[2020년 6월 20일] 북아메리카와 펠리컨 성운 HOO 합성

2020-06-20 01:60(KST) @  Cheorwon-gun, Gangwon-do, South Korea 
Takahashi FSQ-106ED+645RD, ZWO ASI6200MM, RainbowAstro RST-150H
Baader H-Alpha 3.5nm, Antlia Oxygen III 3.5nm
Takahashi GT-40(240mm F/6.0), ZWO ASI290MM Mini, ASIAIR Pro
Hα: 3x10min, Oiii: 9x10min (gain 0, temp -10℃), DSS 4.2.3, Pixinsight 1.8, Photoshop CC 2020

낮에는 온통 구름이었지만 밤에는 맑을 거라는 예보만 믿고 철원으로 달려갔습니다.

전날 별자리곰님께서도 촬영을 나오실 거라고 연락을 주셔서 늦은 출발이었지만 열심히 달려 관측지에 도착해 보니 예상대로 많은 분들이 촬영을 하고 계셨습니다.

 

오랜만에 뵙는 별자리곰님과 반갑게 인사를 하고 망원경과 촬영에 대해 시간 가는 줄 모르고 대화를 나눴고 정말 즐거운 시간이었습니다. 취미가 밤에 별 보는 취미다 보니 밤에만 뵙게 되지만 같은 취미를 하는 분과의 만남은 항상 유쾌하고 즐겁습니다. 

 

한동안 H-Alpha 필터를 이용한 협대역 촬영만 하는 바람에 흑백 이미지만 얻을 수 있었는데요. 이날은 H-Alpha와 Oxygen III 필터를 이용해서 Bi-Color 이미지를 얻을 계획이었습니다. Oiii 필터로 녹색과 청록색을 얻고, H-Alpha로 적색을 얻어서 합성을 하기 때문에 HOO 합성이라고도 하는데, 처음으로 HOO 합성을 하고 보니 RGB 합성과 공정은 비슷하지만 색감을 맞추기가 만만치 않더군요. 게다가 센서 정렬을 아직 하지 않아서 주변부 변상이 늘어져 위치를 일치시키는 것도 포기해야 했습니다. 다음엔 센서 정렬(Sensor tilt adjustment)부터 해야겠습니다...

촬영에 사용한 협대역 필터는 Hα, Oiii 필터 모두 3.5nm를 사용했습니다. Hα는 독일 Baader 사의 필터로 중저가 필터 중에서는 그래도 쓸만하다는 평을 받는 필터로 저도 1년 가까이 사용을 하면서 만족하며 사용했었습니다. Oxygen III 필터는 중국 Antlia 사의 필터로 생소한 제조사지만 평이 좋아서 구매를 했고 이날 처음 사용을 했습니다.

촬영 시간 계산을 잘못해서 동이 트는 바람에 Hα는 10분 3장 밖에 촬영을 하지 못했지만 ASI6200MM의 감도가 좋아서 꽤 깔끔한 이미지를 얻을 수 있었습니다. 반면에 Oiii는 10분 9장으로 총 1시간 30분 촬영한 이미지를 합성했지만 Hα 보다 거친 느낌이었습니다.

그리고 이번 촬영에서 처음으로 후광(Halo)이 밝은 별 주위에 생겼는데요. 두 필터 모두 후광이 없다고 광고하는 필터인데 생기고 마는군요. Antlia 사는 중국제이고 처음 듣는 회사라 어차피 처음부터 기대를 크게 안 했지만 아쉽게도 조금이라도 밝은 별 주변에는 모두 후광이 생겼습니다. Baader 사의 Hα 필터는 Antlia 사의 Oiii 필터 보다 좋은 결과를 보였지만, 지금까지 한 번도 본 적이 없는 후광이 1등 성인 데네브(Deneb) 주위에서 생기고 마는군요.

Oiii(위)와 Hα(아래) 합성 원본

저도 필터 초보라 잘 알지 못하지만 원래 Oiii가 Hα보다 후광이 잘 발생하는 건지 아니면 제조사의 문제인지 궁금하네요. 돈 아저씨(Astrodon)네 필터는 구하기가 힘들어서 Chroma 협대역 필터를 주문해 놨는데 Oiii가 원래 이렇다면 난감하네요...

당장은 비교 자료가 없어서 결론을 내릴 수 없지만 Chroma 필터가 오면 한 번 더 촬영을 해서 비교를 해 볼 생각입니다. 그때도 Oiii에서 후광이 발생하면 포기하고 그냥 사용해야겠죠...

이제 기나긴 장마 기간이 시작됐으니 당분간은 장비 점검이나 하면서 시간을 보내야 할 거 같습니다. 가을이나 돼야 제대로 된 촬영을 할 수 있지 않을까 싶네요.

[2020년 2월 6일] 서울 도심에서 가이드 테스트

봄 날씨 같던 날씨가 갑자기 추워지면서 덩달아 하늘도 맑아졌습니다. 정말 오랜만에 보는 청명한 겨울 하늘이었습니다. 문제는 이 맑은 하늘이 금요일에는 구름으로 덮인다는 거... 오랜만에 보는 맑은 날을 그냥 보낼 수가 없어서 당장이라도 조경철 천문대로 달려가고 싶었지만 평일에 가자니 다음날이 걱정이고, 하루 휴가 내고 다녀오자니 쓸데없이 바쁜 일들이 줄 줄이라 파란 하늘만 올려다볼 뿐이었습니다. 새로 들인 가이드 망원경을 붙여서 다양하게 설정을 바꿔가며 동그란 별상이 나오는 최적의 값을 찾아보고 싶은데 항상 시간이 문제네요. 왜 꼭 주말에는 구름이 끼는 건지... 하지만 곰곰이 생각을 해보니 가이드 테스트만 할 거면 굳이 멀리까지 갈 필요가 있을까 싶더군요. 서울에서도 H-Alpha 필터를 쓰면 가이드 테스트 정도는 할 수 있을 거 같았습니다. 혼자 끙끙거리며 고민한 끝에 날도 춥고 달도 떠 있었지만 이런 날을 그냥 보낼 수 없어서 결국 장비를 챙겨 옥상으로 올라갔습니다.

