ASI533MC初ショットは「上弦前の月」、そのあとに待つ混迷と落胆

カラーCMOSカメラASI533MC Proをポチってから２週間以上も待たされてやっと初ショットの夜が訪れました。その日２７日は上弦前の月が深夜１時過ぎまで沈まないので、徹夜の撮影プランを用意していました。第一部　533MCによる月面静止画モザイク撮影　20:00～21:00第二部　533MCの試写で露光時間とGain設定の検証　22:00～00:00第三部　533MCによる初ショット M５１・M１３を予定　00:00～０3:30
５３３MCで天体を撮影するのはこれが初めてになるので、早い時間から機材を設営。鏡筒は長焦点のVC200L、月の撮影時はエクステンダー1.4ｘを付けて焦点距離2,520㎜に
第一部　月面静止画モザイク撮影で使用したモザイクプランです。月は赤道座標での表示で、モザイクは月の移動方向に合わせて傾いています各モザイクは３２枚づつ RAWモードで撮影、露光時間も変えているので全部で３２０枚ほどになります。シャッター速度は約０．１秒で、ステラショット２で１カット(32枚)は １分少々で済みます。
モザイク結合が完了した画像になります。　↓　上弦前の月（月齢 ７.３）（　元画像の おおよそ３０％に縮小して掲載　）（　地上からの見た目に合わせて 上が北になっています　）撮影ＤＡＴＡ　：　２０２３／ ４／ ２７　２０：３７’～２１：３９’　Vixen ＶＣ２００Ｌ＋ｃａｎｏｎＥＦ１．４ｘ　（合成ｆl＝２，５２０㎜）露出 0.08秒 × ３２枚 × ６モザイク　Ｇａｉｎ１０２　ASI５３３ＭＣ Pro（冷却-10°）　タカハシ ＥＭ－２００ Ｔｅｍｍａ２Ｍ　　ステラショット２（導入・撮影）　ＡｖｉＳｔａｃｋ（コンポジット処理・ウェーブレット処理）画質低下を極力防ぐため、今回は撮影時から RAWモードで撮影
いつもはモザイクを結合したあとにトーンカーブ調整を行うのですが、今回はダイナミックレンジや飽和容量が大きいといわれるﾕﾆﾃｨゲインの１００付近にGain設定したせいか、階調も豊かでそのままの画像で大丈夫でした。他にもセンサーサイズが小さいため 画像ファイルの容量も小さくて、すぐメモリー不足エラーの出るＡｖｉＳｔａｃｋでも画像の分割作業なしで処理ができたのはうれしい想定外でした。（ フルサイズのEOS ６Dで上弦の月ならモザイクなしの１カットで撮影できるのですが、撮影画像を４分割しないと処理ができません。これまでその分割作業に一番時間がかかっていました ）
モザイクの構図の位置に移動するのに時間がかかり月の撮影が予定より遅くなったため、エクステンダーを外してすぐに第二部に突入。そこで待っていたものは、これも想定外の混乱でした。
以下　次号で
= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = =結局徹夜となったのですが、成果があった場合とそうでない場合では疲れの度合いがまるで違います。昨夜 第二部以降で判明した事はいまだ解決の糸口が見えません。そもそもステラショット２のオートガイドが使えないのなら５３３ＭＣ買わなかったのに･･

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ASI 533MC Pro 導入検証（その４）撮ってみんと わからんのだけど ･･

うまくいけば１９日夜に ASI533MC Pro の初ショットを撮れるかと思っていたのですが、当日になるとSCW雲予報では薄雲が周辺にあって、実際の夜空もぱっとしない空。その先の予報をみたところ、２日後の２１日の方が良さそうだったので撮影を延期したのですが その後予報ががらっと変わって 、雲が多めで 初ショットどころか検証用画像も撮れずに現在に至っています。
来るべき初ショットの夜に向けて、５３３MC用の導入 Mapの作成も始めました。いずれもステラショット２での使用を前提にして、写野の中心座標を記してあります上の導入Mapの中の一枚です。　↓

