ほしぞloveログ

天体観測始めました。

画像処理で出来上がったファイルの四隅の星像を比べたくなることがあると思います。これまでPhotoshopで手作業で切り取り貼り付けを駆使して作っていたのですが、何度もやるとなるとめんどくさいので、簡単にできるようにpythonとOpenCVを使って作ってみました。

超お手軽プロブラミングなので、内容はソースを見たらすぐにわかると思います。唯一工夫したところはファイル名をGUIで選択するところくらいでしょうか。Macで試しましたが、多分Windows他でも動くと思います。(すみません、チェックもしてません。)


必要な環境

環境を構築するのもいたって簡単です。今回はMacで試したので、Macでやる場合を書きます。WindowsなどでもPythonとOpenCVが動く環境なら走るはずなので、難しくもなんともないと思います。

1. Macの場合、Phython3はHomebrewからインストールするといいでしょう。Homebreはターミナルを立ち上げて、

/usr/bin/ruby -e "$(curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/Homebrew/install/master/install)"

でインストールできます。


2. 次にPython3です。これもコマンド一発で、

brew install python3


3. 最後はOpenCVのインストールです。

pip3 install opencv-python

でインストール完了です。xcodeをインストールしていない場合は、最初にそれも必要かも。うまくいかない場合は、私なんかの説明よりも、適当に検索すればOpenCVが使えるようになるまでの説明はすぐに出てくるので、探してみてください。


ソースコード

さて、python3とOpenCVの環境が整ったら次はプログラミングです。今回はホントにチャカチャカっと書いたコードなので、全然綺麗ではありませんのでご容赦ください。ファイル選択の際文句が出たりもしますが、とりあえず動きます。

エディタなどで以下のコードをテキストファイルにコピぺして、適当なファイル名をつけて、拡張子を.pyにすれば準備完了です。

import cv2
import numpy as np
import tkinter
from tkinter import messagebox as tkMessageBox #python3
from tkinter import filedialog as tkFileDialog #python3


def pathname(fullpath):
    n = fullpath.rfind('/') + 1
    return fullpath[:n]

def select():
    root=tkinter.Tk()
    root.withdraw()
    fTyp = [('JPEG file','*.jpg')]
    iDir = '/Users/ユーザー名/' #自分のユーザー名を入れてください
    filename = tkFileDialog.askopenfilename(filetypes=fTyp,initialdir=iDir,title = "ファイル選択")
    iDir = pathname(filename)
    return filename


filenameselect = select()
img = cv2.imread(filenameselect)


mlen = 250
size = img.shape
roi_UL = img[0:mlen, 0:mlen]
roi_UR = img[0:mlen, size[1]-mlen:size[1]]
roi_LL = img[size[0]-mlen:size[0], 0:mlen]
roi_LR = img[size[0]-mlen:size[0], size[1]-mlen:size[1]]
roi_CC = img[round((size[0]-mlen)/2):round((size[0]+mlen)/2), round((size[1]-mlen)/2):round((size[1]+mlen)/2)]

width = mlen*3
height = mlen*3
imageArray = np.zeros((height, width, 3), np.uint8)
count = np.array([[0,0],[0, mlen*3],[mlen*3, mlen*3],[mlen*3, 0]])
cv2.fillPoly(imageArray, pts=[count], color=(255,255,255))

imageArray[0:mlen, 0:mlen] = roi_UL
imageArray[0:mlen, mlen*2:mlen*3] = roi_UR
imageArray[mlen*2:mlen*3, 0:mlen] = roi_LL
imageArray[mlen*2:mlen*3, mlen*2:mlen*3] = roi_LR
imageArray[mlen:mlen*2, mlen:mlen*2] = roi_CC

savefile = filenameselect.replace('.jpg', '_4cut.jpg')
cv2.imwrite(savefile,imageArray)



実行結果

ターミナル上で上のプログラムがあるフォルダに行き、

python3.py ファイル名.py

とかで実行すると、画像ファイルを選択するダイアログが現れます。ダイアログが前面に出てこないことがあるので、下のDocからPythonというアイコンを選んでみてください。JPEGファイルしか選べませんが、プログラムの中の15行目を*.pngとかすれば多少他のファイル形式も選べます。

切り取りたいファイルを選択すると、同じフォルダの中に

オリジナルファイル名_4cut.jpg

というファイルが出来上がります。

出来上がりは下のようになります。元の画像から四隅250x250ドット分と真ん中を250x250ドット分を切り取って750x750ドットのファイルを作ってくれます。ホントにこれだけです。

test_4cut


ちなみにこれは、タカハシの新フラットナーで撮ったFS-60CBの星像です。カモメ星雲ですが現在画像処理中のものです。ほとんど流れていないことがわかると思います。元々の動機が、新旧フラットナー、レデューサー、エクステンダーでの四隅の星像を比較したくて、いちいちやるのがめんどくさいのでプログラミングに走ったというわけです。

今回のプログラムは色々制限もありますが、簡単なプログラムなので中身もすぐにわかると思います。各自で適当に改良してみてください。

例えば、26行目の250を他の値に変えると切り出してくれる画像の大きさが変わります。
ちょっと頑張れば上下左右も合わせて8方向の切り取りとかもできると思います。

画像処理プログラミングの取っ掛かりとしては、いい練習になるかと思います。




参考ページ

以下のページを参考にしました。
どのページもわかりやすくて、とても役に立ちました。どうもありがとうございました。 

バイアスノイズで少しやり残したことがあるので、試しておきます。


疑問: バイアスフレームをマスターバイアスで補正してみたら?

前回、バイアスフレームを何枚かスタックしてリードノイズを求めてみましたが、枚数のルートで減っていくはずのリードノイズが実際には理論通りに減っていきませんでした。すべてのバイアスフレームに載っている共通のノイズがあると考えられたからです。

それでは、多数のバイアスフレームをスタックして最後に残った共通のバイアスノイズ(PixInsight用語では「マスターバイアス」というそうです)で、各バイアスフレームを補正してから、改めて何枚もスタックしたらどうなるのでしょうか?面白そうなので試してみましょう。


予測

単純に考えるとこんな予想ができます。
  • 前回の測定で、最後まで残った全バアスフレームに共通にあるノイズがさっぴかれるので、理想的に枚数のルートに比例してノイズが少なくなっていく。
  • 最終的にはあるオフセット(一定の輝度という意味)を持った、のっぺりした画像になる。
この予想は、実際に試す前に頭だけで考えたものです。さて本当にそうなるのか、もし違ったとしても実際にどこまで迫れることやら。


測定

さて、実際に試してみましょう。

マスターバイアスは再現性もチェックするために、前回撮影したのとは別に新たに撮影し直しました。枚数ですが、できる限りノイズの少ないものということで、1024枚重ね(て平均し)たものにします。このマスターバイアスで各バイアスフレームを先に補正してから1024枚スタックします。それでもノイズは単に理想的なものを1024枚重ねたものより、(マスターバイアスが足し合わさった分)ルート2倍大きくなるはずです。その分だけ理想的な枚数のルートでノイズが改善されるというのからはずれてくると思います。(と、ここら辺のズレくらいまで実際の測定前に頭の中で考えました。)

また、バイアスフレームも新たに撮影しました。マスターバイアスを作った際の1024枚でもいいのかと思ったのですが、それだと同じものから同じものを引いただけになってしまい、本来残って欲しいノイズもゼロになってしまうかと思ったからです。


結果


今回も1、4、16、64、256、1024枚の比較です。青色の理想的な場合と、緑色のマスターバイアスで補正されたもの赤色のマスターバイアスで補正されていない(前回と同じ)ものを載せています。あと、わかりやすいように縦軸をlogスケールにしました。理想的だとグラフは直線になります。

03_readnoise_vs_gain_02_masterbias


考察

さて、結果を改めて見てみます。マスターバイアスで補正したものは明らかに理想的なラインに近づいています。1024枚の時は同じ程度の(相関のない)ランダムなノイズを2回足し合わせていることになるので、理想的な場合に比べてルート2倍程度大きくなるはずです。無相関なノイズは足しても引いても2乗和のルートになるので、ルート2倍ということです。1.4倍くらいのはずが、実際には1.8倍くらいなので、それでも理論値より少しだけ大きい値になっているようです。256枚のところにも少なからずその影響が出ています。計算上は1.25のルートなので、1.18倍ですが、実際には1.24倍です。さらにマスターバイアスの枚数を増やせば1024枚のところでももっと理想的なラインに近づいてくるでしょう。


少し補足です。まずは1枚重ねで単純にマスターバイアスを引くことを試したのですが、平均値が同じものを差っ引くことになってしまうので、ADU(輝度)が0付近に行ってしまい、その影響で標準偏差も0に近い小さな値になってしまうことがわかりました。そのため次のようにして解決しています。
  1. まずマスターバイアスの平均値の半分の輝度を持ち、標準偏差0の全くのっぺりした画像を、PixInsightのNewImageで作成します。
  2. それをマスターバイアスから引くことで、マスターバイアスの平均値を半分にしました。
  3. そうやって作ったマスターバイアスを、それぞれのバイアスフレームから引きます。
  4. その結果、平均値が輝度0より十分に大きな、マスターバイアスで補正されたバイアスフレームを作り出しました。
IMG_6322


この過程を経て初めて正しそうな結果を得ることができました。


もう一つ、実際に処理した画像を比べてみましょう。左上の奥のがマスターバイアス補正をしていないもの、右下の手前の画像がマスター補正をしたもの。ともに1024枚スタックした時の画像で、輝度は揃えてありますす。

IMG_6328

PCの画面を直接撮影したので、モアレが少し残ってしまっています。見にくいところもあると思うのですが、それでもマスターバイアスで補正をすると残っていた縦線が明らかに消えているのがよくわかると思います。



まとめ

今回わかったことまとめておきます。
  • 全バイアスフレームに載っている共通のコモンノイズが存在する。
  • そのノイズは、多数枚のバイアスフレームをスタックして作ったマスターバイアスを使って、補正することができる。ただし、オフセットごと補正してしまうことに注意。
  • バイアスコモンノイズをさっ引いたバイアスフレームはかなり理想的なランダムノイズに近い。
と言ったところでしょうか。

うーん、今回はかなり予想通りにいったので、結構満足です。予測できなかったところは、マスターバイアスで単純に補正すると平均値が0になってしまい、ばらつきも少なくでしまうことでした。これは通常の画像処理でいう、オフセットをあげて暗い部分を切ることに相当します。

というわけで、画像処理は嘘をつかないということがかなりわかってきました、、、と言いたいところなのですが、すでに少しダークノイズを試していて、こちらはなかなか一筋縄ではいかないみたいです。また余裕ができたらまとめます。


それはそうと、今回新たにバイアスファイルを2000枚ほども撮影してしまいました。すでに合計3000枚、あぷらなーとさんにだんだん迫ってきてしまいました。やばい、これはやばい。まっとうな道を行きたかったのに(笑)。




 

今回はASI294MC Proのバイアスフレームについて色々検証してみました。結構面白い結果が出たのでまとめておきます。


はじめに

昨日の昼間、めずらしくものすごい快晴。これはと思い、早速夜からカモメ星雲を撮影しようと準備をして、やっと撮影を始めたらわずか数枚で雲がもくもく。こんな日はむしゃくしゃするので、諦めてASI294MC Proの評価の続きです。

さて、大きな目的としては、前回の課題の一つダークノイズがどれくらい撮影に影響があるかですが、今回はその前々段階くらいにあたる、リードノイズのいろいろなテストです。実はあぷらなーとさんの解析に触発され、自分でももう少し泥臭い検証をしてみたくなりました。


