ウォームホイールの掃除

掃除
 久しぶりにウオームホイールの掃除と調整をやりました。外で使うものですから、長年のうちにはゴミをかんでしまいます。回転させながらピンセットでホイールの溝を掃除していきます。特に赤緯側です。全周使うことはないので、使わないところはどうしても油がゴミ溜めになってしまいます。今回は砂より、猫の毛(多分)がメインでした。MS-55iはカバーがついていますが、わずかな隙間から入ったようです。
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KAF-8300Eに勝てるか?

 ハーフパイプの国母選手残念でした。帰国したら、それ見たことかとたたかれるでしょうが、気にせず、次を狙ってほしいですね。
 ここ何ヶ月か、フォトコン誌上で注目のデバイスはkodakのKAF-8300Eですね。扱いやすいサイズ、値ごろ感ある価格設定で、現在デジカで、今後乗換えを考えている方も多いと思います。8300Eのいいところ、デジカメでそれに対抗する手段を考えてみました。
 8300は小さなピクセルを特徴としています。そのため、他の冷却CCDに比べてダイナミックレンジが広くありません。76dB、1:6300の明暗差の測定が可能です。広いようですが、6300ということは13bitに足りません。よく言われる16bitはとてもありません。もちろんデータとしては16bitとしては出てきます。それはデジカメも同じです。デジカメの場合は14bitですが、データは16bitで出てきます。
 8300の13bitと比べれば14bitデジカメのほうがダイナミックレンジが広い? いやいやそんなことはありません。デジカメの場合のダイナミックレンジは60dB前後、比に直して1:1000ほどです。これを広げることも今のデバイスなら可能でしょうが、絵作りからは、むやみに広げることは得策ではありません。最終的にプリントやディスプレイ鑑賞するためには8bitいわゆる256階調に収めなければなりません。一般写真で先の76dBの広いダイナミックレンジを256階調に押し込んだら、肝心なところはコントラストのない眠い画像になってしまうでしょう。デジカメのbit数は、この1:1000をどう分割したかです。8bitのJPEGも、見かけ16bitのLawも、明るいところも暗いところも見た目同じです。同じ明暗差を8bit分割したか14bit分割したかの違いです。
 それに対して8300Eに限らず、冷却CCDではγ値は1です。bit数が8のとき100個の電子なら、9のときは200個の電子です。こちらは絵作りではなく計測からスタートしていますから、直線性はより重要です。ここにデジカメが勝てるポイントがあります。広いダイナミックレンジであることは、ある部分、たとえば星雲の暗いところに割り当てられるbit数が少ない、すなわちbit飛びがあることでもあります。bit飛びを平均化して、暗いところで高SN比、滑らかな描写を求めるなら、デジカメの倍以上の枚数のL画像が必要かもしれません。フォトコンで見る限り、冷却CCDのほうが、露出時間が長くかかっています。LRGBの4枚を撮らなくてはならないだけではないようです。ディスプレイのγ値は2.2です。 それできれいの見せるために、デジカメの場合には現像の過程で低照度部に多くのbit数が割り当てられますから、なおさらです。
 しかしながら、76dBのダイナミックレンジは我々デジカメにはない強力な武器です。それに対抗するには、ダイナミックレンジを必要としない対象、すなわち76dBが宝の持ち腐れになる対象。すなわち、コントラストのない対象で勝負です。L画像を倍以上の枚数で比較されたら差はないでしょうから、速撮り、機動性もメリットに戦いましょう。それから、デジカメの場合は対象を60dBに押し込まなくてはなりません。適正露出はより重要です。それから前にも書きましたが、空に貴重なbitを割り当てたくありません。暗い空の下に出向き、場所によっては光害カットフィルターも効果的でしょう。
 KY博士は、まだまだデジカメは戦えると確信しています。とくに0℃以下では。

