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百均パワーで宇宙線を見る②

★百均霧箱が素晴らしく良く見えるので

前回の記事で書いた『百均霧箱』が非常に良い感じです♪


試運転ではD5000の動画機能を使って640×480ピクセルで撮影したのですが、解像度を上げるため冷却CMOSカメラを投入してみました。



★対霧箱撮影仕様の冷却CMOSカメラ

まずは、ASI174MC-COOLです。
グローバルシャッターのおかげで『コンニャク現象』が出ないのが魅力で、ミルククラウンの撮影では大活躍しました。

f0346040_03513442.jpg
今回は、こんな装備で行きます。
ASI174MC-COOL+ニコン35mmF2で、画角の微調整のためにベルボンの微動雲台を装着。

※どうでも良いことですが、この機材写真、いつもより良い感じで写ったと自画自賛。最近、にゃあさんがブツ撮り用ボックスを使ってスゴく格好いい機材写真をアップされているので、負けじと(笑)新兵器『LEDトレース台』(本来はフラット撮影用に買った物)を拡散光源として用いたのですよー♪

f0346040_03535589.jpg
三脚は、変幻自在の変形機能を持ち、真上からの撮影に強いマンフロット190を投入。

速射性を優先して、冷却温度-10度・ゲイン400・8bitモノクロ・HighSpeedMode-ONで撮像。
ところが(ここがASI174MCの最大の弱点なのですが)盛大な横シマノイズが発生してトーンを持ち上げられません。
また、霧箱の運用ミスで底面にホコリが混入して光っていたり、開口部に微少な水滴が付いて丸いボケになったり、もうダメダメ



★一応、アマチュア天文家なので

ま、普通はここであきらめる所ですが、「こういう時に天体写真のテクニックが活きてくる」んですねぇ(笑)。

まずは、背景のゴミとか余計な光:『ダークノイズ』
と見立てて、処理してみます。

撮影した動画は1000コマのSerファイルなので、これをコンポジットして「位置の変わらない光」をノイズとして認識できるようなファイルにします。
ただし、空中に漂う霧粒が流れているので、そのままではその軌跡が悪さをして『縮緬ノイズ』になってしまいます。
そこで、2コマ飛ばしで333コマのコンポジットを行い、出来上がったファイルを『ダークファイル』に見立てて処理

さらにASI174系のシマシマノイズは位置がめまぐるしく変動するので補正は無理と判断してシルキーピクスの「ノイズ整列」(バンドノイズ軽減機能)を掛けます。

その他、ステライメージのホット除去フィルタやNikCollectionのDefineなどを用いて、余計な明暗を目立たなくさせます。

f0346040_04000702.jpeg
 ※左:撮って出し 中:背景減算処理後 右:ノイズ処理後

これで随分見やすくなりました。

なかなか良い感じです♪  

f0346040_04151101.jpg
いやー、この軌跡は面白いですね。
明らかに途中でインタラクション起こしてますよ。
・・・いつか「こんなん」撮ってみたかったんだー。


★ASI1600MMだと、さらに

ASI174で良い感じの放射線が撮影できて悦に入っていたものの、「ASI1600MMの方が良く写るんではないか?」と気になったので、早速機材組み替え。
今度は、ASI1600MMーCOOLで霧箱撮影をしてみます。
たしかに、モノクロで撮影するなら最初からモノクロカメラの方が良いですし、ASI1600MMにはほとんど横シマノイズがありませんものねぇ。

・・・すると・・・

f0346040_04215347.jpg
えっ!?

撮って出しのトリミングのみで、コレですか?!

なんという高感度、なんという低ノイズ!!
まるで流星群を撮影したみたいに鮮明な放射線軌跡。
ローリングシャッターとは言え、霧箱の場合はその軌跡がしばらく「漂う」ためにコンニャク現象は起こりません。

f0346040_04435178.jpg
うーむ。

f0346040_04450901.jpg
うーむ。

f0346040_05385580.jpg

うーむ。
画像処理なしでも、とんでもなく良く写るなあ、ASI1600MM-COOL
こうなると、300FPSくらいが必要となる(ミルククラウンなどの)高速度撮影以外では、もうASI174MCの出番が無いかもなぁ。



by supernova1987a | 2017-10-16 06:00 | 科学写真 | Comments(4)

しばらくやっていた事

★ふと気づけば

週に1回更新を目指しているブログですが、前回更新から1ヶ月もブランクが空いてしまいました。
冷却CMOSカメラがらみで色々と試行錯誤していたのが原因なのですが、残念ながら(?)天体写真撮影がらみでは無く、まさかの『本業』の方(笑)。


★無謀なる(?)挑戦

夏休みに『本業』の方で「実験教室」を開くことになりまして、「ミルククラウン」を題材にしようと1ヶ月ほど格闘してました。
自分が趣味でやるならともかく、生徒達にやらせるとなると、これ、かなり難敵なんですねぇ。(たぶん、これまで実践した同業者さんはいないかと・・・)ここ数年は大学入試対策の現代文講師としての出番が一番多かったのですが、今回は小中学生相手の理科講師の役作りとなります。久々に趣味と実益を兼ねた企画なのでテンションが上がります。


★まずは、形から入る

ミルククラウン自体は、別に特殊な実験用具が必要な訳では無くて、前回の記事↓の通り

三脚か何かに穴を開けたフィルムケースをセロテープで縛り付けて、そこからお皿にでもミルクを滴下すれば事足りるのですが、これだとさすがに『みすぼらしい』ので、『それっぽい』ものをいくつかポチってみました。