バイアスフレーム一枚からのリードノイズの算出

あぷらなーとさんが自作ツールでバイアスフレームを解析し、見事メーカーが公表しているリードノイズと値が一致しました。私も前回の記事でSharpCapのSensor Analysis機能を使うことで、メーカー値と同じ値を確認したのですが、もう少し自由に測定できないか試したくなりました。それでも独自ツールを作るのは大変なので、今回はPixInsightの「ImageInspection」の「Statistics」を使いってリードノイズを求めたいと思います。

まず、SharpCapを使い、ASI294MC Proのバイアスフレームを撮影します。条件は
  • モード: RAW16 (16bit)
  • 露光時間: 0.0032ms
  • Gain: 121
  • Brightness(オフセット): 20
  • ホワイトバランス: Red 50, Blue 50
とします。それをPixInsightで読み込み、Statisticsツールを起動し、開いた画像を選択します。

IMG_6308


Statisticsツールでは「14bit [0,16383]」を選び「Normalized」にチェックを入れます。その時のavgDevの値を読みます。この場合、2.1でした。単位はADUなので、eに変換するためにコンバージョンファクターを使います。前回の測定から

IMG_6283

ゲイン121のところ見ると、0.88とあります。先ほどの2.1 [ADU]にこの0.88 [e/ADU]をかけると1.85 [e]となります。SharpCapで測定した値が1.86 [e]なのでほぼ正しい値が出ているようです。

ちなみにコンバージョンファクターがわからない時は、あぷらなーとさんのブログの記事でも紹介されていたように、ユニティーゲイン (UG、eとADUが同じになるゲインのこと、すなわちコンバージョンファクターが1ということ)から求めても同じことです。メーカーによるとUGが117とのことです。ゲイン121の時とは(117-121)/10=-0.4dB違うので、10^(-0.4/20) = 0.95となります。コンバージョンファクターも0.95倍すればいいので0.95 [e/ADU]となります。SharpCapの実測の0.88 [e/ADU]とは少し違いますが、UGをメーカー値としたためこれくらいのズレはあり得るでしょう。UGが正しいとしてリードノイズを求めると、2.1 [ADU] x 0.95 [e/ADU] = 2.00 [e]となりますが、それでもそれほどのズレではないです。


ちょっと脱線します。SharpCapで測定したデータですが、実際に測定しているところは

Gain Value e/ADU Read Noise (e) Full Well (e) Relative Gain Rel. Gain (db) Dynamic Range (Stops)
0 3.99686 7.80246 65484.6 1 0 13.0349
59 2.04740 6.86512 33544.6 1.95217 5.81034 12.2545
61 1.99842 6.83844 32742.1 2.00001 6.02064 12.2252
100 1.28103 6.34598 20988.4 3.12004 9.88322 11.6915
119 1.03257 6.11416 16917.6 3.87080 11.7560 11.4341
121 0.88019 1.85936 14421.0 4.54092 13.1429 12.9211
200 0.35776 1.59308 5861.64 11.1717 20.9624 11.8453
300 0.11418 1.41354 1870.75 35.0044 30.8825 10.3701
400 0.03624 1.35693 593.803 110.280 40.8499 8.77350
500 0.01171 1.32912 191.794 341.432 50.6661 7.17294

だけで、あとは全て計算値です。このことは、例えばFull Wellの値とRelative Gainをかけてみると、全てのゲインで65484.6(上の表は小さな桁を丸めてあるので少しずれます。)と同じ値になり、さらにこれにゲイン0の時のe/ADUの値3.996863906をかけるとぴったりと14bitで整数値の16384になることなどでわかります。Full Wellは本来サチルくらいの光量をカメラに入れて測定から求めるべきなのですが、SharpCapは14bitの最大値をサチった値と仮定して簡易的に求めていることもわかります。ZWOのメーカー値もどうやら同じように測定されているみたいなので、これはこれでありなのかもしれません。


さて、本題に戻ります。一例としてゲイン120の場合で計算してみましたが、他のゲインはどうでしょうか?他のゲインの値も、実際に撮影した画像からPixInsightを使ってリードノイズの値を求めてみたので、グラフにしてみます。赤がSharpCapのSensor Analysis機能で測定した線青がPixInsightを使って一枚一枚マニュアルで求めた線です。

03_readnoise_vs_gain1


グラフを見ても、SharpCapとマニュアル測定の差はほとんど誤差の範囲だとわかります。

というわけで、PixInsightを使うことで、リードノイズの値を画像からいつでも求めることができるという手法を手に入れたということになります。



バイアス画像を多数枚スタックするとどうなるか?

とりあえず、簡単にリードノイズを測定することができるようになったので、色々やってみたいと思います。

まずは、これらバイアスフレームを多数枚スタックするとどうなるのでしょうか?

スタックするとばらつきが平均化されるので、もしバイアスフレームに存在するノイズが完全にランダムなら、理想的には枚数のルートに比例してノイズが小さくなっていくはずです。

2、4、16、256、1024枚と、枚数を増やして、上と同様にPixInsightで実測したリードノイズの値を求めてみました。その結果をグラフに示します。理想の場合(青線)と、実際にスタックした場合(赤線)での比較になります。スタックはPixInsightのIntegration機能を使いました。蛇足になりますが、Macbook Proでスタックした場合4144x2822の16bitのfits画像1024枚でスタック時間は7分くらいでした。これくらいなら待つことができます。



03_readnoise_vs_gain2


グラフを見るとわかりますが、理想的なノイズの減り方に比べて、実測の方が明らかにノイズの減り具合が悪いです。これはなぜなのでしょうか?


実際のスタックしたバイアス画像を見比べてみる

この謎を解決するために、実際にスタックした画像を見比べてみましょう。まずはこちら、

IMG_6310


左上の奥の画像から1、4、16枚、最後の右下手前の画像が256枚重ねたものです。輝度は1枚ときの画像に全て合わせているので、直接見比べることができます。ぱっと見てわかるのは、枚数が多くなると明らかにノイズが滑らかになっていることでしょうか。これを見る限りは理想的にはどんどんノイズ(ばらつき具合)は少なくなっていってもいいはずです。


では次に、同じ画像で輝度を256枚重ねた画像に合わせてみましょう。

IMG_6312


前は綺麗に見えていた256枚画像も、実は完全にランダムなノイズではないことがわかります。縦線みたいなものが残っています。逆に1枚の時には横線が目立っています。これは横線に関してはランダムに近いノイズで、枚数を重ねることで滑らかになっていくのですが、それでも全枚数に共通に存在する縦縞のノイズが残ってしまい、それがグラフでの理想値との差を生むと推測されます。実際に1枚重ねだけの画像を何枚も見比べてみると、横線がてんでバラバラに入っていることがわかります。

ここからわかることは、
  • 多数のバイアスフレームを使うのは、バイアスフレームのランダムに存在するノイズを減少させるため。
  • バイアスフレームでライトフレームを補正するのは、スタックしたバイアスでさえも残った、バイアスフレーム全てが持つ共通のノイズを除くため。
ということが言えるのではと思います。

まとめ


はあ、ババーッとまとめてさすがに疲れたので、今日はこれくらいにします。まだまだ面白いことはあるのですが、さすがに書くスピードの方が追いつきません。さて、今日のまとめです。
  • 単体のバイアスフレームから、リードノイズを見積もることができる。
  • SharpCapも全部のゲインで全部の測定をしているわけでなく、一部を測定して、あとは計算で出している。
  • バイアスフレームをスタックすると、ノイズは減っていくくが、無限に小さくなるわけではない。
  • バイアスフレーム全てに共通するノイズが存在し、それらはバイアス補正でライトフレームから差っ引くことができる。
といったところでしょうか。

ちなみに、あぷらなーとさんはバイアス解析だけ1万枚も撮影するというような、言わずと知れた変な人です。私はたかだか千枚ほどしか撮影していないので、あぷらなーとさんに比べて10分の1くらいしか変でないということがわかってもらえると思います。






近頃、KYOEIさんにおいてZWO社のASI294MC Proを手に入れました。これまでもASI294MCを使ってきていましたが、今回はこの冷却タイプにあたります。私にとっては初の冷却カメラの使用になります。

でもずっと天気が悪くていまだにファーストライトが実現できていないので、その分時間は余っています。せっかくなので、冷却タイプの性能評価を、ノーマルタイプと比較してみたいと思います。

IMG_6171


 
評価方法

さて、同じようなカメラが2台あるので、興味があるのはその性能の比較です。ノーマルタイプについては以前も性能評価をしています。SharpCapを利用することで、センサーの性能を簡単に実測することができます。測定できる項目は
  • コンバージョンファクター
  • リード(読みだし)ノイズ
  • フルウェル(飽和容量)
  • 実効ゲイン
などです。

SharpCapのSensor Analysis測定は3段階に分かれています。
  1. 最初はGain 0でe/ADU(コンバージョンファクター)を測定。
  2. 次が蓋をしての、ダーク、最短露光時間状態での、リードアウトノイズの測定。
  3. 最後に、再び蓋を外してゲインを変えての実ゲインの測定です。

詳しい説明はリンク先を参照するとして、興味があるのはセンサーが同じで、冷却した時にどこにどれくらい違いがでるのかを実際に確かめてみたいと思います。


 

測定時の注意点

測定は久しぶりだったので多少戸惑いました。今回気になった、測定するときの注意点です
  • 最初はRAW8に設定されていることが多いです。RAW16モードで測定すること。
  • 光源はiPadを使ったのですが、明るすぎるのと、フリッカーのような瞬きがあるので、紙を何重にかして光を通しています。
  • 光の量の調整が結構シビアです。暗いよりは明るいほうが測定の失敗が少ないです。測定開始時の最初の自動露光時間調整で、適度な露光時間に落ち着いたときの値が20msとかより短くなると、測定を開始することができますが、光量がまだ少なくて失敗する確率が増えます。露光時間が2msから5msくらいまでの間になるようにすると成功率が上がります。
IMG_6280
  • うまくいかない場合の典型なケースでも、最初のe/ADU(コンバージョンファクター)の測定と、ダークの測定まではすんなりいくはずです。
  • 次の「ゲインを変えての測定」がうまくいかないことがあるかもしれません。ここで失敗すると最初からすべてやり直しです。そのほとんどが光量が少なすぎて、露光時間が長くなりすぎるケースです。一つは、ものすごく光量が少ないとゲイン0の時に10秒以上の露光になって止まってしまうこと。たとえもう少し光量があっても、多分これはSharpCapのバグだと思うのですが、露光時間が1.5sとか1.7sくらいの時に、測定完了の判定がうまくできなくて、露光時間を長くしたり短くしたりを繰り返すことで、タイムアウトで終わってしまうことです。回避方法としては、光量を増やして、すべての測定の露光時間を1s以下に抑えることです。
  • できる限りホワイトバランスが取れている光を入れたほうがいいのかと思います。測定時の写真が以下のように紫に寄ったような光になりますが、センサーで見るとバランスが取れていたりします。
IMG_6273
  • 今回はiPadのColor Screenというソフトを使い、センサー側で見たホワイトバランスをある程度合わせてから測定しました。でもホワイトバランスがある程度ずれていてもうまく測定してくれるようで、何度か測定してもあまり結果は変わりませんでした。あまり気にしなくてもいいのかもしれません。
  • 結構重要なのが、SharpCapの一番下のPreviewingとかdroppedとか出ているところです。接続状態が悪いとdroppedの値が増えていきます。droppedが0でなかったらおかしいと思って、ケーブルをさしなおす、ケーブルを変えるなどしてください。0でなくても測定はできますが、すごく時間がかかります。通常の測定は全部終了するまでに5分もかかることはありません。dropしていると10分以上かかったりしてしまいます。


