Re: Megfontolásra érdemes "ökölszabályok" kezdő amatőrcsillagászok számára
Elküldve: 2019.04.17. 20:53
XIX. Színszűrők
Csillagászati megfigyelésekhez – mind vizuális, mint fotografikus észlelések esetén – gyakran használnak különböző szín- és egyéb fénymódosító szűrőket, hogy pl. az objektumok bizonyos jellemzőit kiemeljék, vagy pl. a kép jel/zaj viszonyát javítsák.
Egyik lehetséges osztályozásuk pl.:
1. Színmódosító (szélessávú) szűrők
Ezek a szűrők az áteresztett spektrumot módosítják oly módon, hogy a színkép bizonyos tartományait átengedik, míg más tartományait elnyelik. Mivel a bolygók a Nap folytonos spektrumú fényét verik vissza az egyes felületi részleteik színétől függő intenzitással, így alkalmazásukkal e felületi részleteket lehet a környezetükhöz képest kiemelni, míg másokat gyengíteni – bár azok színe is természetesen megváltozik. (Fotografikus felhasználás esetén, monokróm érzékelővel felszerelt kamerák képénél viszont ez nem releváns probléma.)
Megj.: minthogy jómagam vizuális bolygóészleléseket – az esztétikai élményszerzésen túl – nem szoktam végezni, így az egyes bolygókhoz hasznos, releváns szűrőfajtákat nem ismerem, de ezek az interneten több forrásból is megtalálhatók. Más színszűrő emeli ki pl. a Vénusz felhőtakarójának alig észrevehető tónusbeli különbségeit, és más szűrőt érdemes használni a Mars vörös színéhez, vagy a Jupiter felhősávjainak a kontraszt-emeléséhez.
Az alábbi link-en egy nagyon jó írás található a fenti témában: https://www.mcse.hu/wp-content/uploads/ ... nalat1.pdf
2. Fényszennyezés-csökkentő szűrők
A fenti színmódosító szűrők speciális változatai; a színkép azon tartományait tompítják – adott esetben több tartományt is és jelentősen –, amelyekbe a nagynyomású kisüléses utcai lámpák (pl. higanygőz, nátriumgőz) emissziós vonalai esnek. Így a városi égháttér fényessége jelentősen gyengül, ami a megfigyelt objektumok kontrasztját emeli. Sajnos ezzel együtt az objektumok színét is meghamisítják, hiszen a róluk érkező fény spektrumát módosítják. Az újabban alkalmazott LED-es utcai fényforrások ellen sajnos nem igazán hatékonyak.
3. Fénymennyiség csökkentő (neutrál) szűrők
Nap- és Hold-megfigyelések nélkülözhetetlen szűrői, a teljes spektrumot egységesen gyengítik, ezért neutrál-szűrőknek (vagy szürke-szűrőknek) is nevezik őket. Többféle intenzitással készülnek, így kiválaszthatjuk az adott körülményeknek megfelelő típust.
4. Keskenysávú szűrők (sávszűrők)
A keskenysávú szűrők – végül is – szintén a színt módosítják (mint az 1. pontban felsoroltak), de már-már szélsőséges módon: majdnem a teljes spektrumban vágnak (így nappali fényben teljesen átlátszatlanok), és az általuk átengedett fényt szinte monokromatikusnak tekinthetjük, mivel csak egy igen keskeny hullámhossz tartományt engednek át, melynek szélessége 4-12nm (minél keskenyebb, annál hangsúlyosabb a hatása, de annál hosszabb expozíciót is kíván és persze annál drágább...). Ilyeténképpen minden keskenysávú szűrőt az általa átengedett fény hullámhosszával jellemezhetünk. Így létezik pl. Hα (a semleges hidrogén emissziós vonalai közül 656,281nm-es hullámhosszú), OIII (az kétszeresen ionizált oxigén 304,750nm-en), SII (az egyszeresen ionizált kén 672-673nm) stb. szűrők. Ezek felhasználása elsősorban a fotografikus észleléseknél jelentős, de vizuális megfigyelések esetén is lehet kontraszt-erősítő szűrőként alkalmazni őket, de csak speciális objektumokra: emissziós ködökre, tipikusan pl. planetáris ködökre. Mivel a beérkező fénymennyiség döntő hányadát visszatartják, ezért az egész kép sokkal fényszegényebbé válik, s az emissziót produkáló köd szinte kiugrik ebből a sötétből. A planetáris ködök felületi fényessége többnyire viszonylag jelentős, így ezek megfigyeléséhez valóban jó eszközök a sávszűrők; ugyanakkor egyéb esetekben – ahol az emissziós vonalak kevésbé domináns módon vannak jelen a színképben – az expozíciós idő jelentős növelésére van szükség, ami a távcső expozíció közbeni vezetésével szemben támaszt nem kis feltételeket. E nehézséggel együtt a nagyvárosi környezetből kénytelenül fotózó amatőrcsillagászok számára sokszor az egyedüli lehetőséget ez jelenti bármiféle elfogadható mélyég-felvétel elkészítésére, minthogy a deák téri lámpák és az eget megvilágító diszkó- és épület világítások fénye is fennakad ezeken a szűrőkön.
