Webcam ile Astrofotoğrafçılık
Önsöz
Bu belgedeki temel amaç, astrofotoğraf çekmek için webcam kullanan ya da ileride bu yöntemi kullanarak gözlem yapmayı planlayan amatör gökbilimcilere yol göstermektedir. Belgedeki bölümler ve yazılar, henüz bu konuda bir çalışma yapmamış olan gözlemcilere olduğu kadar, halihazırda fotoğraf çekmek için webcam kullanan araştırmacılara da fikir verebilecek biçimde tasarlanmıştır.
Belge dahilinde, amatör gözlemcilerin, webcam ile fotoğraf çekebilmek için almaları ya da yapmaları gereken donanımlar ve kullanmak durumunda oldukları yazılımlar incelenmiştir. Önerilen her türlü donanım ve yazılım için onlarca seçenek bulunduğu ortadadır. Bu seçeneklerin tamamının bir yazıda incelenmesi olası değildir. Bu nedenle yapılan inceleme ve değerlendirmeler sık kullanılan yazılım ve donanımlar düşünülerek hazırlanmıştır.
Yazı dahilinde önerilen yazılım ya da donanım üreticileri ile herhangi bir bağlantım yoktur. Donanım ve yazılımların ne marka oldukları, hangi tedarikçiden satın alındıkları gibi bilgiler fikir edindirme amaçlı olarak paylaşılmaktadır. Hiçbir şekilde reklam yapma ya da önerilen fikirlerden gelir elde edilmesi gibi bir durum sözkonusu değildir.
Yazıda önerilen herhangi bir yöntemin denenmesi sonucu oluşabilecek zararlardan ötürü de sorumluluk kabul etmeyeceğimi belirtmek isterim. Önerilen yöntemlerin denenmesi okuyucunun sorumluluğundadır.
Webcam ile Çekilmiş Ay Fotoğrafı
1. Giriş
Sizlerin de bildiği gibi, Genel Ağ’da (Internet) bulunabilecek pek çok belge, webcam ile astrofotoğrafçılık konusunda detaylı bilgiler sunmaktadır. Ancak bu yazıların çoğu teorik bilgiler içermekte, önerilen ya da uzak durulması gereken uygulamalarla ilgili olarak somut örnekler verememektedir. Örneğin CMOS algılayıcı (sensör) kullanan webcam’ler genelikle önerilmemekte, ancak bu tür Webcam’ler ile çekilmiş fotoğraflarla bu görüşü destekleyen görsel kanıtlar okuyucuya sunulmamaktadır. Bu yazıda, sizlerle paylaşacağım uygulamaları, somut örneklerle de desteklemek amacındayım. Böylelikle bütçe ve gereksinimlerini değerlendirme aşamasında olan amatör gökbilimciler için temel bir kılavuz oluşturabilmeyi umuyorum.
Yazı temel olarak iki bölümden oluşmaktadır; donanım gereksinimlerinin belirlenmesi ve yazılım seçimi. Her iki bölümde de, kullanılması muhtemel seçenekler teorik ya da pratik olarak incelenmiş, sözkonusu seçenekler ile ilgili olarak olabildiğince somut örnekler verilmeye çalışılmıştır.
Bu belge, yenilikler çerçevesinde güncellenecektir. Belgenin son sürümü, http://www.ozgucbayrak.com/index.php/webcam/ adresinden edinilebilir. Yazıdaki tüm fotoğraf ve metinler kaynak göstermek ve ticari amaç taşımamak şartıyla istenilen platformlarda yayımlanabilir.