ASI294MC ノーマルタイプ

まずは測定がうまくできているかを検証するために、以前と同じASI294MCのノーマルタイプで測定しました。この時のセンサーの温度は冬の暖かい部屋の中での測定ということで、37度程度でした。センサーが動いている場合は外気温よりは高くなるので、特に問題ない温度だと思います。

IMG_6224


測定結果ですが、約一年前に測ったものと比べても、誤差の範囲内で特に変化はなく、経年劣化なども確認されなかったと言えます。相当ハードに、約1年間使い込んでもほとんど性能劣化が見られないというのは特筆すべきことだと思います。

ただ、読みとっている横軸のゲインの設定値がだいぶん違っています。これはSharpCapの方の選択の問題なのですが、以前は低ゲインを細かくとっていたり、最大ゲインの570をとっていたりしましたが、それらがなくなりました。その代わりに59と61をとるとか、119と121をとるとか、性能が大きく変わるところをあらかじめ知っていて、測定しているみたいです。今回の場合もゲインが119と121で特に読み出しノイズの値が大きく変わっていて、メーカーが出しているグラフの結果をよく再現しています。

ちなみに、RAW8で測定した結果は以下のようになり、8bitのダイナミックレンジで制限されてしまうことがよくわかります。SharpCapのマニュアルにはできるだけ大きなビット数で測定しましょうと書いてあるので、16ビットで測っておくのがいいのでしょう。

IMG_6207


ASI294MC Pro 冷却タイプ


IMG_6235
箱の中身。オフアキとかのことも考えて、各種厚みのリングが入っています。
CD-ROMの中に日本語のマニュアルが入っています。わかりやすいです。 

次にASI293MC Proですが、まずはUSB接続のみで、外部電源(12V/3Aと表示されています)も繋げずに常温で比べてみます。ただ、同じ部屋の中で測定してもなぜかセンサーの温度がそこまで上がりません。しばらく待って温度をならして、しかも測定をしながらでも25度程度でした。これは冷却コントロールをしなくても外気温をうまく取り入れる機構ができているのかもしれません。

IMG_6283

測定結果は、ASI294MCのノーマルタイプとほぼ同じです。正確に言うと、ノーマルが37度、Proが25度と温度が低いにもかかわらず、Proのほうが少し結果が悪いのですが、これは個体差の範囲内でしょう。


実際に冷却しての測定

さて、ここからの冷却過程は初めての経験になります。12V, 3A以上出せる外部電源を用意します。今回はいつも使っているACも出すことのできる40000mAhのリチウムイオンバッテリーの12V出力端子を使いました。SharpCapのThermal Controlsのところをオンにします。ターゲット温度を下げていくと、使用電力が上がり、センサー温度が下がっていく様子がわかります。何度が試しましたが、一番下がった時で-20度に設定して、-15.8度まで行きました。ものの5分もたたないくらいにターゲット温度まで行くので、ずいぶん簡単です。最低到達温度は外気温に結構依存しそうです。

測定時は-15度がターゲットで、到達温度が-11.7度でした。その状態での結果です。

IMG_6271


一見常温の時と変わりないように見えますが、リードノイズは明らかに下がっています。温度を変えて測定したのでグラフを示しておきます。

all

上のグラフだとかなり重なっていてわかりにくいので、Gain = 500のところだけを別のグラフにしてみました。

G500


これを見ると、温度とともにリードノイズが増えていることがわかります。理屈の上では回路系の抵抗の熱雑音が多少貢献していると考えられるので、温度が下がることによってリードノイズも下がることが期待されます。測定でもリードノイズが温度によって下がることは確かめられましたが、その一方、結果だけ見ると大した効果でなく、せいぜい40℃温度が上がると1割増えるとか、たかだかそれくらいということもよくわかると思います。


ダークノイズとリードノイズの関係


ここで今一度リードノイズとダークノイズの関係を確認しておきます。カメラに蓋をしてセンサーに光が入らないような暗い状態で測定した場合、測定されるノイズはダークノイズσdark [e-/sec] と読み出しノイズσread [e-]が合わさったノイズが出てきて、実際に測定されるノイズをσとすると、

σ=σ2darkt+σ2read

という関係式で書くことができます。ダークノイズとはセンサーに光が入っていない時にも暗電流が流れることにより存在してしまうノイズで、時間 t のルートに比例して増大していくノイズです。

SharpCapの場合は、測定時間 を設定できる最短の時間0.032msとして、上式の前項を無視できる形にして読み出しノイズσreadを直接測定しているようです。ただ測定過程をじっとみていると、測定中に"Brightness"を変化させてバイアス(ヒストグラムで見ると、ピークの中心値のこと)を何度か変えてテスト測定をし、最後は"Brightness"を20に固定して最終的な読み出しノイズを測っているようでした。この過程の理由がよくわからないのですが、ばらつきの結果出てくる負の値を防ぐためのように思われます。

ちなみに読み出しノイズは、画像処理で行われるバイアスノイズと同義と言ってしまってもいいのかと思います(これちょっと自信がありません)。


ダークノイズの温度依存性

読み出しノイズは温度の依存性はあまりないことは上の実測でわかりましたが、ダークノイズは盛大に温度に依存します。簡単にですが、その結果だけ示しておきます。

測定時の条件は
  • モード: RAW16 (16bit)
  • 露光時間: 30s 、バイアスノイズの時だけ0.0032ms
  • Gain: 120
  • Brightness(オフセット): 20
  • ホワイトバランス: Red 50, Blue 50
  • 画像はfitsファイルをPixInsightで開き、DebayerはせずにそのままJPEGに変換
です。Gainが120の理由ですが、ここでノイズが小さくなるからです。

まず露光時間を最短にしたリード(バイアス)ノイズに相当するもの。ただし測定時の温度は17.6℃です。
dark_10_frames_17.6C_2019-01-27T02_11_10


次に、露光時間を撮影時を想定して30秒とした場合でリードノイズとダークノイズが合わさった場合で、温度が低温時の-16.2℃の場合です。明るさは上のバイアスノイズと比較できるように同じ値でストレッチしました。
dark_10_frames_-14.1C_2019-01-26T20_42_42

右上にアンプノイズが見えます。左側に明るいカブリが見えますが、これは漏れ光とかではないと思うので、何か余分なノイズが出ているようです。

最後に同じく露光時間30秒で、常温時の温度が25℃です。
dark_10_frames_16.2C_2019-01-27T02_06_54

低温時と比べて背景も相当明るくなります。さらに拡大してみるとわかるのですが、輝点がはるかに大量に発生しています。


まとめ

疲れたので、今日はとりあえずここら辺までとします。今回わかったことは、
  • ASI294MCは一年ほど使い込んでも経年劣化のようなものは見られない。
  • ASI294MCとASI294MC Proにおいては常温時では性能に差が見られない。
  • Proの方がクーラーを使わなくてもセンサー温度が低い状態を保つことができる。
  • 読み出しノイズは、温度の増加で大きくなるが、大した影響ではなく、40℃温度が上がって1割程度の増加である。
  • 一方、ダークノイズは温度増加で、背景、輝点ともに盛大に増える。
などです。温度によるダークノイズの差は見えましたが、これが実際の撮影にどれくらい効くのか、次回以降、気合が残っていればもう少し定量的に評価してみたいと思います。

今回の記事は結構一般的なことだけ書きましたが、まだまだ他にもまとめきれていないことがたくさんあります。例えば、
  • リードノイズとBrightnessによるバイアス設定の関係
  • バイアスはゲインを合わせなくてはいけないのか?
  • Gain120の振る舞いがあまりに面白くて、これだけでひとつ記事が書けそう
とかです。特にGain120はちょっと変っぽいです。なんか、サチらないピクセルが存在するためにノイズが少なく見えているだけのような印象です。

いやあ、CMOSカメラも奥が深いです。温度というパラメータが一つ増えたのでちょっと溢れ気味ですが、焦らずゆっくり進めていきたいと思います。




年が明けてもうだいぶん立っていますが、相変わらずやりたいことだらけです。でも時間も天気も全然思い通りになりません。なので今年の目標を書くだけ書いておこうかと思います。長期目標も入っているので、まあできる範囲ということで。


機材関連
  1. FS-60Qにカメラを付けたままでしまえるケース
  2. MEAD 25cmシュミカセ用フードをヒーターに改造
  3. Vixen Portaの経緯台の評価と安定化
  4. α7sの入手
  5. 焦点距離100mmくらいの、いいカメラレンズを手に入れる
  6. FS-60Qより長焦点の撮影鏡筒を手に入れる
  7. 双眼鏡の性能がわかるようになる
1のケースは今年初めに実家の名古屋のホームセンターで大きなものを見つけました。スポンジを入れて今はこんな風になっています。エクステンダーをつけてもカメラを外さずに入れることができます。とにかく、組み立ての時間を短縮したいので、できるだけ分解せずに出し入れできるケースにしました。何度か使ってみてもう少しスポンジの位置を調整します。

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2は国際光器で購入したフードがあるのですが、冬場にはヒーターが必須なことがわかりました。ヒータ付きのものはサイズが限られたり高価だったりするので、自分で改造するつもりです。実はもうニクロム線とかも買ってあるので、近いうちに改造です。

3ですが、VixenのPortaを小海の星フェスで手に入れて、自宅で一度月や星を見てみたのですが、思ったより揺れてしまいます。なんでこんなに揺れるのか、対策はできないかなど、時間ができたら試してみたいです。

IMG_5577


4は長期計画の一つで、予算ができたら手に入れておきたいと思っています。α7sとSharpCapでライブスタックができる可能性が何通りか見えてきているので、予算の都合がつけば早めに試したいところです。また、30秒縛りの星景写真でも威力を発揮しそうなので、できれば夏までには手に入れたいのですが、予算が...。

5ですが、FS-60CB+レデューサーで焦点距離255mmです。もう少し広角で撮りたい時のレンズが今のところありません。撮影に耐えるようなレンズを手に入れておきたいですが、3が先か、4が先か?