★「ミルク滴下装置」完成

 普通のプラ容器に穴を開けたり、熱帯魚用の「水替え点滴装置」の転用とか色々試行錯誤しましたが、イマイチ動作が安定せず断念(少なくとも、子供では制御不可能)。結局、『理科実験御用達』のケニスさんから活栓付きロートや実験スタンドなどを取り寄せました。最近はこんなものもアマゾンからクリック一発で取り寄せできるんですねぇ。良い時代になりました。

 そう言えば小学生の頃、小遣いを貯めては分厚いケニスのカタログを手に近所の薬局に通い、試験管やアルコールランプや各種試薬をコツコツ買いそろえていたなあと、なんだかノスタルジーに浸ってしまいました。(あの頃は1年の大半を理科の自由研究に費やしてましたっけ・・・。)

 ・・・というわけで、こんな装置になりました。

f0346040_22072617.jpg
 うむー。なかなか「それっぽい」装置が組み上がったぞ。良い感じです♪
これなら、子供でも操作できそう。

 滴下するミルクは「教育上の配慮」からポスターカラーを溶いた疑似ミルクを用意。粘性率がすこし低下しちゃいますが、まさか生徒の自由研究ノートに「実験で使用したミルクは、実験後にみんなでおいしくいただきました」とか書かせられないですしねぇ(笑)。


★問題は冷却CMOSカメラ

 「最新鋭の機材を使って・・・」とか広告に書いちゃったので、普通のビデオやカメラじゃダメだろうと、ZWOの冷却CMOSカメラを『簡易版ハイスピードカメラ』として投入します。(『本物』のハイスピードカメラは高価なので無理・・・)
 ・・・ああ、こんなマニアックな製品を『本業』で使うことになるとは・・・・買った当初は、少しだけ想定してました(あれ?)

 ここで問題となるのが、3本の『赤缶』のうち、どれをメイン投入するかです。


★ASI1600MMの弱点

 実際の実験ではモノクロ画像を使用するので普通ならASI1600MMをROIでクロップしてハイスピード動作させたいところですが、ここで問題が生じます。このカメラ(というか、ほとんどの電子シャッターカメラは)ローリングシャッター仕様なのですね。要するに、全画素を一括露光して一気に読み出すCCDカメラと異なり、CMOSカメラでは1ラインごとに露光してそれを順次読み出すのですが、その間に撮影対象が動くと画像が歪んでしまうわけです。したがって「どんなに高速なシャッターを切っても、運動する物体の『瞬間の姿』は写せない」のです。俗に『コンニャク現象』と呼ばれるこの現象は、フォーカルプレーンシャッター搭載のフィルム一眼レフ(スリット走行によって高速シャッターに見せかけている)でも見られた現象でして、原理的に回避することは不可能です。


 それでは、実際にASI1600MMのローリングシャッターが起こす『コンニャク現象』が実験にどんな影響を与えるか見てみます。

下記の撮影パラメータで、滴下するミルク滴を高速撮影して『検証ごっこ』してみました。

[ZWO ASI1600MM-Cool]
Pan=844
Tilt=624
Output Format=SER file
Binning=2
Capture Area=1280x1024
Colour Space=MONO8
Hardware Binning=On
High Speed Mode=On
Turbo USB=100(Auto)
Flip=None
Frame Rate Limit=Maximum
Gain=114
Exposure=0.0001
Timestamp Frames=Off
Brightness=10
Gamma=50

f0346040_23015662.jpg
 ※左:ミルクの滴下方向と垂直にシャッター駆動した場合 右:滴下方向にシャッター駆動した場合
  (それぞれピクセル等倍トリミング)

上記の画像の左は、カメラを90度傾けて撮影したもの、右は水平を出して撮影したものです。
同じように写るはずのミルク滴が全く異なる形に変形しているのが分かりますね。さらに細かく見ると、左の写真では、水面に映った像と実際の滴とがキレイな線対称に写っているのに対して、右の写真では、全く異なる形(実態は縦長で虚像は横長)に写っている点も興味深いです(理論的に正しい挙動です)。



★左の画像は次のように解釈できます
f0346040_00180941.jpg

 このように、1ラインずつ左から右に露光している内にミルク滴が落下していくために、右斜め下に歪んだ像ができる訳ですね。
なお、水面に対して平行方向に走査しているため、実像と虚像が同じ形に歪むことも説明できます。



★右の画像は次のように解釈できます
f0346040_00191391.jpg
 このように、1ラインずつ上から下に露光している内にミルク滴が落下していくために、上下に伸びた像ができる訳ですね。
なお、水面に対して直交方向に走査しているため実像と虚像とではその像の動きが真逆となります。したがって実体と水面に映った像の歪み方が異なることも説明できますね。



★ASI174MCはスゴイ!

画素数が少なかったり、冷却しても消えない盛大なアンプノイズがあったりして『じゃじゃ馬』なASI174MC-COOLですが、このカメラにはCMOSカメラとしては画期的とも言える「グローバルシャッター」が実装されています。要するに、CMOSカメラでありながら、まるでCCDカメラのように全画素一斉露光できちゃうのです!!

