V minulé kapitole tohoto seriálu jsme se zabývali fotografováním hvězdné oblohy, jehož výsledkem byly snímky, na kterých hvězdy vytvořily obloučky v důsledku zemské rotace. V této kapitole se budeme zabývat objekty, které jsou buď natolik jasné, že je lze fotografovat bez vzniku rozpohybovaného obrazu, nebo budeme expozice stanovovat tak, aby k tomuto rozpohybování nedošlo. Tímto postupem si ukážeme, jak fotografovat měsíc, slunce a planety.

Z praxe každý ví, že i pohybující se objekt lze staticky exponovat bez vzniku rozpohybovaného obrazu, úměrně rychlosti jeho pohybu. Na tomto principu se také zakládá orientační výpočet nejdelšího použitelného expozičního času pro objekty na rotující nebeské sféře, který se nyní pokusíme odvodit.

Základním vztahem je přepočet mezi úhlovými vzdálenostmi na obloze a rozměry na negativu

y / f = tg (alfa) ,

kde alfa je zorný úhel, kterému odpovídá vzdálenost na negativu y, při použití objektivu s ohniskovou vzdáleností f. Pro pohyb hvězdné oblohy platí

t[s] = ( 86400 / 360 ) x alfa [°] ,

kde t je čas, za který se hvězdná obloha pootočí o úhel alfa (střed otáčení leží poblíž Polárky, blíže v [1] a [2]). Konstanta v čitateli představuje délku jedné otočky Země kolem své osy vyjádřenou v sekundách, konstanta ve jmenovateli je úhlová velikost jedné otočky Země, vyjádřená ve stupních. Vzájemným dosazením předchozích vztahů dostaneme

t = 240 x arctan ( y / f ) .

Uvažujme negativ s rozlišením c[čar/mm]. Potom šířka jedné čáry je 1/2c. Za ideálně ostrý budeme považovat takový obraz na negativu, na kterém žádný jeho bod nemá delší stopu než je polovina šířky jedné rozlišitelné čáry, tedy 1/4c. Dosazením za y do předchozího vztahu získáme čas, za který se hvězdy na negativu posunou o tuto vzdálenost

t_k = 240 x arctan ( 1 / ( 4 x c x f ) ) .

Tento vztah udává kritický čas t_k, za který se hvězdná obloha pootočí o úhel, odpovídající polovině šířky rozlišitelné čáry na negativu. Je to tedy expoziční čas, při jehož překročení se snímek začne teoreticky rozmazávat vlivem zemské rotace. Je zřejmé, že tento čas je pouze hypotetický, vždyť plně využít rozlišovací schopnosti negativu nejsme schopni, ať už vlivem použitého objektivu (z teoretického hlediska se díky konečnému průměru objektivu i bodový zdroj zobrazí na negativu jako difrakční kroužek konečného průměru), nedokonalého zaostření, pohybem fotoaparátu během expozice, chvěním vzduchu atd. Pokud ale neostrost, způsobená překročením kritického času t_k, nepřekročí určitou mez, budou se nám zdát fotografie ostré vlivem konečné rozlišovací schopnosti oka. Praxí je ověřeno, že kritický čas t_k můžeme při zvětšování fotografií na formát 9x13 nebo 10x15 bez problémů překročit asi desetkrát, tzn. že dostaneme doporučenou maximální hodnotu, kterou můžeme použít pro fotografování na výše zmíněný formát

10 x t_k = 240 x arctan ( 1 / ( 4 x c x f ) ) .

Pokud do předchozího vztahu dosadíme některé konkrétní hodnoty, dostaneme následující tabulku.

Tabulka č.1: Doporučené maximální expoziční časy pro negativ s rozlišením 150 čar/mm při fotografování hvězdné oblohy a objektů na ní bez poháněného fotoaparátu (fotoaparát je připevněn ke stativu).

Na tomto obrázku je vidět, jak bude kotouč slunce nebo měsíce na negativu velký při použití objektivu MTO f = 1100mm (na obrázku je celé políčko negativu).

Oba objekty mají přibližně stejný úhlový průměr - asi 0,5°, takže na fotografiích budou stejně velké. Pro jejich fotografování potřebujeme teleobjektivy velmi dlouhých ohnisek, které jsou při běžném fotografování prakticky nepoužitelné. Aby slunce či měsíc nepřipomínali spíše kaz na negativu, je třeba použít objektiv s ohniskovou vzdáleností alespoň 500mm. Jak se mění rozměr obou objektů na negativu v závislosti na ohniskové vzdálenosti použitého objektivu ukazuje následující tabulka.

Tabulka č.2: Průměr kotouče slunce či měsíce na negativu s objektivy různých ohniskových vzdáleností.

Nikdy se nedívejte přímo do slunce okem ani přes fotoaparát bez dostatečně silných ochranných filtrů ! Hrozí trvalé poškození nebo ztráta zraku !

Slunce je v astronomii vůbec nejjasnější objekt a při jeho fotografování je proto třeba značná dávka opatrnosti. Fotografovat je, když je vysoko nad obzorem je naprosto nemožné bez neutrálních filtrů vysokých hodnot a alespoň základních zkušeností. Pro bezpečné fotografování doporučujeme neutrální filtr ND12 nebo vyšší a pro dlouhodobé pozorování slunce okem (např. při částečném zatmění slunce) jsou nutné filtry ND13 nebo ND14. Firma B&W má ve své nabídce filtry ND10, ND13 a ND20.

Tabulka č.3: Expozičních hodnoty pro fotografování slunce s použitím různých neutrálních filtrů (v případě, že se slunce nachází velmi nízko nad obzorem je třeba expoziční čas experimentálně prodloužit).

