月をむずかしく撮る。

移動性高気圧の通過で、晴れが約束された夜だったのに・・・２２日の夜は、月齢１１．７の明るい月が２時半過ぎまで沈まず「春の銀河」の撮影は断念せざるを得なかった。晴れているのに何もしないのはもったいない。そこでいっそのこと "月" を、持ってる機材総動員で撮ってやろうという事になった。
月の撮影に使用した主な機材

月は簡単に撮れる ！？
１．コンパクトデジタルカメラによる撮影・・・・・使用カメラ　Ｐａｎａｓｏｎｉｃ　ＤＭＣ－ＬＸ１　　　カメラ三脚使用光学４倍ズーム f=6.3mm～25.2mm（35mm換算 28～112mm) 左は　トリミングなしの画像・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・右は　クリック拡大で等倍画像撮影は更に４倍のデジタルズームも使用したためか、ノイズが気になる。ＩＳＯは２００。
ＩＳＯ　８０に感度を下げて撮影してみた。 やはり、クレータまでは確認できないようだ。　（ガリレオが見た月よりひどい？）

２．デジタルビデオカメラによる撮影・・・・・使用カメラ　ＳＯＮＹ　ＨＤＲ－ＣＸ１７０　　　カメラ三脚使用光学２５倍ズーム f=2.5mm～62.5mm（35mm換算 37～1075mm)（ビデオ動画を画面コピーしたものです）ビデオ動画なのに、クレータが見え始めています。（レンズが優秀なのか？）

デジ一眼と望遠レンズがあれば、
３．望遠ズームレンズによる撮影・・・・・・・・・・・使用カメラ　ＥＯＳ　ｋｉｓｓ　Ｘ２　　　EM-200赤道儀使用EF 70-200mmF2.8ズーム f=２００mm F8 1/100sec ISO 100) 月の画像は小さいものの、クレータがかなりすっきりと見えるようになってきました。
CanonのエクステンダーEF 2X (合成f=４００mm)F5.6　で２倍に拡大撮影。 前の画像に比べ、月面が４倍の画素数で描かれているのですが、いまいちスッキリしません。
４．ヨンニッパレンズによる撮影・・・・・・・・・・・使用カメラ　ＥＯＳ　ｋｉｓｓ　Ｘ２　　　EM-200赤道儀使用NFD400mm F2.8 f=４００mm F4 1/500sec ISO 100 さすがヨンニッパ、月の見かけの大きさは同じでも解像度が違います。
大口径を生かして、CanonのエクステンダーEF 2X (合成f=８００mm)F5.6　で２倍に拡大撮影。 合成焦点距離はＲ２００ＳＳと同じ、描写も望遠鏡で撮ったものにちかい？

本命　天体望遠鏡による撮影
５．Ｒ２００ＳＳ反射鏡筒による撮影・・・・・・・・・・・使用カメラ　ＥＯＳ　ｋｉｓｓ　Ｘ２　　　EM-200赤道儀使用R200SS(口径20cm) f=８００mm　バーダーMPCC MarkIII F4 1/320sec ISO 100) この辺からシンチレーション（大気のゆらぎ）の影響が出てきますが、２０ｃｍ口径の威力はわかります。（この夜のシーングはそんなにひどくはなく、中の中といったところ。）
R200SSはＦ４と明るく、月の撮影には焦点距離が短すぎます。そこでCanonのエクステンダーEF 2Xで、合成ｆ＝１６００mmに。
今回の月の撮影で検証して見たかった事があります。星雲・銀河のクローズアップ撮影にもたまに使う事があるのですが、Ｖｉｘｅｎ純正のエクステンダー（合成ｆ＝１５００mm）での撮影です。 CanonのエクステンダーEF 2Xを使用した場合と合成焦点距離はほぼ同じなのですが、解像度はこちらが上だと思っています。（ただし、周辺部で放射状の流れが少しあります。）
最後に、このVixen純正のエクステンダーに、さらにCanonのエクステンダーEF 2Xを接続（合成ｆ＝３０００mm）した画像です。 （今回の月齢では、月面全体をカバーするには４枚が必要な拡大率です。）
私の手持ちの機材で更に拡大するには、接眼鏡（アイピース）による方法があります。
手持ち機材の組み合わせの紹介だけでも、長い記事になってしまいました。ただ、今回の記事タイトルの　「月を　むずかしく　撮る。」 意味は、とっかえ、ひっかえ苦労して撮影した事を言っている訳ではありません。
下の画像は記事２項のデジタルビデオカメラの１０秒程度の動画を、フリーソフトＡｖｉＳｔａｃｋを使って画像処理したものです。　　　（画像処理前）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（画像処理後）
CCD面上で１ｍｍの半分程度の月では、シイーングによる”ゆらぎ”の改善効果はありませんがコンポジットによるＳ／Ｎの改善は見られます。
次回は同時に撮影した画像のコンポジット及び、分割撮影した動画の画像処理でどれだけ「大気のゆらぎ」の影響を改善する事ができるのか、検証をおこないます。それには撮影時を含め、画像処理においても１枚画像の何十倍も手間と時間をかけなければなりません。
========================================================「みんなの宇宙（そら）」の展示準備も控えている中で月の画像処理と、パソコンの前にいる時間が益々増えそう。幸い満月期で専念できるのはいいのだが・・・画像処理でびっくりするような改善効果が出るといいんだけど。
雲上（くもがみ）
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ｋｉｓｓＤＸ ｖｓ Ｃｏｏｌｅｄ６０Ｄ（作例による比較）