월령 10일의 달도 떠 있었지만 옥상의 조명도 환한 데다 주변 빌딩들의 불빛까지... 정말 최악의 관측장소였습니다.
이런 상태로 테스트를 할 수 있을까 싶은 와중에 오리온자리의 중요한 별들은 모두 잘 보였습니다. 날씨가 정말 좋았던가 봅니다.

기가 막히게도 북극성이 건너편 건물 바로 위로 보여서 극축 설정도 할 수 있었습니다. Pole Master도 잘 동작해서 한 번에 극축 설정도 끝내고 좋았는데 하필 마운트의 고도 클램프를 꽉 조이지 않는 바람에 경통을 올리면서 그 무게 때문에 덜컥하고 내려앉았습니다. 어째 시작이 문제없이 잘 되더니만...

극축을 다시 설정하려는데 이번엔 노트북이 그냥 꺼져버립니다. 이런 애플... 날씨만 추우면 배터리 광탈...

장비는 다 펴놨는데 누가 집어갈까 봐 두고 내려갔다 올 수도 없고... 고민하다가 극축은 그냥 포기하기로 했습니다.

달이 밝아서 가이드 망원경으로 가이드할 별이 보일지 알 수도 없는 상황이라 서둘러 가이드 망원경을 설치하고 ASIAIR와 연결을 했습니다.

옥상의 조명만이라도 좀 껐으면 좋겠는데 스위치가 어디 있는지 옥상을 다 뒤져도 찾을 수가 없었습니다. 주위가 너무 밝았지만 요행을 바라며 가이드 카메라를 0.5초 노출로 설정하고 촬영을 해봤습니다.

오호~ 생각보다 별이 잘 보이네요! 정말 요즘 카메라들 감도가 참 좋습니다. 이런 열악한 환경에서도 별이 보이고 설정까지 할 수 있다니...

외국 RST-135 포럼을 보니까 '하모닉 드라이브'를 사용한 마운트는 오토 가이더 설정에서 RA, DEC 모두 Aggressiveness를 80% 이상으로 설정하는 것을 권장하고 있었습니다. MnMo(Minimum Move) 설정도 중요하지만 ASIAIR에서 지원하지 않기 때문에 아쉽지만 설정을 할 수는 없고요.

M-GEN의 경우도 가이드 카메라의 노출이 1초일 경우 Aggressiveness 값을 70~100% 사이에서 설정하라고 권장하고 있어서 그동안 ASIAIR도 80% 정도로 설정하고 사용하였습니다. 하지만 별이 예쁜 동그라미로 촬영되지 않고 길쭉한 타원형으로 촬영이 돼서 머리가 아팠던 거죠.

이 설정값들을 바꿔가며 테스트해서 동그란 별이 촬영되는 값을 찾는 것이 이날 테스트의 목적이었습니다. 그 전에 정말 촬영이 되나 확인을 해야 하니 M42 오리온 대성운을 30초로 한 장 촬영해 봤습니다.

엄청난 노이즈와 함께 오리온 대성운이 모습을 드러냅니다. 30초로도 형태를 알아볼 정도는 찍히는군요. H-Alpha의 세계는 정말 신기합니다. 서울 한복판의 빌딩 숲 사이에서 밝은 달이 있는데도 이 정도로 나오는 것 자체가 저에게는 경이롭네요. 달만 없으면 H-Alpha는 서울에서 찍어도 되지 않을까 하는 유혹이...

시험 촬영을 해 보니 오리온 대성운 주위는 볼 만한 별이 별로 없더군요. 이 상태로는 테스트할 수가 없어서 베텔게우스(Betelgeuse)로 대상을 바꿔 테스트했습니다.

3분 노출로 베텔게우스를 촬영하면서 RMS Total이 가장 낮게 나오는 설정을 찾으려고 값을 계속 바꿔봤습니다. 여러 장 촬영하면서 확인해 보니 DEC 60%, RA 80%에서 평균적으로 값이 가장 괜찮더군요.

노출 시간과 값을 이리저리 바꿔봐도 1" 이하로 값이 내려가지는 않았습니다. 이날의 하늘에서는 이 값이 한계인 것 같았지만 어떻게든 더 값을 낮추고 싶어 궁리를 하던 중 불현듯 떠오르는 격언이 있었습니다.

'가이드 그래프에 집착하지 마라.'

맞습니다. 가이드 그래프는 현재 상태를 보여줄 뿐 절대값이 아닌데 저도 모르게 숫자에 목숨을 걸고 있더군요. RMS는 추적환경과 시상의 영향을 더 크게 받는데, 이날 가이드 성(星)의 FWHM은 4~8까지 요동칠 정도로 시상이 그다지 좋지 못했습니다. 정신을 차리고 촬영된 결과를 꼼꼼히 확인했습니다. RMS가 높더라도 별만 동그랗게 나오면 되는 거니까요.

Betelgeuse

2020-02-06 00:45(KST) @ Yeoksam-dong, Seoul, South Korea 

Takahashi FSQ-85EDP + QE 0.73x, Canon EOS 6D Mark II (modded), RainbowAstro RST-150H

Baader H-Alpha 3.5nm

Takahashi GT-40(240mm F/6.0), ZWO ASI290MM Mini, ASIAIR

6x3min @ ISO-1600, F/3.9, DSS 4.1.1, Photoshop CC 2020

별을 H-Alpha로 촬영해서 정말 볼 것은 아무것도 없지만 다행히 타원이 아니라 동그란 원으로 촬영되었습니다. 하지만 중심과 달리 주변은 타원으로 촬영이 됐는데요. 극축을 다시 잘 맞추고 테스트 촬영을 해봐야 극축에 의한 Field rotation인지 Back focus가 맞지 않는 것인지 알 수 있을 거 같습니다.

결국 완벽한 설정값을 찾지는 못했지만 지금까지 항상 고정된 설정값을 사용했던 것도 문제가 있었다는 것을 알게되었습니다. 초점을 맞추기 위해 테스트 샷을 찍는 것 처럼 가이드 결과를 확인하기 위한 테스트 샷도 충분히 찍어야 하겠습니다. 관측지에 도착하면 항상 시간에 쫒겨서 대충하던 부분을 좀 더 신경써야 좋은 결과가 나오겠네요.

정말 별 사진은 어렵습니다...