では、ASI174MC-COOLを下記のパラメータで撮影したものでグローバルシャッターの実力を見てみましょう。

[ZWO ASI174MC-Cool]
Debayer Preview=On
Pan=568
Tilt=308
Output Format=SER file
Binning=1
Capture Area=800x600
Colour Space=RAW8
High Speed Mode=On
Turbo USB=80(Auto)
Flip=None
Frame Rate Limit=Maximum
Gain=348
Exposure=0.000235
Timestamp Frames=Off
White Bal (B)=90(Auto)
White Bal (R)=99(Auto)
Brightness=1
Gamma=50

f0346040_00263940.jpg
落下するミルク滴が「まんまる」です!! お見事♪
さらに、800×600のROIでも実に300FPS以上をたたき出す点も素敵すぎます。
(ASI1600で同等条件だと120FPS前後しか出せません)

・・・という訳で、使用するメインCMOSカメラは、ASI174MC-COOLに決定しました。


★あとはノートPCを・・・

実際の実験では、色々な条件を変えて大量に動画を撮像するので、ノートPCもできるだけ高速化する必要がありますね。

・・・・で、(万が一生徒に壊されてもダメージが少ない)HPの格安ノートPCを・・・・

f0346040_00345479.jpg
分解して、内蔵HDDをSSDに換装しました。

※このHPのノートPCは、各種オプションの交換を想定していないらしく、SSD換装は相当に苦戦しました。そもそも開腹する方法が(思いもよらぬ手順が必要で)膨大な時間が掛かった上、外装にも結構なキズが残っちゃいました。また、普通にクローニングしただけではOSが走らなくなったりして、いつもならものの2~3時間で完了する作業に2週間も掛かっちゃいました。真似する人がいると危ないので(笑)機種名と分解の手順詳細は伏せておきます(正直、二度と中身を触りたくないです。)

さらに、windows10に特有の、『訳の分からないタスクがCPUリソースを100%食いつぶす』現象が実験中に起こると致命的なので、怪しいプロセスには使用するコアに制限を与えて、いざという時にも無負荷のコアが生き残るように設定しました。(2コアのセレロン機なので、もともと非力ですが、なんとか使えるレベルになったかと・・・)


★・・・というわけで

約1ヶ月かかった実験教室の準備もヤマを越えました。
・・・あとは・・・生徒用のシナリオと、助手の先生用のシナリオと、想定される破損事故に備えたサブシステムの構築をやらなきゃ・・・・。

・・・ともかく、似たような機材を使う撮影であっても「趣味」と「お仕事」とではプレッシャーの差がハンパないことを再認識した1ヶ月でした。

え?公開天体観測教室は、ですか?・・・・いつかやりたいですね。
(本業では20年くらい前に一度だけ開催したことがありますが、色々としんどかったです)。



by supernova1987a | 2017-06-25 23:44 | 科学写真 | Comments(6)

冷却CMOSカメラでミルククラウンを撮る

★皆さんの冷却CMOSカメラは・・・

天気が悪い日に大人しく寝ていますか?

さて、天候不順に泣いているうちにあぷらなーとのGW休暇は終わってしまいました。
しかし、なにか新しい課題を撮影しないと面白くないので、冷却CMOSカメラASI174MC-COOLの特性を活かした屋内の撮影対象を狙ってみることにしました。
それは・・・・ずばり「ミルククラウン」です!!

一滴のミルクが着水した瞬間に花開く刹那の『王冠』・・・美しいですね。
実はこれ、ひと昔前なら相当に難敵でして、いわゆる『職人芸』が必要でした。
ちなみに、あぷらなーとは高校~大学生時代に試行錯誤の末「フィルムカメラ+ストロボでミルククラウンを撮影」するコツを(ある程度)会得したのですが、それはおよそ次のようなものでした。
(無論、本来なら光電センサーと遅延装置を組み合わせて効率よく撮影するのが正解でしょうが、そいういう『反則ワザ』は無しという方向で)


★フィルムカメラでミルククラウンを撮るコツ

デジタル時代の今、その大半はもう時代遅れでしょうがネタ的には面白いので特別公開♪

①ミルクを落下させるのは、平たいお皿。かつミルクは極力薄く張る。
 お皿の表面がミルクでうっすら隠れる程度でよく、決してミルクをなみなみと『溜め』てはいけない。 

②ミルクを落下させるのはおよそ30~50cm上方から。
 できれば一定の間隔で滴下させる。
 (例えば、上下に小さな穴を空けたフィルムケースにミルクを詰め、上の穴に画鋲を刺してその刺さり具合で滴下間隔を調整するなど)

③立体感を持たせるため、ストロボの光は斜め前方から逆光気味に当てる。

④レンズのピントは、部屋を明るくした状態でファインダー内の落下予想地点に目視で合わせる。
 またレンズの絞りは極力絞り込む(F11~22が目安)

⑤ストロボは落下予想地点までの照射距離と実効F値とフィルムISOからガイドナンバーを計算し、マニュアルで発光量を調整する。

⑥実際の撮影は完全な暗闇の中で行う。

⑦カメラのシャッターをバルブにし、シャッターを開放したらポタポタ落ちるミルク滴の音を耳で聞き、着水タイミングを推測してストロボを手動で発光させる。

⑧ストロボの発光が完了したらカメラのシャッターを閉じる。

⑨ストロボの閃光で、上手く撮れたかどうかは視認できるので、納得がいくまで⑦⑧を延々繰り返す


このうち①~③はデジタル時代の今でも使える『超重要』ノウハウではないかと思います。
特に①で失敗する人が多いんじゃないかと思います。
受け皿のミルクが多いと、ミルク滴が「ドボン」って落ちて『王冠』では無く『丼』型とか『こけし』型になります。実は成功した場合の『王冠の底』は、お皿が写っているんです!(ここに気づくまで、いったい何本のフィルムを無駄にしたことか・・・)


★ASI174MC-COOLの最大の武器は・・・

ZWOの冷却CMOSカメラASI174MC-COOLの特徴は、その超高速なフレームレートと、グローバルシャッターにより歪みの無い高速シャッターが切れることです。

ちなみに、800×600にROI(クロップ)し、HighSpeedModeをON(ADCが10bitで駆動)にした上で、出力形式を8bitRAWのSER出力にすれば、高速シャッターでのフレームレートは実測でおよそ350FPS(1秒間に350コマ連写)にまで上がりました。

