Rozhovor: Petr Horálek - O umění astrofotografie

Petře, jsi znám svými úchvatnými fotografiemi. Věřím, že nejsem sama, kdo při pohledu na ně s úžasem prohlásí: „To není možné.“ Co říkáš na takovéto reakce? A mohl bys nám popsat, jakou techniku k focení využíváš?

Jé, to je milé. Samozřejmě mě moc těší, že se lidem má práce líbí. Bohužel se ale najdou i lidé, kteří stále kroutí hlavou kriticky a tvrdí přesně to, co říkáš: „To není možné, to je jen fotošop…“ Důvod je ten, že si prostě nechtějí připustit, že je světelné znečištění z měst tak moc připravuje o krásu nočního nebe nad hlavou. A přitom to tam všechno jinak opravdu je! Proto můj „boj“ či odkaz je právě o tom všem ukázat, co hvězdné nebe skrývá za tou oponou parazitního městského osvětlení. Dokud tedy na fotkách byly jen objekty nebe bez kompozice s krajinou, nikoho to nepřekvapilo. Jakmile jsem ale začal dělat „krajinářskou fotografii“ nebo „astroselfie“ (člověk pod hvězdným nebem), spustily se velmi rychle bouřlivé reakce. Lidé poprvé viděli obraz něčeho známého z každodenního života z jejich okolí v kompozici s hvězdným nebem, které takto v životě neviděli. První reakce: fotomontáž, dokreslování, přibarvování. Jen znalí v oboru vědí, že je to realita, ovšem doplněná barevnou citlivostí foťáku i v noci, kdy naše oči už barvy vnímají jen u opravdu jasných zdrojů. To je třeba si uvědomit nejdříve.

K zachycení těchto nebeských krás používám zrcadlovku Canon 6D, která byla tzv. modifikována. V praxi to znamená, že byl vyjmut IR filtr před čipem, který nepropouští moc světla v červené a také v modré oblasti viditelného spektra, neboť lidské oko je nejvíce citlivé okolo žlutozelené oblasti a výrobci fotoaparátů to tomu přizpůsobují. Zrovna ale v těch omezovaných oblastech je nejlépe zachytitelná barva např. vodíkových mlhovin, tj. hvězdotvorných oblastí (červený odstín) nebo prachové reflekční mlhoviny okolo mladých hvězd (modrý odstín). Díky tomu, že je můj foťák nyní citlivý na všech vlnových délkách spektra viditelného světla stejně, je obecně citlivější, výsledné snímky jsou barevnější a stále odpovídají fyzikální realitě. Takže žádný „fotošop“, pouze mechanické vylepšení snímače. K tomu pak sada světelných objektivů, stativ a hurá – jde se do přírody za nebem!

Je nějaké standardní nastavení, ze kterého lze vycházet při focení noční oblohy?

Tak samozřejmě každý objekt či úkaz vyžaduje poněkud jiný přístup. Je třeba si ale uvědomit jednu věc – noční obloha je mnohem slabším „objektem“ než objekty našeho okolí za běžného denního světla. Takže je třeba volit značně delší expozice (v řádu desítek sekund s ohledem na použitý objektiv), vysoké ISO (se kterým roste šum a je třeba dalšími zejména matematickými úpravami jej zjemnit dodatečně) a samozřejmě brát v úvahu, že „přece se točí“. Tedy že Země se otáčí kolem osy a hvězdy nepózují nehybně. Člověk pak musí vhodně volit kompromis, aby obloha už na snímku vynikla, ale nebyla rozmáznutá kvůli zemské rotaci.

Já jsem našel zlatou střední cestu v tom, že používám světelný objektiv 24 mm (světelnost 1:1,4), který dokáže i za 15 sekund expozice při vyšším ISO zachytit jemné struktury v Mléčné dráze. V kombinaci s dobrým foťákem na stativu tak nasnímám popořadě několik obrazů oblohy v řadách vedle sebe a nad sebou, čímž vytvořím panoramatický snímek. Díky jeho obřímu rozlišení pak zmenšená (ale stále tisková!) verze prakticky ztratí šum, neboť zrnka šumu se doslova „smrsknou“. Dvě mouchy jednou ranou.

