หลังจากปรากฏการณ์ฝนดาวตกเจมีนิดส์มาเมื่อวันที่ 14 ธันวาคม ที่ผ่านมาหลายคนคงได้มีโอกาสถ่ายภาพฝนดาวตก ในขณะเดียวกันก็อาจมีคนพลาดโอกาสถ่ายภาพเนื่องจากสภาพท้องฟ้าที่ไม่เป็นใจในช่วงนี้ สำหรับผมเองปีนี้ก็ไม่ได้ถ่ายภาพเช่นกัน เนื่องจากติดภาระกิจ แต่ถึงแม้จะพลาดโอกาสถ่ายภาพฝนดาวตกเจมีนิดส์ในปีนี้ ปีหน้าในช่วงเดือนมกราคม เราก็อาจจะมีโอกาสถ่ายภาพฝนดาวตกที่เกิดจากเศษซากที่หลงเหลือจากดาวหางไอซอน (อันนี้ต้องรอลุ้น....)
สำหรับคอลัมน์นี้ ก็ถือว่าเป็นช่วงฤดูหนาวที่เหมาะสำหรับการถ่ายภาพกลุ่มดาวบนท้องฟ้า ซึ่งจะมีกลุ่มดาวสว่างที่น่าสนใจให้เห็นตั้งแต่หัวค่ำเลยทีเดียว ดังนั้นวันนี้เรามีเรียนรู้วิธีการถ่ายภาพดาวบนท้องฟ้าอย่างไรไม่ให้ดาวยืดยาวกันดีกว่าครับ จากประสบการณ์ที่ได้พูดคุยกับคนถ่ายภาพทั่วไปมักจะพบกับปัญหาที่ว่า จะถ่ายภาพดวงดาวอย่างไรให้ดาวเป็นจุดไม่ยืดเป็นเส้น
ทำความเข้าใจเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ของดาวบนท้องฟ้า
ตำแหน่งของดาวบนท้องฟ้าเปลี่ยนแปลง เนื่องจากการหมุนรอบตัวเองของโลก และการที่โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ ในการสังเกตการณ์ท้องฟ้านั้น เราสามารถคำนวณตำแหน่งของดาวบนท้องฟ้าได้อย่างง่ายด้วยวิธีบัญญัติไตรยางค์ดังนี้
การเปลี่ยนแปลงตำแหน่งเนื่องจากโลกหมุนรอบตัวเอง 1 รอบ เท่ากับ 360 องศา ใช้เวลา 24 ชั่วโมง
ดังนั้น
24 ชั่วโมง ตำแหน่งของดาว เปลี่ยนแปลง 360 องศา
1 ชั่วโมง ตำแหน่งของดาวเปลี่ยนแปลง = 360 / 24 = 15 องศา
1 นาที ตำแหน่งของดาวเปลี่ยนแปลง = 15 / 60 = 0.25 องศา
ดังนั้น เราจะเห็นว่าดวงดาวที่เรามองเห็นว่าเหมือนกับอยู่นิ่งๆ แท้จริงแล้วจากมุมมองของคนบนโลกนั้น จะพบว่าดาวมีการเคลื่อนที่อย่างช้าๆ ตลอดเวลา จึงมักเป็นปัญหาสำหรับการถ่ายภาพด้วยขาตั้งกล้องแบบอยู่กับที่ทั่วไป ซึ่งต่างจากฐานของขาตั้งกล้องโทรทรรศน์แบบติดตามวัตถุท้องฟ้า
สิ่งสำคัญที่สุดสำหรับการถ่ายภาพดวงดาวก็คือ “เวลา” โดยเวลาที่จะสามารถถ่ายภาพได้นานที่สุดโดยที่ดาวไม่ยืดเป็นเส้นนั้น จะต้องถ่ายภายในเวลาไม่เกินกี่วินาที ตรงนี้ถือเป็นหัวใจสำคัญของการถ่ายภาพประเภทดวงดาวเลยก็ว่าได้ เมื่อเราใช้กล้องอะไรถ่ายกับเลนส์แบบไหน เราก็จะต้องทราบก่อนเสมอว่าอุปกรณ์ที่เราจะใช้ถ่ายภาพนั้น จะสามารถถ่ายได้นานเพียงใด เอาหล่ะครับมาเริ่มกันเลยกับกฏการถ่ายภาพดังนี้
Rule of 400/600
สำหรับสูตรการคำนวณเวลาการถ่ายภาพดาวนี้ผมตั้งชื่อว่า Rule of 400/600 ซึ่งเป็นสูตรการคำนวณจากทางยาวโฟกัสของเลนส์ที่ใช้ กับประเภทของเซ็นเซอร์ในการรับภาพของกล้องดิจิตอล โดยปกติเราก็มักจะกันอยู่หลักๆ สำหรับกล้อง D-SLR คือ เซ็นเซอร์รับภาพแบบ APS-C และแบบ Full Frame โดยมีวิธีการคำนวนง่ายๆ ดังนี้
