Tähtitorni Tähtikuvaus.info  
   
Etusivu
Havaintolomake
Linkit
Kuvagalleria
Tähtikuvausartikkelit
Tähtikuvaus-FAQ

Haloilmiöiden kuvaaminen

Taivaan peittyessä ohueen yläpilvihuntuun, saattaa tarkkaavainen katsoja havaita Aurinkoa noin 22° etäisyydellä kiertävän, hieman sateenkaarta muistuttavan rengasmaisen valoilmiön. Kyseessä ei kuitenkaan ole sateenkaari vaan ns. haloilmiö ja niistä yleisin, 22° halorengas.

Seuraavaksi yleisimmät halomuodot ovat auringonpilari, 22° sivuauringot ja zeniitinympäristön kaaret, joiden aiheuttajana ovat yleensä ilmakehässä olevat kuusikulmaiset jääkiteet. Talvella yleisiä ovat keinovalojen aiheuttamat "pilarimetsät".

Halorengas 22°
Spektaakkelimainen halonäytelmä Ilmajoella 25.3.2013 klo 11:30. Kuvassa näkyy 22° rengas, sivuauringot, horisonttirengas, zeniitinympäristön kaari, 22° ylläsivuava kaari ja yläkovera Parryn kaari, 46° ylläsivuava kaari, 46° rengas, 46° allasivuavat kaaret ja jonkinlaista viitettä myös alemmasta Lowitzin kaaresta näkyy (sivuaurinkojen yhteydessä).

Halojen ja sateenkaarien ero on niiden syntytavassa; halot syntyvät valon heijastuessa tai taittuessa ilmassa leijuvista jääkiteistä, kun taas sateenkaarissa valo heijastuu vesipisaroista. Merkittävin ero on niiden sijainnissa, sateenkaaret esiintyvät aina vastakkaisella puolella taivasta kuin Aurinko ja niiden keskipiste sijaitsee katselijan pään varjon kohdalla.

Halot puolestaan esiintyvä yleisimmin 7-12 km korkeudella olevissa valkeissa yläpilvissä, koska tuolla korkeudella lämpötila on tarpeeksi alhainen jääkiteiden muodostumiselle. Haloja esiintyy Suomessa eniten keväällä, jolloin halonäytelmät voivat olla varsin näyttäviä. Talvisin kovilla pakkasilla haloja voi näkyä jääsumussa, ja niitä voivat aiheuttaa jopa kirkkaat valonheittimet (puhutaan ns. keinovalopilareista).

Haloja voidaan nähdä Suomessa jopa 150-200 päivänä ja yönä vuodessa, kun taas sateenkaaria voidaan parhaimmillaankin nähdä vain joitain kymmeniä kertoja vuoden kuluessa. Halot ovat digitaalisen kompakti- tai järjestelmäkameran omistavalle tähtiharrastajalle erinomainen kuvauskohde kesäisin, kun yötaivas on liian valoisa kunnollisten tähtihavaintojen tekemiseen.

Koska halot aiheutuvat jääkiteistä heijastuneesta valosta, on talvisin sopivalla kelillä mahdollista nähdä ja kuvata haloilmiöitä myös lumihangen pinnalla. Koska Aurinko on talvella matalalla, voi taivaalla näkyvä haloilmiö parhaimmillaan saada jatkoa lumihangella.

Kuvauskalusto

Monissa nykyisissä digitaalisissa pokkarikameroissa on hyvät säätömahdollisuudet, joten sellaisella pääsee haloilmiöiden kuvaamisessa varsin pitkälle. Pienen, paidantaskuun mahtuvan, digipokkarin eduksi voidaan laskea juuri pieni koko, koska tällöin kamera kulkee aina mukana. Tunnettu totuushan on, että se vuosikymmenen halonäytelmä tapahtuu juuri silloin, kun kamera on kotona hyllyn päällä pölyttymässä.

Parhaimpaan tulokseen päästään digitaalisella järjestelmäkameralla, jonka säätöominaisuudet ovat huomattavasti paremmat kuin parhaimmissakaan digipokkareissa. Järjestelmäkameran eduksi digipokkariin verrattuna voidaan laskea myös se, että siihen on mahdollista vaihtaa kulloiseenkin tilanteeseen sopiva objektiivi. Järjestelmäkameran miinuspuoliin kuuluvat iso koko ja usein myös raskas paino. Digijärkkäri sopiikin lähinnä vakavammin haloilmiöitä harrastavan kuvausvälineeksi.

