北アメリカ ペリカン星雲をアップしました。

 久々のアップです。アップの仕方を忘れるくらいです。作品はあまりぱっとしません。撮影当日、強風で星像が今一なのはもちろんですが、当り前の画像で、これがKY博士の主張だといったものが出せませんでした。そこそこで、こそこそのアップです。
 撮像は、冷やし箱を始めて使いました。気温は6℃で、カメラの周りは-10℃でした。
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画像処理方針変更??

方針変換
 図の左を星雲の写真の元とします。デジカメで得られた元データです。上の明るい部分も下の暗い部分も、青の成分が強い状態です。しかもRBGの強度比もそれほどかわりません。それを画像処理を行うというか、トーンカーブを調整すると、右のような図になってしまいます。右からは、暗い部分にはHαというか赤の成分があるような、しかもそれが強いと錯覚させる図になってしまいます。また明るい方のふちには緑の成分が乗った図が出来てしまいます。輪投げツールを使ったわけではありません。
 これが本当の画像処理でしょうか?天体写真の画像処理が何でもありとすれば、こんなことも出来てしまいます。〔処理により、微妙な星雲の色の違いが表現できました〕なんてコメント付けたくなってしまいます。最近の天文誌のフォトコンでよく見かける傾向です。特に海外のアマチュア天体写真にはこの傾向が顕著です。でもこれは写真情報としては間違っています。少なくともKY博士はそう思っています。今まで、極力誤った色情報が出ないように処理をしてきました。しかしながら、色情報をめちゃめちゃにしたほうが見た目に迫力があり、星雲に立体感が出て来たと錯覚させる写真になることは確かです。モノクロの撮像素子でRGBフィルターで撮った場合など、色のコントロールはさらに自由です。
 世の中がそのほうを好む(流行)なら、そんな画像処理もやっていいかなと、最近思い始めました。どうせ真実はそこにはないのですから。

遠征中止

遠征中止
 熱いですね。午前中はテニスです。天気よければ、午後は五合目に向けて出発なのですが、雷雨予報では出かけられません。ウジウジしないですっきり諦めるにはこれに限ります。氷でぎんぎんに冷やした冷奴に山椒の葉っぱを添えて、限定出荷の砂糖錦の缶チュウハイ・・・これはこれで極楽です。テニスの後半は水も控えたのでよりいっそうおいしく頂きました。

探しものはなんですか?

カウンター
 まだまだ探す気ですか?ということで、カウンターの家探しをしました。やっと見つかりました。緑のはPENTAXのMS-3用、グレーはGOTOの反射の接眼部に対抗して取り付けるもの。なんで2つ出てきたのかは謎です。
 KY博士の赤道儀セットアップはバランスがとれていません。クランプフリーで手を離すとじわっと動いていました。しかし冷やし箱で1.5kg増加したため、運悪くバランスが取れてしまいました。カウンターはシャフトの一番下にあります。これでは東天を撮るときは、カウンター側を重く、西の空のときには望遠鏡側が重くといった調整ができません。
 見つけたカウンターはバランスを崩すために使います。それにしても天気が悪い…天文的はもう梅雨入りですね。

久々の通勤スケッチ

就職戦線異常ありです。
 朝の通勤電車の中でリクルートスーツの女の子が爆睡中です。パンツ丸見えです。黒です。黒だからと言ってそれがパンツだと結論するは間違いですが、今回は、はいてないのではなく黒のそれでしょう。こうなるとブラも黒でしょう←これは類推です。白のブラウス、黒のリクルートスーツ、靴はもちろん黒。カバンも黒。リクルート中ですから髪も黒。それに日焼けしていない白い肌、白黒のコントラストが素晴らしい。きっと今日は内定につながるいい日になると思います←これはKY博士の期待です。就活の彼ら彼女らに責任があるわけではないのですが、就職活動厳しそうです。普通なら、この時期はもう就活は終っているのですが、今年は夏ごろまでリクルート姿が絶えることはないでしょう。サマーリクルートスーツなんてあったかな??ガンバレ就活生。