今回は、その特性を活かしたミルククラウン撮影を試みることにします。



★実際の撮影風景は・・・

f0346040_23220039.jpg
 ※ASI174系はASI1600系と異なり、メーカーからカメラレンズを装着するアダプタが発売されていないので、手持ちの色んな部品を組み合わせてアダプタを自作しました。用いたレンズは、ニコンのAFマイクロ60mmF2.8(Gタイプは絞りが操作できないのでNG)です。

f0346040_23233865.jpg
今回の場合ストロボが使えない(同期できない)ので、LEDライトなどを複数用いて十分な明るさを確保します。
(ノウハウの③に準じて配光位置をセットします。)

※少なくとも1/2000秒以上の高速シャッターを切らないとミルククラウンがブレてしまいますので、相当な明るさが必要です。


★ASI174MCの撮像パラメータは

試行錯誤の末、下記のパラメータで撮影すると上手く行きました。

[ZWO ASI174MC-Cool]
Debayer Preview=On
Pan=484
Tilt=304
Output Format=SER file
Binning=1
Capture Area=968x608 (※この程度の解像度は欲しいところですが、ここはお好みで)
Colour Space=RAW8 (※この設定が最速です)
High Speed Mode=On (※ADCを通常の12bitから10bitに変わり高速駆動します)
Turbo USB=80(Auto)
Flip=None
Frame Rate Limit=Maximum
Gain=244
Exposure=0.0002 (※1/5000秒のシャッター速度ですね)
Timestamp Frames=Off
White Bal (B)=79(Auto)
White Bal (R)=99(Auto)
Brightness=1
Gamma=50


★撮像データの現像処理は・・・

RAWデータのSER動画ですので、複数のソフトを使う必要があります。
色々と試行錯誤した結果、

 ①SER Player でSERファイルを開く
 ②上手く写ったコマだけを抽出してTIFFで吐き出す
 ③シルキーピクスで色調や階調を整え、適宜ノイズ処理とシャープ処理を行う

という流れで良い感じに仕上げることが可能でした。



★まずは、NG例からどうぞ(笑)

f0346040_23372359.jpg
 ○照明が足りていない
 ○シャッターが遅く、ブレている
 ○ホワイトバランスが合っていない
 ○ピントがミルククラウンの前面に来ていない(後ピンになっている)
 ○構図が悪く、ミルククラウンが切れている(近すぎ)

f0346040_23403499.jpg
 ○ゲインを上げすぎて、ノイズまみれ
 ○まだシャッターが遅く、ブレている
 ○ホワイトバランスが合っていない
 ○階調が乏しく高輝度部がサチっている
 ○ミルクのシズル感(瑞々しい質感)が出ていない

 ※ライティングの方向、映り込みの出し方、陰の方向、撮影像の大きさはバッチリなのにもったいない(涙)



★では成功例をどうぞ♪

1.ミルク球が落下してきます。
f0346040_00091640.jpg

2.着水の瞬間! 飛沫が上がり始めます。
f0346040_00124204.jpg

3.誕生したミルククラウン
f0346040_00140395.jpg

4.成長するミルククラウン
f0346040_00153820.jpg

5.王冠の『角』が開き始めます
f0346040_00162420.jpg

6.ミルククラウンの完成♪
f0346040_00170471.jpg

7.でも、一瞬で崩れます
f0346040_00190854.jpg

8.無数の玉が飛び散ります
f0346040_00201546.jpg

9.王冠は消滅し、飛び散った玉だけが宙を舞います
f0346040_00205368.jpg
・・・この間(1~9まで)実に0.032秒の出来事です!

ASI174MC-COOLの超高速グローバルシャッターの威力、しかと見届けたっ!

という訳で、
今回は、あぷらなーとがお届けする「刹那のドラマ」でしたー♪

※注:ASI174系以外のCMOSカメラ(ASI1600系など)の場合はグローバルシャッターではなくローリングシャッター仕様のため、いわゆる『コンニャク現象』で王冠が歪むと思われます。(王冠が変形し、左右対称でなくなる可能性がある)ただし、ローリングシャッターの『走行方向』が鉛直方向に一致するようにセットすることで、(ミルククラウンの撮影においては)歪みの影響を目立たなくなることが予想されます。



by supernova1987a | 2017-05-07 23:14 | 科学写真 | Comments(10)

ASI174MC-COOLを見直してみる

★にゃあさんに触発されて・・・

ASI1600MC-COOL&MM-COOLの導入により、最近出番が無くなっていたASI174MC-COOLなのですが、にゃあさんの新兵器「QHY5Ⅲ174-M」の記事
に触発されて、久しぶりにASI174MC-COOLの撮影データをいじくってみました。


★ASI174MC-COOLの弱点は・・・

実は、拙ブログはASI174絡みのアクセスが大変多いのです。
それだけユーザーさんが多いのでは無いかと思うのですが、たぶん皆様下記の2点で苦労されているかと・・・
 弱点①:盛大なアンプノイズがあり、冷却しても消えてくれない
 弱点②:結構な量の横シマノイズ(カラムノイズ)がある
ところが、ステライメージではなくて最近お気に入りのAutoStackert!2には、ASI174系の処理にうってつけの「カラムノイズ低減機能」が実装されていますので、試してみることにしました。

今回処理するのは、去年の5月にVMC260L+ASI174MC-COOLで撮影したM27画像200コマのFITSファイルです。
ちなみに撮影データは下記の通り

[ZWO ASI174MC-Cool]
Pan=0
Tilt=0
Output Format=Fits files (*.fits)
Binning=1
Capture Area=1936x1216
ColourSpace=RAW16
High Speed Mode=On
Turbo USB=80(Auto)
Flip Image=None
Frame Rate Limit=Maximum
Gain=300
Exposure (ms)=15
Timestamp Frames=Off
White Bal (B)=99
White Bal (R)=60
Brightness=0
Gamma=71
Sensor Temp=-15
Cooler Power %=32
Target Temperature=-15
Cooler=On