他にも、想定されるＧａｉｎと露光時間のダークファイルは作成済で、フラットファイルはＶＣ２００Ｌ用のものだけ作成済です。 ↓＊添付されてきた購入元作成の かんたんマニュアル には ダークファイルは１００枚作成とありましたが、頑張っても６４枚作るのが精一杯
やはり気になるのが Ｇａｉｎ と 露光時間 がどうなるかです。
裏面照射型ＣＭＯＳセンサーや、冷却およびゼロアンプグロー回路などで より高感度で 且つ きわめて低ノイズ。と 思い込んで購入したのですが、先ほど「天文リフレクションズ」の新着記事で見つけて訪問したブログkuribouさんの　ぐうたら星撮り記 を見て現実に目覚めました。
kuribouさんは後期高齢者になった記念にASI533MCで天体写真を始められたそうですが、（ 　訂正とお詫び　kuribouさんが天体写真を始めたのは古稀からで、後期高齢者になって始められたのはブログでした　）これまでASI533MCで撮られた画像と、その撮影データを多く掲載されていました。それによるとＧａｉｎは かんたんマニュアル で”無難”と書かれていたユニティーゲインの１００の設定で、露光時間は長めの５分で５０枚から１００枚近く撮って総露光時間は１０時間を越えるものも。(注) ユニティーゲイン については前回記事を参照ねがいますこれでは私の想定していた高感度のセンサーとは、ほど遠いものです。
前回記事で EOS６Dと５３３MCのJPEG画像での感度の比較を行っているのですが今 改めて見直してみると、これまでのVC200L鏡筒での常用感度 ISO６４００(by EOS 6D)のイメージに近いのがGain６００(by 533MC)だったことは、案外 的を得た結果なのかもしれません。
メーカーが公表している特性グラフはGain４５０までですが、Gain１００と比較してGain４００でも、飽和容量が約１／６０に。ダイナミックレンジ（グレースケル値で）も１／２０近くまで狭くなりそうです。
これまで使ってきたEOS 6Dより、多くの露光時間が必要と言うのはいただけません。なにか別の方策があるのかどうかを探るためにも検証用の画像撮影が必要です。

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ふしぎと昼間は晴れるので「かたてま野菜」の畑づくりを始めました酸性土壌の中和のため石灰を混ぜ込んだところまで終わりました
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ASI 533MC Pro 導入検証（その３）Gainってなに？ 露光時間は？

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のｱﾅﾛｸﾞ･ﾃﾞｼﾞﾀﾙ･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- ／ ﾃﾞｼﾞﾀﾙ･ｸﾞﾚｰｽｹｰﾙ値 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 (ﾕﾆﾃｨｰｹﾞｲﾝ)」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 ProGain450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ｺﾝﾊﾞｰﾀｰは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ﾋﾞﾄADｺﾝﾊﾞｰﾀｰで得られたレベル値を演算でｘ４倍にして16ﾋﾞ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？
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ASI533MC Pro 導入検証（その２）予期せぬ難題も、また楽し。

初めての冷却CMOSカメラ ASI533MC Proが届いてからわずか数日の検証で一番の関心事であった 冷却 と ステラショット２での制御が 問題なく行われる事がわかりました。
そこで、この新月期に晴れたらすぐ撮影できるようフラット画像の作成から始めようとしたのですが予期せぬ難題が発生しました。
問題が発生したのは、前から使っているビクセン製EOS用ワイドアダプターと今回CMOカメラと同時購入したZWO製のEOS-EFマウントアダプター
この両者は はまるのですが、きつくて５mmくらいしか回せないのです。それでは いつカメラが外れて落下するかわかりません。
普通なら「新しく買ったマウントアダプターに問題がある」と考えるですが、"難題"というのは新しく買ったマウントアダプターには手持ちのＥＦレンズが問題なく装着できるということ。（むろん、前から使っているワイドアダプターも手持ちのＥＯＳカメラすべてに問題なく装着できます）ちょっと頭を抱えてしまったのですが、反面 謎解きの楽しさもわいてきました。
しかし対象方法が思いつかず、苦し紛れに家内からヒントをもらおうと･･「どんな女性ともうまく付き合える男と、どんな男性ともうまく付き合える女がうまく付き合えないとしたら、その原因はなに？」なんて馬鹿なことを聞いちゃったりして。
むろんヒントは得られるはずもなく・・・今回 マウントアダプターを購入した STARBASE TOKYO のHPで”マウントアダプターがゆるくなった時の対処方法”を見つけました。きつければ、その逆をやればよいのではと考えました。そのためには買ったばかりのアダプターを分解しなけらばなりません。中間にあるリングの板バネを延ばしたりして調整するとあるのですが、中間リングに関係なく、接合部リングだけでも回らない事がわかりました。そこでかみ合わせ部分に黒マジックを縫って回してみたところかみ合わせがきつい箇所がありました。
つまり アダプターを個々で使う分には許容範囲内なのですが、両者を直接接続するとなると許容範囲を越えてしまう場合がある、という事です。その部分をヤスリでけずるのですが、個々に問題があるわけではないので両者を試しながら慎重にけずった結果、ロックできるまで回るようになりました。
この予期せぬ難題のせいで半日がつぶれて、フラット画像作成は深夜帯になってしまいました。フラットの作成方法は従来と同じで ＬＥＤ室内照明と、周辺減光が偏らない様 白いプラ板の傾きを調整しながら行います作成したフラット画像の一例です。　↓光度曲線だけ見ると露光過剰で飽和していないか不安になりますが･･ご覧のとおりフラット画像の役割は十分果たせると思います。（最初なので頑張って６４枚コンポジットしています）

