Компания Meade любезно предоставила мне для обзора несколько монохромных астрономических камер — Meade LPI-G и Meade LPI-G Advanced. Данные камеры предназначены в первую очередь для лунно-планетной съемки, однако могут использоваться и для съемки с длительными выдержками. Устройства оснащены портом ST4 для автогидирования. В продаже также есть цветные версии камер.
Астрофотография — вид фотографии, объектом съемки в котором являются ночное небо и небесные тела. С появлением недорогих цифровых фотоприемников астрофотография стала гораздо доступнее для любителей астрономии. Сейчас многие люди обладают фотоаппаратом либо в виде отдельного устройства, либо встроенного в телефон.
Главное отличие астрономических камер от бытовых — отсутствие встроенного объектива, экрана, энергонезависимой памяти для хранения снимков, поэтому камеры такого типа не могут работать автономно, без подключения к компьютеру. Кроме того, у астрокамер больше настроек и есть возможность записи несжатого потока данных с фотоприемника, в то время как в бытовых камерах обычно используется запись со сжатием и, соответственно, с потерей деталей. Также астрокамеры могут быть с цветной матрицей, так и с монохромной.
В монохромных камерах каждый пиксель формирует фрагмент бесцветного изображения. В большинстве цветных камер матрица покрыта слоем цветных фильтров (фильтр Байера) — каждый пиксель воспринимает либо красный, либо зеленый, либо синий цвет. Для получения цветного изображения производится дебайеризация – вычисление недостающих цветов в каждом из пикселей. Например, между двумя красными пикселями находится зеленый пиксель. Значение недостающего красного пикселя можно рассчитать интерполяцией и специальными формулами. Из-за нехватки красных и синих пикселей изображение в этих цветах получается более шумным и размытым, чем в зеленых лучах.
Для получения цветного изображения с монохромной матрицей поочередно делают три черно-белых снимка через красный, зеленый и синий фильтр. Затем при помощи программного обеспечения снимки комбинируются в один цветной снимок. Изображение получается более резким и чистым, чем при съемке с точно такой же, но цветной матрицей.
Ниже показаны три снимка Юпитера, полученных 15 мая 2018 года, в 00:10, при помощи монохромной камеры и цветных фильтров Meade. Чтобы было понятнее создание цветного изображения из черно-белого, я преобразовал монохромные снимки в цветные.
С цветной камерой проще и быстрее получить результат, однако для некоторых видов астрофотографии крайне желательно использование монохромной камеры — например, узкополосная съемка туманностей в линии водорода, съемка Венеры в ультрафиолетовом диапазоне, съемка в ближнем ИК-диапазоне. Для гидирования черно-белая камера также предпочтительнее за счет более высокой чувствительности.
Однако вернемся к нашему обзору. Поставляются камеры Meade LPI-G и Meade LPI-G Advanced в небольших красочных коробках. Комплект поставки одинаков – камера, USB-кабель, кабель автогида, переходник-удлинитель с резьбой под фильтры, диск с программным обеспечением. Спереди камеры закрыты резиновой заглушкой. На камере LPI-G также закреплен небольшой шнурок.
Корпус камер металлический. На задней части расположены разъемы для USB-кабеля и порта автогида, а также окошко красного светодиода, сигнализирующего о включении камеры.
Начинка у камер различная – в LPI-G установлен сенсор AR130 с разрешением 1280 х 960 (пиксель 3.75 микрон), в LPI-G Advanced – более современный сенсор с обратной засветкой Sony imx178 (3072 x 2048, пиксель 2.4 микрона). Предельная скорость записи в полном разрешении у LPI-G – около 30 кадров в секунду, у LPI-G Advanced – около 60. Для связи с компьютером LPI-G использует интерфейс USB 2.0, LPI-G Advanced — USB 3.0. Кабели, соответственно, разные.
У матриц с обратной засветкой (Backside Illumination, BSI) фотодиоды находятся над электродами, такие матрицы лучше работают со светосильными объективами, чем матрицы с фронтальной засветкой (Frontside Illumination, FSI).
Просветление на защитных стеклах отличается — у LPI-G оно с зеленоватым бликом, у LPI-G Advanced — с синеватым. На внутренней части камер есть резьба C-mount для установки CCTV-объективов — например, для съемки метеоров.
Перед началом работы необходимо установить программное обеспечение Meade SkyCapture, включающее в себя драйвера. Программу можно установить с диска, либо скачать с сайта Meade.
Настроек очень много — в принципе, есть всё, что пригодится для съемки. Из боковой панели можно получить быстрый доступ ко всем функциям.
