再調整仰角,因為當手機不在垂直地面狀態時方位讀數會亂跑。換言之,每次要使用push to 移動前先將仰角放低至差不多水平位置,然後先調整方位。(2015/03/07)



以上各種地平座標法 Push-To 受限於量具的精度(譬如O-GPS1/ASTROTRACER的電子方位指北針精度為正負5度),建議使用在視野只需大於10度的情況,個人覺得較適合使用在100mm以下的鏡頭(以k5的片幅來說,視野大約十度左右)成功率會較高 ,200mm是Hit or miss。適合尋找彗星、構圖廣角銀河、星座。用在望遠鏡時則較適合將目標引入尋星鏡、低倍目鏡。若能找到方位參考星,建議可使用單純的仰角刻度偏移 offset法。
當然使用者也可以使用變焦鏡頭,先用最近端將天體引入中央再轉到長焦,但這樣能使用的鏡頭與素質都會受限。




附錄:

(一) * A letter to Ricoh Pentax


According a  report made  by
"デジカメ Watch" in 2011 , Mr.飯田好一氏, the product adviser of ASTROTRACER  said that he had insisted that pentax should put the  star calibration function into ASTROTRACER , but he was rejected by Mr. 前川 , the product manger of Pentax , he cut the plan of accuracy increasing off.

In my opion that was a terrible mistake made by Pentax . 
 It shouldn't be one or the other. The ASTROTRACER could have  both  calibrations (rotating the camera  and star calibration) 

BTW , you only need single star to calibrate , not three , because you have the user's  coordinate and time from GPS already.
when the user keep cetering the object in liveview and tell the camera what object it is, 
the ASTROTRACER should always know the orientation where  the comera is pointing .


The 2011 report of ASTROTRACER on デジカメ Watch:
https://dc.watch.impress.co.jp/docs/review/special/454521.html


I suggest that Ricoh should  release SDKs of Pentax ASTROTRACER , at least for the star calibration fuction, let the user finish it if Pentax will not upgrade the ASTROTRACER in the future.

here are some ideas about new astrotracer functions:

a .allow user to type in a new focal length on focal length selection menu

***b.display realtime  horizontal coordinate (Alt-Az)

***c. Star calibration :Realtime Calibrating the position and angular of camera by manually centering designated object or star in live view  and key-in their  equatorial coordinates, by following steps:

1.centering object in Liveview .
2.select the corresponding name  from a objects menu on camera or key in the equatorial coordinates of the center of liveview .
3. press Ok
then let the astrotracer  calculates the movement of stars and other objects using the latitude obtained from the equatorial coordinates which user typed-in  and GPS data,  so it can bypass the error from the magnetic and acceleration sensors.

d.  0.5 speed  tracking mode (star landscape mode).

if the Ricoh can provide these extra astro functions,  I believe that it will be a revolution improvements of ASTROTRACER and a huge advance to develop new customers, Ricoh  should take it into serious consideration 

寫了一封信向Ricoh 建議一些新功能:
1.讓使用者能自行輸入選單上沒有的焦距。
2.即時顯示地平座標
3.增加LiveView 手動校正功能:使用者將目標手動移至 Liveview中央後,從選單中選出目前視野中央的目標資料,或者手動輸入目標的赤經座標。Astrotracer 則使用使用者輸入的目標或座標當作當前相機正對的方向(從天體座標與使用者所在的GPS地理資訊計算出),以此來計算天體運行的軌跡,在使用者確認後 ,以此作為此次追蹤攝影的 移動感光元件的依據。如此可以跳過磁北感應器與 兩軸的加速度感應器的誤差。

4. 0.5倍速追蹤功能(星景攝影)。



(二)輔助App:

第一個叫Angle of view, 用來計算特定相機搭配特定焦長時的視野大小。使用方法是先建立好您的相機資料(輸入感光元件尺寸),然後選擇您要使用的鏡頭焦長。這時左上角就會顯視視野尺寸(對角、寬與高)。這個尺寸放到星空中到底是多大,可拍多大範圍,可用第二個App來模擬。