[2020년 1월 4일] ASIAIR를 이용한 2020년 첫 촬영(NGC 2237)

2020-01-04 02:13(KST) @ Hwacheon-gun, Gangwon-do, South Korea 

Takahashi FSQ-106ED + QE 0.73x, Canon EOS 6D Mark II (modded), RainbowAstro RST-150H

Baader H-Alpha 3.5nm

Kowa LM100JC(100mm F/2.8) C-Mount lens, ZWO ASI290MM Mini, ASIAIR PHD2

30x2min @ ISO-3200, F/3.7, DSS 4.1.1, Photoshop CC 2020

2020년 첫 촬영 대상은 장미성운(NGC 2237 Rosette nebula)입니다.

장미성운은 제가 촬영했던 단일 대상으로는 가장 많이 촬영한 대상이네요. 사실 다른 대상을 촬영할 계획이었는데, 항상 그렇듯 여러 가지 문제가 좀 겹쳐서 어쩔 수 없이... 흑흑... ㅠㅠ (자세한 사연은 촬영기에서 풀어보겠습니다.)

테스트해 볼 것들이 많아서 이번 출사를 어느 때 보다도 기다렸습니다. 일본 여행에서 돌아온 FSQ-106ED도 문제없는지 확인해 봐야 하고 무엇보다 새로 도입한 ASIAIR가 잘 동작해 줄지 궁금하기도 했고요. 집에서 충분히 설정을 마치고 연결 테스트를 했다고는 하지만 항상 현장에서는 이런저런 문제가 생기니까요.

이번 출사도 시작부터 다시 돌아올 뻔한 일이 발생했지만 운 좋게 잘 처리되어 무사히 촬영을 마쳤습니다.

ASIAIR는 첫 사용이라 우여곡절이 좀 있었지만 M-GEN 보다는 PHD2가 더 가이드를 잘하는 걸 까요? PoleMaster에 문제가 생겨서 극축을 대충 맞추고 4m/s의 강풍이 순간적으로 불어오는 상황에서 촬영을 했지만 생각보다 결과가 좋았습니다.

바람이 좀 잠잠할 때의 가이드 그래프

현장에서 급하게 설정한 값이라 더 손을 봐야 하겠지만 바람이 좀 잠잠할 때는 RMS Total 1.10" 정도가 나왔습니다.(안 좋을 때는 4" 넘음)

물론 1" 이하면 더 좋았겠지만 첫 테스트에서 이 정도면 아주 만족합니다. 최근 몇 달 동안 M-GEN을 사용한 촬영에서 별이 타원형은 기본이고 ㄱ, ㄴ자 모양으로 촬영되던 것을 생각하면 이 정도 별상이면 그냥 완전히 동그란 거죠.

ASIAIR의 스케줄 기능도 굿입니다. 원하는 노출과 ISO를 설정하고 촬영 매수만 설정하면 알아서 촬영을 해주는 데다 가이드 상황과 촬영 결과를 확인하려고 장비 옆에 갈 필요도 없이 차 안에서 무선으로 확인할 수 있으니 요거 정말 최고입니다. 추운 겨울에 망원경은 바람맞으며 촬영하고 주인은 따뜻한 차 안에서 감시하고... 촬영은 이래야죠! 이제 고생하며 촬영하던 시대는 갔습니다!!

전원도 20000mAh 보조 배터리 하나를 촬영 내내 ASIAIR와 RST-150H이 같이 사용했는데도 50% 이상 남아있었습니다. 예상한 대로 보조 배터리 2개면 열선까지 모두 사용이 가능하더군요. 무거운 외부 전원도 필요가 없으니 이것도 저한테는 큰 장점입니다. 이제 문제 많은 PoleMaster만 대체하면 노트북도 안 가지고 다녀도 됩니다! ASIAIR의 극축 설정 기능도 얼른 사용해봐야겠습니다.

이날 새벽 조경철 천문대엔 저와 강아지 두 마리뿐이었습니다. 조용한 곳에서 시작한 한 해가 올해 내내 이어지길 바라봅니다.

[2015년 8월 14일] ASI224MC로 첫 토성 촬영

KST : 2015-08-14 20:45:18
UTC : 2015-08-14 11:45:18
Location : Nonhyun-dong, Gangnam-gu, Seoul, South Korea
Seeing : 3/10
Transparency : 8/10
Telescope : Celestron C8 (8" SCT)
Mounts : Takahashi EM-11 Temma2 jr.
L    : ZWO ASI120MM + Astronomik IR 642 BP (ROI=640x480, 120sec, Exp=94ms, FPS=11, Gain=70, Gamma=50)
RGB: ZWO ASI224MC + Astronomik IR 642 BP (ROI=640x480, 120sec, Exp=65ms, FPS=15, Gain=300, Gamma=50)
Accessories : Baader 2x Abbe-Barlow
Composite focal length : 5026mm (F/24.8)
Other : 1114 frame stacked
Software : SharpCap2.6, AutoStakkert2.5 Alpha, Adobe Photoshop CS3

Saturn Info.:
CM I : 52.1° CM III : 267.3°
Diameter : 39.40"  Magnitude : 0.36  Phase : 99.7%  Alt : 28° 5.77'

Quality graph:

밤이 되자 갑자기 구름이 사라져 버린 듯 그 많던 구름이 온데간데없어졌습니다.
그만 보내주려고 했던 토성이지만 이런 날씨를 놓질 수는 없죠. 저녁 7시 부터 장비를 옮기고 경통의 냉각을 시작했습니다.

다른 천문인들은 페르세우스 유성우(流星雨, meteor shower)를 보기 위해 준비하셨겠지만 도심(都心)에서 관측하는 저는 아주 밝은 유성이 아니고서는 흔적도 볼 수 없기에 일찌감치 유성우 관측은 포기했습니다.

저녁 8시 30분에 관측을 시작할 즈음, 여전히 하늘은 밝았고 토성은 벌써 고도가 떨어지기 시작했습니다. 이대로 조금만 더 지체하면 지평선 부근의 광해(光害)에 묻혀 버리겠다 싶어 서둘러 관측을 시작했습니다.

망원경의 시야(視野)에 토성을 넣고 보니 시상이 그렇게 좋아 보이지는 않았습니다. 100배에서 카시니 간극이 간신히 확인될 정도였습니다.