Halot esiintyvät taivaalla usein hyvin laajalla alueella, joten objektiivin olisi oltava mahdollisimman laajakulmainen. Digijärkkärillä ns. polttovälikertoimen huomioon ottaen alkuun pääsee varsin hyvin jo 17 - 18 mm laajakulmaobjektiivilla, mutta jopa 10 -15 mm:n laajakulmaobjektiivi ei ole pahitteeksi. Digipokkareissa ei yleensä näin laajakulmaisia objektiiveja ole, mutta niihinkin on useimpiin saatavissa lisävarusteena adapterin avulla liitettäviä linssejä, joilla kuva-alaa pystytään laajentamaan. Poikkeuksen tähän sääntöön muodostavat pienet ellipsihalot, joiden kuvaamiseen voi käyttää jopa 100-200 mm objektiiveja.

Kaikkein laaja-alaisimpien halonäytelmien kuvaamiseen tarvitaan jo 8 – 16 mm ns. kalansilmäobjektiivi. Kalansilmäobjektiivi muodostaa yleensä pyöreän kuvan, jonka kuvakulma on 180°, joten sillä pystyy kuvaamaan koko taivaan kerralla. Se soveltuukin hyvin koko taivaan yli ulottuvien halonäytelmien kuvaamiseen. Kalansilmäobjektiivien haittapuolena on korkeahko hinta, mutta viime vuosina markkinoille on tullut myös suhteellisen edullisia, mutta silti optiikaltaan varsin hyviä kalansilmäobjektiiveja (esim. Samyang). Koska taivaskuvauksissa ei yleensä tee mitään automaattisilla valotus-, aukko- ja tarkennustoiminnoilla, on tällainen edullinen kalansilmäobjektiivi erinomainen hankinta halokuvaajan kameralaukkuun.

Kalansilmäobjektiivin sijasta voi kokeilla myös kuperaa peiliä tai jopa lasista joulukuusen koristetta (hopean väristä), jonka avulla saattaa saada kuvattua koko taivaan tai ainakin suurimman osan siitä.

Haloilmiöiden kuvaaminen

Kameroiden valotusmittareiden antamat arvot ovat yleensä melko hyviä, mutta valotusta ei saa mitata Auringon kohdalta, koska tällöin kuvasta tulee pahasti alivalottunut. Mikäli valotus mitataan Auringon ympäristöstä, on valotusta haarukoitava ylivalotuksen puolelle noin pari askelta. Toinen tapa on mitata valotus Auringosta sivulle noin 45° - 60° ja haarukoida valotusta saadusta arvosta 2-3 askelta alivalotuksen puolelle.

Jonkinlaisena ohjearvona ISO100 -asetukselle aukolla 14 voi ajatella valotusaikoja 1/500 – 1/2500 sekuntia, mutta koska eri kameramerkkien kesken voi olla paljonkin eroa samoilla asetuksilla, oman kameran oikeat valotusajat ja aukkoarvot selviävät parhaiten ainoastaan kokeilemalla. Sopivista valotusaika-aukkoarvoista kannattaa pitää jonkinlaista kirjaa mahdollista myöhempää käyttöä varten.

Aurinko olisi hyvä peittää jonkin valoa läpäisemättömän esteen (esim. katuvalon tai katon) taakse häiritsevien linssiheijastusten välttämiseksi. Askartelutaitoinen voi tehdä erityisen auringonpeittäjän vaikkapa lyhyestä teleskooppivarresta ja mustan filmipurkin pohjasta, jonka taakse Aurinko peitetään. Jos into ja taidot riittävät, auringonpeittäjästä voi tehdä esim. kameran jalustakierteeseen kiinnitettävän, jolloin toinen käsi jää vapaaksi tukemaan kameraa. Hätätilassa käsi tai pari sormeakin käy auringonpeittäjäksi (mikä onnistuu lähinnä kevyellä digipokkarilla kuvatessa).