5. Alapszín szűrősorok
Ezek a – színük alapján azonosítható – LRGB vagy CRGB szűrők: R=red/vörös, G=green/zöld, B=blue/kék. Az L=light (látható fény) szűrő a nem látható UV (ultraibolya) és IR (infravörös) tartományt levágja, s a többit átengedi, míg a C=clear (tiszta) még ezeket is (többé-kevésbé) átengedi.
E szűrőknek a professzionális színes csillagászati fényképezésben van jelentőségük, ahol nem ún. Bayer-raszteres CCD (vagy CMOS) „one-shoot-color” érzékelőket használnak (mint a „polgári” fényképezőgépekben), hanem sokkal nagyobb kvantumhatásfokú monokróm érzékelőre készítenek e színes szűrőkön keresztül képeket, majd a három mono képsorozatot a három színcsatornának megfeleltetve egyesítik egy színes képpé. Az L vagy C képsorozatnak a fotografikus HMG javítása, és a finomabb részletek megjelenítésében van szerepük.
Léteznek ma már olyan LRGB (vagy CRGB) szűrősorok is (pl. Astrodon - Tru-Balance Filters), amelyek egy bizonyos, és széles körben, általánosan használt CCD érzékelő hullámhossz-érzékenységi görbéjéhez igazodva olyan áteresztési faktorral készülnek, hogy mindhárom alapszínhez ugyanolyan hosszú expozíciót lehessen készíteni a természetes színegyensúly elérése érdekében.
6. Fotometriai szűrők
A csillagok és egyéb csillagszerű objektumok fényességének pontos és műszer-független meghatározása egy általános standard-ként elfogadott rendszerben kell, hogy történjen, különben ahány mérés, annyiféle eredmény születne…
Ezért - az abszolút és a relatív fotometria különbségeibe most nem belemenve - a beérkező, mért fény jellemzőit is „standardizálni” szükséges, amihez mind a mai napig leggyakrabban az ún. Johnson-Cousins-féle, UBVRI fotometriai szűrősort használják a csillagászok. Ennek elemei: U=ultraviolet/ultraibolya, B=blue/kék, V=visual/vizuális tartomány, R=red/vörös és I=infrared/infravörös szűrők, és áteresztési görbéik egységesítettek. Megj.: bár itt is vannak R-G-B szűrők, de ezek nem keverendők a színes képek készítéséhez használatos, 5. pontbeli RGB szűrőkkel!!! Teljesen mások az áteresztési görbéik profiljai.
Csupán tájékoztatásul: az U és I szűrők - a látható tartományban működő szűrőkhöz képest - jóval kisebb fénymennyiségeket engednek csak át a vastag földi légkör UV elnyelő hatása miatt, ezért azokhoz nagyon hosszú expozíciós időkre van szükség.
Érdemes lehet még megemlíteni a fenti Johnson-Cousins-féle szűrősor mellett egy másik, az SDSS-ben (Sloan Digital Sky Survery) használt, de főleg a Hubble űrtávcső felbocsátása óta egyre jobban elterjedt fotometriai standard szűrősort: az ún. Sloan szűrőket. Míg a J-C szűrők Gauss görbe-szerű áteresztési profillal rendelkeznek, addig a Sloan szűrők szinte egységugrás-szerű profillal bírnak, sokkal meredekebb felfutó és levágó éllel, amik sokkal nagyobb fénymennyiségeket enged át az adott tartományban, s így rövidebb expozíciós időkkel is lehet használni őket.