Existují nějaké fígle, které pomohou při focení nebo na které by neměl fotograf zapomínat (např. klasické vypínání stabilizátoru při focení ze stativu)?

Při focení noční oblohy můžete úplně zapomenout na jakýkoliv automatický režim, a to jak foťáku, tak i objektivu! Vše se děje přes manuální režim a foťák musí být vždy na stativu. Asi nejdůležitější je přitom správně zaostřit. Dnes je již nemyslitelné hledat jinou metodu, než přes živý náhled – tj. lifeview. Objektiv otevřeme na tzv. plnou díru (tj. nejmenší clonu), foťáku nastavíme co nejvyšší ISO, zaměříme do nebe na jasný objekt (jasná planeta či nejjasnější zrovna viditelná hvězda), v náhledu přiblížíme na maximum a jemně kroutíme ostřicím kroužkem, dokud se z kotoučku nestane co nejmenší bod. Existuje i sofistikovanější ostření přes speciální filtr, ale i toto základní na krajinářskou astrofotogtafii stačí. A pak už na objektiv nesaháme. Je také důležité vědět, že třeba v zimních nocích prudce klesá teplota a roztažnost kovu způsobuje opět jemné rozostření. Takže ostřit je dobré před každým dalším fotografickým nápadem. Druhý podstatný tip je fotit přes režim opožděné expozice – foťáky nabízí 2 sekundy a 10 sekund. Důvod je jednoduchý: Je třeba se vyhnout jakýmkoliv otřesům. Jakmile člověk zmáčkne spoušť a dá prst pryč, foťák se ještě chvíli může otřásat jeho dotykem. Po pár sekundách se ale uklidní. Když expozice začne až po pár sekundách po dotyku spouště, je vyhráno a žádný třes se na tvaru hvězd neprojeví. No a třetí (a nejdůležitější) věc: fotit zásadně do formátu RAW. Jen s ním je možné jakékoliv další zpracování v plném rozsahu jasů i barev!

Jsou Tvé snímky (mimo startrails) výsledkem skládání několika fotografií nebo se jedná o čistě jednorázovou záležitost?

Mé fotky jsou výsledkem mnoha rozlišných metod. Už jsem jemně nastínil tu nejsnazší – panoramatické fotografování. Jednoduše stačí mít foťák upevněný na bytelném stativu s panoramatickou hlavou (otáčí se jemně ve vertikální ose a má madlo pro držení a nastavování výšky nad obzorem), porozhlédnout se po kompozici, nastavit vysoké ISO (používám mezi 6400-10000), nasadit světelný objektiv, zaostřit a hurá do snímání. Člověk může zabrat i celou oblohu do necelé půlhodiny (třeba začít od obzoru a po kruzích snímat až k nadhlavníku – obzor stihnout co nejrychleji, aby se neprojevila rotace Země). Podle šířky záběru a zajímavosti terénu si pak můžeme prostřednictvím dostupných programů pro zpracování panoramat (Gigapan, PtGui atd.) pohrávat s projekcemi, vytvářet roztodivné „malé planety“, „díry do oblohy“, zkřivené plochy a podobně. To už je záležitost čistě vkusu a hravosti fotografa.

Jsou ale i o dost náročnější foto-projekty. Šum je na noční fotografii totiž vždy velkým nepřítelem a vyhnout se mu nedá. Existují ale matematické cesty, jak se šumu zbavit při následném zpracování. Na to je zapotřebí (ze stativu, či lépe i z montáže dohánějící hvězdy a umožňující delší expozice) nasnímat desítky snímků stejného pole a k tomu 2-3x více tzv. temných snímků za stejných teplotních podmínek. Temné snímky pořídíme jednoduše tak, že zakryjeme objektiv a fotíme stejné expozice za stejné citlivosti ISO, jen na snímcích nic není. Temné snímky nám pak poslouží k odstranění různých nešvarů daných vlastnostmi čipu. Když se tyto snímky aplikují na ty oblohové, doslova ty oblohové tak „očistíme“ (odborně okalibrujeme) a poté je můžeme složit na sebe. Při skládání už matematika pomáhá k tomu, že přidává to, co je na snímku stálé (hvězdy, mlhoviny atd.) a průměruje náhodné hodnoty šumu. Výsledná složenina je tak značně čistší a navíc složením více expozic na sebe matematicky prodlouží celkovou expozici snímku. Přesně takhle vznikají ty nejkrásnější pohledy např. z Hubbleova teleskopu. Asi se ptáte, či k tomu existuje nějaký program. A on existuje – jmenuje se Deep Sky Stacker a je zadarmo. Samozřejmě pak existují ještě „vymakanější“ a o mnoho řádů lepší výsledky produkující programy jako PixInSight nebo Registar. Ovšem za ty už musíte nemálo připlatit.