サンプリング計算の最終回

 5月7日と9日の日記、光学系の解像度、撮像素子の解像度、シーイングを含めたガイド精度の三つの要素で撮影の総合分解能が決まると書きました。
 一番悪いところで決まる。そんなの当たり前だ・・・・そんな当たり前のことを言いたいわけではありません。
 撮像素子のピクセルが9μm、ガイド精度が9μmでは持てる能力の半分しか出ないことを言いたいわけです。同じように光学系の分解能についてもいえます。回折から得られる最小星像が決まりますが、それが5μmの星像だからピクセルも5μmでOKといった論がしばしば目にします。でもそれも間違いです。贅沢を言えば三要素全てが良いのが理想であることは確かですが、それにはそれなりの資金と努力が必要です。ガイド精度をがんばって向上させた時、どの程度報われるかをあらかじめ計算してみようとするのが日記の主旨です。計算してみると、少々がんばっても結果にはそれほど差がないことが分かります。逆に言うとシーイングガ多少悪くてもそれほど解像度には効かないともいえます。ただしうピントズレはダメです。

また荷物が・・・

テント
 日よけのワンタッチテントを買ってしまいました。1980円です。日よけというより、荷物の夜露よけです。荷物が明け方びしょびしょでは乾くまで撤収を待たなくてはいけません。代わりにテントはびしょびしょになるでしょうが、これは帰ってから乾かしましょう。
 テントを開くのはほとんど自動というか、ぱっと開きます。たたむのにコツが要ります。何度か練習してもう大丈夫です。たたみ方の説明書が悪すぎ。あの説明でたためる人がいるのかなぁ???
 こうしてまた荷物が増えました・・・

計算例

1/T=F/1380 +2P + 4apL/l 
の計算例を示します。STー7を使っている方の計算例を示します。その方は、ガイド精度が0.5~2と言うことです。仮にそのガイド精度を±1としましょう。主鏡はF=6です。
右第一項は6/1380=0.0043。PはST-7のメインチップの1ピクセルの大きさで0.009mmですから、第二項は0.018となります。第3項のpはガイド用のサブチップのピクセルで0,0074です。aのガイド精度は、前述のように1にしました。ST-7の場合、主鏡焦点距離もガイド鏡焦点距離も同じですからL/lは1になります(l と1の違いに注意、l は小文字のエルです)。第三項の値は4×0.0074×1×1=0.0296。右辺は0.0043+0.018+0.0296=0.0519。その逆数は19.26で、約20です。この方の撮像システムの解像度は1mmあたり20本となります。白黒の2本で50ミクロンですから、星は半分の25ミクロン。この方の微光星は3×3~4×4ピクセルに広がっていると計算できます。あっているでしょうか?
 比べると0.0296が一番大きいですね。とりあえずの努力はここを小さくするのが効果的です。すなわちガイド精度を上げることです。

 次はKY博士のレデューサー焦点での計算例です。F=4.9 ですから、第1項は0.0036。第2項は前回と変わらず0.028。L=740、l=1120で、ガイド精度は±0.5で、ピクセルは0.009ですから、第3項は0.0119となります。0.0036 +0.028+0.0119 =0.0435です。逆数にすると、22、すなわち白黒パターンをmmあたり22組、星像では20~25μm程度が得られていることになります。このカメラではピクセル3×3といったところでしょうか。実際にもそうなっています。一番多い微光星は一番明るいピクセルの周りをちょっと暗いピクセルが一列囲んだ星像です。右辺の中では0.028が一番大きく、ここを小さくする、すなわちもう少し小さなピクセルのデジカメを使いたくなります。この例では光学系もガイドも余裕があります。


 

どちらに向かおうとしてるのか?

 天体写真を一端始めると、少しでもいい写真をと、許す限りの機材の調整や更新が止まることはありません。
 撮像画像にどれだけ細かなものすなわち情報がが写しこめるかは、このDIARYで何度も書き込みました。1mmあたりに何本の白黒パターンを写しこめるか?これをT本としましょう(白黒ワンセットで1本です)。
 理想的な無収差の光学系の軸上での解像度、これも1mmあたりの白黒本数で示すと、これは光学系のF値に反比例します。波長にもよりますが、1380÷F本になります。半径方向と切線方向で解像度は違いますがここでは軸上としたので同じです。
 撮像素子の解像度は1mmをピクセル大きさPの倍で割った値としましょう。ピクセルの並びに合ったまたは直行する白黒パターンが最も高い解像をしめします。実際は斜めの成分もありますからこの値よりは悪くなります。
 最後の要素はシーイングとガイド精度をあわせたものです。我々はガイド用の撮像素子ピクセルの±0.5とか表現することが多いと思います。コンマ以下の意味は疑問ですが、ここはそれを信用します。ガイド精度を±aとすると、撮像面上での分解は1÷(4apL/l) となります。pはガイドCCDのピクセルサイズ、Lは撮像の焦点距離、lはガイド鏡の焦点距離です。
 総合的な解像度Tは次の式になります。
   1/T=F/1380 +2P + 4apL/l 