★AutoStackert!を使う際の『お作法』

私が勘違いしているだけかも知れませんが、ステライメージとは異なりAutoStackert!2には独特な『お作法』があるようです。

①FITSファイルを読み込むと天地が反転してしまう
 →これによりベイヤー配列が変わってしまう

②ダークファイルを読み込むことはできるが、ステライメージでコンポジットしたダークファイルがデフォルトでは読めない
 →エラーが出る。

★デモザイク(ディベイヤー)の設定

ASI174MC-COOLは元来RGGB型のベイヤー配列なのですが、これをAutoStackert!に読ませると

f0346040_04505861.jpeg
こんなふうに天地が反転していると推測されます。
したがって、ベイヤー変換を指定するメニューでは、本来のRGGB型ではなく、GBRG型を指定してやる必要があります。

f0346040_04522289.jpeg
※実際にはプレビュー画像が見られますので、型を覚えていなくても手探りで片っ端から型を変えていけば適正な設定は見つけられます。

★ダークファイルのロード

よく知られているように、ダークファイルやフラットファイルは、ライトフレームに対して「減算」や「除算」を行うためのデータです。
これは画像を滑らかにしてSN比を向上させる「加算」系の処理と真逆の方向性ですので、ダーク補正やフラット補正を行うことにより著しく画質が低下してしまいます。それでもダークノイズや周辺減光を除去しないわけにはいかないので、あらかじめダークファイルやフラットファイル自体を多数(少なくともライトフレームと同数かそれ以上)撮影しておき、それらをコンポジットしてから補正することが大切です。

ところが、AutoStackert!にステライメージでコンポジット済みのダークファイルをロードしようとすると・・・

f0346040_05005636.jpeg
f0346040_05012696.jpeg
こんなメッセージが出て怒られます。
メッセージを意訳すると
「こんな特殊なFITSファイルは読めないよ。読めるようにして欲しければ連絡ちょうだい。」
という訳です。
そこで頭を冷やして考えてみたのですが、そもそもASI系のRAWファイルは16bitのFITS形式な訳で、それが読めると言うことは「悪い」のはコンポジットしたダークファイルを保存したステライメージの方だと言うことになりますね。

そう言えば、ステライメージで処理したファイルは何も考えずに

f0346040_05061565.jpeg
64bitの実数形式で保存してしまってました。
この形式が使えるが故にステライメージは何枚加算コンポジットしてもサチることなく処理できるのですが、それはあくまで特殊な変数空間を使えるステライメージ特有の性質です。これでは他のソフトで読めという方がムリですね。

そこで・・・・

f0346040_05100577.jpeg
汎用性を高めるために、整数型の16bitを指定してダークファイルを保存してみると・・・・

ちゃんとAutoStackert!2が認識しました!!

盛大なアンプノイズはダークファイル減算でかなり軽減できます。


★横シマノイズを軽減する

AutoStackert!2のメニューには、カラムノイズ(横シマノイズ)の補正機能が実装されています。しかも「MX174等にどうぞ♪」と明記されているのですから、これを使わない手はないですね♪

さっそく、使ってみます。
f0346040_05003318.jpeg
これで、スタッキング時に横シマノイズが軽減されるはずですね。

★さて効果の程は・・・?

ステライメージとAutoStackert!2について、それぞれ200コマのコンポジットを施し、レベルを調整した画像を比較してみます。

f0346040_05190327.jpeg
 ※左:ステライメージでコンポジット 右:AutoStackertでスタッキング
 (ともにダーク減算あり、フラット補正は無し)

これだとよく分からないので拡大表示してみます。

f0346040_05202053.jpeg
おお!
左の画像に見られる横シマノイズが、右の画像では見事に消えています!!
AutoStackert!2 すげえ!!

★せっかくなので・・・・

画像を強調すると目立ってしまう横シマノイズが回避されましたので、先日、フォトショップなどを持っていなくても単体で駆動できることを見つけたNikCollectionのHDRを使って加工してみます。


さらにそれをシルキーピクスで味付けしてみると・・・・・


・・・ででん!

f0346040_05261960.jpeg
 ※左:これまでの処理 右:今回の画像処理

まあ、ちと画像が荒れ気味ですが、M27の微細構造が目立ってなかなか面白い画像になりました。


・・・むう。

こうなると、ASI174MC-COOL 現役復帰させるかなぁ♪
(1600万画素のASI1600系と異なり230万画素のASI174は、とにかくデータが軽いのですよね~。ラッキーイメージングには好適かも)

P.S.
もちろん、本命はASI1600MM+MCの「ビームスプリット同時露光によるLRGB」であることには違いないのですが。


by supernova1987a | 2017-04-12 05:31 | 機材 | Comments(4)

AutoStakkert!2に慣れる②

★AutoStakkert!2が面白いので

5月にASI174MC-COOLで撮影した月面を再処理してみました。

今回は真面目にdrizzleや画像選別もやってみます。
なお撮影はVMC260L直焦点+ASI174MC-coolです。

<元画像(動画)データ>
[ZWO ASI174MC-Cool]
Pan=0
Tilt=0
Output Format=AVI files (*.avi)
Binning=1
Capture Area=1936x1216
ColourSpace=RGB24
High Speed Mode=On
Turbo USB=80
Flip Image=None
Frame Rate Limit=Maximum
Gain=200
Exposure (ms)=0.010609
Timestamp Frames=Off
White Bal (B)=99
White Bal (R)=60
Brightness=0
Gamma=79
Sensor Temp=-12.5
Cooler Power %=25
Target Temperature=-15
Cooler=On