Fontos tudni, hogy a kétféle rendszer nem hasonlítható "automatikusan" egymáshoz; akit érdekel: az átszámíthatóságról ír a következő tudományos cikk: https://amostech.com/TechnicalPapers/20 ... Castro.pdf
7. Polarizációs szűrők
A fény poláros természetének taglalásától itt eltekintve, léteznek ún. polarizációs szűrők (röviden polárszűrők) is. Ezek csak adott térbeli orientációjú poláros fényt engednek át.
Egyik leggyakoribb (ám kevésbé "tudományos") használatuk: párosan, egymás után alkalmazva őket, és a kölcsönös polarizációs síkjukat egymáshoz képest elforgatva változtathatjuk a rajtuk átmenő fény mennyiségét, s így állítható erősségű neutrál szűrőt kapunk. De elsődlegesen használható bizonyos égi objektumok megfigyeléséhez; így, mivel pl. a Kordilevsky-féle porholdak is poláros fényt vernek vissza, így azok lefényképezéséhez is jól használható. De bármilyen visszavert fény (pl. reflexiós ködök) esetén érdemes lehet próbálkozni velük, mivel a fényvisszaverés legtöbb esetben polarizálja is a fényt; de az expozíciós időt jelentősen meg kell nyújtani, hiszen a fényáramból is jelentős mennyiséget levesznek ezek a szűrők.
A fent felsorolt szűrőkön túl egyre több új szűrőfajta is megjelenik, szinte már-már követhetetlen módon. Azért érdemes óvatosan közelíteni ezekhez: bár lehetnek köztük igencsak hasznosak is, de sokszor csak a marketingesek próbálják ezekkel a cég profitját emelni...
Az egyes szűrőfajtákat illetően pl. itt (is) érdemes szétnézni:
https://astrodon.com/ és/vagy http://www.astrosurf.com/buil/filters/curves.htm
Csillagászati megfigyelésekhez – mind vizuális, mint fotografikus észlelések esetén – gyakran használnak különböző szín- és egyéb fénymódosító szűrőket, hogy pl. az objektumok bizonyos jellemzőit kiemeljék, vagy pl. a kép jel/zaj viszonyát javítsák.
Egyik lehetséges osztályozásuk pl.:
1. Színmódosító (szélessávú) szűrők
Ezek a szűrők az áteresztett spektrumot módosítják oly módon, hogy a színkép bizonyos tartományait átengedik, míg más tartományait elnyelik. Mivel a bolygók a Nap folytonos spektrumú fényét verik vissza az egyes felületi részleteik színétől függő intenzitással, így alkalmazásukkal e felületi részleteket lehet a környezetükhöz képest kiemelni, míg másokat gyengíteni – bár azok színe is természetesen megváltozik. (Fotografikus felhasználás esetén, monokróm érzékelővel felszerelt kamerák képénél viszont ez nem releváns probléma.)
Megj.: minthogy jómagam vizuális bolygóészleléseket – az esztétikai élményszerzésen túl – nem szoktam végezni, így az egyes bolygókhoz hasznos, releváns szűrőfajtákat nem ismerem, de ezek az interneten több forrásból is megtalálhatók. Más színszűrő emeli ki pl. a Vénusz felhőtakarójának alig észrevehető tónusbeli különbségeit, és más szűrőt érdemes használni a Mars vörös színéhez, vagy a Jupiter felhősávjainak a kontraszt-emeléséhez.
Az alábbi link-en egy nagyon jó írás található a fenti témában: https://www.mcse.hu/wp-content/uploads/ ... nalat1.pdf
2. Fényszennyezés-csökkentő szűrők
A fenti színmódosító szűrők speciális változatai; a színkép azon tartományait tompítják – adott esetben több tartományt is és jelentősen –, amelyekbe a nagynyomású kisüléses utcai lámpák (pl. higanygőz, nátriumgőz) emissziós vonalai esnek. Így a városi égháttér fényessége jelentősen gyengül, ami a megfigyelt objektumok kontrasztját emeli. Sajnos ezzel együtt az objektumok színét is meghamisítják, hiszen a róluk érkező fény spektrumát módosítják. Az újabban alkalmazott LED-es utcai fényforrások ellen sajnos nem igazán hatékonyak.
