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雲の上には宇宙(そら)
雪国越後にて、30年ぶりに天体写真に再チャレンジ!
ASI 533MC Pro 導入検証(その3)Gainってなに? 露光時間は?
2023年04月18日
|
機材
SCW
の雲予報によると、ほぼ新月の19日夜には初ショットできるかも知れません。
初ショットで満足できる画像を得るためにも、
冷却CMOSカラーカメラ
ASI533MC Pro
の事前検証を急がなければなりません。
今回の検証項目は ダークファイルを事前に作成するためにも、
CMOSカメラの
”
Gain
” と ”
露光時間
” は どう設定すればよいのか?
です。
これまで使っていたデジ一眼では”
感度
”といえば ”
ISO
”になるのですが、
CMOSカメラでは 増幅度の意味もある
Gain
(
ゲイン
)
がそれにあたるのでしょうか?
メーカーが公表してるCMOSカメラの各特性を表すグラフのうち、感度に関するものは。 ↓
ヨコ軸の
ゲイン
がカメラの設定値のようですが、タテ軸にも
ゲイン
の記載があって ・・・
ここは自分で調べるしかなくて
ネットで見つけた
「カメラ感度の評価方法」
を読んでいくと
① センサーで受けた光子が電子に変換される その変換比率を「
量子効率(QE)
」という
② 変換された電子はウエルに蓄積される 蓄積可能な電子の数を「
飽和容量
」という
③ 撮影終了でピクセルに蓄積された電荷が読みだされる
④ 読み出された電荷量は16bitの
アナログ・デジタル・ユニット
(
ADU
)で変換され
「グレースケール値」として定義される
との記載があり
縦軸の
ゲイン(e- / ADU)
の意味については
読み出された電荷量
e-
/
デジタル・グレースケール値
ADU
この式で分子・分母を逆にすれば”
感度
”のグラフになるのですが、
このグラフは”
感度
”の逆、”
鈍感
”さ の度合いをあらわしたグラフともいえます。
今回カメラを購入した際についてきた簡易マニュアルには
購入元の
STARBASE TOKYO
で作成したオリジナルのマニュアル
設定する
ゲイン
については
「基本的には「
Unity Gain
(ユニティーゲイン)」とするのが無難」と記載されています。
それより高いゲインを設定すると高輝度部が白とびしやすくなり、
それより低い設定だと淡い部分の諧調を無駄にしてしまう
ということだ そうです
Unity Gain
では
入力
(星からの光)
と出力
(ピクセルのカウント値)
が1対1の関係になり
ASI533MC Pro
の場合 上のグラフに記載されている
”
ゲイン=100
” の位置になります。
文字ばかり読んでもピンとこないので、昭和のアナログ人間らしい検証をしてみました。
実際に撮り比べて、デジ一眼と比較
ステラショット2
を使って、
ASI533MC
と
EOS 6D
(HKIR改造) を撮り比べてみました
その結果です ↓
上段が
EOS 6D
下段が
ASI533MC
(冷却オフ)
すべて JPG撮影
EOS-6Dはカラーバランスがくずれて比較がむずかしかったので すべてグレースケールに変換してあります
この検証結果では 推奨の
ゲイン100
が真っ黒でつぶれているのですが ・・
大丈夫でしょうか?
( 当然 撮影レンズの 絞り、シャッター速度はそろえています )
この検証結果からは
EOS6D
のISO800 と
533MC
のGain500 が
似たような写り具合 ということくらいしかわかりません。
ここはやっぱり
数値データでの比較がしたい!
ということで
フラット作成に準じて、白いマットを
RAW
モードで撮る事にしました。
撮れた画像を
ステライメージ9
で
ベイヤー・RGB変換
を行い、そのピーク値を記録ししたのが下のグラフ。
(注)読み取り誤差あり
ASI533MC Pro
Gain450
でのピーク値はほぼ
16
ビットの最大値65,535となっています
(
あれ!
ASI533MC Pro
って ADコンバーターは14ビットじゃなかったけ?
)
疑問を残しつつ、”
感度
”係数を逆にした”
鈍感
”係数なるグラフを表示すると
なんと、最初に掲載したメーカー公表のグラフとほとんど同じものができあがりました。
続いて
EOS 6D
(HKIR改造)
倍々の
ISO
値ですが、ピーク値がきれいに直線状につながりました
ISO 3200 でピーク値が飽和しているのですが、こちらはほぼ
14
ビットの最大値16,383に近くなっています
この両者の最大値の違いはどこからくるのでしょう?
両者の相関関係が知りたくて、検証データからこんなグラフも作ってみました。
両者のカメラの最大値が異なることが分かった今
作り直す必要があるかも知れません。
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
*その後いろいろ調べたところ、ASI533MCでは14ビトADコンバーターで得られたレベル値を
演算でx4倍にして16ビットレベル値にしている事がわかりました
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
そこで上の相関関係グラフの533MCのレベル値を本来の14ビットで作成しなおしたものを追加掲載します。(2023/10/31)
(注)横軸の”Gain”と”ISO”値の位置・幅については深い意味はありません
ところで、来るべき初ショットで設定する
Gain
と
露光時間
は見えてきたのでしょうか?
= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = =
”とりあえず検証データはとれた” ということですが、
早ければ 明日夜になる初ショットでは 試写をしながら設定値を選ぶ事になりそうです。
どの選択になってもいいように、残ったダークファイルの作成を急ぎます。
(ノイズが極めて少ないので、ダークは要らないという話もありますが ・・)
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↑
いつもポチッとありがとうございます。
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#天体写真
#ASI533MC
#Gain
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