★スタックした画像の選別効果を見る
AutoStakkert!2に限った話ではありませんが、スタックする前に画像の品質を解析して「品質が高い順に何%分の画像をスタックするか」を設定できます。

早速、この効果をチェックしてみます。
条件を変えてスタックした画像をコペルニクスクレーターで比較してみましょう。

f0346040_19275192.jpg
スタック用の画像は約400コマの30秒間AVI動画ですが、左から順に
 左:全コマスタック
 中:50%スタック
 右:12%スタック
となります。たしかに、右に行くにつれて鮮明度が増すことが分かりますね。
ちなみにスタック時にはDrizzle×3を掛けています。

★画像復元の効果
ここからステライメージに回して画像復元を試みます。
(本来ならレジスタックスに回してウェーブレット処理するところですが、どうも月面のウェーブレット処理が苦手なので)
f0346040_19384413.jpg
左から順に
 左:スタック直後の画像をソフトウエアビニングしたもの
 中:さらに最大エントロピー法を用いて画像復元したもの
 右:さらにアンシャープマスクをかけたもの
です。

個人差はあるでしょうが、やっぱり私は月面の処理には最大エントロピー法+アンシャープマスクが好きですねえ。


★トリミングして仕上げます
画面の周辺は画像復元のエラーで変なゴミが生じますのでカット。
さらに画面の傾きを補正してトリミングして仕上げると・・・。

f0346040_13452714.jpg

おお!なかなか良い感じ♪
以前の処理よりも自然でシャープになりました。

月面は写真よりも眼視の方が圧倒的によく見えるのですが、これでだいぶ眼視に近づいてきましたかね?

うわ~。こんどは久しぶりに月面撮りたくなってきた。(当面無理ですが)
ASI1600MC-COOLではどんな風に写るんだろう??


by supernova1987a | 2016-10-15 05:01 | 天体写真 | Comments(10)

AutoStakkert!2に慣れる①

★昨日の記事で
うっかり設定してしまったSer動画ファイルを救出するために、初めてAutoStakkert!2を使ってみましたが、なかなかに良い感じでした。
・・・じゃ、本来の使い方も試してみよう!というわけで、3月末に撮影していた木星の画像を引っ張り出してきました。ちなみに撮影はいつものASI1600MC-COOLではなくて、久々に登場のASI174-MC-COOLです♪
f0346040_22102136.jpg


★撮って出しでは
ASI174MC-COOLをVMC260L+2.5倍バーローに装着し、ゲイン200・1/100秒露光のAVI動画出力した木星の画像を1コマ切り出してくるとこんな感じ。
f0346040_21300024.jpg
ちなみに、シーイングは良くなかったです。

★スタッキングすると
AutoStackert!2で400コマほどスタッキングして、レジスタックスへバトンタッチ。
ウェーブレット処理を施しますと・・・・
ででん!
f0346040_21324930.jpg
うん。悪くない♪
以前レジスタックスを主体に処理した画像から特に改善したわけではありませんが、とにかく処理が「楽」だったのは確かです。

★似たような条件で月面も再処理
f0346040_23210746.jpg
こちらは、AutoStakkert!で良像25%をスタックした後、レジスタックスへ通さずにステライメージの最大エントロピー画像復元に回してみました。経験上(というか私のスキル上)月面はウェーブレット処理よりも最大エントロピー法の方が肌に合ってますので。・・・で仕上げにアンシャープマスクを。

うーむ。やっぱりウェーブレット処理とかのシャープ系画像処理は、星雲よりも惑星や月面の方が『劇的』に効果が現れますね。
ま、当たり前ですけど。

さて、AutoStakkert!には色々なパラメータがあり、(レジスタックスほどではないにしても)効果がよく分からない機能があるので、少し勉強してみないといけませんねぇ。それにしても、今回AutoStakkert!を使ってみて驚いたのは、レジスタックスと違って処理中に「落ちない!!」ってことです。当たり前のようで、これ大変なことですよねえ。


★・・・で『秘策』とか『ソフト開発』とかは・・・

あら? 困りましたねぇ。
なんか頭の中から散歩に出かけてしまったようで、見当たりません。
一体、どこに行ったのでしょうねぇ??
たぶん、天気が良くなるとかえって来ると思うんですけれど・・・・。


by supernova1987a | 2016-10-14 08:25 | 天体写真 | Comments(4)

晴れない夜は基本の復習①

★台風一過の秋空・・とはならず
今回の休日は曇りでした。新たなテスト撮影ができないので、基本に立ち返って色々勉強し直すことにします。
さて、ASI1600MC-COOLのノイズ特性は極めて優秀です。
・・・が、前愛機ASI174MC-COOLとどの程度違うのでしょうか。
実際の天体撮影画像で比較してみます。

条件(撮影日)が異なるので直接比較はできませんが、基本的データは次の通り

撮影月:ASI174MC-COOL:2016年5月 ASI1600MC-COOL:2016年8月
望遠鏡:VMC260L+レデューサVMC+LPS-P2 (両者共通)
冷却温度:ASI174MC-COOL:-15℃ ASI1600MC-COOL:-10℃
ゲイン:ASI174MC-COOL:300 ASI1600MC-COOL:400
露出:15秒 (両者共通)
撮影対象:亜鈴状星雲M27(両者共通)
画像処理:レベル調整のみ(ダーク減算も無し)