これまで２回にわたって、ＫｉｓｓＤＸとＣｏｏｌｅｄ６０Ｄの天体写真撮影における適正について比較してきました。
比較の最後に、両機種で撮影した主に昨年度の作例を掲載いたします。天体ＤＡＴＡ，撮影ＤＡＴＡについては、画像下部のラベルを参照ねがいます。（基本的にはノートリミングで、クリックで５０％まで拡大できます。）
ＫｉｓｓＤＸ（SEO-SP2）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・Ｃｏｏｌｅｄ６０Ｄ
透明度 ２.5／5　（気温２４℃）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・透明度 ３／5　（気温２５℃　冷却－１℃）
透明度 ３／5　（気温１０℃）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・透明度 ４.5／5　（気温２６℃　冷却－１℃）
透明度 ４／5　（気温１０℃）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・透明度 ３／5　（気温２２℃　冷却－２．５℃）
透明度 ３.5／5　（気温２３℃）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・透明度 ３／5　（気温２５℃　冷却－１℃）
２０１２年のマイベストセレクト 透明度 ３／5　（気温１０℃）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・透明度 ４／5　（気温２４℃　冷却－１℃）

改めて比較すると、背景のノイズはやはりＣｏｏｌｅｄ６０Ｄの方が少ないようです。しかしダーク減算により、ＫｉｓｓＤＸ(SEO-SP2)も大健闘だと思うのですが・・・

========================================================月が満月に向けて丸くなってきています。当分「春の銀河」は月明かりで無理なので、もし晴れたら月でもいいから撮って見ようと思っています。
雲上（くもがみ）
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４月定例展示作品募集。（しし・おとめ・かみのけ座の銀河ほか）

みんなでつくる「みんなの宇宙（そら）」写真館
３月の「北天」の春の銀河・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・に続き、４月は「しし・おとめ・かみのけ座」の銀河特集 を予定しています。３月以前の展示については、左サイドバーの 　カテゴリー・みんなの宇宙（そら） よりご覧いただけます。
これら春の星座は、天の川銀河のうすい方向（北極方向）にあたり、手前をさえぎるガスや塵（ちり）が少ないため、遠方の銀河が数多く見られます。「メシエ天体」１１０個のうち銀河は４０個ですが、その半分以上の２３個の銀河がこの３星座に集中しています。
□　しし座・・Ｍ６５　Ｍ６６　Ｍ９５　Ｍ９６　Ｍ１０５・・・・・・・・・・・・・・・・・□　おとめ座・・Ｍ４９　Ｍ５８　Ｍ５９　Ｍ６０　Ｍ６１　Ｍ８４　Ｍ８６・・・・Ｍ８７　Ｍ８９　Ｍ９０　Ｍ１０４・・・・・・・・□　かみのけ座・・Ｍ６４　Ｍ８５　Ｍ８８　Ｍ９１　Ｍ９８　Ｍ９９　Ｍ１００＊ かみのけ座の銀河には、「おとめ座銀河団」に所属するものも多くあります。

天体写真の撮影においては、これらの銀河の多くは近くて（と言っても５９００万光年）巨大な「おとめ座銀河団」に属しており、明るいのですが形に特徴のない”楕円銀河”は、集団としてよく撮られます。おとめ座銀河団　中心部　（マルカリアンチェーンと呼ばれる）
他にも、いくかの銀河が集団を組んでいるものもあります。しし座Ｍ６６銀河群（別名しし座銀河トリオ）
むろん、中には単独でも特徴的な姿で人気のある銀河もあります。 ＮＧＣ２９０３　（しし座）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ＮＧＣ４５６５　（かみのけ座）
これまで「みんなの宇宙（そら）」のコンセプトは、いろんな人が・いろんな機材で撮った同じ天体をズームアップするかのように展示する、というものでしたが、今回は『ブログ参加』の皆さんの協力もいただいて、できるだけ多くのメシエ天体が展示できればと考えております。