2. Donanım Gereksinimlerinin Belirlenmesi
2.1. Teleskop Seçeneklerinin Değerlendirilmesi
İyi bir astrofotoğraf çekebilmek için öncelikle iyi bir teleskoba ihtiyacımız vardır. Genel Ağ’daki birçok paylaşım sitesinde, amatör gökbilime yeni adım atmış gözlemcilerin, daha tecrübeli gözlemcilerden teleskop tavsiyeleri almaya çalıştıklarına birçok defa rastgeldim. Deneyimli amatörlerin, ellerinden geldiğince bu isteklere yanıt vermeye çalıştıklarını ancak çoğu zaman tavsiye verebilmek için gereksinimlerle ilgili daha çok bilgi sahibi olmaları gerektiğini söylediklerini de görüyorum. Bu yaklaşım son derece doğrudur. Teleskop satın alınması, basit bir satınlama işi değildir. Yapılacak detaylı çalışmalara atılan ilk ve en temel adımdır. Teleskop almaktaki asıl amaç çok net ve detaylı biçimde ortaya konulmalı ve alım buna göre planlanmalıdır. Teleskop alımı öncesi bazı sorulara verilecek yanıtlar net olarak belirlenmiş olmalıdır. Bu sorulardan en genel olanlarını aşağıdaki tabloda göstermeye çalıştım;
En temel halleri ile bırakılmış olsalar da sorunların tüm yanıtlarını gözönünde bulundurarak olası teleskop alım seçeneklerini bu belgede değerlendirme şansım ne yazık ki yok. Ancak konumuz webcam ile astrofotoğrafçılık olduğuna göre, webcam ile fotoğraf çekmek için ne tür teleskop seçeneklerine sahip olduğumuzu değerlendirebiliriz. Tahmin edeceğiniz gibi, webcam ile çekilen astrofotoğraflar, teleskoba bağlı bir webcam’den alınan tek bir kareden ibaret değildir. Webcam ile hedefe ait bir video çekilmekte, daha sonra bu video dosyası işlenerek tek bir fotoğraf karesine dönüştürülmektedir. Video çekimi esnasında çok sayıda kare yakalanması ve bu karelerden en iyilerinin asıl fotoğrafı oluşturmak üzere işlenmesi, webcam kullanıcılarının en büyük avantajıdır. Bu avantaj sayesinde, takip sistemi olmayan bir teleskopla da iyi sonuçlar alınabilmektedir. Tabii ki, teleskobumuzun açıklığı ne kadar büyük ve kundağımız – takip sistemimiz ne kadar iyi olursa elde edeceğimiz sonuç da o kadar iyi olur. Ancak düşük maliyetlerle sahip olabileceğimiz 8 cm açıklıklı, takip sistemi olmayan bir teleskopla da kayde değer sonuçlar elde etmek mümkün. Bu nedenle, bütçemizin el verdiği ölçüde iyi bir teleskop almak, bu senaryo için geçerli olsa da, giriş seviyesi bir teleskopla da çalışmalarımıza başlayabiliriz. Aşağıdaki fotoğraf 13cm ayna çaplı Newtonian teleskop + SPC900 Webcam ile çekildi;
13 cm Newtonian ile Çekilmiş Ay Fotoğrafı
Aşağıdaki Jüpiter fotoğrafı da, 8cm ayna çaplı Newtonian + Trust WB8300 Webcam ile çekildi;
8cm Newtonian ve CMOS Webcam ile Çekilmiş Jüpiter Fotoğrafı
2.2. Webcam Seçimi
Öncelikle webcamler neden tercih edilmektedir ve webcam ile neler yapabiliriz sorularının yanıtlarını aramakla bu bölüme başlayalım. İlk soruya verilen genel yanıt, “Webcam’ler, astrofotoğraf çekmek amacıyla üretilmiş profesyonel kameralara nazaran düşük maliyetler sunduklarından tercih edilmektedirler” şeklindedir. İkinci sorunun yanıtı da “Webcamler, gezegen ve ay fotoğrafları çekmek için kullanılırlar” biçimindedir. Her iki yanıt da, çoğu senaryo için doğru kabul edilebilir. Ancak istisnai durumlar olduğu da göz önünde bulundurulmalıdır. Bu istisnalar ile ilgili detaylara ilerleyen bölümlerde değinmeğe çalışacağım.