★ASI174MC-COOLの撮って出し(ノートリ)
f0346040_23252376.jpg
いや、これでも驚異的な写りだと思うんですよ。市街地ニワトリのたった15秒で・・・。
冷却の威力でホットピクセルはほとんど消滅しているのも特筆すべき点です。
ただ残念なことに、画面全体に見られる強烈な『横しまノイズ』と画面右下の盛大なアンプノイズが痛いですね。
また、メーカーサイトの分光特性資料から予測していたことですが、緑に対して赤の感度が低いのが分かります。

★ASI1600MC-COOLの撮って出し(ノートリ)
f0346040_23344439.jpg
対して、ASI1600MC-COOLだと撮って出しでコレです!
ホットピクセル無し・シマシマノイズ無し・アンプノイズ無しの三拍子が揃っています。画素数とかフォーマットが云々以前に基本的な性能が雲泥の差。
しかも、明らかにHα線に対する感度がASI174MC-COOLよりも(緑に対して相対的に)高く感じます。

★ASI174MC-COOLの撮って出し(トリミング)
f0346040_23391719.jpg
中央部をピクセル等倍で切り出した物です。中心星の青い色や星雲内の色の変化など良く写っていますが、ノイズが・・・。


★ASI1600MC-COOLの撮って出し(トリミング+縮小)
f0346040_23393786.jpg
ピクセルサイズが174と異なりますので画像を縮小して切り出した物です。
色特性としては、ちょうどIR改造のD5000と似たような感じでしょうか。とにかく赤い星雲が良く出ます。
変なノイズが一切無いところも素敵です。

★それでも・・・・・
このようにASI1600MC-COOLは驚異的に低ノイズなのですが、それでも淡い天体を炙り出そうとすると、嫌なシマシマノイズが出ます。
・・・というか、出ないカメラってあるのか?というのが正直なところなのですが、とにかく何か工夫がしたいところですね。
試行錯誤するための準備として、今一度ベイヤーデータについて考えてみることにします。
・・・ううむ。色んな原理の理解のため、13年ぶりにEXCELのVBAコード触ってみることにします。
ああ、丸10年以上コーディング(プログラミング)から遠ざかっていたので、もう何も覚えていないでしょうね・・・・。少しは復習しておくんだった。




by supernova1987a | 2016-09-06 01:48 | 天体写真 | Comments(2)

GW終盤戦④

★色々撮れるとうれしくなりますね

「じゃじゃ馬」のZWO冷却CMOSカメラASI174MC-COOLの扱いにも だいぶ慣れてきました。
f0346040_03145494.jpg


色々やってみて分かったのは、
 ①ホットピクセルは冷却するとかなり減る
 ②アンプノイズは冷却しても結構残る
 ③ホットピクセルとアンプノイズはダーク減算すれば消せる
 ④冷やしてもダークを引いても「シマシマノイズ」は相当残る
 ⑤230万画素はデータが軽いので撮影後の画像処理が恐ろしく速い
といったところでしょうか。

今のところ暫定策としてシルキーピクスのノイズ整列機能を使ってシマシマノイズを軽減していますが、たぶん真面目にライトフレームを撮影すれば良くなるんではないかと思案中です。

★5/4~5/5の続き

 さらに色々画像処理が上がりましたのでアップします。


ヘラクレス座の球状星団M13
f0346040_02334089.jpg
 ※ASI174MC-COOL+VMC260L+レデューサVMC+LPS-P2 冷却温度-15℃・ゲイン300・15秒露光×50コマコンポジット

球状星団はとにかく「楽ちん」です。その気になれば、15秒露光の4枚コンポジットでも十分見られます。お手軽に撮影できるので、一晩で「一網打尽」も不可能ではないですね♪


いて座のオメガ星雲(スワン星雲とも)M17
f0346040_02391301.jpg
 ※ASI174MC-COOL+VMC260L+レデューサVMC+LPS-P2 冷却温度-15℃・ゲイン300・15秒露光×89コマコンポジット

期待以上に広がって写ってしまったので画面をはみ出してしまいました。
もっと単焦点で撮るか、D810Aを使うべきでした。

しかし、まあ良く写ること!
白鳥の形とかオメガの文字どころか、まるで積乱雲が盛り上がって雷雨が降る寸前みたいな情景(変なたとえですが)。M17がこんなに立体感にあふれた面白い撮影対象だったとは知りませんでした。
昔撮ったときは、これ↓がベストショットでしたもの・・・。(コレなら白鳥に見えますね)
f0346040_02501775.jpg
 ※フジファインピクスS2PRO+ニコン300mmF2.8+1.4×テレコン 128秒露光の一発撮り (強トリミング)


★今後の課題は・・・

ええと、数多いらっしゃる「名手」の方々と張り合うつもりは無い(絶対に敵わない!)ので、あくまでメジャーな対象のみの「お気軽撮影」しか興味ないのですが、当面の課題は・・・・

 ①冷却CMOSカメラのシマシマノイズを消したい。
  →フラットの撮影で解決する?

 ②デジタル一眼(D810A&改造D5000)は、ホットピクセルが(ダーク引きをしても)消しきれず、刷毛で掃いたようなノイズが残るのを何とかしたい。
  →精密ガイドしてもムダということ。ディザリングめいた工夫が必要??