 ハーフパイプの国母選手の腰パンたたかれていますね。KY博士はどうでもいいというか、むしろ擁護派ですね。彼は彼なりにかっこよく見せようとした着こなしの範疇でしょう。残念ながら博士には、かっこよくは見えませんがね。 元々ハープパイプはスピードを競うわけでもなく、かっこよさが全てですからね。あの田舎の高校の制服のようなユニフォームでの精一杯の着こなしのつもりだったのでしょう。彼の失敗は、選手団として乗り込んだことですね。安藤美姫さんのように遅れていけば何も制服を着る必要はなかったのですから。彼は日本を背負ってるつもりもないでしょうね。それでいいのです。国を背負って戦うのはスポーツの本筋じゃないでしょう。それは兵隊さんの仕事です。きっといい結果が出るでしょう。彼の場合、帰国後怒られても屁でもないでしょう。
 それより、ひどいのはサッカーですね。短絡的に監督が悪いとも思いませんが。元々、向いてないのですよ。俺が決めるんだ、どけぇー、味方も邪魔するな・・・では、和を持って尊しとなすの日本人のDNAが許しませんから。ラグビーも同じですよ。ところが今のサッカーは個人の突破力によるところが大きいですから。世界からは完全に取り残されています。南アのW杯は、せいぜい1勝、それが番狂わせ。全敗が順当ですね。野球は団体競技といっても、プレー自体は個人ですからね。二人でバットを振るわけではないし。
 さて本筋の天体写真の書き込みです。先のM42付近の前処理チャートを出しておきます。いつもこの処理をしているわけではありませんが。強烈なコントラスト、アンシャープマスク処理を可能にする、画素ずらし撮影による滑らかなバックの取得と暗部の階調維持がポイントです。いろんなソフトを行ったり来たりです。コンポジット合成は手合わせの2枚づつのトーナメント方式です。これと途は別に、1分露出でほぼ同じプロセスのM42中心部が合成されます。ダークは同夜に撮り、フラットも同夜、望遠鏡レンズの前にすりガラスを入れて、街上空の明るい空に向けて撮ります。気温とかでずれが生じるので、ダーク、フラット共、現地同夜で、ライブラリーとして使いまわしはしません。フラットは周辺減光補正の目的ではありません。ピクセル間のばらつき補正です。ただ、まだ完全にピクセル間補正プロセスをものにしたわけではありません。
 コンポジット合成後はほとんどのP.S.CS4で行います。簡単に糊しろを残してモザイク合成して進めます。ほとんどの処理が終わったところで、上下の正確なモザイク合成を行います。CS4のパノラマ合わせを使わずこれも手合わせです。後はプリンター結果を見ながら微調で完成です。

処理順

1800万画素

 バンクーバーでの戦い、上村愛子さん、川口悠子さんはともに4位で残念でした。彼女らが努力不足だろうという人は皆無でしょう。でもそれが勝負の世界です。またおそらくお二人ともソチオリンピックを目指すでしょうね。これからの4年は今までの4年以上の努力を強いることも確かです。今度は相手との戦いに加え、自分の年齢との戦いも必要になります。
 それに比べれば、天体写真を撮る努力なんて、比較にもなりません。比較することすら失礼ですね。努力ゼロ、楽しんでいるだけですから。 まぁ、年齢と戦いながら撮っているところは同じですがね。
 CanonEOS Kiss X4が1800万画素で新発売です。すごいですね、4.3μm□ピクセルですよ。対応できるレンズがあるのでしょうか?大三元ズームならそこそこ行けるでしょうが、価格的には不釣合いですよね。天体用としては、F値が暗い長焦点向きのほうがぴったしかも。ピクセルに星像を入れようなんて考えず、大きな星像をオーバーサンプリング狙いです。F値が暗いのはX4の高感度でカバーです。 