ASI224MC 카메라를 장착하고 화면으로 본 토성은 역시나... 화면에서 토성이 춤을 춥니다...
시험 촬영한 동영상을 합성해 보니 결과는 예상대로 엉망이었고요. 아쉽지만 이대로는 촬영을 할 수가 없었습니다. 오늘은 ASI224MC 카메라를 제대로 테스트해 보고 싶었는데 오늘도 제대로 된 촬영을 할 수가 없어서 아쉬웠습니다.

ASI224MC 카메라의 테스트는 다음으로 미루고 ASI120MM 모노 카메라에 IR 642 필터를 사용해서 적외선 촬영을 시도했습니다.

적외선 촬영은 늘 신기합니다. 적외선 필터만 추가했을 뿐인데 시상이 최소 1~2단계는 좋아 보이니까요. 물론 많이 어두워져서 노출을 올려야 하지만 상(像)은 훨씬 안정되어 보입니다.
촬영한 동영상을 합성해 보니 결과가 괜찮아 보였습니다.

저녁 8시 45분에 촬영한 동영상을 AutoStakkert로 합성한 원본 이미지입니다.

이렇게 흑백 이미지라도 건질 생각으로 열심히 촬영을 하다가 문득 'ASI224MC도 적외선 필터를 적용해서 촬영해 보면 어떨까?'라는 생각이 들었습니다.

저녁 9시가 넘어서 벌써 토성은 광해에 묻히기 시작했지만 서둘러 카메라를 바꿔 장착하고 적외선 필터(IR 642 BP)도 사용해서 토성을 촬영해 보기로 했습니다.

두 카메라의 초점면이 달라 초점을 다시 맞추느라 또 한참의 시간을 허비한 후에 간신히 토성을 화면으로 볼 수 있었습니다. 그런데...

오오!! 색이 좀 연해 보이는 걸 제외하고는 상이 순간순간 깔끔하게 서 보입니다.
언제 시상이 그렇게 안 좋았냐는 듯 꽤 볼만한 상을 보여주는군요!

적외선 필터는 정말 신기한 물건이네요...

더 놀라운 건 ASI224MC는 칼라 카메라인데도 모노 카메라인 ASI120MM 보다 감도가 더 좋았습니다. 노출을 더 빠르게 줄 수 있네요. 놀랍습니다...

저녁 9시 24분에 ASI224MC에 적외선 필터를 사용해서 촬영한 토성입니다.

합성만 하고 보정하지 않은 원본이고요. Gain은 기본값인 300으로 촬영하였는데 400으로 올렸으면 더 많은 프레임을 얻을 수 있었을 거 같습니다.

처음으로 IR L + IR RGB 합성을 했습니다만 ASI224MC 카메라의 감도(感度)는 정말 놀라웠습니다.
기존의 칼라 카메라(ASI120MC)와 비교했을 때 감도가 2배 정도 좋다는 결론을 얻었지만 모노 카메라(ASI12MM)와 비교해도 감도가 더 좋다는 게 놀랍네요.

이 정도의 감도라면 시상이 좋은 하늘에서는 정말 엄청난 양(量)의 프레임을 얻을 수 있겠습니다.
다른 부분은 좀 더 테스트를 해봐야 겠지만 감도만큼은 정말 뛰어난 카메라란 생각입니다.

[2015년 8월 10일] 토성

KST : 2015-08-10 21:04:23
UTC : 2015-08-10 12:04:23
Location : Nonhyun-dong, Gangnam-gu, Seoul, South Korea
Seeing : 2/10
Transparency : 5/10
Telescope : Celestron C8 (8" SCT)
Mounts : Takahashi EM-11 Temma2 jr.
IR: ZWO ASI120MM + Astronomik IR 642 BP (ROI=640x480, 120sec, Exp=94ms, FPS=11, Gain=70, Gamma=50)
Accessories : Baader 2x Abbe-Barlow
Composite focal length : 5000mm (F/24.6)
Other : 891 frame stacked
Software : SharpCap2, AutoStakkert2.5 Alpha, Adobe Photoshop CS3

Saturn Info.:
CM I : 286.4° CM III : 275.2°
Diameter : 39.60"  Magnitude : 0.34  Phase : 99.7%  Alt : 27° 44.94'

Quality graph:

정말 오랜만의 촬영이었습니다.

장마가 끝난 후에도 좀처럼 맑은 날을 만날 수 없었습니다. 이 날도 높은 구름이 지나가고 습기가 많아 하늘은 뿌옇게 흐려 보였습니다만 오랜만이라 무리해서 촬영을 했습니다.

토성의 시직경이 정말 많이 작아졌네요 고도도 너무 낮아져서 이제는 토성을 보내줘야 할 때인 거 같습니다.

원래 새로 구매한 ASI224MC 카메라의 테스트를 해보려고 했습니다만 시상이 도저히 일반 촬영을 할 수 있는 상황이 아니었습니다. 상이 전혀 서지를 않고 화면상으로도 카시니 간극이 간신히 보였다 안 보였다 하는 상황이라 ASI224MC의 테스트는 다음으로 미뤄야 했습니다.

하지만 ASI120MM 모노 카메라에 IR 642 필터를 사용해서 촬영한 토성 한 장을 간신히 건질 수 있었습니다.

적외선(赤外線, Infrared) 촬영은 정말 신기하네요. 그렇게 안좋아 보이던 시상도 적외선 필터를 사용하면 많이 안정되어 보이니까 말이죠.

이제 내년의 목성을 기약해야겠습니다. 그동안 달이나 열심히 촬영해야겠네요.

[2015년 7월 21일] ASI224MC 카메라 테스트

[2015월 7월23일 수정]
표본 이미지가 아닌 모든 프래임을 평균 합성한 이미지로 변경하여 테스트 결과를 수정하였습니다.

새로운 ASI224MC 카메라를 테스트를 해봤습니다.

실제 테스트는 직접 행성을 촬영해야 알 수 있겠지만, 날씨가 허락하지 않아 우선 실내에서 할 수 있는 테스트 위주로 진행했습니다.

이런 테스트는 통제된 환경(항온(恒溫), 동일한 광원 등)에서 진행해야 정확한 데이터를 얻을 수 있겠습니다만,
아마추어인 개인이 그런 환경을 만드는 것은 불가능합니다. 오차를 줄이려고 최대한 노력을 했지만 환경의 한계로 인해 테스트한 값은 정확한 값이 아닐 수 있습니다.