第二個App是SkySafari plus

這個軟體是GPS導航星圖,必需使用在有GPS的行動裝置上(若你的行動裝置不能使用導航功能或也是可用,就是把它當作一般星圖,只要您能自行辨認夜空裡的星座,您就能用它來比對尋找目標)。它可以根據您所在位置及所面向的方位,即時模擬眼前的星空。並可模擬任何地點日期時間的星空。足以取代星座盤與紙本星圖,尚還具備相當多功能,不在此贅述。


1. Angle of view :計算相機視野

建立自己的相機(輸入感光元件大小),然後選擇要使用的焦長,左上角便會出現相應的視野大小。
Angle of view





2. SkySafari 3 plus/Pro  星圖以及模擬尋星鏡、目鏡、相機視野(版本4以上已可設定設備,不需要自己輸入鏡頭視野)

Camera field:

Pentax k5 +
10mm lens =135x 9
15mm = 76.6 x 55.2
31mm = 41.8 x 28.4
35mm = 37.4 x 25.3
77mm = 17.5 x 11.6
100mm = 13.5x  9.0
200mm =   6.8x  4.5
300mm =   4.5x  3.0
500mm =   2.7x  1.8
700mm =   1.9x  1.3

SkySafari plus:

SkySafari plus:
如果把Cardinal Directions 啟動則可進一步顯示模擬視野的東西南北方位。



SkySafari plus:/ 圖中圓圈是尋星鏡視野,方框即是模擬200mm視野。
圖中圓圈是尋星鏡視野,方框即是模擬200mm視野。

除了方便規劃焦段/ 尋星參考以外,用來將目標引入相機視野中及構圖也很方便,譬如此例我們從模擬視野中發現將 θCMa星移到相機視野的右上角時(已經超出尋星鏡的視野),海鷗星雲將剛好在相機視野的中央,因此在尋星初步完成確認θCMa星有出現在Liveview畫面中之後,從這裡我們可以使用相機的Liveview功能來接手尋星鏡的工作,微調雲台將Liveview畫面中的θ星(4.1等,只要光害不是很嚴重,透過Liveview應該看得見)移動到視野右上角,來將海鷗星雲引入相機視野中央,用這種方法,我們即使無法直接看到海鷗星雲,也能確認它就在相機視野中。



以200mm鏡頭實際拍出的視野大小,跟軟體預估的差不多:
 以200mm鏡頭實際拍出的視野大小,跟軟體預估的差不多:



Skysafari 5 Plus/Pro Equipment(FOV)   setting file download (我的設定檔)
請開始您的skysafari 將設定檔儲存至 icloud drive 或 google drive的功能,在您以上的網路硬碟中可以找到Skysafari儲存的設定檔包括 equipment.txt





(三)精確地使用機械角度器方法:


角度器

1.
如文中例,我們將視野中央瞄準天狼星後,將角度盤(主尺)的零度轉到對準指針。
假使我們的雲台、相機、尋星鏡等水平都很準,我們應該會剛好讀出天狼星此時的仰角27.3度,但當然這是不太容易的事,假設我們讀出(主尺對準附尺處)的仰角如照片,為25度。





角度器

2.
現在我們將此25度加上剛才我們計算出的仰角差7.5, 25+7.5 = 32.5
並轉動角度環,調到角度(主尺對準附尺處)讀出32.5度如照片所示。而此刻角度盤的零度線應該已經離開指針。






角度器

3.現在調整雲台仰角,調高至指針與角度盤的零度線重合為止。現在我們已經將視野中央對準海鷗星雲所在的位置了。(當然,找到天體所在的位置不等於就一定看得到該天體)


8 則留言:

  1. 基本概念寫得真好, 借分享到 FB 喔, 謝謝

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  2. TS 兄歡迎分享指正

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  3. 師兄,最近小弟都入手左O-gps.....希望可以多多同師兄你交流下,點用o-gps影星野同DSO.....

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    1. 歡迎歡迎,也歡迎加入FB社團的討論^_^

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  4. 非常棒的分享,謝謝用心。

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