光害とデジカメ

 デジカメが冷却CCDに比べて光害に弱いといわれます。確かに世田谷の撮影されているKO博士の作品を見てもそう思います。撮像している素子は、前者は今やほとんどCMOS、後者はCCDですが、どちらの同じSi素子です。そこに根本的な差はありません。
 違いがあるとすればγ値です。調整されたディスプレイで本物と同じように見えるには0.45ですが、各社また各機種によって人受けする値に調整されているのでしょう。入門機ほど一見きれいな画像を最初からたたき出す傾向があるようです。いずれにしても1より小さな値です。
 それに対し冷却CCDでは当然γ値は1なのでしょう←多分。1に比べ、0.5では暗部に多くのビットが割り当てられるすなわち、光害がより明るく写ることになります。デジカメの場合のダイナミックレンジは60~70dB程度です。比に直して1000~4000倍です。我々の場合、画面のどこにも完全に黒くつぶれたところはありませんから下は関係ありません。上は、それ以上は白とびしてしまいます。このことは、光害によりバックグラウンドがあがり、そして我々が求める対象のところには、少ないbit数しか割り当てられないことを意味します。それは階調の少ない描写となってしまいます。したがって、本体に十分な階調を割り当てようとすれば、出かけましょう。暗い星空の下に。
 デジカメほど光害に弱くはありませんが、小さなピクセルサイズで、今注目中のKAF-8300を使ったCCDカメラにも同じことが言えます。まぁこれは実物をもっているわけではありませんから、スペックデータからの類推です。このCCDのバケツは25.5K electronです。そして、ダイナミックレンジは76dBとなっています。6300倍です。光害下でこのデバイスを使うと、たとえγが1であっても上がつかえてしまいます。光害にbitを割り当てるのはもったいない。やはり満天の星の下に出かけましょう。
 それに対し、12μm□のKAF-09000は大きなバケツで110 K electronで、84dB(16000倍) のダイナミックレンジを持っています。光害にもbitを割り当てる余裕はより大きくなるでしょう。

追)デジカメのγ値が1でないことは、フラット補正がやや難しくなることでもあります。周辺減光程度は可能ですが、ピクセル間ばらつきに関しては、KY博士はまだ成功していません。

バックグラウンドの荒れ

 よく刑事物TVドラマで、監視カメラで録画した映像をのぞきながら「そこを拡大して」、すると拡大しながらぼけた画像がどんどん鮮明になって人の顔がはっきりしたり、車のナンバープレートが読めたりするシーンがよくあります。ありや、変ですよね。あんなソフトがあれば天体写真なんてみんなハッブル並になってしまいます。また偵察衛星搭載の光学系は貧弱な物で良いことになります。
 まぁ、KY博士は写ってないものはいくら画像処理したところでないものはないとの立場です。天体写真の場合は絶対的な基準である星は点であるということが使えますから、ぼけた星像を点にするアルゴリズムを星雲にもかければそれなりのシャープ処理はかかるでしょう。でもそれが事実かどうかはあやしいということです。なぜなら対象が本当にぼけた様な星雲だったら、シャープになったらおかしいでしょう。
 でも、解像度を下げる、すなわち情報をなくす方向は正しい処理のはずです。その処理で代表的なのがバックグラウンドのノイズを少なくする処理です。あるいは銀河の腕をスムーズにする処理です。これはそこが荒れていたとしても、撮影した光学系ではそこまで細かくは写らないという絶対的な自信?に基づいた処理です。
 前置きが長くなりましたが、結論は1行です。NikonのCapture NX2のノイズリダクションは使えます。