Rule of 400 for APS-C
กฎ 400 นี้ใช้กับกล้องแบบ APS-C เช่น Canon 600D, Canon 7D, Nikon D90, Nikon D7000 เป็นต้น
**** ตัวอย่างที่ 1 : เมื่อใช้กล้อง Canon 600D กับเลนส์ที่มีทางยาวโฟกัส 15 มิลลิเมตร
จะได้เวลาในการถ่ายภาพนานที่สุดเมื่อเกิน 400/15 = 26.7 วินาที
**** ตัวอย่างที่ 2 : เมื่อใช้กล้อง Canon 600D กับเลนส์ที่มีทางยาวโฟกัส 24 มิลลิเมตร
จะได้เวลาในการถ่ายภาพนานที่สุดเมื่อเกิน 400/24 = 16.7 วินาที
Rule of 600 for Full Frame
กฎ 600 นี้ใช้กับกล้องแบบ Full Frame เช่น Canon 5D, Canon 6D, Nikon D700, Nikon D800 เป็นต้น
**** ตัวอย่างที่ 1 : เมื่อใช้กล้อง Canon 5D กับเลนส์ที่มีทางยาวโฟกัส 15 มิลลิเมตร
จะได้เวลาในการถ่ายภาพนานที่สุดเมื่อเกิน 600/15 = 40 วินาที
**** ตัวอย่างที่ 2 : เมื่อใช้กล้อง Canon 5D กับเลนส์ที่มีทางยาวโฟกัส 24 มิลลิเมตร
จะได้เวลาในการถ่ายภาพนานที่สุดเมื่อเกิน 600/24 = 25 วินาที
สำหรับสูตร Rule of 400/600 นี้เป็นชื่อที่เอาไว้จำง่ายๆ โดยมีที่พื้นฐานจากการคำนวณหาขนาดของพิกเซลแต่ละพิกเซลบนเซนเซอร์รับแสงของกล้องถ่ายภาพ แล้วนำมาสร้างเป็นสูตรการคำนวณหาเวลาเมื่อใช้กับเลนส์ที่มีทางยาวโฟกัสต่างๆกัน โดยในสูตรนี้เรานิยามว่า “หากแสงยังคงตกอยู่บนพื้นที่เซนเซอร์ไม่เกิน 6-7 พิกเซล ภาพดวงดาวก็จะยังมองดูเป็นจุดไม่ยืดมาก และยอมรับได้ในระดับหนึ่ง”
สูตรสำหรับการคำนวณเวลาการถ่ายภาพ d = t * f / 13750
โดย : d คือ ขนาดของพิกเซลแต่ละพิกเซล
t คือ เวลา
f คือ ทางยาวโฟกัส
*** d สามารถหาได้จากการนำเอาขนาดของเซนเซอร์รับภาพของกล้องดิจิตอล นำมาหารกับพิกเซลทั้งหมดของกล้อง ตัวอย่างเช่น : ขนาดเซนเซอร์แบบ Full Frame ของกล้อง Canon 5D Mark ll เท่ากับ 36x24 mm. และมีขนาดพิกเซลทั้งหมดเท่ากับ 5634 x 3753 pixels
จะได้ 36 / 5634 = 0.0064 mm./pixels
หมายเหตุ : โดยการคำนวณหาค่า d เราสามารถคำนวณจากขนาดเซ็นเซอร์ กับจำนวนพิกเซลของกล้องที่เราใช้เองได้ เพื่อความแม่นยำได้เองครับ
เมื่อนำค่าไปแทนในสูตรการคำนวณก็จะได้เวลาที่แสงจะตกลงบนพื้นที่ของพิกเซลแต่ละพิกเซล ซึ่งจากข้างต้น เรายอมรับว่า “หากแสงยังคงตกอยู่บนพื้นที่เซนเซอร์ไม่เกิน 6-7 พิกเซล ภาพดวงดาวก็จะยังมองดูเป็นจุดไม่ยืดมาก และยอมรับได้ในระดับหนึ่ง” ก็นำเอาเวลาที่คำนวณได้ไปคูณกับจำนวนพิกเซลที่ยอมรับได้ ก็จะได้เวลาทั้งหมดที่สามารถถ่ายภาพได้นานที่สุด ของกล้องแต่ละประเภทและเลนส์แต่ละช่วงครับ
ตัวอย่างเช่น : กล้องดิจิตอลแบบ Canon 5D Mark ll เมื่อใช้กับเลนส์ Canon 16-35 mm. โดยยอมรับว่าแสงตกอยู่บนเซนเซอร์ไม่เกิน 6.5 พิกเซล
จะได้ สูตรสำหรับการคำนวณเวลาการถ่ายภาพ d = t * f / 13750
0.0064 = t * 16 / 13750