6はさらに長期での計画です。600mmを超えた長焦点の撮影鏡筒の可能性を探っているところで、今のシュミカセの延長になるのか、屈折にするのか?まだまだのんびりと結論を出すつもりです。

7ですが、このまえ安価な双眼鏡を購入しました。でもまだまだ双眼鏡を見る目を全然持っていません。そのうちレポートしますが、私にとって双眼鏡という分野はまだまだ長期計画の部類でしょうか。あ、できればもうこれ以上沼に落ちたくはないとは思っています。一応。


撮影

撮影関連の目標は結構具体的です。機材関連のことも一部入っています。
  1. FS-60CBでのレデューサとマルチフラットナーを使った継続的な撮影
  2. AZ-GTiの赤道儀モードでのガイド撮影
  3. C8での太陽Hα撮影
  4. シュミカセのコマ収差の補正
  5. シュミカセを使ったラッキーイメージ法での遠方銀河の撮影
  6. 冷却CMOSカメラに慣れる
  7. モノクロでの天体撮影
  8. モノクロ冷却カメラの入手と撮影
1はQBPの入手とともに、すでに始めています。ちょっとづつですが結果も出てきているので、継続して続けていきたいです。

2は昨年やり残したことで、ガイド付きではまだ撮影に入ったていません。すでに短時間の数ショットでは試しているのですが、長時間撮影までまだ及んでいません。近いうちに試そうと思っています。

3は昨年のリベンジです。危険でなく、口径を生かせる安価な方法を考えています。これは早いうちに試したいです。

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昨年C8で太陽の熱で割れたフィルター。もっと安全な方法を探ります。


4から6くらいまではセットで考えていて、最近冷却カメラを手に入れたので、夏頃までになんとかものにしたいです。

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7と8はまだ長期計画で、来年以降になるかもしれません。


画像処理
  1. FS-60CB用+レデューサーの四隅の処理法
  2. FS-60CB用+マルチフラットナーの四隅の処理法
新しく手に入れたレデューサーとマルチフラットナーですが、レデューサーで撮影した画像をみるとぱっと見は不満はないですが、強拡大すると四隅は完全な星像にはなっていません。画像処理でどこまで綺麗になるのか、もう少し試してみたいです。


電視観望
  1. 季節ごとの電視観望に適した天体リストの作成
  2. 電視メシエマラソン
昨年はASI294MCを手に入れたおかげで、電視観望のクオリティーが大幅に上がりました。これはセンサー面積によるところが大きいです。また、後半に手に入れたAZ-GTiが電視観望に向いているので、こちらも機材のコンパクト化に大きく貢献してくれました。

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AZ-GTiで電視観望用のセットアップがかなりコンパクトになりました。

2ですが、昔電視メシエマラソンの練習だけしました。月と天気を選んでまるまる一晩やってみたいです。ライブ配信とかできたらいいのですが、自宅から離れるとネット環境が厳しいのでなかなか難しそうです。


考察など
  1. シュミカセの補正レンズの設計と簡単な試験
  2. FS-60CBの光学設計を理解、フラットナー、レデューサーでの星像の再現
  3. CMOSカメラのゲインの最適値の議論
ラッキーイメージに関連して、もう少しきちんとシュミカセの理解と補正法を、光学設計の観点から確認しておきたいと思っています。あわよくば、FS-60CBで旧フラットナーとか今回購入したフラットナーとレデューサーのスポットダイアグラムの再現ができたらと思っています。

3はあぷらなーとさんのブログで質問されたのですが、なかなかパッと答えるのは難しくて、もう一度きちんと今考えることができるものを考慮して、一から追ってみたいと思っています。


その他
  1. 機材リストのアップデート
  2. 古い機材の整理整頓
星を始めてから2年半で手に入れた、ほぼ全ての機材のリストをエクセルで作っています。それぞれの値段も記載しててあるのですが、合計を取るのが怖い怖い。でも最近書き込むのをサボっているので、レシートとにらめっこでリストのアップデートが必要です。

ついでに今の機材で稼働率が良くないものを見直して、活用できる手を考えたいと思っています。


まとめ

まあ、こうやってみるとやっぱりやりたいことだらけですね。どこまでできることやら。でもどれも楽しみながらできそうで、あくまで仕事ではなく趣味の範囲なので、あせらず、やりたい時に気の向くままにやろうと思っています。

QBPを使った宅撮りシリーズ、今回はオリオン座の三つ星付近です。FS-60CBにレデューサーをつけて広範囲を狙い、燃える木、馬頭星雲、M42と、派手やかなエリアです。

連休最終日で次の日仕事でしたが、せっかくの晴れ。今週またずっと雨か雪みたいなので、ちょっと無理して撮影しました。無理してと言っても、最近自宅で撮影することが多いので、セットアップもルーチン化してきていて結構楽です。

今回も最初に結果を出しておきます。

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左の三つ星が印象的です。


機材セットアップ

先日購入したレデューサーを早速使ってみました。
  • 鏡筒: タカハシ FS-60CB (口径60mm, 焦点距離355mm) + 0.72倍レデューサーで255mm
  • 赤道儀: Celestron CGEM II
  • センサー: Canon EOS 6D(HKIR改造)、ISO800、露光時間5分x18枚 + HDR合成のためISO800、3秒 x 20枚を追加、計1時間31分
  • ガイド: ASI178MC + 50mm Cマウントレンズ、PHD2 + BackyardEOSでガイド+ディザー撮影
  • フィルターサイトロン Quad BP フィルター(クアッド バンドパス フィルター、 以下QBP)
  • 撮影場所: 富山県富山市下大久保
  • 日時: 2019年1月14日、22時31分から
  • 月齢: 8.5(上弦)
一つ大変だったことが、レデューサーをつけると最初全くピントが合わなかったことです。私が持っているのはFS-60Qなのですが、シリアル番号にDEMOと書いてある試作機のようなので、もしかしたらFS-60CB状態にしてもピントがでないのではと一瞬疑ってしまいました。

結局原因は下の写真の手前に写っている、2cmくらいの幅の延長アダプターです。FS-60Qを手に入れた当初、上下でガイドカメラとか赤道儀の固定を楽にしたいので、K-ASTECの鏡筒バンドを取り付けて、以来ずっとそのまま使っていました。鏡筒バンドの内径がちょうど先の延長アダプターの外径でぴったり止まります。それ以降外したこともなく、すでに一体化していたこのアダプターの存在を完全に忘れていて、そのままレデューサーをつけると、鏡筒の長さが長くなりすぎることがピントがでない原因でした。

IMG_6192


でも単純にこの延長アダプターを外すだけかというとそうでもなくて、撮影には必須のカメラ回転アダプターをつけると、そのネジが鏡筒バンドに当たってしまい、簡単にカメラを回転できないのです。接地面積を下げてしまいますが、鏡筒バンドを固定する位置を少しずらして、さらに一回一回鏡筒バンドのネジを緩めることで、やっと回転させることが可能になりました。

それでもこれまでみたいにあまり気楽に回転できないことは大きな痛手です。最初に0度か90度かに固定してそのままその日は使うとかになるかと思います。


初レデューサー撮影

今回の主役はFS-60CB専用のレデューサーでしょう。範囲が相当広くなるためどこを写そうかずいぶん悩みました。最初、赤以外のものも写してみたくて、画角がピッタリ合いそうな魔女の横顔を写そうとしたのですが、一枚写してやはりほとんど出ないことがわかったので、諦めてまともに写りそうで、見栄えのいいオリオン座の三つ星エリアにしました。

一枚試しに写してびっくりしたのが、ずいぶん明るくなることです。F値が4.25と低くなるので当たり前といえば当たり前なのですが、そのためにISOを800まで落としました。ちょうど上弦の月で半月だったのですが、QBPのおかげでそれにも負けずに十分出てきます。


画像処理

前回のモンキー星雲の時と同じPixInsightが中心です。今回大きく変えたところが、ArcsinhStretchを使わなかったところです。ArcsinhStretchは彩度を落とさずにストレッチできる便利なツールですが、どうもこのArcsinhStretchが赤飛びを引き起こしていたみたいです。ScreenTransferFunctionとHistgram Transformationであえてオーソドックス?な方法で彩度を特に出さずにストレッチしました。PixInsightの時点ではとにかく赤飛びを出さずにPhotoshopに渡して、Photoshop上で彩度を含めて仕上げをしています。結果は最初に示した通りになります。

はっきり言って自宅でとったと思えば、私くらいのレベルではもう十分満足です。ぱっと見は全然気にならないレベルですが、やはりスターベースで教えてもらった通りレデューサーの影響なのでしょう、四隅を拡大してみると点像にはならないようです。ここら辺がどこまで修正できるかが次の課題でしょうか。


今回のまとめ

レデューサーでやっと広角で撮影できるようになりました。強拡大して四隅とかの粗探しさえなければ十分満足です。半月でさえもここまで撮れるのはQBPのおかげでしょう。QBPはかなりいいです。だんだんテスト撮影というよりは、量産期に入ってきたような感じです。

分子雲もなんとか出るようですが、もっと淡いものはどこまで出るのでしょうか?自宅で撮影可能なのでしょうか?ここら辺も試してみたいところです。
 


1月9日、ここ最近の北陸の冬本当にめずらしく晴れ渡っていて、透明度も高そうだったので、新月期ということもあり平日ですが撮影を試みました。でも次の日は東京行きで始発に近い新幹線で移動です。あまり無理はできないので、撮影開始後できるだけ放っておけるようにセットアップしました。

最初に結果を示しておきます。ベテラン勢から見たらまだまだかもしれませんが、私としては自宅からこれだけ写るなら結構満足です。

light_BINNING_1_integration_DBE_PCC_AS_PS5





目的

今回の目的は、撮影はもちろんですが、月が出ていない時のQBPの効果を知ることです。

満月の日の撮影では、露光時間が約4倍に伸びました。月明かりが太陽光の反射で白色光と仮定した場合に、QBPの波長領域から考えた光量変化からの露光時間の伸びの予測4倍と、よく一致しました。

今回は新月期で、月の光がない場合にQBPで街明かりがどれくら除去できるかを見たいというのが目的の一つです。


ターゲット天体

ターゲットはいろいろ迷って、今のFS-60Qの焦点距離600mmとフルサイズの6Dの画角で撮りやすいものを考えました。計画の段階ではクラゲ星雲だったのですが、これをなぜか間違えてパックマン星雲を導入して明るい北西の方向を指してしまい、あれ?あんな方向だったかなと思い、さらになぜかクラゲに行く前にすぐ隣のモンキーを見たら気に入ってしまい、モンキーに決定。モンキーとクラゲをいっぺんに入れることも考えましたが、画角がギリギリなのでこの日はモンキー一本に決めました。フラットナーを購入したので、モンキーとクラゲの同時撮影はまたいつか試したいと思います。

でもなんでこんなことを書くかというと、最近はplate solvingがひたすら快適で、位置決めがものすごく簡単にしかも精度よく、再現性もありで進められるので、途中で迷っても全く問題ないからです。最初のラフな導入から、EOS6Dでの自動撮影、plate solvingでの解析と座標決定、ずれの赤道儀の位置へのフィードバック、再撮影と解析まで、全部リモートでできます。最近のASiairが羨ましくてまたplate solving始めたのですが、あまりに便利なので、そのうちにまとめ記事にでもしようかと思っています。


機材セットアップ

最近は自宅セットアップはほぼ固定です。でも先日のスターベースでフラットナーとレデューサーを購入したので、これからはちょくちょく入れ替えての撮影になると思います。
  • 鏡筒: タカハシ FS-60Q (口径60mm, 焦点距離600mm)
  • 赤道儀: Celestron CGEM II
  • センサー: Canon EOS 6D(HKIR改造)、ISO3200、露光時間5分x25枚、計2時間5分
  • ガイド: ASI178MC + 50mm Cマウントレンズ、PHD2 + BackyardEOSでガイド+ディザー撮影
  • フィルターサイトロン Quad BP フィルター(クアッド バンドパス フィルター、 以下QBP)
  • 撮影場所: 富山県富山市下大久保
  • 日時: 2019年1月9日、21時半頃から
  • 月齢: 3.4


撮影

さて実際の撮影です。その日の家族との夕食を振り切って三日月の地球照の撮影をしたのは前回書いたのですが、家族が食べ終わった後に戻って、一人寂しく夕食をとり、その後赤道儀を設置して撮影開始です。

外でのセットアップは、SharpCapでの極軸と、BackYardEOSでのピント合わせ、CGEM IIでワンスターアラインメントでの初期アラインメントだけです。あとは外でやることはないため一旦自宅に入ります。撮影もStick PCを用いてRemote Desktopで繋げているため、自動導入とPlate Solvingでの座標決定まで含めて、自宅でヌクヌクしながらなので非常に快適です。

実際の撮影ですが、露光時間を決めるためにいつも撮影しているくらいの設定として、ISO3200で露光時間3分で一枚撮ってみたのですが、まだまだ全然暗いです。とりあえず5分露光で写してみてびっくりしました。下がその撮って出しJPEG画像でなんの加工もしていないものです。すでにこんなにコントラストがあります。