展示は４月２８日頃を予定しております。
応募方法はこちらをごらんください。
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『投稿画像の部』　ブログをお持ちでない方の参加お待ちしています。まずは、右サイドバー下の「メッセージ」（非公開）にてご一報ください。『ブログ参加の部』　より多くの画像を求めて、皆さんのブログにもおじゃまします。良い画像を見つけたらお願いにあがりますので、そのときはご快諾を。
みんなで作る 「みんなの宇宙（そら）」写真館。コンテストでは無く、展覧会 です。参加お待ちしています。　雲上 （くもがみ）
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ＫｉｓｓＤＸ ｖｓ Ｃｏｏｌｅｄ６０Ｄ（その２）

３．常用 ＩＳＯ感度の比較ｋｉｓｓＤＸ　・・ １００～１６００・・・・・・Ｃｏｏｌｅｄ６０Ｄ　・・ １００～６４００
Ｃｏｏｌｅｄ６０Ｄを購入した当初は、冷却による低ノイズ化と常用感度が最大でＫｉｓｓＤＸの４倍もの高感度を組み合わせて、短時間露光で効率的な天体写真撮影が可能なのではないかと期待していました。
しかしその期待は、見事に裏切られてしまいました。左から　[ISO６４００]・[ISO３２００]・[ISO２５００]・[ISO１６００]　・・・共通DATA１８０sec露光 CCD温度０～－２℃
上のノイズ画像は夏季に検証のために撮影した「ダークファイル」ですが、期待に反して０℃以下に冷却しているにもかかわらずＩＳＯ感度に比例してノイズが増加しているのがわかります。
頭を冷やしてよく考えてみると、感度＝電気的増幅度であるわけで、当たり前といえば当たり前。増幅前の元となるノイズは冷却により低減されている筈なので、ISO２５００くらいは許容範囲かもしれません。結局、より高感度で使用する事は冷却による低ノイズ化を打ち消すような気がして、ISO１６００で使用してきました。

４．映像エンジンの比較ｋｉｓｓＤＸ　・・ ＤＧＩＣ　II・・・・・・Ｃｏｏｌｅｄ６０Ｄ　・・ ＤＧＩＣ　４
カメラの頭脳部分に相当するものですが、高機能化に伴い進化していると考えます。それは高感度、低ノイズ化にも貢献していると思いますが、６０Ｄの高画素化に伴う、画素の受光面積縮小などのデメリット（Ｓ／Ｎの低下）もあり、画質としてどれだけ向上したかは私にはわかりません。

５．ノイズの検証比較
天体写真においては暗くかすかな対象を撮影する事が多く、通常の撮影では問題にならない弱いノイズも、Ｓ／Ｎ（信号／ノイズ）比の"Ｓ"（天体からの受光量）が小さいことから重要な問題となります。専用の冷却ＣＣＤカメラや、デジ一眼を冷却改造してまでノイズを低減しようとしています。

（１）．外気温とノイズの検証以下の画像は、ＫｉｓｓＤＸの「ダークファイル」から外気温の違いによるノイズの状態を比較したものです。（注）「ダークファイル」・・・・カメラボデーにキャップをして、外光が入らない状態で撮影した画像。（結果としてノイズだけが記録される。）左から 外気温 ０℃、 １０℃、 ２０℃、 ３０℃ 　　　　 　・・・共通ＤＡＴＡ　露光時間３００sec ISO１６００上段はＲＡＷモードで撮影したダークファイルをベイヤーＲＧＢ変換したもの。（５００％拡大）下段はEOS添付ソフトのCanon DPPのヒストグラムです。
外気温の上昇によってノイズが目立ってくるのがわかりますが、単純に背景がノイズに満たされて明るくなっていく訳ではありません。ヒストグラムのピークは、温度が上がると逆に下がっています。問題は温度上昇とともに裾野が広がっており、背景のザラつきが拡大している事です。（注）上段の各画像に見える青い光点は、欠陥画素によるもので「ホットピクセル」といいます。逆に暗点の場合は「ダークピクセル」といいます。