Haloja esiintyy myös yöllä esim. Kuun ympärillä tai kirkkaiden valonheittimien valon heijastuessa ilmassa leijuvasta jääsumusta, jolloin puhutaan ns. keinovalopilareista. Yöaikaan valotusaika voi olla useita sekunteja, joten tällöin haloja kuvatessa kamera on terävien kuvien saamiseksi kiinnitettävä jalustalle ja tämän lisäksi on hyvä käyttää kaukolaukaisinta (tai sen puuttuessa kameran aikalaukaisinta). Yleensä Kuuta tai keinovaloa ei ole tarpeen peittää.

Mikäli suinkin on mahdollista, kannattaa haloilmiöiden kuvaamiseen käyttää kameran RAW-tiedostomuotoa JPG:n sijasta. Etenkin alivalottuneissa JPG-muotoisissa kuvissa saattaa esiintyä vyöhykemäisiä värivirheitä, jotka kuvia käsitelessä voivat korostua häiritsevästi (ja siten jopa estää haloilmiöiden esiinkaivamisen kuvista). RAW-kuvien käsittely kannattaa tehdä 16-bittisessä väriavaruudessa ja muuttaa vasta lopullinen kuva 8-bittiseksi värivyöhykkeiden välttämiseksi.

Soveltaminen: siitepölykehät ja väripilvet

Keväällä ja alkukesällä lehti- ja havupuiden (lähinnä koivu, kuusi ja mänty) kukkiessa voi Auringon ja Kuun ympärillä näkyä värikkäitä siitepölykehiä, joiden valokuvaamiseen voi soveltaa haloilmiöiden kuvaamiseen annettuja ohjeita. Kannattaa kuitenkin huomioida, että siitepölykehät esiintyvät heti valonlähteen ympärillä, joten Aurinko on peitettävä jonkin sopivan kohteen taakse, joka juuri ja juuri peittää Auringon (esim. katuvalo, vaahteranlehti, hätätilassa katonreuna tms.), mutta jättää kehän näkyville.

Väripilviä ja värikehiä esiintyy usein pilvissä Auringon tai Kuun lähellä, mutta niitä voi esiintyä välillä jopa useiden kymmenien asteiden päässä valonlähteestä ja väripilvet voivat olla todella värikkäitä. Väripilvien ja värikehien olennaisin ero on siinä, että kehät ovat säännöllisiä kiekkoja valonlähteen ympärillä, kun taas väripilvet esiintyvät epäsäännöllisemmässä muodossa. Väripilvet syntyvät Auringon tai Kuun valon diffraktoituessa (eli sirotessa) pilvien vesipisaroista ja jääkiteistä. Parhaimmat olosuhteet väripilville luovat taivaalle ilmaantuvat altocumulus-pilvet.

Halokuvien käsittely

Vaikka himmeätkin haloilmiöt saattavat näkyä taivaalla paljain silmin melko selvästi, digikuvissa ne voivat silti olla useimmiten niin latteita, että niitä on lähestulkoon mahdotonta erottaa taustataivaasta. Tällöin on turvauduttava kuvankäsittelyyn halojen tuomiseksi esiin.

Jokainen vähänkään kuvankäsittelyä harrastanut tuntee varmasti tasojen (levels) valoisuuden säädöt, mutta tällä menetelmällä ei halokuville paljon pysty tekemään. Sen sijaan epäterävän maskin (unsharp mask) käyttö, jota normaalisti käytetään kuvien terävöittämiseen, toimii erityisen hyvin halokuvien selkeyttämiseen.

Epäterävä maski eli USM (UnSharp Mask)

Epäterävän maskin käyttö halokuvissa perustuu siihen, että kuvan ääriviivoja korostetaan ohjelmallisesti, eli käytännössä ääriviivojen vaaleampaa puolta vaalennetaan ja tummaa puolta tummennetaan, jolloin kuvan alueelliset kontrastit kasvavat. Tästä myös aiheutuu kuvissa tummien kohteiden ympärillä näkyvä hehku, kun silhuettimaisen tummien kohteiden takana oleva taivas vaalenee entisestään.

Esimerkiksi Photoshopin unsharp mask -suotimessa on kolme muutettavaa parametriä, joista amount määrittää, miten paljon alueellista kontrastia kasvatetaan (prosenteissa), radius kertoo kuinka kaukaa ääriviivan ympäriltä sävyjä muutetaan ja treshold on jonkinlainen kynnysarvo sille, minkä suuruinen tummuuden muutos kuvassa luetaan ääriviivaksi (mitä pienempi arvo, sitä pienempiä tummuuseroja suodin korostaa).