Vše zevrubněji popisuji ve svém návodu, který můžete najít v sekci Astrofotografie v Radách na Astro.cz.

Které programy se Ti osvědčily u samotného zpracování? Na co je potřeba klást důraz, aby si fotografie zachovala autentičnost?

Na panoramatické snímky PTGui, pro matematické zpracování (kalibrace) Deep Sky Stacker, pro skládání obrazů na hvězdy Registar. Pochopitelně závěrečné úpravy v Adobe PS, ovšem tady je to již na volbě a vkusu každého zvlášť. Podstatné je, aby snímky byly ukládány ve větší bitové hloubce (aspoň 16 bit) pro větší dynamický potenciál. Tedy pro snazší vytažení stínů, ale i ubrání jasu zdánlivě přepálených oblastí. Tyto tzv. úpravy křivek jsou to nejdůležitější pro zachování autentičnosti, neboť lidský zrak má mnohem větší dynamický rozsah (tedy dokáže vnímat mnohem větší rozdíly v jasech) než foťák. Pokud jde o barvy, tady je to spíš o zkušenosti. Mnoho fotografů například příliš přidává na saturaci barev, čímž se z jemné modré stává kýčovitě sytý modrý odstín, Mléčnou dráhu přibarvují do nereálných oranžových nádechů a podobně. Navíc mění vyvážení bílé snímku, čímž jej nevědomky připravují o některé zachycené úkazy jako přirozené záření atmosféry, tj. airglow, nebo barevné aury kolem hvězd na jemných mračnech odpovídající svým odstínem skutečné barvě (teplotě) těch hvězd.

Na svých fotkách často zaznamenáváš airglow, krásně se vykreslují i H-alfa oblasti. Je k jejich focení potřeba speciálního nastavení?

Kdepak. To už je zajištěno zmíněnou modifikací. Jediné podstatné nastavení je vyvážení bílé – ideálně manuální (proti bílé stěně za denního světla), aby barvy noční krajiny odpovídaly realitě a člověk tak mohl o to lépe porovnat skutečné barvy jevů a objektů na obloze.

Šum se táhne s astrofotografií jako nezvaný společník. Při tvoření startrails z mnoha snímků se většinou odstraní samotným skládáním, ale jak je to u jednotlivých fotografií nebo těch, které jsou složeny jen z několika snímků?

U jednotlivých fotografií je to věčný problém. Proto tvořím právě ty mozaiky (obraz se při zmenšení na nějakou normální velikost smrskne a šum tím prakticky zanikne, navíc obrázek vypadá ostřejší) nebo fotografie metodou skládání a průměrování. Tady je třeba vědět, že směrodatná odchylka šumu klesá exponenciálně s počtem snímků. Už při cca 40 snímcích složených na sebe se šum vytratí zprůměrováním prakticky dokonale. Takže stačí těch 40-60 snímků (a k tomu vždy temné snímky – bez kalibrace o ně se při skládání nasčítají i nešvary na čipu jako např. tzv. hotpixely, které už pak odstraníte velmi těžko!).

Vraťme se ještě k světelnému znečištění. Vidíš nějaký podstatný rozdíl mezi ČR a krajinami, kde jsi fotil? Jsou krajiny, kde se výrazně starají o redukci světelného znečištění?