Konu ile ilgili incelememize, gökbilim açısından webcam’leri değerlendirerek devam edelim. Gökbilim deyince akla ilk gelen görüntü, gece gökyüzüne baktığımızda karşımızda duran yıldızlar, gezegenler ve teleskobu ile bunları gözlemleyen bir gökbilimcinin oluşturduğu kompozisyondur. Bu görüntü, konu fotoğraf çekmeye geldiğinde “gece” ve “karanlık” kavramlarına dönüşüverir. Görüntülemek istediğimiz cisimden yeterince ışık toplayamıyorsak detaylara inemez ve istediğimiz kalitede görüntüler elde edemeyiz. Bu durumda, donanımımızın, düşük ışıkta da iyi başarım göstermesini beklemek durumdayız. Bu başarımdaki iki önemli bileşen; teleskop ve Webcam’dir. Webcam’ler açısından konuyu değerlendirdiğimizde, “ışık duyarlılığı” ölçütü, bizim için en önemli özellik haline gelecektir. Bu duyarlılığa etkiyen en önemli bileşen algılayıcıdır (sensör). Webcamlerde genellikle iki tip algılayıcı kullanılmaktadır;
-
CCD
-
CMOS
CCD tip algılayıcılar, ışığa daha duyarlıdırlar ve bu nedenle düşük ışık altında yapılacak çalışmalarda tercih edilmektedirler. Astrofotoğraf amaçlı kullanılan webcam’ler de genellikle CCD tip algılayıcısı olan webcam’lerdir. Bu tür webcam’ler arasında, astronomide yaygın biçimde kullanılan modeller; Philips SPC900, Philips ToUcam Pro 740K, Philips ToUcam Pro 840K, Logitech QuickcamPro4000 olarak sıralanabilir.
Uzun Pozlama İçin Değiştirilmiş, CCD Algılayıcı Kullanan Philips SPC900NC Webcam
Bu webcam’lerin düşük ışıkta yüksek başarım sağlamaları ile ilgili avantajlarının yanısıra, düşük çözünürlük sağlamaları gibi de bir dezavantajları vardır. Genelde bu dezavantaj, gezegen ve ay fotoğrafları çekileceği varsayılarak gözardı edilmektedir. Ancak benzer maliyetlerle alınabilen CMOS algılayıcılı kameralarla, çok daha yüksek çözünürlük elde edilebilmekte, bu durum da, yeterli ışık toplama gücüne sahip teleskoplarla beraber kullanıldığında CMOS algılayıcılı webcam’lerin önemli bir avantajı haline gelmektedir. Fakat tek amaç Ay ve gezegen fotoğrafları çekmek değilse ve derin uzay nesneleri hedefleniyorsa, CCD webcam’lerin bir avantajı daha ortaya çıkıyor; uzun pozlama yapabilme. Amatör seviyede elektronik bilgisi gerektiren bir dizi değiştirme işlemi ile CCD algılayıcı kullanan çeşitli webcamler uzun pozlama için uygun hale getirilebilir. Bu sayede hem derin uzay nesnelerini fotoğraflamak, hem de kılavuzlama sistemlerinde kullanmak amaçlı bir webcam elde edilmiş olur. Kılavuzlama tarafı için çok net olan bu avantaj, derin uzay nesneleri konusunda biraz daha silik kalmaktadır, zira 640 x 480 çözünürlükte, geniş bir alana yayılmış derin uzay cisimleri için başarılı görüntüler elde edilmesi çok mümkün görünmemektedir.
Uzun Pozlama İçin Değiştirilmiş SPC900 Webcam İle Çekilen M15 Fotoğrafı
Diğeryandan, CCD algılayıcı kullanan webcamler artık yaygın olarak üretilmemektedirler. Bu nedenle bulmak oldukça zordur ve mevcut modellerin fiyatları da epey yüksektir. Bu durum, alternatif Webcam tiplerinin incelenmesini de zorunlu hale getirmiştir.
Bir diğer algılayıcı türünün de CMOS olduğunu belirtmiştik. CMOS algılayılıcı webcam’ler, düşük maliyetleri nedeniyle hızla yaygınlaşmıştır. Piyasadaki webcam’lerin büyük bir çoğunluğu bu algılayıcı tipini kullanmaktadırlar. CMOS algılayıcılı webcam’ler, asıl üretim amaçları olan gündelik kullanım için gereken başarımı sağlamaktadırlar. Ancak astrofotoğrafi amaçlı kullanılmaları, yetersiz düşük ışık başarımları nedeniyle çok tercih edilmemektedir. Yine de, bu tür kameralara bir şans verilmeli ve yukarıda bahsettiğim açılardan, CMOS – CCD webcam karşılaştırması sonucu karar verilmelidir diye düşünüyorum.
CMOS Algılayıcı Kullanan Trust WB8300 Webcam
Özetle, astrofotoğraf için kullanılması gereken yegane kamera türünün CCD algılayıcılı kameralar olması gerektiği görüşü değiştirilemez bir kural olarak değerlendirilmemelidir. Nispeten güçlü bir teleskop ve iyi bir CMOS Webcam ile de başarılı gezegen ve ay fotoğrafları çekmek mümkündür.
