Napasuuntausavustin Magic Lanternille

[vehnae]

Moi,

Ihmettelinpä tässä yksi ilta Magic Lanternin sielunelämää, ja toteutin sen moduulijärjestelmää hyväksikäyttäen napasuuntausavustimen. Avustin on käytännössä tarkka napatähtäin, ja se soveltuu käytettäväksi teleobjektiivien ja lyhyiden kaukoputkien kanssa. Soveltuvan polttovälin ylärajan asettaa vaatimus, että taivaannavan ja pohjantähden pitää mahtua kerralla kuvaan.

Miten se sitten toimii? Avustimelle annetaan tietyt lähtötiedot (havaitsijan koordinaatit, paikallinen kellonaika, kuvausskaala kaarisekuntia/pikseli), joiden perusteella se tuottaa kameran livekuvan päälle kohdistuskuvan. Kohdistuskuva näyttää pohjantähden ja muiden navan lähiympäristön kirkkaiden tähtien paikat, joihin ne sijoitetaan jalustan napasuuntaussäätimiä käyttäen. Avustimessa on myös mekanismi kuvausoptiikan ja jalustan välisen suuntauseron kompensointiin.

Näin siis käytännössä:



Lopputuloksen pitäisi olla kohtuullisen tarkka. Tyypillinen taustanäytön resoluutio on 720x480, mikä antaa teoreettiseksi ylärajaksi esim. croppikennolla ja 300mm objektiivilla n. 22 kaarisekuntia / taustanäytön pikseli. Käytännössä tällä muutaman minuutin suuntausoperaatiolla ei pitäisi olla ongelmaa saavuttaa muutaman kaariminuutin tarkkuus.

ASENNUS

Vaatimuksena tälle on tuoreehko Magic Lanternin nightly-versio, jotka löytyvät täältä: http://builds.magiclantern.fm/. Tarkasta yhteensopivuudesta ei ole käsitystä, mutta ainakin takarajana on 16. helmikuuta jolloin moduulirajapinnan versio muuttui. Hae napasuuntausmoduuli tästä: https://dl.dropboxusercontent.com/s/13s2ewfhpfuz0ld/polalign.mo ja kopioi se kameran kortille /ML/modules -hakemistoon. Kytke moduuli päälle Modules -välilehdellä ja käynnistä kamera uudelleen.

ASETUKSET

Ennen suuntausta pitää avustimelle antaa riittävät lähtötiedot. Suuntausavustimen valikko löytyy Overlay -välilehden lopusta nimellä Polar Alignment.



Latitude/Longitude: Havaitsijan koordinaatit. Rullalla voit muuttaa arvoa nopeammin.
Image Scale: Kuvan skaala, kaarisekuntia pikseliä kohden. Voi arvioida vaikka tällä työkalulla: http://www.12dstring.me.uk/fov.htm (kohta "Resolution"). Tarkan lukeman saa syöttämällä jonkun kameralla otetun kuvan esim. Astrometry.netiin.
Camera-mount offset: Optiikan ja jalustan välinen suuntausero kuvassa pikseleinä, ks. alla.

Muista tarkistaa myös, että kameran kello on oikeassa päivässä ja ajassa!

ML:n puolella kannattaa tarkistaa pari asetusta. Jotta tähdet näkyvät paremmin livekuvassa, on hyvä valita asetukset Display Gain: +2EV (tai enemmän) ja FPS Override: 10. Lisäksi ML:n Cropmarks -toiminto pitää olla päällä, ja varmistaa että Cropmarksin "Show in PLAY mode" -asetus on valittuna. Ennen aloittamista avaa Live View hetkeksi, jolloin ML lataa oletuksena kortilta jonkun passikuva-asettelun käyttöön, jonka napasuuntausavustin sitten korvaa lennossa omalla kohdistuskuvallaan.

KALIBROINTI

1. Suuntaa jalusta suurpiirteisesti kohti taivaannapaa, ja käännä kuvauslaitteisto ns. nolla-asentoon eli kameran pitäisi osoittaa suurinpiirtein sinne mihin jalusta on suunnattu.
2. Ota kameralla kuva samalla kun ajat jalustaa RA-suunnassa, lopputuloksena pitäisi olla allaolevan mukainen viirutähtikuva. Jos pyörähdyskeskipiste jää pahasti kuvan reunalle tai ulkopuolelle, korjaa tilanne deklinaatiota kääntämällä tai kuvauslaitteiston ripustusta muuttamalla, ja ota uusi kuva.



3. Siirry avustimen asetusvalikkoon (Overlay > Polar Alignment) ja paina Generate Overlay -valintaa. Avaa PLAY -moodi, jossa pitäisi näkyä ottamasi viirutähtikuva ja sen päällä avustimen luoma kohdistuskuva. Jos/kun avustimen luoma ristikko ei ole kohdallaan kuvan pyörähdysakselin kanssa, käy muuttamassa Camera-mount offset X/Y -valintoja, paina Generate Overlay ja siirry katsomaan kuvaa uudestaan. Toista kunnes ristikko on linjassa kuvan kanssa.
4. Käännä lopuksi kuvauslaitteisto siten, että kameran kuva on horisontin suhteen vaakasuorassa.



SUUNTAUS

Tämän jälkeen jalustan suuntaus onnistuu helposti. Avaa kameran Live View, jonka päällä näkyy nyt kohdistuskuva. Siirrä pohjantähti ja muut tähdet kohdistuskuvan osoittamille paikoilleen jalustan napasuuntaussäätimiä käyttäen. Jos kohdistustähdet eivät tahdo osua paikalleen, voit korjata tilanteen kääntämällä kuvauslaitteistoa varovasti RA-akselin ympäri. Kun tähdet ovat kohdallaan, suuntaus on valmis!



TODO

Toki tämä on vielä vähän kokeellista matskua, kaksi yötä olen nyt kuvannut tällä tehdyn suuntauksen perusteella.

Puute/toivelistaa:
- Kameran kennon ja näytön resoluutiot ovat koodissa vielä kiinteitä (ts. ainakin 550D/600D/60D/7D = a-ok); toimii kyllä muillakin, mutta voi aiheuttaa virhettä laskelmiin
- Kalibrointi voisi olla mahdollista laskea viirutähtikuvasta automaattisesti
- GPS-moduulia ei tueta
- Kohdistuskuva voisi päivittyä automaattisesti
- Kohdistuskuvan ei ehkä tarvitsisi olla riippuvainen cropmarks-toiminnosta

Ja ahkerille bitinnyplääjille tiedoksi, että avustimen lähdekoodi majailee täällä: https://bitbucket.org/vehnae/polar-alignment-for-magic-lantern