또, 이번 테스트의 목적은 이미지 센서(Image sensor)의 잡음 특성(Noise characteristics)을 파악하거나 측정하는 테스트가 아닙니다. 일반적인 상황에서 Gain의 변화에 따른 잡음비(Noise ratio)를 측정하여 행성 촬영에 사용할 수 있는 Gain의 적정한 범위를 알아내는 것이 목적입니다.

마지막으로 최종 결과는 개인의 의견일 뿐이므로 어디까지나 참고로 봐주시기 바랍니다.

음... 이렇게 적고 보니 왠지 거창한데요? 무슨 엄청난 실험을 혼자 막 한 거 같고...

지금부터 저의 최첨단 테스트 장비를 소개하겠습니다.

아아... 책상이 너무 지저분하네요...

촬영을 위한 렌즈는 Canon의 번들(EFS 18-55mm) 렌즈를 사용하여 55mm로 촬영하였습니다. 그리고 외부의 빛에 의한 광량 변화를 막기 위해 외부의 빛을 최대한 차단했습니다.

그랬더니... 형광등 만으로는 실내가 너무 어둡더군요...
할 수 없이 굴러다니던 USB LED 램프를 보조 광원으로 사용했습니다.
그리고 테스트하는 동안 실내 온도는 28℃로 최대한 유지되도록 했습니다.

이렇게 촬영 준비를 하고 렌즈의 30cm 앞에 흰 종이를 고정하고 테스트를 했습니다.


1. ASI224MC 카메라의 Gain에 의한 Noise의 변화

촬영전에 ASI224MC 카메라의 정확한 설정값을 알기 위해 ZWO社에서 제공하는 카메라의 SDK를 사용해서 카메라의 설정 값을 확인했습니다.

이렇게 얻은 값은 다음과 같습니다.

지금까지 Gain의 Max가 600인 줄 알았는데요. 720이라는 값을 리턴합니다. 하지만 720으로 설정을 하면 카메라가 동작하지 않았습니다. 왜 이러는 걸까요...

이런 어처구니없는 일이...

SDK에서 제공하는 값을 사용하는데 동작하지 않는 건 또 뭔지... 기껏 기술력 좋다고 칭찬했더니 바로 배신을 하는군요. ZWO Users forum에 문의를 해 봐야 알겠지만 일단 600까지는 정상 동작을 하는 것을 확인했습니다.

[2015년 7월 23일 추가}
ZWO Users Forum에 문의한 결과 Max Gain은 600이라고 합니다. 아직 SDK가 Release 되지 않았으며 곧 공개될 거라고 하는군요.새로운 SDK가 공개되면 다시 확인해 봐야겠습니다.

설정값의 범위를 확인했으니 이제 동영상을 촬영하기로 했습니다.

테스트에 사용할 동영상은 다음과 같이 설정하고 촬영을 하였습니다.

1. Gain은 0부터 100씩 증가시켜 600까지 총 7단계로 촬영을 했습니다.
2. 노출은 Auto로 설정하여 자동으로 설정되도록 했습니다. (동일한 밝기의 이미지를 얻기 위함입니다.) 
3. Gamma는 50으로 설정하였습니다. 
4. Brightness는 0으로 설정하였습니다. 
5. White balance는 Red, Blue 모두 50으로 설정하였습니다. 
6. 동영상의 해상도는 1024x768로 촬영하였습니다.
7. 모든 동영상은 100프레임을 촬영하였습니다.

이렇게 촬영된 동영상의 모든 프레임(100 Frame)을 평균 합성한 후 합성된 이미지의 중앙 부분을 130x100 크기로 잘라 Noise 측정을 위한 테스트 이미지로 사용하였습니다.

준비된 테스트 이미지들을 다음과 같이 처리하여 계산하였습니다.

1. 준비된 RGB 이미지를 Grayscale로 변환합니다.
2. 변환된 Grayscale 이미지의 Histogram을 계산합니다.
3. Histogram을 통해 평균(Mean)과 표준 편차(Std dev: Standard deviation)를 계산합니다.
4. 변동 계수(COV: Coefficient Of Variation)를 계산합니다. (= Std dev / Mean)
5. 잡음비(Noise ratio)를 계산합니다. (= 현재 COV / Gain 0의 COV)

이런 과정을 통해 계산한 결과는 다음과 같습니다.

(촬영된 이미지가 초록색인 것은 Whitebalance를 조절하지 않았기 때문입니다.)

결과를 보면 Gain의 단계별 평균값(Mean)은 큰 차이 없이 비슷한 수준으로 이미지들의 평균 밝기는 거의 동일하다고 할 수 있습니다. (밝기의 차이가 큰 이미지의 비교는 의미가 없기 때문에 중요한 부분입니다.)

평균값(Mean)이 비슷한 수준인데 비해 표준 편차(Std Dev)는 Gain이 증가할수록 일정한 비율로 급격하게 증가하고 있습니다.

이렇게 계산된 평균값(Mean)과 표준 편차(Std Dev)를 이용해서 변동 계수(COV)를 계산하면 Gain의 단계별 잡음비(Noise ratio)를 계산할 수 있습니다.

Gain이 0일 때의 Noise를 기준으로 계산한 각 단계별 잡음비(Noise ratio)는 다음과 같습니다.

잡음비(Noise ratio)를 보면 Gain 200까지는 Gain 0인 경우와 큰 차이가 없습니다. 이후 Gain 300부터 2배 넘게 증가하기 시작하여 Gain 400에서는 4.7배로 증가한 것을 알 수 있습니다. Gain 400 이후로는 단계마다 거의 두 배씩 증가하여 Gain 600은 17.48배나 증가하였습니다.

이렇게 잡음비를 수치화 한것은 각 단계의 차이를 알아보기 쉽게 하기 위한 의도였습니다.
CCD나 CMOS의 Noise를 계산하는 방법은 다양합니다만 저는 간단히 할 수 있는 방법을 사용했습니다. 숫자의 정밀도는 차이가 나겠지만 증가비율은 크게 차이 나지 않을 거라 생각합니다.

이 잡음비(Noise ratio)의 결과를 보면 Gain은 400에서 상황에 따라 500까지 사용을 해도 괜찮을 거 같습니다.
Gain 300과 500의 잡음비(Noise ratio) 차이는 3.2배지만 노출(Exposure)은 약 15배나 차이가 납니다.
수치상의 차이지만 분명 빠른 노출 시간은 시상의 영향에서도 유리하고 더 많은 프레임을 저장할 수 있다는 이점(利點)이 있습니다. USB 3.0을 지원하기 때문에 늘어난 프레임을 전송하는데도 문제가 없을 것입니다. 이렇게 빠른 노출로 얻어진 여유 프레임의 합성으로 잡음(Noise)을 극복할 수 있지 않을까 조심스레 생각해 봅니다.