3. Fénymennyiség csökkentő (neutrál) szűrők
Nap- és Hold-megfigyelések nélkülözhetetlen szűrői, a teljes spektrumot egységesen gyengítik, ezért neutrál-szűrőknek (vagy szürke-szűrőknek) is nevezik őket. Többféle intenzitással készülnek, így kiválaszthatjuk az adott körülményeknek megfelelő típust.
4. Keskenysávú szűrők (sávszűrők)
A keskenysávú szűrők – végül is – szintén a színt módosítják (mint az 1. pontban felsoroltak), de már-már szélsőséges módon: majdnem a teljes spektrumban vágnak (így nappali fényben teljesen átlátszatlanok), és az általuk átengedett fényt szinte monokromatikusnak tekinthetjük, mivel csak egy igen keskeny hullámhossz tartományt engednek át, melynek szélessége 4-12nm (minél keskenyebb, annál hangsúlyosabb a hatása, de annál hosszabb expozíciót is kíván és persze annál drágább...). Ilyeténképpen minden keskenysávú szűrőt az általa átengedett fény hullámhosszával jellemezhetünk. Így létezik pl. Hα (a semleges hidrogén emissziós vonalai közül 656,281nm-es hullámhosszú), OIII (az kétszeresen ionizált oxigén 304,750nm-en), SII (az egyszeresen ionizált kén 672-673nm) stb. szűrők. Ezek felhasználása elsősorban a fotografikus észleléseknél jelentős, de vizuális megfigyelések esetén is lehet kontraszt-erősítő szűrőként alkalmazni őket, de csak speciális objektumokra: emissziós ködökre, tipikusan pl. planetáris ködökre. Mivel a beérkező fénymennyiség döntő hányadát visszatartják, ezért az egész kép sokkal fényszegényebbé válik, s az emissziót produkáló köd szinte kiugrik ebből a sötétből. A planetáris ködök felületi fényessége többnyire viszonylag jelentős, így ezek megfigyeléséhez valóban jó eszközök a sávszűrők; ugyanakkor egyéb esetekben – ahol az emissziós vonalak kevésbé domináns módon vannak jelen a színképben – az expozíciós idő jelentős növelésére van szükség, ami a távcső expozíció közbeni vezetésével szemben támaszt nem kis feltételeket. E nehézséggel együtt a nagyvárosi környezetből kénytelenül fotózó amatőrcsillagászok számára sokszor az egyedüli lehetőséget ez jelenti bármiféle elfogadható mélyég-felvétel elkészítésére, minthogy a deák téri lámpák és az eget megvilágító diszkó- és épület világítások fénye is fennakad ezeken a szűrőkön.
5. Alapszín szűrősorok
Ezek a – színük alapján azonosítható – LRGB vagy CRGB szűrők: R=red/vörös, G=green/zöld, B=blue/kék. Az L=light (látható fény) szűrő a nem látható UV (ultraibolya) és IR (infravörös) tartományt levágja, s a többit átengedi, míg a C=clear (tiszta) még ezeket is (többé-kevésbé) átengedi.
E szűrőknek a professzionális színes csillagászati fényképezésben van jelentőségük, ahol nem ún. Bayer-raszteres CCD (vagy CMOS) „one-shoot-color” érzékelőket használnak (mint a „polgári” fényképezőgépekben), hanem sokkal nagyobb kvantumhatásfokú monokróm érzékelőre készítenek e színes szűrőkön keresztül képeket, majd a három mono képsorozatot a három színcsatornának megfeleltetve egyesítik egy színes képpé. Az L vagy C képsorozatnak a fotografikus HMG javítása, és a finomabb részletek megjelenítésében van szerepük.