CMOS Algılayıcı Kullanan Trust WB8300 Webcam ile Çekilen Jüpiter fotoğrafı
2.3. Adaptör Seçimi ve “El Yapımı” Adaptör İmalatı
Bu bölüme de, öncelikle “adaptör” kavramını biraz açarak başlayalım. Webcam ile astrofotoğraf çekmek kullanılan genel yöntem, lensi çıkartılmış bir webcam’in, araya herhangi bir optik donanım eklemeden teleskobun netleyicisine bağlanmasıdır. Bu durumda, optik açıdan baktığımızda webcam’in algılayıcısı ve teleskobun 2. Aynası arasında herhangi bir katman bulunmamış olacaktır. Bu yöntem dışında kullanılan başka yöntemler de vardır ancak sözkonusu yöntemlerin incelemesi bu yazının konusu değildir. Sonuçta hangi yöntemi kullanırsanız kullanın, webcam ile teleskobun netleştiricisi arasında bağlantıyı sağlayacak bir adaptöre duyulan ihtiyaç kaçınılmaz olacaktır.
Bahsettiğimiz bağlantıyı, kendi yapacağımız adaptörlerle sağlayabileceğimiz gibi, bu iş için yapılmış “gerçek” bir adaptör de kullanabiliriz. Eğer webcam’i sadece gökbilim amaçla kullanıyorsak ve webcam herzaman teleskobumuza takılı biçimde duruyorsa el yapımı muhtelif adaptörler tasarlanabilir. Ancak bu yöntemin çok işlevsel olmadığı da ortada. Birçok amatör gökbilimci, webcam’lerini ilk olarak kendi yaptıkları adaptör yardımıyla teleskoplarına bağlamışlardır diye düşünüyorum. (En azından ben öyle yaptım ?) Bu tür adaptörleri yaparken de çoğunlukla hiç bir maliyeti olmayan 35mm’lik fotoğraf filmi kutuları kullanılmaktadır. Bu kutuların kullanımasının nedeni, 1,25” lik netleyicilerin içine “tam olarak“ sığmalarıdır. Webcam’in tipine göre, bu kutular uygun biçimde uyarlanarak kullanılabilir bir adaptör elde etmek mümkündür.
Ortası delinmiş bir film kutusu üzerine, eski bir webcam’den çıkan parçaları uygun biçimde monte ettim. Ortaya çıkan adaptörü uzun bir süre kullandım ve gayet de memnundum. Ta ki adaptöre bir filtre bağlamaya çalışana kadar. Astronomi için üretilen filtrelerin çoğu, üzerinde yivler bulunan uygun bir adaptöre filtrenin “vidalanması” mantığıyla tasarlanmıştır. Böylesi bir yapıyı sınırlı olanaklar ve film kutusu yardımıyla yapmaya çalışmanın çok mantıklı olmadığını düşünerek küçük bir araştırma yaptım ve şu sitede http://www.webcaddy.com.au/astro/adapter.htm kullanmakta olduğum webcam için üretilmiş bir adaptör satıldığını gördüm. Adaptörün fiyatı 29$, nakliye masrafı da 9$ dı. Herhangi bir sorun yaşamadan, yaklaşık 4 hafta içerisinde adaptör adresime geldi. O zamandan beri aynı adaptörü kullanıyorum ve istediğim filtreyi kolayca takıp çıkarabileceğim bir sistemimin olduğunu söyleyebilirim
El yapımı bir adaptör için harcanacak zaman ve filtrelerin takılması konusunda yaşanacak sıkıntılar göz önünde bulundurulduğunda, hazır bir adaptör almak daha mantıklı bir seçim gibi görünüyor. Ancak bütçe kısıtı olan ve filtre kullanmayı düşünmeyen amatör gökbilimciler için, 35mm’lik fotoğraf filmi kutularından da epey kullanışlı adaptörler yapmak mümkündür. 3 Kasım tarihli yazımda, böylesi bir adaptörün nasıl yapılacağını detaylı biçimde anlatmaya çalıştım; http://www.ozgucbayrak.com/index.php/2009/11/03/1-25-netleyiciler-icin-webcam-adaptoru-yapimi/
Bu noktada, webcam ile astrofotoğraf yazısının ilk bölümünü tamamlamış bulunuyoruz. Yazılım gereksinimlerinin incelendiği ve örnek yazılımların temel kullanımının ele alındığı 2. Bölümde görümek üzere…