Желательно ознакомиться с боковой панелью, а также меню настроек (Опции>Предпочтения), чтобы знать, где настроить ту или иную функцию. Программа на русском языке, работоспособность нареканий не вызывает, глюков и вылетов за час съемки не обнаружилось. Есть поддержка RAW режима, формата данных «*.ser» и интервальной съемки. Возможно применение калибровки сразу при съемке (вычитание «дарков» и деление на «флэты»), а также сложение кадров в режиме реального времени. В общем, софт напоминает смесь программ Firecapture и SharpСap. Что касается поддержки этих программ, то Firecapture не удалось определить Meade LPI-G Advanced. В Sharpcap обе камеры определяются. В программе для гидирования PHD камера определяется либо через ASCOM-драйвер, либо через DirectShow-драйвер (подробности по ссылке). Для съемки рекомендую использовать родное программное обеспечение Meade SkyCapture.
Тестирование камер проводилось с телескопом Celestron Omni XLT 127 (Шмидт-Кассегрен, диаметр 127 мм, фокусное расстояние 1250 мм), установленным на монтировке Celestron NexStar SE. Также при съемке использовался фильтр IR-pass 680 nm. Тестовый объект: Луна. Запись в программе Meade SkyCapture.
Для получения максимальной скорости записи с камерой Meade LPI-G Advanced необходим быстрый накопитель со скоростью записи от 400 мегабайт в секунду. В ноутбуке я использую SSD накопитель Samsung 850 EVO 250 Гб (скорость записи\чтения около 520 мегабайт в секунду). Минута видео в полном разрешении с максимальной частотой кадров (при 8 битах) с камеры LPI-G занимает около 2 гигабайт, с камеры LPI-G Advanced — 18 гигабайт.
Исходный видеоролик с камеры Meade LPI-G в формате ser и avi, а также результаты сложения нескольких роликов (100 кадров из 1738) в программе Autostakkert можно скачать по ссылке.
Камера Meade LPI-G Advanced обладает более высоким разрешением и диагональю матрицы, что позволяет заснять большее поле зрения, а также использовать меньшую кратность линзы Барлоу или вообще отказаться от ее использования.
При том же фокусном расстоянии без использовании линзы Барлоу удалось получить лучшую детализацию. Для получения аналогичной детализации на этом же телескопе с камерой Meade LPI-G необходима линза Барлоу с кратностью 3.75\2.4=1.56 раз. Разумеется, камера LPI-G Advanced является более предпочтительным вариантом для съемки лунных панорам. При фокусном расстоянии 2032 мм достаточно 10…11 роликов, чтобы заснять полную панораму Луны в фазе первой четверти.
Можно с успехом использовать камеру LPI-G Advanced для съемки Солнца в линии водорода при помощи телескопа Meade Coronado 40 mm h-alpha. При этом диск Солнца будет полностью помещаться в кадре, а детализация и разрешение будут оптимально согласованы с параметрами телескопа.
Несмотря на то, что камеры Meade LPI-G и LPI-G Advanced заявлены как устройства для съемки планет\Луны\Солнца, их вполне успешно можно использовать и для съемки объектов глубокого космоса. Желательно использовать светосильные телескопы или фотообъективы (c относительным отверстием хотя бы 1:5).
При анализе тестового темного кадра с камерой Meade LPI-G Advanced (выдержка 60 секунд, максимальное усиление, offset 0) было обнаружено яркое свечение нижних углов, а также слабое свечение в правом верхнем углу, что является так называемым «amp glow» — свечение матрицы из-за электролюминесценции полупроводниковых структур. Это типичное свечение матрицы Sony imx178. Для устранения этого явления необходимо применять калибровку — вычитание темновых кадров, либо обрезать кадр. При съемке планет, Луны и Солнца засветка по углам никак не проявляется — только при длительных выдержках и на большом усилении.
Чувствительность камеры Meade LPI-G ниже, чем у LPI-G Advanced, однако ее также можно использовать для съемки объектов глубокого космоса. Я не тестировал эту камеру при длительных выдержках, однако у меня была аналогичная камера с цветным сенсором, с которой я вполне успешно снимал яркие туманности. У сенсора AR130 нет такого свечения, как у imx178.
Вердикт:
Отличные камеры для съемки Луны, планет, Солнца, метеоров. Работают быстро и стабильно. Также пригодны для съемки с длительными выдержками. Программа Meade SkyCapture вполне самодостаточна и обладает всеми необходимыми настройками для продуктивной съемки небесных объектов. Обе камеры можно использовать для гидирования. Из замечаний — хотелось бы уменьшение свечения углов в Meade LPI-G Advanced.
Жду возможность протестировать камеру из той же обновленной линейки астрокамер, но для съемки deepsky объектов — Meade DSI IV с охлаждением и малошумным сенсором Panasonic MN34230.