실제로 행성을 촬영하면서 확인을 해야겠지만 Gain 400이 상용 영역이라는 소문에는 수긍이 가는 결과입니다.

Noise 확인의 마지막으로 Gain 단계별 이미지의 DFT(Discrete Fourier Transform)계산 결과입니다.

불행인지 다행인지 특정할 만한 패턴 노이즈는 보이지를 않습니다.

이렇게 얼렁뚱땅 ASI224MC의 Gain의 증가에 따른 노이즈 비교를 마무리하였습니다.
(쓰다보니 너무 길어졌습니다. 급 마무리...)
이제는 필드에서 테스트하고 실제 결과를 확인하는 일이 남았습니다.

참고로 CCD의 Noise와 FFT의 관계에 대해 잘 설명한 QSI의 "CCD의 읽기 노이즈의 이해"라는 글을 읽어 보는 것도 도움이 될 거 같습니다.


2, ASI120MC와 ASI224MC의 비교

ASI120MC와 ASI224MC는 이미지 센서도 다르고 증폭 범위도 다르기 때문에 Gain에 의한 노이즈 변화를 비교하는 것은 의미가 없다고 생각했습니다.

그래서 준비했습니다. 두 카메라의 감도(感度) 비교입니다!!!

감도가 기존 보다(어떤 카메라를 말하는 걸까요??) 2배가 좋아졌네, 노이즈가 엄청 줄었네 하며 저를 현혹시켰으니 정말 감도가 좋아졌는지 확인은 해 봐야죠.

감도 확인을 위해 흰 종이를 걷어내고 딱풀(Glue stick)을 세워놓고 촬영을 했습니다.
(흰 종이를 걸어 놓으니 무슨 사당(祠堂)도 아니고... 분위기가 별로였거든요)

이렇게 동일한 비율로 딱풀을 촬영한 후 파란색 사각형 부분만 오려서 확인을 했습니다.

두 카메라 모두 Gain은 0으로 설정하였고, Brightness도 0으로 설정했습니다. White balance는 둘다 Auto로 설정하였고요.(이제 색이 제대로 나옵니다...)

동일한 환경에서 두 카메라 모두 200ms의 노출로 촬영한 각각의 RGB 이미지를 HSV로 변환하여 밝기 값인 V(Value) 채널의 Histogram을 분석하였습니다.

대충봐도 ASI224MC 카메라로 촬영한 이미지가 훨씬 밝네요. 평균값으로만 봐도 2배 차이가 납니다.
밝기를 바로 감도로 환산할 수는 없겠지만 동일한 광량(光量)에서 2배 더 밝게 이미지를 촬영할 수 있다고 할 수 있겠습니다.

광고가 사실이었어요!!~


이렇게 일은 안 하고 사무실은 어두컴컴하게 해 놓고 한참을 끙끙거리며 촬영을 하고 계산을 하고...
참 즐거운 시간이었습니다!!

지식이 부족하여 더 많은 분석을 할 수는 없었지만 실제 노이즈의 변화를 계산해 보니 촬영에 사용할 영역도 대충 정할 수 있었고요. SONY가 엄청난 이미지 센서를 만들어 냈다는 생각도 들었습니다.

이제 재밌는 일은 다 끝났고... 촬영만 남았네요... 얼른 날이 맑아지기를...

[2015년 7월 20일] ASI224MC 카메라

지난 7월 9일에 구매했던 ZWO社의 ASI224MC 카메라가 도착했습니다.

이번으로 3번째 ZWO 카메라를 구매했지만 늘 비닐포장으로 시크하게 보내줍니다.

카메라의 포장 박스도 한결같습니다.

꼭 무슨 재활용 박스 같은 느낌...

카메라 모델명도 손으로 적어서 보내는 센스까지...

ZWO는 카메라의 개발 속도가 빠르다고 느껴졌습니다. 이번 ASI224MC도 베타 테스트부터 상용화까지 짧은 시간 안에 마무리를하고 발매를 하더군요. 기술력이 뒷받침 되기 때문이라는 생각이 들었습니다.

박스를 열어보니 내용물은 동일합니다. 기존 카메라와 구성이 똑 같아요.

오토 가이더 케이블, 31.7mm Nosepiece 그리고 카메라와 Wide Angle Lens.
기존과 다른 점은 USB 3.0을 지원하는 카메라답게 USB 3.0 케이블이 들어있습니다.

이제 촬영할 때 케이블도 두 종류를 가지고 다녀야겠네요...

늘 아쉬운 점은 먼지 덮개(End Cap)의 플라스틱 재질이 너무 안 좋다는 겁니다.
더우면 끈적끈적하고 겨울엔 얼어서 딱딱합니다. 이 건 좀 개선을 해주면 좋겠습니다.

ASI224MC의 이미지 센서는 SONY의 IMX224를 사용했다고 했습니다.

기존 카메라인 ASI120MC에 사용했던 Aptina社의 AR0130CS 센서와 픽셀 크기는 3.75µm로 동일합니다. 이 카메라를 선택한 이유중에 하나이기도 하죠. 해상도는 최대 1304x976을 지원합니다.

기존의 카메라들과 나란히 놓고 크기를 비교해 봤습니다.(아이폰 카메라 왜곡이 심하네요...)

사진 상으로는 ASI224MC의 지름이 작아 보이는데요. 실제로는 완벽하게 동일합니다. 높이만 커졌습니다. (좀 통통해진 느낌입니다. ^^;)

이제 ASI120MC 카메라의 자리를 ASI224MC가 대신하게 되었습니다. 웬지 좀 서운하네요.
그 동안 잘 사용했었는데 좋은 곳으로 보내줘야 겠습니다.

새로운 ASI224MC의 성능이 어느 정도 일지 궁금합니다. 감도가 좋고 읽기 노이즈가 낮다고 하는데 과연 어느 정도일지...

테스트를 위해 카메라가 오기를 기다리는 동안 SDK와 드라이버도 미리 설치하고 간단한 테스트 프로그램도 미리 만들어 놓았습니다.