 今、自分は写真向上のどこをいじっているのか、それが効果があるのか、この式で分かります。Pとpは単位はμmではなくmmです。効果があるのは小さなFで、小さなPです。第三項のガイド精度の項も注意です。バランスよく向上を目指さないと、一つだけよくしても、他の項が結果を支配してあまり効果がないことが分かります。 例えばガイド鏡が500mmでガイドCCDのピクセルが0.009mm,撮像が1000mmのシステムで、ガイド揺らぎが±0.6あったとします。この項は0.0432で、逆数は23本です。この値では、他をいくら向上させてもほとんど効果はありません。ガイド精度の向上にまず努めるべきです。
 KY博士の現在もっとも長い撮影の焦点距離1344mmで計算してみましょう。ガイド焦点距離は1120mmです。ガイド精度は±0.5(赤経赤緯平均)、ピクセルサイズは0.009mmです。他の項も計算します。Fは9、Pを0.014(カラー素子の場合はピクセルの倍)とするとT=18本mmとなります。微光星に直すと28μm程度ということになります。ピクセルでは4×4程度が最小の星となります。2×2は無理でも3×3までは調整したいと思っています。aを下げる方法はいかに??今のままで、より小さなピクセルのX3を導入してもほとんど効果がないことは明らかです。

これで安心

これで安心
 雨ですね。湿度が70%もありますよ。今日から鏡筒を乾燥剤の中で保管することにしました。カビが生えては大変です。カビが生えたらどうするのでしょうかねぇ・・もう修理できないのですかねぇ。レンズの予備なんてないだろうし。とにかくそう言うことにならないように、慎重に保管します。

必要以上の努力・・・・ウジウジ・・・

 実生活でも天文趣味でも必要以上の努力はしない方針です。天体写真の例では自分のプリンターの能力以上の星像を求めません。私のプリンターのA4Wは3921×4866ドットです。KY博士が現在使用しているデジカメで2コマモザイクは糊代にもよりますが3800×4800程で先のプリンターにマッチします。カラー画像素子の場合、情報の最小は2×2ピクセルで、EOS1DⅢでは実サイズは14μmです。今はガイド鏡焦点距離1120mmを使っています。これに9μmのガイドCCDを組み合わせます。この状態で見かけ上、赤経が±0.6、赤緯は±0.4ピクセルの精度が得られています。コンマ以下のピクセルを議論してもあまり意味があるとも思えず、またサンプリング定理からはもう少しの高精度が望ましいのですが、主鏡の最も長い焦点距離1344mmにおいてプリンターまでさかのぼって、必要にして十分(やや不満)であると思います。
 これ以上のガイド精度を上げるにはどうするか、試行錯誤をしています。今の状態は思考錯誤ですが。前回の遠征でも、色々ガイドパラメーターをいじって見ましたが、そんなものでは解決できないようです。ガイド鏡の焦点距離を伸ばしても、ぼけた星像をガイドするだけだし、逆に縮めても、パソコンのディスプレイ上の見かけはよくっても、撮像面上では逆効果(確認済み)だし・・・悩み中。
 今のカメラに対してなら不必要です。それををやっている理由は、EOSX3の長焦点域への導入です。ハイ画素を活かし、モザイクなしで1344mmあるいは1920mmへの適用です。今のEOS1DⅢでは2モザイクをしないと、プリンターの性能を出し切れません。X3なら1コマでも、まぁいいかと。
 ガイド鏡をもっと明るくすののも非現実的だし、モーターのレスポンスも問題だし、AOの導入は資金的問題が???・・・等々・・・思考実験中です。 

天気予報が当たりました。

 予報は見込みなしでしたが、あくまでも予報は予報と、五合目遠征を強行しましたが、予報的中で敗退。夕方、既にあった靄が薄雲になりついには星が数個しか見えない曇りに。月没時にそんな状態で遭えなく撤収。でも薄雲の中で、普段は出来ない調整が出来たので、まぁよしとしましょう。
 とは言うものの、ここのところの連敗でモチベーションが下がります。
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