LIGHT_6D_300s_3200_+3cc_20190109-22h27m23s267ms

背景の明るさをみると、まだ露光時間を伸ばせそうですが、5分でも私のこれまでの撮影の中では最長の部類に入るので、成功率を上げるために今回は5分で行くことに決めました。

ちなみにQBPフィルター無しの場合は、今回撮影することができませんでした。理由はフラット画像をその日のうちに撮る時間がなくて、フィルターを外してしまうとフラットが合わなくなる恐れがあったからです。その代わりに1年ちょっと前に撮った馬頭星雲が、同じ鏡筒、同じカメラ、同じ場所で、この日も月はなく透明度が良かったと覚えているので比較してみます。露光時間だけは違っていてこの時は3分で明るくなってまって、これ以上時間を伸ばそうとは思えなかったです。こちらも撮って出しJPGでなんの加工もしていません。

HORSE_LIGHT_6D_180s_3200_+10cc_20171128-01h26m49s143ms

見ての通りフィルター無しでははるかに明るくて、Photoshopで両方の背景を測光してみると、馬頭星雲の方が今回のモンキー星雲に比べて、ほぼ2倍明るくなっています。露光時間が5分と3分で、明るさが2倍なので、2 x 5/3 ~ 3倍となります。言い換えると、QBPのおかげで光害は3分の1程度に抑えられ、露光時間でいうと3倍時間をかけることができるということです。

実はもう少し改善されるのかと思っていましたが、この値は光源の種類や、光害のひどさに強く依存します。3倍くらいしか変わらなかったということは、逆にいうとそれほどひどい光害地ではないということが言えるのではないかと思います。

撮影ですが、次の日のこともあるので、23時くらいから仮眠をとりました。午前2時頃起きて片付けたのですが、後で見てみると0時過ぎで赤道儀が端まで行ってしまっていたみたいで、30枚中5枚が失敗でした。それ以前の25枚は星像を見てもほぼすべて点像で、全部成功。赤道儀がきちんと動いていた時だけ考えたら100%の成功率です!


画像処理

問題は画像処理でした。明るい恒星が赤でサチッてしまいます。赤だけ考えたらすでに露光時間が長すぎるか、ISOを落とす必要があるかもしれません。一方、青と緑は全然余裕があるので、例えばIRフィルターを入れて恒星の赤のサチりを抑えるとか、HDRように短時間露光の画像を撮っておくことなどを考えた方がいいのかもしれません。

実は関東に行っている間に、Light画像と以前撮ったBias画像だけで一旦処理したのですが、やはり周辺減光の影響が見られたので、自宅に帰宅して時間に余裕があった今日、PCの画面を元にフラット画像を撮影して再度処理をすることにしました。リニア処理は基本的にはPixInsightです。Ditherしているので、Dark補正はしていません。Integration後、DBEでカブリを取り、PCCで色合わせをしました。フラット画像は別で撮っているので、空からくるカブリはどうしても残ってしまいますが、私はPixInsightのDBE (DynamicBackgroundExtraction)で困らないレベルになります。ストレッチはAS (ArcsinhStretch)である程度出してから、Photoshopに引き渡しました。

問題はPhotoshopに引き渡す時点で、すでにいくつかの恒星が赤飛びしてしまっていることでした。いろいろ考えたのですが、Photoshop上でRedとGreenの差の絶対値を取り、星マスクを作ることで赤飛びしている星だけをうまく引き出すことができました。色バランスがずれてしまっていやなのですが、今回は仕方ないので、このマスクを使って赤飛びしたところを抑えました。こうして仕上げたものが、最初の画像になります。


QBPフィルターについて

今回は月が出ていなければ、QBPがあると自宅の庭の場合3倍ちょっとの露光時間を稼ぐことができることがわかりました。赤飛びなどの画像処理は多少苦労しますが、個人的には庭撮りでこのクオリティーなら、もう相当満足です。

新月期の休日前には遠くに足を延ばすかもしれませんが、月が出ていたり、新月期でも平日ならもう庭撮りで数を出した方が全然満足度が高いです。QBPフィルターがなければ、とてもではないですがこのような感想にはならなかったと思います。

自宅取りの見通しが出てきたので、もう少し真面目に撮影に取り組む気になってきました。先日フラットナーとレデューサーを手に入れたのも、このQBPの影響が大きいです。


東京に出かける前に、北陸では珍しくたまたまその日だけ晴れているとのことなので、無理して撮影しました。

帰宅したらちょうど三日月がすごく綺麗で、西の空に沈みそうだったので急いで撮影しました。家族の「なんでご飯一緒に食べないの!」という声を振り切っての撮影です。

ちょっと時間が経ってしまいましたが、処理してみました。さすがに低空なので、地球照での月の模様はあまり綺麗に出ませんでした。少しピンボケかもしれません。

tiff_lapl5_ap414_R_PS
富山県富山市下大久保 2019/1/9 19時9分 月齢3.36日
FS-60CB + ASI178MC + AZ-GTi(経緯台モード)
露光時間8秒 x 10枚をSharpCapで撮影
PixInsightでdebayer, AS3でスタックRegistax, Photoshopで加工

この後、モンキー星雲を撮影しましたが、まだ処理中です。できあがったらまた記事にします。

Tips

SharpCapで撮影したfitsファイルを、PixInsightでDebayerしたあと、出来上がった.xisfファイルをAutoStakkert3に読み込ませることができるように、まとめてファイルフォーマットを変換する方法を探していたら、PixInsight上で「SCRIPT」->「Batch Processing」->「BatchFormatConversion」で任意のファイルフォーマットに一気に変更できることがわかりました。また一つPixInsightの機能を学ぶことができました。

 

今回、関東方面に用事があったので、少し天文ショップを回ってみました。

SKYBIRD

SKYBIRDへはJR中央線の西国分寺からが便利です。地図で見ると西国分寺駅からもJR武蔵野線の北府中駅からも同じような距離にあります。いずれも駅から府中街道沿いに1km程度歩く必要がありますが、散歩にちょうどいいくらいの距離で、15分くらいで到着します。行きは軽い下り坂になっていて、思ったより大した距離ではありませんでした。店の前には1台分とのことですが、駐車スペースもあるので車での来店も可能のようです。 

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これまでも関東の天文ショップは何度も訪れているのですが、ここは今回初めて訪問するショップになります。といっても、SKYBIRDさんは星まつりに毎回出展されているショップで、星まつりでは格安機材で何度もお世話になっているので、S店長さんの顔はよく知っています。店に入った瞬間に店長さんにも気づいてもらえました。原村、胎内、福島、小海と主要星まつりは毎回出展されているというので、もう10回くらい顔を合わせていることになります。とっても気さくな方で、今回も色々お話しさせていただきました。

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SKYBIRDですが、この場所で店を構えてもう25年くらいになるとのことです。私の大学時代の先輩で、たまにこのブログにもコメントをくれるHBさんご用達のショップで、固定客が多いのもこの店の特徴のようです。こういったショップが近くにあると心強いかと思います。

ショップの中は所狭しと新旧の機材が並べられています。中でも目を引いたのは下の写真のMEADEの180mmの屈折望遠鏡と、GOTOの210mmの反射望遠鏡でした。赤道儀も合わせるとかなり大型の部類で、重そうなのですが、観望会の時にはよく持ち出しているそうです。ここは三鷹にある国立天文台にも近くて、年に一度の一般公開の日にはSKYBIARDさんもブースを出して、これらの大型望遠鏡を持って行くそうです。下の写真の奥の方にちらっと写っていますが、MEADEのカイザーも置いてあります。でもこれらの望遠鏡には値段がついていなくて、聞いたら店長さんが好きで集めているものらしいです。

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MEADEの180mmと、店長さんが写っている写真の真ん中から少し左側にある長いGOTOの望遠鏡はテレビ東京のドラマ、天文メーカーの社長が殺されたとかいうやつですが、あのドラマに使われたそうです。あいにく富山では見ることができなかったのですが、Vixenの社長室が撮影に使われたとかで、数少ない天文ドラマでできれば見たかったです。

今回機材を買うことはなかったのですが、昔のあまり見たことない書籍が結構あったので、その中で2冊だけ買いました。天文ガイド編集部編の「天体望遠鏡の作り方」と、別冊星ナビの「望遠鏡カタログ2008-2009」です。前者は写真を多用した制作のコツのような本で、鏡の磨き方から、鏡筒の筒の部分の作り方、電気工作にまで渡っています。最終章はドームの作り方で、いつか参考になりそうです。後者は、VixenのポルタA80Mfが出た時の話とか、MEADE、Celestron、さらにVixenまで交えて自動導入の記事がまとまっています。自動導入が充実してきたような時期なのでしょうか。時間のある時に隅から隅まで読んでみたいです。

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店長さんが最近本が売れないと言っていましたが、私は今だに本は好きです。ネットは確かに細かいことなど調べれば出てきますが、まとまった資料だとか、信頼性という意味では書籍はまだまだ価値があるかと思います。あ、店長さんは「無理して買い物しなくていいですよ」とのこと。「また星まつりでいいもの探してください」だそうです。

結局、小一時間で店を出て、まだ時間があったので次の店へ。


秋葉原へ: ヨドバシカメラ、キタムラ、スターベース

秋葉原まで移動してスターベースへ向かいます。

とその前に、ヨドバシカメラが13, 18, 20%のポイント還元セールをやっているというので、双眼鏡を見に行きました。Kenkoの60周年記念の60台限定のフラッグシップモデルがセールの対象になっていてかなり安くなっていると、誰かのTwitterのつぶやきで出ていたからです。双眼鏡売り場に行くと実際にまだ残っていて、見比べることができました。でも実は私、双眼鏡の良さがまだよくわかっていないので、いい機会なので店舗にある安いのから10万円くらいまでのものも見比べてみました。確かに値段に比例して収差が小さくなっていったり、周辺もボケたりしないのはわかりますが、本当に値段に比例しているかというと、どうもそうでもないみたいにも見えてしまい、正直まだそこまで価値と価格が比例していません。もっとも、10万円を超えるような高級機はショーケースの中に入っていてセール対象外なので、こういった機種とその場で見比べるとさらに違いがあるのかもしれません。

さらに寄り道で、カメラのキタムラに寄りました。ジャンクレンズは食指が動かず。α7Sが安くなってきているので、いつか欲しいなと思いながらまだ手が出ず。結局買ったのはレンズ袋だけでした。NIKONのレンズの袋がいろんなサイズでカゴに入っていて、一つ300円だったので、各種買ってきました。5つありますが径と長さが全部違います。

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さて、やっとスターベスです。ここでは今回少しばかり投資をしました。FS-60CB用のフラットナーとレデューサーです。

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フラットナーは昨年秋くらいに発売開始された新しいもので、小海の星と空のフェスティバルでのスターベースの講演でも比較画像を見せてもらったのですが、今回その時の講演者のS君に実際に店舗でも比較画像を見せてもらいました。旧フラットナーは持っているのですが、旧型に比べて新型のフラットナーは、実際相当よくなっています。それでもS君によるとやはりほんの少し収差は残るようですが、ここら辺を正直に見せてくれたのは非常に好意的で、LightRoomの「レンズ補正」の「色収差の除去」でかなり改善されるなど、その対策も教えてくれたのでとても助かります。