하지만 아쉽게도 날이 흐려서 필드 테스트를 해 볼 수는 없었습니다.

대신 아쉬운 대로 실내에서 Canon 번들 렌즈(EFS 18-55mm)에 연결해서 이런저런 테스트를 해 봤는데요. 테스트 결과는 다음 포스팅에서...

드디어 배송시작!!

기다리다 목이 빠질 즈음... ASI224MC 카메라의 배송이 시작됐네요...
이전에 ASI120MC, ASI120MM 카메라를 구매할 때, 주문하면 바로 다음날 배송을 시작하더니 이번엔 1주일이 지나서 배송을 시작했네요. 주문이 많이 밀렸나 봅니다.

중국 EMS에서는 상하이에 물건이 있다고 나오는데 7월 18일에서 멈춰있습니다.
혹시나 해서 한국 우체국 EMS로 추적해보니...

오오!! 강남 우체국까지 물건이 도착해 있네요!!

빠르면 오늘 받을 수도 있겠습니다!!

[2015년 7월 15일] 토성

KST : 2015-07-15 22:08:29
UTC : 2015-07-15 13:08:29
Location : Nonhyun-dong, Gangnam-gu, Seoul, South Korea
Seeing : 1/10
Transparency : 8/10
Telescope : Celestron C8 (8" SCT)
Mounts : Takahashi EM-11 Temma2 jr.
IR: ZWO ASI120MM + Astronomik IR 642 BP (ROI=640x480, 130sec, Exp=50ms, FPS=20, Gain=80, Gamma=50)
Accessories : Baader 2x Abbe-Barlow
Composite focal length : 5019mm (F/24.7)
Other : 1934 frames stacked
Software : SharpCap2, AutoStakkert2.5 Alpha, Adobe Photoshop CS3

Saturn Info.:
CM I : 333.9° CM III : 112.2°
Diameter : 41.30"  Magnitude : 0.21  Phase : 99.8%  Alt : 31° 25.72'

Quality graph:

새로운 IR(적외선, 赤外線, infrared) 촬영에 정신이 팔려서 촬영할 시간이 없었지만 맑은 하늘에 하던 일도 접고 무작정 촬영을 했습니다.

태풍의 영향인지 지면의 바람도 나무가 휠 정도였고, 예보대로 상층부의 기류도 최악이었습니다. 알면서도 왜 촬영을 시작했던 건지...

기왕 시작한 촬영이니 일단 열심히 촬영을 했습니다만... 전날보다 시상은 더 안 좋았습니다. 토성의 모양이 아령처럼 변했다가 뚱뚱해졌다가... 한마디로 난리도 아니었습니다.

그나마 바람이 심해서 구름을 날려보냈는지 투명도는 꽤 좋았습니다. 투명도만요...

한 시간 정도 촬영을 하고 결과를 보니 쓸만한 건 하나도 없었지만 그나마 괜찮은 이미지 한 장을 고를 수 있었습니다. 이렇게 시상이 안 좋을 때는 IR 촬영도 별 효과가 없네요.

밀린 일도 제쳐놓고 촬영을 한 시간이 아까워 전날 촬영했던 RGB 이미지의 색상 정보를 빌려서 IR+RGB 합성도 해 봤습니다.

별로 볼만하지는 않네요...

이번 주는 주말까지 시상이 최악이라는 예보인데요. 마음을 비워야겠습니다.

오늘 일본의 천문인들 블로그를 기웃거려 보니 속속 새로운 ASI224MC 카메라가 도착하는 거 같습니다. (왜 내 카메라는 올 생각을 안 하는 걸 까요 ㅠㅠ...)

대충 눈동냥을 좀 해 보니 "감동이 느껴지는 감도(感度)다." 라는...

으아아아아~~~ 궁금해!!!~~

도대체 감도가 얼마나 좋길래 감동이 느껴질까요... 나도 감동을 느껴보고 싶네요...

이 카메라의 모노 버젼이 나온다면 당장 구매하겠다고도 하는데요. 단순 계산으로도 ASI120MC 보다 감도가 6배가 더 좋다고 하는군요.

벌써 ASI224MC 카메라로 테스트를 하고 계신 아침해님이 부럽습니다. ㅠㅠ

[2015년 7월 14일] 토성의 첫 IR(적외선) 촬영

KST : 2015-07-14 21:48:07
UTC : 2015-07-14 12:48:07
Location : Nonhyun-dong, Gangnam-gu, Seoul, South Korea
Seeing : 2/10
Transparency : 2/10
Telescope : Celestron C8 (8" SCT)
Mounts : Takahashi EM-11 Temma2 jr.
IR: ZWO ASI120MM + Astronomik IR 642 BP 
    (ROI=640x480, 120sec, Exp=135ms, FPS=7, Gain=70, Gamma=50)
Accessories : Baader 2x Abbe-Barlow
Composite focal length : 5038mm (F/24.8)
Other : 620 frames stacked
Software : SharpCap2, AutoStakkert2.5 Alpha, Adobe Photoshop CS3

Saturn Info.:
CM I : 197.6° CM III : 9.9°
Diameter : 41.30"  Magnitude : 0.31  Phase : 99.8%  Alt : 33° 1.69'

Quality graph:

얼마전 아침해님이 촬영하신 엄청난 토성을 보고 행성의 적외선(赤外線, infrared) 촬영에 대해 관심을 갖게 되었는데요.

가시광선(可視光線) 보다 파장이 긴 적외선을 이용하면 행성의 촬영에서 늘 문제가 되는 시상의 영향을 줄일 수 있다고 합니다.

팔랑귀인 저는 바로 솔깃!! 하여 독일의 Astronomik에서  IR 742, IR 642 BP 필터 두 개를 덥석 구매했습니다.

IR 642 BP의 투과 영역

IR 742의 투과 영역

특정 파장의 적외선만 통과시키는 IR Passfilter는 투과 파장 영역에 따라 몇 종류가 있었는데요. 아침해님도 사용하시는 742nm 필터와 807nm 이상의 파장만 통과시키는 필터가 있었습니다. 이 중에서 807nm 필터는 10인치 이상의 망원경에 사용하라고 되어 있더군요. 저는 8인치 망원경을 사용하니까 807nm 필터는 패쓰~

IR 742 Passfilter를 구매하고 사이트를 둘러보고 있자니 642nm 필터가 보였습니다. 이 필터는 642nm 부터 840nm 사이의 파장만 통과시키는 Bandpass 필터라네요. 신제품으로 행성과 달의 촬영에 아주 탁월하다~ 라고 광고를 하고 있었습니다.