To je velmi dobrá otázka. Ano, ty rozdíly jsou a dokonce markantní. Česko leží uprostřed Evropy, a i když v něm probíhají boje o redukci světelného znečištění, výsledky jsou minimálně efektivní. Tmavší nebe můžeme spatřit jen na horách a zejména v tzv. oblastech tmavé oblohy - v současnu v Jizerkách, Beskydech a okolo Manětína. Obloha v těch místech je určitě pěkná, ale bohužel fotograficky ještě stále velmi špatná. Problém totiž je, že redukce světelného znečištění v Česku se dotýká jen malých regionů, zatímco velké aglomerace problém stále ignorují (nemají potřebu instalovat vhodnější, úspornější a méně rušivé osvětlení, nerespektují omezení zářivých reklam a podobně). Přitom právě světelné kužele z velkých měst se rozptylují na prachových částicích vzduchu i stovky kilometrů za obzor. Hustota měst a větších vesnic je ale ve střední Evropě tak velká, že nikde nenajdeme místo ležící na stovky kilometrů daleko od nepříjemných zdrojů světelného znečištění a nabízející tak skutečně přírodně tmavé hvězdné nebe. Přitom nejde o to všude zhasnout, jak si každý mylně myslí - stačilo by redukovat umělé osvětlení na nějakou unesitelnou úroveň a hlavně nesvítit tzv. pánubohu do oken, tedy neúčelně přímo vzhůru do nebe, nýbrž pouze na zem, kam je to potřeba. Problém se navíc nedotýká jen pohledů ke hvězdám, ale i ekonomie, ekologie a neposledně našeho zdraví. Češi (jako stát) to bohužel soustavně ignorují.

Jsou ovšem místa a státy, které vycházejí z rezoluce navržené v roce 2007 Mezinárodní asociací pro temné nebe a regulaci světelného znečištění efektivně řeší. Patří mezi ně například Nový Zéland, Kanárské ostrovy (Španělsko), či v Evropě Rakousko. A musím potvrdit, že je to enormní rozdíl. Právě třeba na Zélandu jsem opravdu popojel jen asi 50 kilometrů od velkoměsta o velikosti Brna a obloha tam už byla doslova vymetená. Nevěřil jsem vlastním očím. Novozélanďani jsou obecně známí pro svou úctu k životnímu prostředí a mohli bychom se od nich opravdu hodně učit.

Je nějaká krajina, v níž bys rád fotil?

Jakákoliv, kde ještě nikdo předtím nefotil!

Předpokládám, že se příští rok vydáš na zatmění Slunce do USA. Budeš fotit, nebo si ty 2,5 minuty budeš užívat pouhým pohledem?

Ano, rozhodně! Zatmění Slunce je bezesporu nejkrásnější nebeský úkaz a pro mě silná srdcovka. Důkazem toho je i knížka „Tajemná zatmění“, kterou jsem o tomto úkazu napsal – je plná rad, tipů, ale i zážitků, z nichž pochopíš, jak úžasný úkaz to je. A proto v tomto ohledu již dlouhodobě spolupracuji s týmem fotografů okolo prof. Miloslava Druckmüllera z VUT Brno, kteří připravují precizní autonomní ovládání, umožňující úkaz perfektně nafotit, ale přitom se foťáku během zatmění vůbec nedotknout a vychutnávat si úkaz mezitím plně pouhýma očima. Letos už jsem si metodu ozkoušel v Indonésii a opravdu to bylo parádní. 3 minuty a 17 sekund jsem s otevřenou pusou zíral na ten nebeský skvost, prohlížel si fantastickou korónu a protuberanci skrze dalekohled (i když přes slabší mraky) a po zatmění, plný emocí, jsem jen zkontroloval foťák s následným zjištěním, že se vše přesně podle potřeb samo nafotilo. A nebýt těch mraků, byly by to bezkonkurenční výsledky. Tak snad to v USA dotáhnu k dokonalosti, neboť tam se oproti Indonésii budu moc operativně vydat za jasnem i na poslední chvíli.

Petře, díky za rozhovor. Do dalších let Ti přeji, společně se čtenáři astro.cz, neutuchající touhu po zachycení pokladů nočního nebe a především temnou a pouličním osvětlením neposkvrněnou oblohu.

Děkuji a doufám, že jsem Tebe i čtenáře inspiroval k více zážitkům pod nočním nebem. Opravdu to za to stojí a neměli bychom se o něj nechávat okrádat zbytečným svícením!

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] Stránky a fotogalerie Petra Horálka
[2] Kniha Tajemná zatmění Petra Horálka
[3] Petr Horálek v Síni slávy ČAS
[4] Rady Astro.cz - začínáme s astrofotografií
[5] O světelném znečištění na stránkách Astro.cz
[6] Světelné znečištění - další podrobné informace