といったところでしょうか。



by supernova1987a | 2016-05-13 06:21 | 天体写真 | Comments(0)

GW終盤戦②


★すごい強風でした
f0346040_15085046.jpg

5/4~5/5にかけては好天に恵まれましたが、いかんせん風が強くて、なんだか周囲の音が『冬』っぽかったです。メインのVMC260Lとアトラクスは重量級機材なのですが、さすがにこの風だと追尾が乱れまくります。別にオートガイダーで追尾しているわけではなくて、単にノータッチガイドしているだけなのですが・・・
f0346040_15104269.jpg
いざ撮影を開始してみるとこんな感じ↑で、恒星が「踊り狂って」ます。
今夜こそは真面目にオートガイドして長時間露光しようかなぁなどと思っていましたが、こんなんじゃ無理!
・・・という訳でやっぱり「いつもの」短時間露光の多数枚コンポジットに決めました。(進歩しないなあ・・・)


★ブレなかったコマを処理していきます・・・
ZWOの冷却CMOSカメラASI174MC-COOLをマイナス15℃に冷やして、VMC260L+レデューサ+LPS-P2フィルタで撮影した200コマのうち、強風でブレなかった画像はこんな感じ。
f0346040_15191433.jpg
 ※ダーク減算とトーン修正のみ実行。左右をトリミング

うん。悪くないですね。

生き残ったコマは161コマ。これをステライメージで、どんどん重ねていきます。
若干像が甘かったので輝度データに最大エントロピー画像復元をかけ、LRGB再合成します。
CMOSカメラ特有のシマシマノイズが消しきれなかったので、やむを得ずシルキーピクスのノイズ整列機能を使ってレタッチしました。

すると・・・・
f0346040_15244895.jpg
おお。・・・良い感じです♪

これまでのベストショットと比べてみると、


★2015年のベストショット↓
f0346040_15350302.jpg
※IR改造D5000+VMC260L(レデューサ無し)で撮影

うんうん。
周辺部の広がり、星雲の中の透明感となめらかさなどが、「少し」向上したかな??


今回気付きましたが、短時間露光のコンポジットだと、強風でブレたコマだけ取り除けるというメリットがあったのですねぇ。
これも、言ってみれば『一種のラッキーイメージング法』ですよね。
・・・ますますオートガイドへの道が遠のきそうです(笑)。


by supernova1987a | 2016-05-09 16:01 | 天体写真 | Comments(0)

D810AとASI174MC-COOLの比較

★先日の撮影で、気になったことが・・・

ようやくまともな写真が撮れたD810Aですが、今後、冷却CMOSカメラASI174MC-COOLとの使い分けが難しいところです。

ニコン:D810A
f0346040_02372794.jpg



ZWO:ASI174MC-COOL
f0346040_02560607.jpg

もっとも、そもそもの画素数が、

 D810A:3630万画素
 ASI174MC-COOL:230万画素

と「あからさま」に違うのですが、実はピクセルサイズ(画素ピッチ)はほとんど変わりません。要するに、ピクセル等倍すればほとんど同じ画角になるということでして、いきなりトリミングできている点でASI174MC-COOLを便利と見るか、広範囲を撮影して後からトリミングできる点でD810Aを便利と見るか、用途次第ということになります。

 あとは、ノイズの出方の違いですね。ASI174MC-COOLは冷却機能によりホットピクセルは激減しますが、アンプノイズや縦横に走る『シマシマノイズ』が取れません。一方D810Aはその画像処理エンジンの優秀さから変なノイズは出ませんが、いかんせん画素数が多すぎて画像処理が大変です。

 ちなみに、RAWファイルのサイズは、

 D810A:約44Mバイト
 ASI174MC-COOL:4.6Mバイト

ですから、およそ10倍もの差があります。


★撮影日や撮影場所は違いますが・・・

 いて座の干潟星雲M8をそれぞれ15秒露光×100枚コンポジットしたものを比較してみます。
望遠鏡はどちらもビクセンVMC260L+レデューサVMC+LPS-P2で1860mmF7.1相当です。


D810Aの画像をASI174MCに合わせてトリミング
f0346040_19133707.jpg

ASI174MC-COOLでのノートリミング
f0346040_19150659.jpg
トーンや発色をできるだけ似せるように画像処理はしましたが、こうして見比べるとほとんど同じですねぇ。
さらにピクセル等倍でトリミングしてみましょう。

D810Aのピクセル等倍トリミング
f0346040_19202935.jpg


ASI174MC-COOLのピクセル等倍トリミング
f0346040_19204354.jpg
若干ASI174MC-COOLの方がシャープなような気がしますが、ほとんど差がありませんね。
ちなみに、どちらもあえてシャープ処理を行っていませんが、ハッブル宇宙望遠鏡での撮影で話題になった『干潟星雲内の巨大なツイスター(竜巻)』が(小さく)写っています。分かるでしょうか??・・・お暇な方はぜひ検索してみてください。(ものスゴイ写真がNASAから公開されてます。)

M8やM42のような明るい星雲を短時間露光のノータッチガイドで撮影し、多数枚コンポジット処理して仕上げるなら、どちらも大差ないといったところです。一般撮影もできるデジカメでありながら冷却の必要なくASI174MC-COOL並みに写ってしまうD810Aの画像処理エンジンの凄さを褒めるべきか、本体価格がD810Aの3~4分の1なのにD810A並みに写ってしまうASI174MC-COOLの先進性を褒めるべきか、なんとも言えませんね。

さて、差が出るとしたらやはり長時間露光時の挙動なのでしょうが、こればかりは(お蔵入りしているオートガイダーの再調整が必要なことと、最近はやりのディザリング撮影法を鑑みると、それなら最初から短時間露光ノータッチガイドの方が良いのでは?などと考えてしまい)ちょっと微妙ですねえ。

★P.S.
ああ、これにて、GWの連休期間終わっちゃいます。
幸い、色々なネタがたまったのでブログの更新には困りませんが、次のまとまった観測チャンスとなると、8月まで『おあずけ』かも・・・・(泣)

by supernova1987a | 2016-05-05 19:55 | 天体写真 | Comments(2)


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