一方レデューサーは新フラットナーよりももう少し星像が崩れるようです。レデューサー内側の迷光の影響が出るのと、少しコマ収差のようなものがあるかもしれないと言っていました。S君が自分で先週実際に撮ってきた画像で解説してくれました。フルサイズの長辺の真ん中と端のちょうど中間点くらいをライブビューで見て合わせると、周辺まで含めて一番よくなるとのことです。ただし、ライブビューで見たもの、撮って出しで見たもの、炙り出してみたもので、それぞれ像が異なるので難しいと言っていました。また、これらはLightRoomのフレア除去で取れるとのこと。ここら辺はまだ理解できていないので、これは自分でも試してみる必要がありそうです。

欠点ばかり書きましたが、これは相当に改善された上での残りの極微小な星像の歪みのことを言っているだけで、多分私では気にならないくらいのレベルの話だと思います。

実はフラットナーとレデューサの購入を決意したのはQuad Band Pass(QBP)フィルターの影響が大きくて、自宅でも気楽に撮影が楽しめそうで、その際の画角をもう少し柔軟に調整したかったというところから来ています。まだ画像処理が済んでいないので記事にしていないのですが、先日自宅の庭で新月期にQBPを使いモンキー星雲を撮影しました。下の写真は何の加工もしていない5分露光のjpg撮って出しの一枚画像です。撮影途中に見た時びっくりしました。フィルターを入れるだけでこれだけ出てくると、自宅撮影でもっと気軽に色々と撮ってみたくなります。

LIGHT_6D_300s_3200_+3cc_20190109-22h27m23s267ms


そこで、違う焦点距離の鏡筒を新たに揃えるよりも、今でも綺麗に撮れているFS-60Qに、FS-60CBでフラットナーとレデューサーをつければ、新たに性能のいい別の焦点距離の鏡筒を、コストパフォーマンス良く2本追加で手に入れたのと同じことになると考えたからです。これで600mm F10, 370mm F6.2, 255mm F4.2と焦点距離が3種類選べ、さらにフルサイズの6D、フォーサーズのASI294などと合わせて、かなりの範囲の画角を柔軟に調整することができます。

あと珍しかったのが、ロスマンディー規格の長さ400mmのアリガタです。300mmまではよく見るのですが、400mmはあまり見たことがないのと、長さの割に格安で出ていたので、これも買ってしまいました。手持ちのMEADEのLX200-25に使おうと思っています。今はVixen規格のアリガタで固定しているのですが、少し心もとなくて幅広のロスマンディー規格のものが欲しいとずっと思っていたので、ちょうど良かったです。

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ちなみに、写真に写っている左のレンズは一枚 50円で売られていたもので、凹凸の組み合わせで3セット。最近レンズ設計が面白いので、遊びで色消しレンズとか試せそうです。


帰りがけに秋葉原で肉汁ラーメンを食べてきました。ラーメンに乗っかる豚肉の量が選べるのですが、一番小さなものから2つ目を選んでも200g。十分すぎる量でした。

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先日の名古屋名城公園での電視観望の際、最初新しいiPhone XRのSynScan Proで操作していたのですが、どうもWi-Fi接続が時間にして分くらいのオーダーですぐに切れてしまいます。接続し直すと再度操作できるようになるのですが、ちょっと手間なのとアラインメントが保たれるか不安だったので、その時は仕方なくPCの方のSynScan ProでWi-Fi接続してことなきを得ました。PCからの接続は安定していて、際接続が必要なことはなかったのですが、SharpCapと併用していたのでいちいちソフトを切り替えるのが面倒だったくらいです。

この件ちょっと気になっていたので、色々調べてみました。


問題点の確認

まず検証できる手持ちの機材ですが、
機種SynScan Pro Ver.SynScan Ver.
iPhone XR1.13.01.12.0
iPhone 51.9.01.9.0
iPad mini 31.9.01.9.0

の3機種で、それぞれに上記のようなバージョンのSynScanとSyncScan Proが入れてあります。iPhone XRに入れてあるバージョンのみが他と比べて新しいです。

この状態で3機種を比べました。
  • まず、iPhone XRのみ不安定です。iPhone 5とiPad mini 3においては以下の現象は発生しません。
  • 現象としては、一旦接続をして操作ができる状態になった状態で、右スイッチで一旦画面を暗くしたり、自動ロックで画面が暗くなってしまうと、そこで接続が切れてしまうようです。再度アプリに戻って矢印を押したり、「設定」->「Diagnostic」->「Response Time」と調べてもわかるのですが、接続が確立されていません。
  • その後、上部の「AZ-GTi(経緯台)」とか書いてあるところをクリックし、一旦切断してから、
  • 再度接続をやり直すとまた接続が確立し、操作できるようになります。
  • この状況は、SynScan、SyncScan Proともに同じです。
  • また、アクセスポイントモードでつながっていても、ステーションモードでつながっていてもともに同様に起きるため、AZ-GTiのハードの方の問題というよりは、SynScanとSyncScan Proと考えられます。
SynScanとSyncScan Proのバージョンが関係しているかどうかはこの時点では不明です。でもこの間バージョンアップするまではiPhone XR普通に安定に動いていたと思うので、バージョンアップによって引き起こされた可能性も高いです。SyncScan Proのバージョンを落とそうと努力したのですが、最近は普通の方法だと難しそうなので結局あきらめました。

他の方の状況

ネットを調べてみても、あまりこのような状況をあらわに書いてある記事が見当たりません。数少ない記事の中、あっかさんという方のブログにそれらしきことが書いてありました。よく似た現象なので、再接続をしていないからかと思ったのですが、のちの記事にアライメント方法で解決したと書いてあるので、もしかしたら勘違いかもしれません。(追記: その後、あっかさんのブログのここ半年の記事を全部読んだら、そのものの記事がこことか、ここにありました。)

ほかにも、TAKさんという方のページにSkySfariとの接続の記事があって、その中に「現行のiOSはバックグランドの処理で...」とか書いてあるので、もしかしたらiOSのアップデートも関係するのではと考え、とりあえず最新のiOSにしました。結果はまったく改善せず。同様の記事で、iPadだとバックグランド処理も問題ないとどこかに書いてあったので、やはりiPhone XRが問題なのか?


アップデート実験 

問題を切り分けるために、今ある古いバージョンのものをアップデートしてもいいのですが、それによって今使えているものが不安定になるのも嫌です。なので一番使用頻度の低いiPhone 5のSynScanのみ最新版の1.13.0にアップデートしてみました。

すると、最新バージョンのSynScanではiPhone 5でも同様に接続が切断されることがわかりました。同じiPhone 5でも、アップデートしなかったProの方は画面を一旦画面ロックしても安定に接続し続けています。

結局最新バージョンのSynScanアプリの問題ということで確定
です。もし、今のバージョンで接続が安定して保っているなら、この問題が解決するまでは今しばらくSynScanとSyncScan Proのアップデートは控えておいたほうが賢明かと思います

IMG_6139
こんな風に右上にクルクルマークが出たら、もうダメです。
再接続しか手がありません。


  • 同様に困ってる方いらっしゃいますでしょうか? 情報を共有したいです。コメントに書き込んでいただけるとありがたいです。
  • Sky-Watcherさんには早急に対策をしていただきたいです。


その他Tips

この検証の過程でいくつか発見したことがありました。メモがわりに載せておきます。
  • AZ-GTiのWi-Fiはいくつも同時に接続できるようです。例えば3機種同時に接続してもきちんと反応します。それぞれで操作してバッティングしないか、例えばアラインメント情報がどうなるかとかはまだ不明です。
  • ネットワークの情報は本体の方に保存されているようです。例えば一旦アクセスポイントモードステーションモードを両立させてしまえば、その後AZ-GTiの電源を切ってもその情報は保存され、再度立ち上げた時に同様のWi-Fiが使えればステーションモードで勝手につながります。
  • SynScan、SynScan Proの「設定」->「ユーザーインターフェース」にある「Keep screen on」をオンにておくと、SynScan、SynScan Proが立ち上がってる最中は画面の自動ロックがかからなくなるので接続は保たれます。それでも自分でロックして画面を暗くしてしまうと接続が外れるので注意です。あと、付けっ放しになるので電池の持ちにも注意ですね。


後日談

ここから2019/1/14に追記です。

バージョンが1.14.1になって画面ロックでの接続断は解決されたようです。自分でも確かめました。皆さんの情報のおかげです。販売店に伝える時も何人もの人が同じ状況だと説明できたので、説得力が増しました。どうもありがとうございました。
販売店に伝えたのが1月8日で、その時点でもメーカー側も把握していなかったとのことで、それからわずか10日ほどでの解決となります。メーカーの方の素早い対応にも感謝です。 

明けましておめでとうございます。2019年は忙しそうなのですが、それでもできる限り趣味としての星も楽しみたいと思っています。今年もよろしくお願いいたします。

さて年末年始ですが、実家の名古屋に家族と一緒に帰っていました。天気は良かったのですが、さすがの光害地でのまじめな撮影は結構大変そうです。そんな中、1月2日の夕方17時半くらいから、名城公園という、その名の通り名古屋城が見える公園で電視観望を試してみました。


明るすぎる場所

名城公園といってもかなり広いのですが、ちょっと前にスターバックスとか、イタリアンレストラン、コンビニを含むおしゃれな一角ができて、昨年の年始もスーパームーンの時にここでみていました。2階に上がるテラスみたいなところもあるので、今年はこの2階部分にあがって機材を出してみました。

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名古屋城がきれいに見えています。

地下鉄の駅から近く、休日には道路沿いに車を駐車することもできるので、機材を運ぶのも簡単です。食事やコンビニで買い物もできるし、近くにトイレもあるしで、とても便利な場所で、雰囲気もいいので人が集まって観望会をするならかなりいい場所になると思うのですが...

ただし、光害という観点からいうと、相当酷いところになります。名古屋の方はよく知っていると思いますが、名城公園は名古屋最大の繁華街の栄からほど近く、とにかく明るいです。公園内も安全のためか街灯がいたるところにあり、またスターバックスとレストランの明かりも煌々としています。でも今回はそんな光害のある街中で電視観望がどこまでできるかを見極めたいというのが目的です。

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奥の階段の上に機材を出しました。


機材など

鏡筒: タカハシ FS-60CB (口径60mm, 焦点距離355mm) + 旧フラットナー
経緯台:AZ-GTi
センサー: ZWO ASI294MC
フィルター: サイトロン Quad BP フィルター(クアッド バンドパス フィルター、 以下QBP)
日時: 2019年1月2日、18時頃から
場所: 名古屋市名城公園
月齢: 26.1


名古屋での天文仲間

実はその日の午後くらいに、Twitterに名古屋で観望会やりますと投稿しておいたら、やくもふさんが機材を持って参加しますとの反応がありました。機材を出し終えた18時すぎくらいでしょうか、やくもふさんが到着、さらに同僚のKさんもしばらくして到着、楽しい観望会となりました。

やくもふさんもつい最近AZ-GTiを購入したとかで、それにVixenのED70SSとx0.5のレデューサにASI385MCをのせての電視観望です。今回、フィルターはIDAS LPS-P2を使っているそうです。やくもふさんは一年前の帰省の時に名古屋の天文ショップスコーピオでお会いした方で、このブログもよく見てくれている方です。話を聞くと、地元のN大の天文部出身で、就職してからはしばらく天文から遠ざかっていて、2年ほど前に復帰されたとか。最初はアイピースでの観望だけに抑えようとしていたとのことですが、アイピースだけだと飽きてしまうのと、物欲には抗えなくて機材がどんどん増えているようです。まあ、マニアはどこも似たような状況ですね。N大天文部つながりで、結構共通の知り合いの方もいました。中でも私の高校の同じクラスで、高校当時から天文部だったSN女史は、大学時代やくもふさんの2年上くらいの先輩にあたり、大学天文部では車で連れまわされていたそうです。SNさん当時は天文雑誌によく載っていたようなのですが、もう天文やっていないのでしょうか?と、こんな話で大盛り上がりでした。

