A kde jsou hvězdy?

Už několikrát jsem od plochozemců slyšel dotaz, kde že jsou hvězdy na "údajných" fotkách z vesmíru. Ponechám teď stranou tu nesmyslnou úvahu, že když už by někdo investoval čas a peníze do fejkové sýdžíaj, že by si nepřiplatil pár drobáků, aby mu tam dodělali i ty hvězdy a podívám se spíš na tu technickou stránku.

Nepůjdu příliš do hloubky, ale spíš nasměruju zájemce na některé pojmy, které by mohly leccos objasnit.

Dynamický rozsah

Při pozorování scény, a je jedno, zda lidskýma očima nebo fotoaprátem, nepozorujeme absolutní hodnotu jasů jednotlivých objektů, ale rozdíl mezi nejtmavší a nejsvětlejší částí scény. Určitě jste si všimli, že když třeba teď v létě vstoupíte z ostrého denního světla do budovy, máte problém v tmavých místech rozeznávat detaily, nicméně po nějaké době se to srovná a vidíte normálně. Než opět vyjdete ven na ostré světlo, kde naopak chvíli vidíte jen bílo.

To je dáno právě maximálním rozsahem nejtmavších a nejsvětlejších míst. Lidské oko má samo o sobě poměrně velký rozsah (mnohonásobně větší, než např. digitální fotoapráty), stejně se ale musí dynamicky přizpůsobovat aktuální situaci - což se děje především úpravou množství světla, které dopadne na sítnici pomocí rozšíření/zúžení zornic.

U (digitálních) fotoaparátů je situace trochu komplikovanější, protože ovlivnění množství světla, které dopadne na film/snímač a následné vyhodnocení, je ovlivněno více faktory.

Clona/Čas/Citlivost

Existují 3 parametry, které nám pomohou nastavit fotoaprát tak, aby fotka nebyla ani příliš tmavá, ani příliš světlá, neumí ale ovlvinit to, aby se zvětšil dynamický rozsah. Buď zachytíme dobře tmavé části scény a světlé budou přesvětlené, nebo naopak nasatavíme parametry tak, aby světlé části byly prokreslené, ale v tmavých bude pouze "černá".

Clona v podstatě říká, jak velkou dírou bude světlo na snímač pronikat. Čím menší číslo, tím více světla. Protože se jedná o plochu, zdvojnásobení clonového čísla má za následek čtvrtinové množství světla. Velikost clonového čísla zároveň ovlivňuje tzv. hloubku ostrosti, tedy jak velká část scény v nějaké vzdálenosti, bude zaostřená. Čím větší clonové číslo, tím větší hloubka ostrosti. Tento parametr se většinou nedá nastavovat u jednoduchých foťáků, jako třeba těch na mobilu.

Čas udává, po jak dlouhou dobu bude na snímač/film dopadat světlo. Čím delší čas, tím více světla. Ale také delší zaznamenaný časový okamžik, což může v některých případech vadit (pohybující se sporotvec), v některých je to jedno (fotka statické scény) a v některých je to naopak žádoucí (znázornění pohybu, star trails...).

ISO (nebo také citlivost) je číslo, které bylo odvozeno a standardizováno z měření expozic fotografií a říká, že dvojnásobné číslo má za následek 2x světlejší fotku. U klasické fotografie je toto číslo dáno filmem, který máte ve foťáku, u digitálu to v podstatě říká, jak moc se zesílí signál před dalším zpracováním. Tento parametr však nepřichází zadarmo. Zvýšením citlivosti dochází ke zvýšení citlivosti i na šum, který ve výsledné fotografii bude.

Tyto tři parametry lze libovolně kombinovat pro dosažení ideální expozice. Nepomůže nám to ale ve zvětšení rozsahu.

Hvězdy jsou tady!

Pokud fotíte hvězdnou oblohu, lze ji poměrně snadno vyfotit, pokud ovšem není ve scéně něco, co je řádově světlejší než světlo hvězd a nezabírá to podstatnou část scény (pouliční lampa, Slunce nebo třeba Měsíc při velkém přiblížení).

Na fotkách je ukázka dvou různých expozic noční oblohy s dorůstajícím Měsícem. Na jedné je vidět detaily na osvícené straně Měsíce, ale žádné hvězdy, na druhé jsou vidět hvězdy, ale z osvícené strany Měsíce je obrovksý bílý flek, který dokonce zasahuje daleko mimo samotný Měsíc (za to může především rozptyl světla v atmosféře).

Malá odbočka

Simulace z programu Stellarium ukazuje pozice nebeských těles na základě místa a času. Můžete si všimnout, že poloha hvězd odpovídá tomu, co je vidět na fotografii (žlutá linie spojuje nad stejnými hvězdami). Takže otázka na závěr.

Kulatozemci mají poměrně jednoduché vysvětlení a popis toho, jak se budou hvězdy na obloze pohybovat - v rozumném časovém horizontu několika desítek let můžeme hvězdnou oblohu považovat v podstatě za statickou a vzhledem k obrovské vzdálenosti hvězd je stačí namapovat na statickou kouli obalující v uctivé vzdálenosti naší planetu. To, jakou část této koule zrovna vidíme, ukazuje, které hvězdy budou vidět. A při investování trochy času si klidně můžete postavit model Země a hvězdné oblohy, na kterém bude vše přímo vidět.

Jak to mají plochozemci? Jak plochozemský model popisuje, které hvězdy budou vidět? Dokážete takový model vytvořit v malém měřítku na stole? Nebo je třeba příliš mnoha podivuhodných konceptů, čoček, převrácených čtverců, azimutálních mřížek zraku a dalších tentononců? A co na to říká Occamova břitva?

Články