（２）．露光時間とノイズの検証つぎの画像は、ＫｉｓｓＤＸの「ダークファイル」から露光時間の違いによるノイズの状態を比較したものです。左から 露光時間 １８０秒、 ２４０秒、 ３００秒 　　　　 　・・・共通ＤＡＴＡ　外気温　６℃ ISO１６００
予想通り、露光時間が長くなるにつれてノイズが目立ってきています。この原因が連続使用によるCCD温度の上昇によるものか、その他の原因によるものかですが、以前の記事に掲載したＣｏｏｌｅｄ６０Ｄの冷却"ＯＮ"時のデータでは、左から 露光時間 ６００秒、 ３００秒、 １８０秒、 ６０秒 　　　　 　・・・共通ＤＡＴＡ　CCD冷却温度　０℃ 　ISO１６００冷却"ＯＮ"によりCCD温度を一定にしたら、露光時間が増えてもダークノイズは増加しなかった。
つまりＫｉｓｓＤＸの場合は、露光時間が長くなるとCCD温度が上昇し、ノイズ増加となっているようです。（当然、Ｃｏｏｌｅｄ６０Ｄであっても、冷却"ＯＦＦ"なら同じくノイズが増加すると思います。）

（３）．ＩＳＯ感度とノイズの検証今回の記事の最初にＣｏｏｌｅｄ６０ＤのノイズがISO感度に比例して増加している事が判明しています。これはＫｉｓｓＤＸにおいても同様でしたので省略いたします。

（４）．冷却によるノイズ低減の検証すでにCCD温度の上昇がノイズの増加につながっている事がわかっているため、当然Ｃｏｏｌｅｄ６０Ｄの冷却"ＯＮ"によりノイズが低減されるのは明らかです。以下の画像は以前にもお見せしたことがあるものです。
（冷却ＯＦＦ　＋２６℃）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（冷却ＯＮ　+26.5℃⇒＋０．２℃）　購入当初は約２６℃くらいの冷却能力がありましたが、不具合発生により結露対策を強化してもらった結果、外気温－２０℃くらいになりました。

６．負けるな！　ＫｉｓｓＤＸ
Ｃｏｏｌｅｄ６０Ｄが再起できるかどうかわからない中で、当面ＫｉｓｓＤＸに頼らざるをえません。ＲＡＷ１２ビットのハンデーは、いたし方無いとしても、これから夏場を迎える中でノイズ対策は必須です。そこで起死回生の「ダーク減算」別に目新しい事では無く、以前からやっている事です。
その効果を改めて検証してみます。今回のダークファイルの中で最も高い気温だった３０℃の画像を別の日に作成した２９℃のダークファイルで減算してみました。
共通ＤＡＴＡ　露光時間３００秒　ISO１６００ ダーク減算　なし　・・・・・・・・・・・・・・・・・・ダーク減算　実施後 その効果は歴然です！
（注）検証に使用した「ダークファイル」はランダムノイズを平均化するため、あらかじめ１０枚ほどを加算平均して作成してあります。したがって実際の撮影時のダーク減算では、ランダムノイズが残ってしまいます。このランダムノイズは、減算後の画像を何枚もコンポジットする事によって平均化し、目立たなくする事ができます。
========================================================Ｃｏｏｌｅｄ６０Ｄ使用によって、省略してきたダーク減算でしたが・・・。幸い、ＫｉｓｓＤＸのダークファイルは各温度毎にライブラリー化してあります。問題は露光時間が５分くらいまでものがほとんどで、１０分以上のものは、これから作っていかなければなりません。
雲上（くもがみ）
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ＫｉｓｓＤＸ ｖｓ Ｃｏｏｌｅｄ６０Ｄ

本来ならこの記事の目的は、一年間の小遣い減額を条件に、昨年購入した「Ｃｏｏｌｅｄ６０Ｄ」の優位性を高らかにうたい上げれば良かった筈なのですが・・・
販売元より連絡がありましたので、再び不具合発生となっていたCooled60Dを昨日送付しました。改造元にて状況確認していただき、今後の対応を検討していく事になっております。
そんな訳で、再び冷却デジカメを使う日が来るのかどうかも不明なのですが、この機会にCooled60Dと、再び現役に復帰したkissDX(SEO-SP2)の天体写真における適正を、あらためて比較して見る事にしました。