一方、やくもふさんに誘われてきたというKさんは天文というよりはカメラが好きなようで、ずっとお城や我々の観望風景を撮影してくれていました。なんでも版画をやっている芸術家のような方で、私の周りにはあまりいないタイプの方なので面白かったです。最近やくもふさんにちょくちょく誘われ星を見ておおはしゃぎしているとのことですが、天文機材はハマりそうなので買わないと言っていました。でもいつまでその決心が続くことやら。今度会った時はすごい機材を見せてくれそうな気もします。

IMG_6100
今日のゲストのやくもふさんとKさんです。
ASI385MCでもM42が綺麗に見えます。


光害地での電視観望


Fさんが到着した頃に最初に入れた天頂付近のM31アンドロメダ銀河です。Quad Band Passフィルーターが入っていると思い込んでいたのですが、そういえば年末に取り外していたことを後から気づきました。なので、なんのフィルターも入っていない状態です。流石にこの光害では相当あぶり出す必要があるため、階調が厳しいですが、それでも暗黒帯も少しですが見えています。

IMG_6097


続いて、M42オリオン大星雲です。これもQBPフィルターなしです。

IMG_6103


ちなみにどれくらいの光害地かというと、街灯があるとオリオン座の3つ星が全然見えなくて、街灯を手で隠してやっと三つ星が見えるくらいなので、まあ酷いところと言えるでしょう。こんな中でこれくらい見えるのだから、まあ十分ではないでしょうか。

ここで、QBPフィルルターが入っていないことに気づいて、フィルターを取り付けました。それが下の写真になります。

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赤がよく見えるようになるのはいいのですが、四隅のカブリがなぜか出てしまうのと、下半分にさらに明るい被りが出てしまいます。少なくとも四隅の被りはQBPが原因かと思います。QBPはちょっと癖があるみたいなので、露光時間とゲインを固定してしまって、リアルタイムのフラット補正をしてしまった方がいいのかもしれません。

本当はもっといろんなパラメーターも試したかったのですが、昼間の晴れから一変、意外に夕方から雲が多くて、これらの電視観望も雲の合間に短時間であぶりだしたものが多いです。時間的にも7、8割は雲のために観望というよりは喋っていた気がします。

ちょうどこの頃に家族がきて、実家の母もM42をリアルタイムで観ていきました。星雲は初めて観たというので驚いていました。というよりも、星雲というものがあること自体初めて知ったようです。家族はそのままイタリアンレストランで食事です。私は注文したものが出てきた時に呼ばれて、時間が勿体無いのでピザ何枚かだけ食べてまたすぐに外に出ていきました。

IMG_6107
食べてる途中の写真で申し訳ありません。
富山だとあまりないような、おしゃれなところでした。

途中、何人かの一般の方が興味を持ってくれましたが、雲がかかっている時間が多く、その場で星雲を見せることはできませんでした。それでも先に写した写真を見せると、「こんなのが見えるんだ!」というように驚いてくれました。

ここから少し淡い天体です。まずはバラ星雲。

IMG_6113

被りはM42の時と同じ傾向ですが、まあ名古屋の真ん中でバラ星雲が形だけでもよくこれだけ見えるなと。これは確実にQBPの威力です。フィルター無しだと富山の自宅でもこれだけ見るのは大変です。もちろん階調はさすがに厳しいですが。ちなみに、上の写真で3.2秒露光で11回スタックしていますが、一発目から形もなんとかわかるくらいに見ることができます。

続いて馬頭星雲と燃える木です。こちらは思ったよりはっきり出ました。富山の自宅で見たよりもはっきり見えます。QBPの得意な対象なのかもしれません。

IMG_6116


最後はモンキー星雲です。相当無理してあぶりだしていますが、存在はわかります。

IMG_6117

カブリの問題など、まだ改善の余地はありそうですが、こんな都会のほぼど真ん中でこれだけ見えるのはある意味驚異的と言ってもいいかもしれません。QBPは撮影だけでなく、電視観望においても相当強力と言えると思います。露光時間も1.6秒とか3.2秒をスタックしているくらいなので、QBPを入れたからと言ってたいして長くなるわけでもありません。やくもふさんのASI385MCにIDAS LPS-P2でも同じような見え具合でした。感度のいいCMOSカメラと光害カットフィルターでの電視観望というのも、酷い光害地では観望会の可能性を広げてくれそうです。

23時頃でしょうか、一時期少しましになった雲も再びたくさん出てきました。ここら辺で解散となりました。それにしても楽しかったー。同じ趣味の仲間なので、多少天気が悪くてもものすごく盛り上がります。北陸での星不足が久しぶりに解消されました。またいつかやりたいと思います。




 

赤道儀のセッティングの記事のコメント欄で延々と続いていた、Advanced VXの時刻の保持の謎がやっと解けました。

わかってしまえば簡単なのですが、謎が解けるまでにいろんなことをやりました。このブログは自分の天文関連の日記のような役割もあるので、読んでくださる方にはまためんどくさいことをと思われるかもしれませんが、一応失敗したことも含めて書いておきます。

IMG_5986
ハンドコントローラーの内部。
基板上に内蔵電池らしきものは見当たりません。(後述)


Celestron Advanced VXのアップデート手順

時刻の保持とは関係ないかもしれませんが、まずはファームウェアのアップデートです。はっきり言ってこの手順も分かりにくいですね。自己責任らしいのですが、他の方にも役立つかもしれないので、とりあえず試した順に書いておきます。
  1. 機器の接続ですが、ハンドコントローラー (NexStar+、以下コントローラー) と赤道儀本体は繋いでおいて、電源もいれておきます。コントローラーとPCの接続はRS232Cです。最近のPCでRS232Cがついているものは稀なので、USB-RS232C変換ケーブルなどを購入してつなぎます。RS232C端子とコントローラーは、赤道儀を買った時についてくる付属のRS232C-4pinモジュラー変換ケーブルで接続します。私はこのケーブルの存在を完全に忘れていて、過去に改めて買おうと思ったことがあるので注意が必要です。持っていないという方は箱の中を探してみてください。最初から付属しています。
  2. 一方ソフトの方ですが、CelestronのサイトからSUPPORT -> Manuals & Softwareに進み、Drivers & Softwareのページに行きます。その後たくさんあるソフトの中から適したものを選ばなければいけまえん。Hand Control Firmware Updatesとか、Motor Control Firmware Updatesとかそれらしい名前があるのですが、これらは古い機種用のアップデートツールみたいです。Advanced VXの場合は、Celestron Firmware Manager (CFM)を選びます。私がダウンロードしたのは2.3.7111というバージョンでした。
  3. ダウンロードしたzipファイルを解凍して、その中のCFM.jarファイルをダブルクリックします。あ、Windowsでしか動かないのと(追記: あれ?JAVAだから機種依存しない?未確認です。)、あと、JAVAがインストールされていないと実行できませんので、必ずJAVA(JRE)をインストールしておきます。
  4. ここまでできたら、あとは勝手にCFMが機器を認識してくれるはずです。最初ちょっとわかりにくかったのですが、コントローラーと赤道儀本体の「2つ」の機器が認識されたと出るはずです。一度のアップデートで、コントローラーと赤道儀本体の二つともアップデートしてくれます。
  5. うまく認識されたら、Updateボタンが押せるようになるはずなので、押します。12個のファイルをアップデートして終了です。
IMG_5993
アップデート時の様子。
この写真を撮っているときにケーブルを触ってしまい、
この後、失敗します。

ところがここでポカをやらかしました。12個目のファイルをアップデートしている最中にケーブルが外れてしまったのです。アップデートは当然停止、しかも赤道儀を立ち上げると「Bootloader invalid pkg: 0002」とかいうエラーが出て何もできなくなります。ここから迷走し出したのですが、Celestron Firmware Managerで機器が認識できない時に出る解説の通り、一旦赤道儀の電源を切り、コントローラーの左下のボタンと、すぐ上のMENUボタンを同時に押して、立ち上げなおします。「BOOT LOADER Serial User Keyoad Entry」とでて、本来これでファームウェアが壊れていても接続できる状態になっているはずなのですがなにをどうやっても接続できません。ファームが壊れて接続自身ができなくなったと思い込んでしまいました。

この段階で小一時間格闘して、別のPCを持ってきてやっと原因が判明しました。COMポートの自動選択がうまくいかなかったようです。最初のPCにはCOMポートが複数あり、うまくいった時は自動で赤道が繋がったものを見つけ出したようですが、うまくいかなくなった時はコントローラーが繋がっていないCOMポートを見ていて、その結果繋がらないというメッセージを繰り返していたというわけです。別のPCはCOMポートが一つしかなくて間違えようがなかったということです。Celestron Firmware Manager はCOMポートの選択を任意にできないようなので注意が必要です。

とにかく、ケーブルの接続に注意して再びアップデート。今度はうまく行きました。バージョンを見てみると
  • HC:GEM 5.28.5184
  • MC:7.11.4244
から
  • HC:GEM 5.29.7137
  • MC:7.15.8270
にアップデートされていました。 HCはハンドコントローラーのこと、MCがモーターコントローラーで赤道儀のことを表しているとやっと理解できました。

ファームウェアは日本語が含まれるものと含まれないもの2種類あるのは、以前CGEMIIをアップデートした時のブログのコメントでの情報で知っていましたが、今回は自動的に日本語が含まれるファームが適用されました。
 
IMG_5995
 


時刻の保持

やっと今回のメイン記事に当たるのですが、ここでも結構手こずりました。無駄なことも含まれてますが、やったことを書いておきます。

  1. アップデート後、一旦アラインメントで時刻を設定し、再度立ち上げなおして時刻が保持されるか確認しましたが、時刻は最初に設定した時のままで進まず。
  2. アップデート時に工場出荷時にされますが、りっくんさんがされたようにあえて再度工場出荷時にリセット。それでも同じで、立ち上げた時に設定した時刻が残るのみです。
  3. いろいろ触っていて一つ気づきました。「MENU」ボタンを押して上下ボタンを適当に押すと出てくる「時刻・場所の表示」です。これを押すと「位置を記憶」というのが出てきます。ここでEnterを押してやると、その時の時刻が保存されるようです。でも時刻が進むことはありません。でも保存時刻をコントロールできることはこの時点でわかりました。
  4. 半分諦めかけて、昼食を食べ買い物に行って帰ってきてから、後片付けの前に最後にと思って「advanced vx time keep」で検索してCloudy nightsでやっと答えが見つかりました。「MENU」ボタン -> ユーティリティー -> RTCのON/OFFです。RTCとはReal Time Clockとのことで、これをオンにすると内部時計が電源を切っても進み出します。
  5. でもこれもなかなか曲者で、時刻を合わせても、なぜかRTCをオンにすると「現地時刻」が30分くらいずれてしまいます。諦めずに、再度工場出荷時にリセットし、最初の時刻を合わせ、RTCをオンにし、30分くらいのズレが出ても「MENU」ボタン -> スコープセットアップ -> 時刻・場所の設定で時刻を合わせなおして、やっと現地時刻が正確な時間になりました。
  6. 確認方法は、赤道儀のスイッチを入れた時に、これまで時刻を合わせていたところで突然場所の設定が表示されてしまいます。ここでビビらずに、下ボタンを押すと現地時刻が表示され、しかも時間がリアルタイムで進んでいるのが分かります。

