Cyfrowy aparat fotograficzny to przede wszystkim sensor optyczny i odpowiednia elektronika, która umożliwia odczytanie informacji z matrycy. Układy te są uzupełnione o dodatkowe elementy (swego rodzaju specjalizowany komputer), które pozwalają na ustawienie parametrów ekspozycji, zapewniają odpowiednie przetworzenie danych i zapisują wynikowy obraz na jakimś nośniku. Te dodatkowe elementy nie mają w zastosowaniach astrofotograficznych większego znaczenia, a czasami mogą wręcz przeszkadzać. Jedyną przydatną cechą jest możliwość zapisu kolejnych ekspozycji na karcie pamięci, dzięki czemu możemy uniezależnić się od komputera.
Nie każdy aparat nadaje się do zastosowań astrofotograficznych. Po pierwsze należy wyłączyć wszelkiego rodzaju kompakty i hybrydy z niewymienną optyką (może poza fotografią Słońca i Księżyca). Zasadniczo w astrofoto korzystamy tylko z korpusu, natomiast rolę obiektywu pełni teleskop (od tej reguły jest pewien wyjątek, ale o tym będzie nieco dalej) - aparat musi więc być lustrzanką z wymienną optyką. Niestety na tym nie koniec problemów. Klasyczne aparaty nie są projektowane do naszych celów i producenci raczej nie przejmują się potrzebami astrofotografów. Podawane parametry zazwyczaj nie pozwalają na jednoznaczną ocenę przydatności konkretnego modelu i pozostaje właściwie tylko metoda eksperymentu. Wybierając aparat z myślą o astrofoto warto kierować się materiałami dostępnymi w sieci. Wystarczy przejrzeć strony astrofotograficzne osób posługujących się zwykłymi aparatami fotograficznymi, żeby zauważyć, że na dzień dzisiejszy w tych zastosowaniach królują lustrzanki Canona (szczególnie popularne są modele 350D i 300D). Nie chciałbym w tym miejscu wikłać się w odwieczną wojnę Nikoniarzy i Canonierów, ale tak właśnie wyglądają fakty. Pewne cechy aparatów Canona spowodowały, że są one najlepszym wyborem do astrofoto. Być może nowe modele Nikona i innych producentów dorównały im, ale jak na razie (początek 2009 roku) nic mi o tym nie wiadomo.
Jak wiadomo matryce produkowane są w dwóch technologiach - CCD i CMOS. Profesjonalne kamery przeznaczone do fotografii DS wykorzystują CCD. Wydawać by się mogło, że matryce CCD musza być lepsze i do astrofotografii należy stosować te modele aparatów, które mają matryce CCD. Niestety nie jest to takie proste - Canon używa CMOS i to właśnie zadecydowało o jego sukcesie w astrofoto. Matryce CCD mają jedną nieprzyjemną cechę - grzeją się podczas pracy. Im dużej trwa kumulowanie ładunków tym większa jest temperatura przetwornika, a to skutkuje większymi szumami termicznymi. Profesjonalne kamery są chłodzone, a w typowych zastosowaniach aparatów fotograficznych raczej nie stosuje się ekstremalnie długich czasów nie ma to więc znaczenia, jednak w astrofoto bardzo przeszkadza. Z drugiej strony nie oznacza to, że każdy CMOS będzie lepszy. W tym przypadku pewność można mieć dopiero po wykonaniu testów - dlatego warto śledzić informacje dostępne w sieci.
Drugi problem z sensorami montowanymi w cyfrówkach jest związany z czułością na interesujące nas długości fali świetlnej. Matryce oparte o technologię CCD i CMOS mają czułość znacznie szerszą od tego co postrzega ludzkie oko. Rejestracja obrazu z pełną czułością sensora spowodowałaby przekłamanie kolorów na zdjęciu i dlatego producenci aparatów montują dodatkowy filtr, który wycina skrajne obszary widma (nadfiolet i podczerwień). Oczywiście charakterystyka filtra jest dobrana w taki sposób, aby zapewnić najlepszą kolorystykę zdjęć dziennych. To zła wiadomość dla astrofotografów. Na początku wspominałem o zmianach wprowadzonych do klasycznych filmów fotograficznych, które praktycznie "oślepiły" je na linię Hα i wyeliminowały z zastosowań fotograficznych. W przypadku cyfrówek jest podobne - głęboka czerwień zbliżona do 650nm nie jest pożądana (podobno źle wpływa na wierne oddanie koloru ludzkiej skóry) w związku z czym filtr mocno ją blokuje. Na rys.5.1. zielona linia przedstawia przybliżoną charakterystykę transmisji światła oryginalnego filtra stosowanego w cyfrowych lustrzankach Canona (u innych producentów wygląda to podobnie).
Rys.5.1. Transmisja filtrów zakładanych na matrycę; linia zielona Canon; linia czerwona Baader
(źródło astrosurf.com)
Jak widać oryginalny filtr wycina ok. 80% światła w przypadku długości odpowiadającej linii Hα. Ma to katastrofalny wpływ na fotografie mgławic wodorowych. Oczywiście można coś zarejestrować, ale z takim filtrem trzeba poświęcić na to 5 razy więcej czasu, a kolorystyka będzie odbiegała od prawdziwej czerwieni. W tym przypadku również Canon okazuje się lepszym wyborem - na rynku dostępne są alternatywne filtry, którymi można zastąpić oryginał znacznie poprawiając transmisję w całym interesującym spektrum (nie jest to operacja trywialna i lepiej zlecić ją fachowcom). Linia czerwona na rys.5.1. przedstawia transmisję alternatywnego filtra produkowanego przez firmę Baader - jak widać w tym przypadku wykorzystujemy praktycznie całą dostępną czułość również w linii Hα.
Wymiana filtra zmienia nieco charakterystykę aparatu w przypadku fotek dziennych. Zamienniki mają co prawda taką samą grubość jak filtr oryginalny więc autofokus funkcjonuje prawidłowo, jednak zmienia się nasycenie poszczególnych kolorów i automatyczny balans bieli przestaje działać - zdjęcia wykonane w ten sposób mają różowo-czerwoną dominantę. Jedynym wyjściem jest zastosowanie ręcznego balansu (custom wb) co utrudnia nieco (ale nie uniemożliwia) wykorzystanie aparatu do zwykłych zastosowań.
Na zakończenie należy wspomnieć o jeszcze jednym ważnym zagadnieniu związanym z użytkowaniem zwykłego aparatu w astrofoto - format zapisu zdjęć. Fotografując niebo staramy się "złapać" ekstremalnie słabe obiekty, które często rejestrują się na granicy szumu. Nie powinniśmy pozwolić na jakąkolwiek ingerencję automatyki aparatu w tak wykonaną fotkę. Algorytmy przetwarzania obrazu używane w aparatach są przystosowane do zdjęć dziennych i na pewno nie sprawdzą się przy astrofotkach. Najgorszą rzeczą, którą możemy zrobić jest zapis zdjęcia w formacie stratnym (np. jpg). W takim wypadku na pewno zniknie bardzo dużo informacji zawartych na obrazie i nigdy nie uda się ich odtworzyć. Zawsze należy stosować formaty bezstratne (np. tif), a najlepiej zapisać nieprzetworzony obraz w postaci RAW (czyli surowe dane wprost z matrycy), jeżeli tylko aparat dysponuje taką funkcją. Tylko ten sposób zapisu danych pozwoli na wydobycie pełnej informacji zawartej na naszych zdjęciach i zapewni (po odpowiedniej obróbce w specjalizowanych programach) najlepszą możliwą jakość wynikowej fotografii.