■　天体写真撮影に関わる要素の比較　■kissＤＸ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・Cooled６０Ｄ画素数・・・・・3888×2592 (約1010万画素)・・・・・・・5184×3456 (約1800万画素)・・・・・・・・RAW諧調・・・・・・・・・・・１２bit・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・１４bit・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・常用ISO感度・・・・・・・100～1600・・・・・・・・・・・・・・・・・・・100～6400・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・映像エンジン・・・・・・・・・DIGIC II・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・DIGIC ４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ＣＣＤ部冷却・・・・・・・・・・・・－・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外気温－２０℃（結露対策後）・・・・・・・・・
１．記録画素数の比較ｋｉｓｓＤＸ・・ 約１０１０万画素（クリック拡大で等倍表示）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・白枠が、わたしのモニタの等倍表示エリア「ガーネットスターとIC.１３９６」　　２０１２．１０．０８　ＮＦＤ３００ｍｍ　ＫｉｓｓＤＸ（ＳＥＯ－ＳＰ２）
Cooled６０Ｄ ・・約１８００万画素（クリック拡大で等倍表示）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・白枠が、わたしのモニタの等倍表示エリア「クリスマスツリー星団周辺」　　２０１３．０２．０９　ＮＦＤ４００ｍｍ　Ｃｏｏｌｅｄ６０Ｄ
画素数が多いという事はより細部まで写しとる事ができる訳で、良いことずくめのようですが・・・天体写真においては、デジ一眼の画素数はすでにオーバースペックでは無いかと思います。その理由としては・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・□　撮影光学系の性能（分解能）が追い付いていない。□　画素数の増加により受光素子の面積が小さくなる。他にもファイルサイズが大きくなり、処理に時間がかかる。などの副産物も出てきます。現にデジ一眼の数分の一の画素数なのに、大変高価な冷却ＣＣＤカメラが高嶺の花として存在しています。
地上風景を含む「星野写真」では恩恵は大きいと考えますが、直接焦点など長焦点での撮影では高画素＝優位とは言えないと思います。

２．ＲＡＷ画像 ｂｉｔ数の比較ｋｉｓｓＤＸ・・ １２　ｂｉｔ（クリックで拡大表示）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・「ベイヤー配列」での１枚画像「触角銀河　周辺」　　２０１３．０４．１３　Ｒ２００ＳＳ＋１．４ｘ（合成ｆ＝１１２０ｍｍ）　ＫｉｓｓＤＸ（ＳＥＯ－ＳＰ２）　　　（下が北）
「ＲＡＷモード」での撮影時には、各画素は受けた光の量を１２ビットで記録する事ができます。（　つまり、０～４０９５　レベルで記録　）触角銀河付近のレベルを見ると・・・・・・・・・・・・・・・○　近くの明るい星・・・・・「４０５８」・・・・・・・・・・○　何もない背景・・・・・・「　５５０」・・○　触角銀河中心部・・・・「　７９８」・・・・○　淡い触角部分・・・・・「　５５７」
淡い触角部分と、何もない背景との明るさの差はわずか「　　７」　レベルしかありません！”触角”部分はもともと非常に淡く、コンポジット後の完成画像でもかすかにしか見えていません。無理に強調処理した画像　（上が北）⇒

Cooled６０Ｄ ・・ １４　ｂｉｔ（クリックで拡大表示）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・「ベイヤー配列」での１枚画像「しし座銀河トリオ」　　２０１３．０４．０４　Ｒ２００ＳＳ＋１．４ｘ（合成ｆ＝１１２０ｍｍ）　Ｃｏｏｌｅｄ６０Ｄ　　　（左が北）
「ＲＡＷモード」での撮影時には、各画素は受けた光の量を１４ビットで記録する事ができます。（　つまり、０～１６３８３　レベルで記録　）Ｍ６６銀河付近のレベルを見ると・・・・・・・・・・・・・・・○　近くの明るい星・・・・・「１５３０５」・・・・・・・・・・○　何もない背景・・・・・・「　３０５０」・・○　Ｍ６６銀河中心部・・・・「１０４３３」・・・・○　銀河周辺部・・・・・「　３３５３」
淡い銀河周辺部分と、何もない背景との明るさの差は約「　３００」 レベルもあります。　”触角”銀河に比べれば明るい銀河という事もあるのですが、２ビット増えた事により記録されるレベル差が４倍に拡張された事が大きいと考えます。ちなみに、ＥＯＳシリーズは、次のＸ２から”１４”ビットに変更となっています。

ＫｉｓｓＤＸにとって、ＲＡＷ諧調が "１２"ビットというのは、大きなハンディと考えます。

次回は　冷却効果も含めてノイズ特性の比較を行う予定です。
========================================================連日更新がとぎれてしまいました。撮影が忙しくてブログ更新ができないというくらい晴れてくれるとうれしいのですが・・・
雲上（くもがみ）
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