Normaaleja valokuvia terävöitettäessä unsharp maskissa käytetään yleensä melko pieniä arvoja, mutta kun haloilmiöitä korostettaessa voivat amount- ja radius-arvot kasvaa varsin suuriksikin. Ongelmana on, että tällöin kaikki mahdolliset ääriviivat korostuvat ja kuvasta saattaa tulla helposti melko rakeinen ja ruma. Haloilmiöiden kuvaaminen kannattaisikin tehdä mieluummin kameran RAW-tiedostomuodossa JPG:n sijasta, jolloin ainakin pakkauksesta aiheutuva rakeisuus jäisi pois.

Halot
Kuvankäsittelyn vaikutus halokuvaan; vasemmalla käsittelemätön ja oikealla epäterävällä maskilla terävöitetty kuva. Terävöitetyssä kuvassa halorengas näkyy selvästi kun taas käsittelemätön kuva on melko lattea. Unsharp maskissa käytetyt arvot: amount 245%, radius 18,2px, threshold 2 levels.

Halokuvien pinoaminen

Eräs tehokkaimmista menetelmistä haloilmiöiden esiinsaamiseksi valokuvista on tähtikuvauksenkin puolelta tuttu kuvien pinoaminen. Parhaiten halokuvien pinoaminen onnistuu, kun jalustalla olevalla kameralla otetaan tasaisella tahdilla (mielellään RAW-muotoisia) valokuvia halonäytelmästä.

Saadut kuvat voidaan myöhemmin kohdistaa jollain sopivalla pinoamisohjelmalla, pinoamisessa ei tarvita mitään erikoisia parametreja, kuvat vain kohdistetaan ja keskiarvoistetaan. Kohdistamista helpottaa, mikäli käyttää Auringon peittämiseen esim. aurinkosuodinta, jolloin kohdistuksen voi tehdä Auringon kiekon mukaan. Käytetystä ohjelmasta riippuen saattaa olla tarpeen muuttaa RAW-tiedosto 16-bittiseksi TIF-tiedostoksi ennen pinoamista.

Mikäli mitään muuta pinoamisohjelmaa ei ole saatavilla, niin on hyvä tietää, että lähinnä planeettakuvien pinoamiseen tarkoitettua ilmaista Registaxia pystyy käyttämään myös halokuvien pinoamiseen. Kuvien avaamisen yhteydessä Registax kysyy ensimmäisenä "stretch intensity levels?", johon vastataan "no". Seuraavaksi avautuu "Align"-ikkuna, jossa vasemmalta löytyy "Quality settings" alta "lowest quality", joka asetetaan nollaksi (0). Tämän jälkeen alignment laatikon risti asetetaan Auringon kohdalle ja klikataan. Paina "Align" ja kun prosessi on ohi niin "Limit".

Seuraavaksi ohjelma menee välilehdelle "Optimize", mutta ohita se (ignore) ja siirry eteenpäin "Stack"-välilehdelle, jossa painetaan "Stack". Kun pinoaminen on valmistunut, siirry edelleen "Wavelet"-välilehdelle ja paina "Do all". Kun tämä vaihe on valmis, tallenna saatu kuva 16-bittisenä TIF-tiedostona, ja avaa se loppukäsittelyä varten kuvankäsittelyohjelmassa. Suuresta kuvamäärästä pinottu kuva saattaa olla lähes usvaisen tasainen, eikä siitä välttämättä näy juurikaan erottuvan haloja. Tällaiseen kuvaan epäterävän maskin käyttö saattaa suorastaan räjäyttää esiin sellaisiakin haloja joita ei välttämättä edes paljain silmin voinut huomata.