비슷한 파장인 Baader의 685nm 필터를 구매할까 고민했지만 저처럼 소구경을 사용하는 사람에게는 낮은 파장이 좋겠다 싶어 IR 642 BP로 결정했습니다.

독일에서 발송하는 제품인데 배송이 총알입니다! 구매 후 3일 만에 받았습니다.
Baader는 2주 걸리던데 독일이 다 그런 건 아닌가 보네요. ^^;

필터를 받고 보니 생각보다 많이 어둡습니다.
투과율이 낮은 걸까요? 96%의 투과율이라고 했었는데...

IR 642 BP 필터를 사용해서 낮에 촬영을 하면 이런 느낌이 됩니다.

오른쪽 붉은 색으로 보이는 쪽이 IR 642 BP로 촬영한 부분입니다. 필터의 투과 영역이 가시광선 영역도 포함되어 있어서  그런지 느낌이 독특하네요.

모노 카메라로 행성 촬영에 사용할 필터지만 광량이 많이 줄어들까 봐 걱정입니다.

필터는 구매를 했는데 계속 궂은 날씨가 이어졌고 태풍도 지나가고 한동안 맑은 날을 만날 수가 없었습니다.

거의 포기하고 있을 즈음, 어제 드디어 구름이 좀 걷히고 있었습니다. 예보상으로는 낮은 구름이 30%를 차지할 거라고 했는데요. 연무처럼 뿌옇고 습도가 높아 하늘은 탁했습니다.
옅은 구름이 계속 지나가고 하늘에서는 1등성이 딱 3개 보이는 하늘이었습니다.

토성은 고도가 낮아서 빛이 퍼지지를 않고 육안으로 봐도 동그랗게 보이네요...

간신히 북극성을 찾아서 극축을 맞추고 더 큰 구름이 오기전에 부지런히 촬영을 시작했습니다.

우선 ASI120MM 모노 카메라로 필터를 사용하지 않고 촬영을 했습니다.

옅은 구름뒤에 토성이 있어서 평소의 두 배(55ms)의 노출을 줘야만 했고 시상은 최악이었습니다.

테스트를 위해 30초간 촬영한 이미지를 합성해서 노이즈가 심합니다. 간신히 카시니 간극만 보이는 정도입니다. 

이런 날씨에 테스트가 의미가 없어보였지만 IR 642 BP 필터를 붙이고 테스트 촬영을 해 봤습니다. 

예상대로 어둡습니다. 노출은 2.5배를 더 줘야 필터를 사용하지 않은 밝기가 됐습니다. 노출은 135ms였고 이런 나쁜 시상에서 노출을 이렇게 길게 주고 촬영하는 경우가 없겠습니다만 테스트를 위해 촬영을 해봤습니다. 

촬영중에도 옅은 구름이 계속 통과를 해서 광도가 계속 변하는게 보입니다. 하지만 촬영된 동영상을 합성해 보니 생각보다 괜찮았습니다. 

총 2분 동안 촬영한 동영상을 합성한 이미지입니다. 동영상의 프레임이 886 프레임 밖에 되지않아서 70%인 620 프레임을 합성했습니다. 합성 매수(枚數)가 부족해서 역시 노이즈가 많습니다. (Autostakkert에서 Sarpened 옵션을 켜고 합성한 원본입니다.)

IR Passfilter에 의한 효과인지 아직 확신할 수는 없지만 분명 고리의 세부가 좀 더 보이고 있습니다. 확실히 더 좋은 시상에서 촬영한 이미지로 보이네요.

742 필터는 테스트하지 않았습니다. 구름 없고 맑은 날 테스트를 해 볼 생각입니다. 

642 필터도 더 테스트를 해 봐야 알겠지만 결과를 보면 기대해 볼 만 하겠습니다.

모기가 계속 달려들고 구름도 점점 많이 밀려와서 1시간 정도 촬영을 하고 촬영을 접어야 했습니다. 촬영을 종료하기 전에 ASI120MC 컬러 카메라로 촬영을 했습니다.

1분 30초를 촬영한 동영상을 합성한 원본입니다. 토성이 물에 불은듯 퉁퉁 부어 보입니다.이 이미지를 보면 이날의 시상을 가름해 볼 수 있겠습니다.

이렇게 촬영한 IR 이미지와 RGB 이미지를 합성해서 IR+RGB 이미지로 만들어봤습니다.

KST : 2015-07-14 21:48:07
UTC : 2015-07-14 12:48:07
Location : Nonhyun-dong, Gangnam-gu, Seoul, South Korea
Seeing : 2/10
Transparency : 2/10
Telescope : Celestron C8 (8" SCT)
Mounts : Takahashi EM-11 Temma2 jr.
IR: ZWO ASI120MM + Astronomik IR 642 BP 
    (ROI=640x480, 130sec, Exp=135ms, FPS=7, Gain=70, Gamma=50)
RGB: ZWO ASI120MC (ROI=640x480, 90sec, Exp=95ms, FPS=10.5, Gain=70, Gamma=50)
Accessories : Baader 2x Abbe-Barlow
Composite focal length : 5038mm (F/24.8)
Other : 615 frames stacked
Software : SharpCap2, AutoStakkert2.5 Alpha, Adobe Photoshop CS3

음?! 생각보다 괜찮은데요? IR 촬영이 확실히 효과가 있나 봅니다. ^^;;

합성 매수가 부족해서 거칠어 보이는 걸 빼면 훨씬 기존에 촬영한 토성보다 더 선명하고 세부(細部)도 제법 보입니다. 시상은 더 안 좋았는데 말이죠.

토성의 시직경이 빠르게 작아지고 있어서 기회가 몇 번 없겠지만 IR로 토성을 더 찍어서 테스트를 해보고 싶습니다.

어제는 아침해님 덕분에 정말 즐거운 시간이었습니다. (모기도 행복했을 거예요...)
평소라면 절대 촬영할 생각을 하지 않는 날씨였는데 결과도 생각 외로 마음에 들고요.

시상이 좋은 날을 또 기다려 봅니다.