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フラット画像の作成は露光時間を短くできるので先行しているのですが、作成に時間のかかるダーク画像は、そもそもＧａｉｎや露光時間はどうあるべきかが　わかってから。ＣＭＯＳにおけるＧａｉｎとはなにか、ＩＳＯとの関連は？実測をしながら検証中です。検証の結果については また報告いたします。
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ASI533MC導入検証（その１） 10年間で進化した冷却制御

初めての冷却CMOSカメラが届いて４日経ちました。下弦の月も過ぎたので すでに新月期に入っているのですが、幸か不幸か当分の間 天候に恵まれません。おかげでじっくり初ショットの日に向けて準備ができます。
冷却のCMOSカメラ（ASI533MC)は今回が初めてですが、冷却のデジ一眼なら１０年前に使っていました。
当時は冷却制御というにはほど遠くて電源コードをさすことで急冷が始まり、止めるにはコードを抜くしかないというもの。何度まで冷却できるかは外気温で決まるため、ダークファイルを山ほど作らなければなりませんでした。最悪なのは、わたしは湿度の高い日本海側だったためか冷却による結露でカメラの電源トラブルが何回も発生して、乾燥空気を送りこむという自衛策を取らざるを得ませんでした。（カメラにアルミテープなどがベタベタ付いているのはそのためです）
昔話が長くなりましたが、そんな訳で今回のCMOSカメラ購入の最大の関心毎は”冷却”による結露トラブルが発生しないのか？及びもはや 高齢の天体写真家にとっては なくてはならないソフトステラショット２で冷却ＣＭＯＳカメラの制御ができるのか？なのです。
やっと本題に入ります。昨日、初ショットに向けた準備も兼ねて ステラショット２でダークファイルの作成までやってみました。趣味部屋で日中に行ったのですが、室温は約１７℃で冷却設定温度はー１０℃としました。
初めて見ることができたステラシヨット２の冷却設定画面です。↓冷却の設定は "－カメラ－"　の　”設定” で できる事がわかりました。昔は「急冷」しかできなかったのですが、他に「徐冷」モードや最初「急冷」で 設定した温度から「徐冷」に切り替えるモードも選べます。
また現在のＣＭＯＳの温度は右下にリアルタイムで表示されることもわかりました。
＊実際に試してみたところ、もっとも結露のおそれが少ない「徐冷」モードは時間がかかるため、途中まで「急冷」で その後「徐冷」に切り替えることで 冷却時間を短縮できるモードとしてあるのだと思います。
実際に各モードで冷却してみて温度がどう変化するか１分間隔でデータを取ってみました。↓
（ A ） のグラフは「徐冷」モードで、ｽﾀｰﾄ時+10.6℃から冷却設定温度-10℃に達するまで約２１分かかっています。（１℃下げるのに約１分かかる計算になります）冷却設定温度に到達した後に、冷却をオフにしたらどうなるかもやってみました。オフにした直後のわずか一分間で１２℃も急激にCMOS温度が上昇しています。カメラ内の空気がまだ冷えた状態なので結露は大丈夫かな？
（ B ） のグラフは、スタート時は「急冷」モードで、ほぼ中間の０℃で「徐冷」に変更したモードで、ｽﾀｰﾄ時+9.4℃から冷却設定温度-10℃に達するまで１３分と短縮されています。更に終了時も冷却オフでは無く、「徐冷」モードで０℃設定で緩やかに上昇させその後冷却オフ で常温に緩やかに戻す方法も検証してみました。
この検証を行った結果、今では精密に冷却温度の制御が可能な事を実感しました。そこで実際に使うダークファイルの作成も行いました。
冷却温度が設定できるなら、年間を通じて同じCMOS設定温度－５℃でダークファイルを作成すれば、ダークファイルが少なくて済む、と簡易マニュアルに書いてありました。確かに冷却可能温度が３５度なので可能なのかも知れませんが、実際の撮影時の気温を調べてみたところ 夏はかなり負荷がかかりそうです。（注）グラフ内の冷却設定温度は当初案で、その後もう少し欲張って冷却することに変更そこで余裕をもって冷却が可能なように、夏季、冬季、そして春･秋季の３シーズンに分ける事にしました。それぞれ設定温度はー５℃ (夏)、ー１５℃ (冬)、ー１０℃(春･秋)としました。これでも従来に比べれば大幅に「ダークファイル」「フラットファイル」の数を減らすことができます。
冷却によるノイズ低減が どのくらいかなども気になりますがそれはまた次回以降に。
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