Mikäli Registaxin käyttö tuntuu vaikealta, hieman helpomman tavan kuvien pinoamiseen tarjoaa $17 arvoinen TawbaWaren Image Stacker niminen ohjelma, jossa jo kuvien avausikkunassa voidaan määritellä, miten kuvat halutaan pinota (stack = lisää kaikki kuvat, average = keskiarvoista kaikki kuvat, brighten = käytä kirkkaimpia pikseleitä, darken = käytä tummimpia pikseleitä, stack/average mix. divider = pinoa/keskiarvoista sekoittamalla jakajalla). Image Stackerin ongelmana voitaneen pitää, että se ei osaa kohdistaa kuvia eli käytännössä kuvaamisessa pitäisi käyttää jalustaa etenkin, mikäli kuvassa näkyy maisemaa. Image Stacker sopii näin ollen paremmin lyhyen ajanjakson aikana otettujen kuvien pinoamiseen, jolloin Aurinko tai Kuu ei ole ehtinyt vielä merkittävästi liikkua taivaalla.

High Pass -suodin

Hiljattain tutkiskelin Photoshopissa erilaisten suodinvaihtoehtojen vaikutusta halokuviin, ja High Pass -suotimella osoittautui olevan vastaavanlainen halokuvia selkeyttävä vaikutus, kuin vaikkapa käyriä (Curves) säätelemällä tai epäterävällä maskilla (USM, UnSharpMask). Aluksi tehdään alkuperäisestä halokuvasta kopiotaso komennolla Ctrl+J, jonka jälkeen työnkulku valikkokomennoin esitettynä on seuraavanlainen:

Filter -> Other -> High Pass -> 86px

Tämän jälkeen siirrytään säätämään tasojen (Layers) ominaisuuksia, jossa tason sekoitusominaisuudeksi (blended) valitaan overlay ja peittävyydeksi omien mieltymysten mukaan 50-100%.

High Pass -suotimella kannattaa kokeilla eri arvoja, ehkä yleisimmin kuitenkin välillä 40px-100px.

B-R (Blue minus Red) tekniikka halokuvauksessa

B-R -tekniikassa kyse on värikanavien sekoittamisesta grayscale-muunnoksessa. B-R:ssä lasketaan sinisen (B) ja punaisen (R) kanavan erotus ja vihreä (G) kanava pudotetaan kokonaan pois. B-R -tekniikan ideana halokuvien käsittelyssä on se, että värilliset kaaret hyppäävät suuren kontrastieron vuoksi paremmin esiin, kun taas lähes värittömät pilvet katoavat taustaan.

Photoshopin "Channel mixer" -työkalulla B-R -muunnoksen saa hoidettua hyvinkin yksinkertaisesti. Channel mixer -työkalu löytyy valikosta:

Image -> Adjustments -> Channel Mixer

Channel mixer -työkaluikkunan avauduttua, ensimmäiseksi kannattaa klikata "Monochrome" -valinta päälle. Väriliukusäätimille sopivat aloitusarvot ovat Red 0%, Green -200% ja Blue +200%. Kuvan kirkkauteen vaikuttavalle "Constant" -säätimelle sopiva arvo löytyy yleensä väliltä 10% - 30%. Vihreän (Green) kanavan säätimeen ei tämän jälkeen tarvitse koskea, ja normaalisti ei siniseen (Blue) ja punaiseen (Red) säätimeenkään, mutta niitä siirtelemällä voi tutkia, tulevatko halot jollain muulla säätimien asennolla paremmin esiin.

Halot
B-R -menetelmällä halokaaret saadaan paremmin esille.

B-R -käsittelyn jälkeen kuvan kirkkaudelle ja kontrastille kannattaa tehdä lopuksi hienosäätö "Curves" -työkalulla.

Muunnelma tästä on B-G eli lasketaan sinisen ja vihreän kanavan erotus, kun taas punainen pudotetaan kokonaan pois. B-G -menetelmää kannattaa kokeilla etenkin huonolaatuisille kännykkäkuville.

Kuvankäsittelyohjelmien lisäosat

Halokuvaajien kannattaa huomioida myös erilaiset lisäosat, joita on saatavissa Photoshopille. Useimmat Photoshopille tarkoitetut lisäosat toimivat myös muiden yleisimpien kuvankäsittelyohjelmien kanssa (kuten PaintShopPro). Esim. Nik Softwaren Color Efex Pro -lisäosasta löytyy mainio Tonal Contrast -toiminto, joka on osoittautunut melko käteväksi vaihtoehdoksi halojen esiin tuomiseksi Photoshopin perinteisten välineiden (Unsharp Mask ja Curves) ohella.

Linkkejä


 
© Marko Myllyniemi & Tähtikuvaus.info. Kaikki oikeudet pidätetään. All Rights Reserved.