t = 5.5 วินาที
ดังนั้น แสงดาวตกในพื้นที่ 1 พิกเซล ใช้เวลา 5.5 วินาที โดยข้างต้นที่กล่าวไว้ว่า เรายอมรับว่าแสงสามารถตกอยู่บนเซนเซอร์ในพื้นที่ไม่เกิน 6.5 พิกเซล ดังนั้นเราจะได้เวลาทั้งหมดดังนี้
5.5 x 6.6 = 35.7 วินาที
***สำหรับการคำนวณและออกแบบกราฟนี้ ต้องขอบคุณเพื่อนของผมเอง “มติพล ตั้งมติธรรม” ที่ช่วงสรรสร้างกราฟมาให้ใช้งานได้ง่ายขึ้น***
กราฟแสดงค่าเวลาที่ใช้ในการถ่ายภาพได้นานที่สุด กับทางยาวโฟกัสของเลนส์ เมื่อใช้กับกล้องดิจิตอล แบบFull Frame โดยเส้นกราฟแต่ละสีแทนขนาดของแสงที่ยอมให้ตกในพื้นที่พิกเซล ซึ่งมีค่าตั้งแต่ 3 4 5 6 และ 7 พิกเซล ดังภาพ
กราฟแสดงค่าเวลาที่ใช้ในการถ่ายภาพได้นานที่สุด กับทางยาวโฟกัสของเลนส์ เมื่อใช้กับกล้องดิจิตอล แบบ APS-C โดยเส้นกราฟแต่ละสีแทนขนาดของแสงที่ยอมให้ตกในพื้นที่พิกเซล ซึ่งมีค่าตั้งแต่ 3 4 5 6 และ 7 พิกเซล ดังภาพ
จากเส้นกราฟแต่ละเส้นนั้น คุณสามารถเลือกตามความต้องการ หากต้องการให้มีความคลาดเคลื่อนน้อย เพื่อต้องการขยายภาพใหญ่ๆ ก็เลือกใช้เส้นที่มีค่าพิกเซลน้อยๆ แต่หากต้องการเวลาในการถ่ายภาพนานๆ ก็เลือกใช้เส้นกราฟที่มีค่าพิกเซลมากๆ ครับ
สำหรับสูตรการคำนวณนี้ เอาเป็นว่าหากใช้กล้องแบบ Full Frame ก็เอา 600 ไปหารทางยาวโฟกัสเลนส์ แต่หากใช้กล้องแบบ APS-C ก็เอา 400 ไปหารทางยาวโฟกัสเลนส์ที่ใช้เพียงเท่านี้ท่านก็สามารถถ่ายดาวโดยที่จุดดาวไม่ยืดมากจนเกินไปแล้วหล่ะครับ ซึ่งหากผมคิดว่าสูตรนี้น่าจะเป็นประโยชน์สำหรับการถ่ายภาพดวงดาว กลุ่มดาว หรือแม้แต่การถ่ายภาพทางช้างเผือกได้เป็นอย่างดี หากถ่ายตามเวลาที่คำนวณแล้วภาพที่ได้ยังดูมืดไม่สว่าง ก็สามารถปรับชดเชยค่ารูรับแสงให้กว้างขึ้น พร้อมกับการเพิ่มค่าความไวแสง (ISO) ของกล้องตาม ก็จะทำให้ท่านได้ภาพดาวที่เป็นจุดดาวได้ไม่ยากครับ
เกี่ยวกับผู้เขียน
ศุภฤกษ์ คฤหานนท์
สำเร็จการศึกษาครุศาสตรบัณฑิต สาขาฟิสิกส์ จากมหาวิทยาลัยราชภัฏเชียงใหม่ และครุศาสตรมหาบัณฑิต สาขาเทคโนโลยีและการสื่อสาร จากมหาวิทยาลัยราชภัฏเชียงใหม่
ปัจจุบันเป็นเจ้าหน้าที่สารสนเทศทางดาราศาสตร์ สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน) หรือ สดร., เคยทำวิจัยเรื่อง การทดสอบค่าทัศนวิสัยท้องฟ้าบริเวณสถานที่ก่อสร้างหอดูดาวแห่งชาติ มีประสบการณ์ในฐานะวิทยากรอบรมการดูดาวเบื้องต้น และเป็นวิทยากรสอนการถ่ายภาพดาราศาสตร์ในโครงการประกวดภาพถ่ายดาราศาสตร์ ประจำปี 2554 ของ สดร.ในหัวข้อ “มหัศจรรย์ภาพถ่ายดาราศาสตร์ในเมืองไทย”
“คุณค่าของภาพถ่ายนั้นไม่เพียงแต่ให้ความงามด้านศิลปะ แต่ทุกภาพยังสามารถอธิบายด้วยหลักการทางวิทยาศาสตร์ได้อีกด้วย”
อ่านบทความ ศุภฤกษ์ คฤหานนท์ ทุกวันจันทร์ที่ 1 และ 3 ของเดือน