Léteznek ma már olyan LRGB (vagy CRGB) szűrősorok is (pl. Astrodon - Tru-Balance Filters), amelyek egy bizonyos, és széles körben, általánosan használt CCD érzékelő hullámhossz-érzékenységi görbéjéhez igazodva olyan áteresztési faktorral készülnek, hogy mindhárom alapszínhez ugyanolyan hosszú expozíciót lehessen készíteni a természetes színegyensúly elérése érdekében.
6. Fotometriai szűrők
A csillagok és egyéb csillagszerű objektumok fényességének pontos és műszer-független meghatározása egy általános standard-ként elfogadott rendszerben kell, hogy történjen, különben ahány mérés, annyiféle eredmény születne…
Ezért - az abszolút és a relatív fotometria különbségeibe most nem belemenve - a beérkező, mért fény jellemzőit is „standardizálni” szükséges, amihez mind a mai napig leggyakrabban az ún. Johnson-Cousins-féle, UBVRI fotometriai szűrősort használják a csillagászok. Ennek elemei: U=ultraviolet/ultraibolya, B=blue/kék, V=visual/vizuális tartomány, R=red/vörös és I=infrared/infravörös szűrők, és áteresztési görbéik egységesítettek. Megj.: bár itt is vannak R-G-B szűrők, de ezek nem keverendők a színes képek készítéséhez használatos, 5. pontbeli RGB szűrőkkel!!! Teljesen mások az áteresztési görbéik profiljai.
Csupán tájékoztatásul: az U és I szűrők - a látható tartományban működő szűrőkhöz képest - jóval kisebb fénymennyiségeket engednek csak át a vastag földi légkör UV elnyelő hatása miatt, ezért azokhoz nagyon hosszú expozíciós időkre van szükség.
Érdemes lehet még megemlíteni a fenti Johnson-Cousins-féle szűrősor mellett egy másik, az SDSS-ben (Sloan Digital Sky Survery) használt, de főleg a Hubble űrtávcső felbocsátása óta egyre jobban elterjedt fotometriai standard szűrősort: az ún. Sloan szűrőket. Míg a J-C szűrők Gauss görbe-szerű áteresztési profillal rendelkeznek, addig a Sloan szűrők szinte egységugrás-szerű profillal bírnak, sokkal meredekebb felfutó és levágó éllel, amik sokkal nagyobb fénymennyiségeket enged át az adott tartományban, s így rövidebb expozíciós időkkel is lehet használni őket.
Fontos tudni, hogy a kétféle rendszer nem hasonlítható "automatikusan" egymáshoz; akit érdekel: az átszámíthatóságról ír a következő tudományos cikk: https://amostech.com/TechnicalPapers/20 ... Castro.pdf
7. Polarizációs szűrők
A fény poláros természetének taglalásától itt eltekintve, léteznek ún. polarizációs szűrők (röviden polárszűrők) is. Ezek csak adott térbeli orientációjú poláros fényt engednek át.
Egyik leggyakoribb (ám kevésbé "tudományos") használatuk: párosan, egymás után alkalmazva őket, és a kölcsönös polarizációs síkjukat egymáshoz képest elforgatva változtathatjuk a rajtuk átmenő fény mennyiségét, s így állítható erősségű neutrál szűrőt kapunk. De elsődlegesen használható bizonyos égi objektumok megfigyeléséhez; így, mivel pl. a Kordilevsky-féle porholdak is poláros fényt vernek vissza, így azok lefényképezéséhez is jól használható. De bármilyen visszavert fény (pl. reflexiós ködök) esetén érdemes lehet próbálkozni velük, mivel a fényvisszaverés legtöbb esetben polarizálja is a fényt; de az expozíciós időt jelentősen meg kell nyújtani, hiszen a fényáramból is jelentős mennyiséget levesznek ezek a szűrők.
A fent felsorolt szűrőkön túl egyre több új szűrőfajta is megjelenik, szinte már-már követhetetlen módon. Azért érdemes óvatosan közelíteni ezekhez: bár lehetnek köztük igencsak hasznosak is, de sokszor csak a marketingesek próbálják ezekkel a cég profitját emelni...
Az egyes szűrőfajtákat illetően pl. itt (is) érdemes szétnézni:
https://astrodon.com/ és/vagy http://www.astrosurf.com/buil/filters/curves.htm