Poznámka: Při použití objektivu s velmi dlouhým ohniskem může dojít k překročení maximálního doporučeného násobku kritického času 10 x t_k (viz tabulka č.1) a tím tak ke vzniku rozpohybovaného snímku.

Slunce několik vteřin před západem, exponováno objektivem MTO f=1100mm, čas 1/250s clona 10,5, film 100ASA (v horní části slunečního kotouče je patrná i sluneční skvrna, zploštění je způsobené refrakci).

Bezpečnější je fotografovat slunce při východu nebo při západu, kdy je jeho jas zmenšen průchodem větší vrstvou atmosféry, díky němuž má kotouč navíc i zajímavou barvu. Expoziční časy pro různé clony a použité neutrální filtry shrnuje následující tabulka.

Pokud použijeme při snímání slunce teleobjektiv s dostatečně velkou ohniskovou vzdáleností (f=1000mm a větší), je velmi pravděpodobné, že na výsledné fotografii uvidíme tmavá místa -- tzv. sluneční skvrny (jsou to místa, ke na povrch vyvěrají proudy chladnější hmoty z vnitřních vrstev slunce). Několik expozic v po sobě jdoucích dnech by nám potom díky pohybu těchto skvrn ukázalo rotaci slunečního povrchu, jejíž perioda je asi 11 dní.

Měsíc fotografujeme až na výjimky v noci, kdy jeho svit není rušen okolní modrou oblohou. Délka expozice závisí na fázi měsíčního srpku. Expoziční časy pro různé clony a citlivost použitého filmu jsou uvedeny v tabulce. Protože je u měsíce bezpodmínečně nutné dodržet expoziční časy uvedené v tabulce, zásadně nepoužíváme TTL měření expozice moderními zrcadlovkami!

Vzhledem k relativně dlouhým expozicím se při fotografování měsíce může projevit neklid vzduchu, který způsobí mírné rozostření snímků. Částečně se tento problém dá odstranit tím, že pořídíme několik stejných snímků a potom z nich vybereme nejlepší.

Tabulka č.4: Expoziční hodnoty pro fotografování měsíce v různých fázích a pro různé citlivosti filmu. (použití viz legenda k tabulce č.3)

Poznámka: Při použití objektivu s velmi dlouhým ohniskem může za určitých podmínek (měsíc těsně nad obzorem, příliš malý srpek) dojít k překročení maximálního doporučeného násobku kritického času 10 x t_k (viz tabulka č.1) a tím tak ke vzniku rozpohybovaného snímku.

Výřezy fotografií měsíce, snímek vlevo byl exponován objektivem MTO f=1100mm, čas 1/1000s, clona 10,5, snímek vpravo je navíc s telekonvertorem Kenko 2x, čas 1/250s. V obou případech byl použit film FUJI Superia 800ASA.

Pro úplnost musíme tuto kapitolu uzavřít planetami, které jsou po slunci a měsíci nejjasnějšími objekty na noční obloze. Nejjasnější je Venuše, kterou můžeme spatřit vždy krátce po západu slunce nad západním obzorem jako večernici, nebo krátce před východem slunce nad východním obzorem jako jitřenku. Jupiter a Saturn se od slunce vzdalují podstatně dále a můžeme je někdy pozorovat i celou noc. Jak je vidět z tabulky č.5, všechny planety je možné považovat za velmi jasné objekty, které ovšem paradoxně mají téměř zanedbatelnou úhlovou velikost. Na negativu se nám nezobrazí ani při použití metrového teleobjektivu žádná planeta větší než několik desetin milimetru. Expoziční časy nám mohou posloužit jako orientace při fotografování např. večerního seskupení planet s úzkým srpkem měsíce.

Tabulka č.5: Expoziční hodnoty pro fotografování čtyř nejjasnějších planet (použití viz legenda k tabulce č.3).

Poznámka: Při použití objektivu s velmi dlouhým ohniskem může dojít k překročení maximálního doporučeného násobku kritického času 10 x t_k (viz tabulka č.1) a tím tak ke vzniku rozpohybovaného snímku.

Příklad vyvážené expozice úzkého srpku měsíce a Venuše nad západním obzorem krátce po západu slunce (objektiv 28-80mm, čas 1,5s, clona 8, film FUJI Superia 800ASA).

Na snímcích večerní či noční oblohy můžeme docílit různé barvy nebe. Zatímco při západu slunce může mít nebe na fotografii barvu fialovou až temně modrou, při dlouhých nočních expozicích v blízkosti města obdržíme překvapivě barvu hnědou až žlutou v důsledku smogu a znečištění ovzduší. Pouze mimo civilizaci a ve vyšších nadmořských výškách si noční obloha zachovává tmavou barvu i při velmi dlouhých expozicích. Tomuto faktu je třeba přizpůsobit se a podle "stavu" oblohy volit expozici tak, aby snímek nebyl přeexponován. Zatímco u podvečerních snímků (např. úzký srpek měsíce za soumraku) můžeme maximální délku expozice stanovit expozimetrem, u nočního fotografování se můžeme řídit pouze odhadem a zkušenostmi.

[1] Oldřich Hlad a kolektiv: Hvězdná obloha 2000, GKP Praha, 1988.

[2] Eduard Pittich, Dušan Kalmančok: Obloha na dlani, Obzor Bratislava, 1983.

Česká astronomická společnost (východy a západy tlěs sluneční soustavy) - http://www.astro.cz/sky

Michael Oates: Lunar Photography - http://www.u-net.com/ph/mas/observe/lunar-p/lunar-p.htm