雛人形を飾りました

ひな祭り
 雛人形を飾りました。10年ぶりでしょうか?元々は7段飾りなのですが、はしょって2段です。猫が早速いたずら対象として狙っています。

GOTO-210の光軸調整

光軸
 今、kさんの手によって活躍中のGOTO-210の光軸調整法について述べておきます。この鏡筒は写真鏡です。よく言われているニュートン反射の光軸調整法は眼視においてはうなずけるのですが、写真鏡としては疑問の点が多々あります。眼視の場合はニュートンですから法物面の光軸が多少斜めでもアイピースの中心に入ればOKです。ところが写真鏡の場合は、光軸が中心に入る必要性は高くありません。もちろんそれに越したことはないのですが、それよりも撮像面に垂直に入ることのほうがより重要です。光軸のセンターが画面の中で数mmずれたところで大きな問題にはならないでしょう。コマ収差補正などの補正光学を挿入する場合でも±1mmに収めれば十分な性能を発揮しました。
 撮像面に垂直に精度よく光軸を入れるという作業はかなり厄介です。センタリングアイピースなどアイピースに差し込むタイプが市販されていますが、ほとんど精度が得られませんでした。まぁこれはへたくそなのかもしれませんが。でも、高々2~3センチ差し込んだだけで精度よく垂直に固定できるか疑問でもあります。これが30cm差し込めばいいのでしょうが。
 最後にたどり着いた、光軸調整法が上の図です。He-Neレーザーを使いました。今日なら半導体レーザーの指向性のよいものを選べばよいでしょう。撮像面と平行が保障された位置に平面硝子を置きます。KY博士はねじ込みフィルターで代用しました。フィルターに中央に穴を開けた紙を張っておきます。この作業で光軸のセンターの位置が決まりますが、よっぽどいい加減なことをしなければ、1mm以内の精度でセンターを決められるでしょう。斜鏡の前には厚紙を置いておきます。二つのミラーの反射光を防ぐためです。鏡筒とレーザーの位置を調整します。硝子で反射した光がレーザーの出射口に戻ってくるようにです。完全に調整すると戻り光が出射口に入り位置がわからなくなりますから、近傍でもかまいません。そのための距離が1mです。遠ければ遠いほど精度は上がりますが、床の強度も拾うようになります。1mで2mmの位置に戻り光があったときには1/1000の傾き、角度にして0.06°の精度でレーザー光とガラス板(撮像面)の垂直性が調整されたことになります。当時のKY博士の撮像は43Φの円形でした。0.06°は画面の隅で20μmの浮き沈みになります。まぁ十分な値です。今日のCCDならもう少しゆるくてもかまわないでしょう。
この作業で光軸合わせはほとんど終わりです。ここまで2時間くらいの作業でしょうか。
 鏡筒とレーザーは以後動かしてはいけません。ガラス板と斜鏡の厚紙を取り、斜鏡を調整して主鏡の中心にレーザーがあたるようにします。この時斜鏡の位置が悪いと、斜鏡が45°にならずやぶにらみ状態になりますが、これはけられの問題で、光軸が合わないことではありません。筒の機械的な方向と光軸の方向が一致しないだけです。1°や2°ずれた所で問題外です。斜鏡は平面ですからそれが例え45°でなくても収差を出したりすることはありません。見た目ドローチューブの真ん中に来ていれば十分です。
 主鏡の中心にはあらかじめマークを付けておきます。このマークはレコードプレーヤーがあれば簡単です。主鏡をターンテーブルの上に載せて回転させれば簡単な作業です。kさん、GOTOにはまだマークが残っているでしょうか? この方法では主鏡の機械的なセンターを出すとことは出来ますが、それが本当の法物面のセンターではありません。ここでは偏芯がないと信用するしかないでしょう。GOTO-210の主鏡はほぼ一致(2mmくらいずれてたかな?)していました。法物面や双曲面の厄介なところです。これが球面なら適当というかセンターはありませんから。
 主鏡の中心まで光が来ました。最後は主鏡を調整して、戻り光をレーザー出射口近くまで導いてやればOKです。要は出て行った光がちゃんと同じ位置に戻ってくるようにすることです。
 これで、十分な精度で調整は出来るのですが、移動で車で富士山に運んだときにはがっかりすることも多々あります。最後は現地での星を見ながらの調整です。このとき斜鏡はいじってはいけません。運搬途中に斜鏡が絶対ずれないように工作するのは、主鏡がずれないようにするのに比べ遥かに楽です。ずれないようにすることは可能でも、今度は圧迫の問題がでてきます。主鏡の裏にはコルクやフェルトなどを置くのが通例ですが、まぁこんな方法で移動後の再現性を期待するほうが無理でしょう。こんにゃくの上に鏡を置いたようなものです。斜鏡の位置・角度が信頼できるなら、主鏡の調整は大きな手間ではありません。慣れれば、5分の作業です。kさんの場合は移動ではないので安心です。
 どこにしまったか忘れましたが、押入れを探せば、He-Neは出てくるでしょう。必要なときには連絡ください。

キャリブレーション

 ピクトロプリンターの紙を交換したついでに、ディスプレイとプリンターのキャリブレーションをしました。それぞれをちゃんと測光して、プロファイルを作るタイプの装置を使いました。結果、ウ~ン今までと大して違わない・・・長年、経験と勘でディスプレイとプリンターをあわせ込んできたのと差がない。でもそれを30分作業で長年に匹敵する合わせ込みをするのですから、それなりの価値はあるのでしょう。といっても、光を出すディスプレイと光を反射するだけの紙ですから、まったく同じならないのも今までどおりです。

雪手形 

ラリの手形
 昨夜の雪に猫の手形を付けました。犬は雪は平気でしたが、猫は手を引っ込めます。

雪です

雪
 今夜は雪です。静かな夜です。でも予報ほどには積もらないでしょう。
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KY博士

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