幾つか不具合や謎らしきものも見受けられました。
  • ユーティリティー -> スコープセットアップ -> 時刻・場所の設定でtoyamaを選択してもなぜかakitaになってしまう。何度かやったらやっとtoyamaになりました。
  • Cloudy Nightsによると、しかも電池(CR2032)もあると。前回ネジを外してカバーを取って基板を見ても見つからなかったので、今一度、裏表も含めてきちんと見てもやはり見当たりません。2032なら大きいのですぐに見えるはずなのですが、不思議です。
  • 内部電池が見えないので、まさかと思って一旦ハンドコントローラーも赤道儀も電源ケーブルも全て外してしばらくしてから再接続し、再起動しましたが、時間は保持しているようです。何かどこかに時間を保持する電力があるはずなのですが、今のところ不明です。(追記: Twitterで情報がありました。電池は赤道儀本体側にあるとのことです。)

とはいえ、やっとAdvanced VXの時刻保持の謎が解けました。結構長かったです。知っている人にとってはあたりまえのことかもしれませんが、りっくんさんもkiharaさんも私もそうだったのですが、このことに気づいていない人は意外にたくさんいるのかと思います。

外は大雪。こういったことに時間をかけられるのは、なかなか星の出ない北陸の冬だからこそですね。
 

クリスマスイブ。連休の最終日です。昼間は雲が多かったのに、なぜか夜は全面晴れ。次の日仕事でしたが、今週から雪らしいのでもうチャンスもなかなかなくなると思い、家族とのクリスマスパーティー後、下の子の「トランプやって!」の声を振り切って、21時頃から庭に機材を出しはじめました。この日の目的は、前回からの引き続きでQBPのテストです。満月後わずか2日目、まだまだ空は明るいです。一昨日のQBPのテストは輝度の高いM42オリオン座大星雲でしたが、もう少し淡い星雲はQBPでどのくらいまで撮ることができるのか見極めるのが今回の目的です。 


ターゲット天体

あまり夜遅くなると次の日の仕事に響くので、ターゲットは一つとしました。画角に当てはまることと、そこそこ淡く、月にそこまで近くないという条件から、
  • IC405 勾玉星雲とIC410
としました。それでも月から40度角ないくらいなので、比較的明るい領域と言えます。


機材セットアップ

 前回と同じセットアップです。ほとんど組み直すことなく使えるのですぐにセットアップできて楽です。
  • 鏡筒: タカハシ FS-60Q (口径60mm, 焦点距離600mm)
  • 赤道儀: Celestron CGEM II
  • センサー: Canon EOS 6D(HKIR改造)、ISO3200、露光時間3分x10枚、2分x11枚の計52分
  • ガイド: ASI178MC + 50mm Cマウントレンズ、PHD2 + BackyardEOSでガイド+ディザー撮影
  • フィルターサイトロン Quad BP フィルター(クアッド バンドパス フィルター、 以下QBP)
  • 日時: 2018年12月24日、22時頃から
  • 月齢: 17.2

撮影

前回のM42はISO1600、露光時間1分くらいが限界でしたが、今回はISO3200、露光時間3分での撮影が可能でした。ISOで2倍、時間で3倍で、前回と比べて計6倍明るく撮れている計算になります。
  • 月が満月よりは少し暗くなったこと、
  • 以前より月からもう少し(10数度角くらい)離れていること、
  • 色温度を6000度にして、青を落としてRGBのバランスをとったため、サチルまでに余裕が出たこと
などが理由かと思います。

露光時間を取れたのはいいのですが、その代わりに星が流れてしまうのでガイドありでの撮影になりました。前回は600mm、1分でガイドなしで大丈夫でしたが、3分になると流石にCGEMIIでもガイドなしでは少し流れてしまいます。それと、以前縞ノイズで懲りたので、PHD2とBackyardEOSの連携でディザーもしています。

そういえば最近またAstroTotillaを使ったPlatSolvingで画角を決めています。これ、ものすごく楽なので、またそのうちに一度記事にまとめたいと思います。

実際の撮影は、ぬくぬく自宅の中からリモートでと、至って快適でしたが、カメラの電池が切れてしまった夜中の1時頃、風も少し出てきたのでその時点で撤収としました。


画像処理


前回のM42の時の画像処理と大きく違うのが、フラット補正をしたことです。鏡筒の先にスーパーの袋を2重にしたものをつけて、PCの画面を明くして白で埋め、そこを1/100秒の露光時間で撮影しました。ISOはライトフレーム撮影時と同じ3200としました。

今回は赤い領域が全体に広がっていたので、PixInsightのDBEでは周辺減光を取ることが困難だったからです。今回のフラット補正は結構効果が大きくて、変なムラみたいなのも一切出なくなりました。基本的なことをサボっていたのがそもそもの問題なのですが、QBPを使うときにはフラット補正は必須かと思いました。これは一度きちんと検証したいと思います。

その後の画像処理はこれまでとそう変わりません。PixInsightで処理して、DBEで最後のカブリを取り、PCCで色を合わせて、ArcsinhStretchでストレッチします。その後、Photoshop CCで仕上げます。


撮影結果

撮影結果を示します。

light_BINNING_1_integration1_AS_DBE_cut


撮影時間が52分と長くはないため、ノイズがまだ結構残っていますが、満月2日後の、自宅庭からのお気楽撮影でこれだけ出ればまあ満足です。恒星の青もそこそこ出ています。

もちろん、新月期に遠征をして光害の少ない場所で撮影するよりは、撮影した素材画像のクオリティーは絶対悪いです。そのため、色バランスやフラット補正など、多少画像処理で苦労はします。それでも、自宅で気楽に撮影ができ、数がこなせることは何物にも代え難く、私的にはこのQBPは買ってよかったものの一つと言えます。


週末土曜日、満月の日。一晩中明るい月が出ていますが、北陸の貴重な晴れの日と、週末が重なったので、こんな日は絶好の機材のテスト日和です。

せっかくなので、先日シュミットで購入した月明かりでも撮影が可能だというQuad BP フィルターを試してみたいと思います。そこそこ写るなら遠征に行けない「平日」でも、「月」が出ていても、「自宅で気楽に」撮影を楽しむことができます。


セットアップ

  • 鏡筒: タカハシ FS-60Q (口径60mm, 焦点距離600mm)
  • 赤道儀: Celestron CGEM II
  • センサー: Canon EOS 6D(HKIR改造)
  • 日時: 2018年12月22日、22時頃から
  • 月齢: 15.2、満月
  • テスト対象: サイトロン Quad BP フィルター(クアッド バンドパス フィルター、 以下QBP)
少し困ったのが、QBPをFS-60Qにどうやって取り付けるかです。フィルター径は48mm。ところが、FS-60シリーズは回転装置の出口部分内側に52mmのフィルターネジが切ってあるため、48mm径のフィルターはそのままでは取り付けられません。いろいろ試してみると、回転装置と延長鏡筒の間に挟み込むと、ねじ込みや固定はできないのですが、うまい具合にピッタリはまって取り付けられそうです。

IMG_5912


コツは、フィルターのネジが切ってある側を鏡筒の対物レンズ側に入れ込むことです。こうしないと延長鏡筒を1-2回転くらいしかねじ込めなくて、不安定になります。まあとりあえず大丈夫そうなので、今回はこの状態で撮影してみます。


対象天体

M42 オリオン大星雲:
  • これまでなんども撮っているので比較しやすい。
  • 満月との距離が25度角程度とあまり遠くなく、この日は非常に明るい領域。
  • 肉眼で見ている限り、リゲルとベテルギウスはなんとか月の光に負けずに見える。3つ星はほとんど見えないくらい。

画像比較1: 同じ露光時間でQBPありなしでの比較


まずは、露光時間を同じにしてQBP有り、無しで比較してみます。JPEG撮って出し画像での比較です。

  • QBPなしの通常の撮影: ISO1600, 10秒露光
M42_LIGHT_6D_10s_1600_+8cc_20181222-22h07m33s760ms

10秒以上の露光だと明るすぎなので、これくらいまでしか露光できません。

  • QBPありでの撮影: ISO1600, 10秒露光
M42_LIGHT_6D_10s_1600_+14cc_20181222-22h21m29s692ms


同じ時間でもQBPフィルターがあると、当然の結果ですが随分暗くなることがわかります。


なお、上の2枚とも色温度設定が3200Kと低いので青が強く出てしまっています。


画像比較2: 露光時間を変えて背景明るさを合わせる

これもJPEG撮って出しです。
  • QBPなしの通常の撮影: ISO1600, 10秒露光(画像比較1と同じもの)
M42_LIGHT_6D_10s_1600_+8cc_20181222-22h07m33s760ms

  • QBPありでの撮影: ISO1600, 30秒露光
M42_LIGHT_6D_30s_1600_+10cc_20181222-22h28m12s224ms

  • QBPありでの撮影: ISO1600, 60秒露光
M42_LIGHT_6D_60s_1600_+8cc_20181222-22h37m16s270ms



実際の背景の明るさを比べると、最初のQBPなしの1枚と、後のQBPありの2枚を比べるとわかりますが、露光時間が3倍だとまだ少し暗く、6倍だとかなり明るいくらいなので、4倍程度の違いでしょうか。


QBPによる背景明るさの変化の簡単な推定


月の明かりが太陽の反射なので白色光に近いとして、太陽光のスペクトル

SunLightSpectrum-280-2500nm-J
(Wikipediaより引用)

にセンサーの感度曲線をかけたものと、さらに今回のQBPの透過率

qbpf_g
(シュミットの販売ページより引用)

をかけたものとの面積比を比較すると、この明るさの比になります。太陽のスペクトルは調べるとすぐにでくるのですが、EOS 6Dセンサーの感度曲線が調べても出てきません。しかも天体改造してあるので、さらに良くわかりません。

それでもものすごくざっくりとした見積もりをしてみます。太陽のスペクトルが350nmくらいから900nmくらいまではそこそこ一定とし、一般的なCOMSセンサーの感度も350nmくらいから700nmくらいまでは一定と考えます。そうすると、QBPの透過率がある部分が465-510nmと640-685nmくらいまでと読み取ります。それぞれ透過幅はともに45nmとなり、合計90nmです。透過率は95%と程度としますが、ざっくり1としてしまってもいいでしょう。すなわち、350nmのうち90nmくらい通すと考えてしまうと、90/350 x 0.95 = 0.24となり、QBPと通すと月の光で制限されるような背景の場合の光量は24%程度になるということです。言い換えると、1/0.24 ~ 4なので、露光時間が4倍くらいで同じ明るさになるということで、実際の撮影結果にもかなり合っています。

これとは別に、月明かりがない場合の人工光による光害が支配的な場合、露光時間をどれくらい伸ばせるかはまた興味深いところです。これは場所や光源の種類に大きく依存するはずですが、LED灯でも上記くらいの改善比、水銀燈やナトリウム灯ならかなり高い改善比が期待できるはずです。


画像処理をした場合のQBPの効果


さて、一番興味のあるフィルターの効果の確認ですが、画像処理をかけた場合を想定して比較したいと思います。できるだけシンプルでわかりやすくするために、PixInsightで1枚どりの上記RAW画像に
  1. ScreenTransferFunctionでLink RGB Channelsをオフにして各色のロックを外してからオートストレッチをかけて
  2. HistgramTransformationで実際に画像に適用し
  3. JPGで保存
というような工程をとりました。

上記工程で、上の3枚の画像処理したものを比較してみます。

  • QBPなしの通常の撮影: ISO1600, 10秒露光
M42_LIGHT_6D_10s_1600_+8cc_20181222-22h07m33s760ms

  • QBPありでの撮影: ISO1600, 30秒露光
M42_LIGHT_6D_10s_1600_+14cc_20181222-22h21m29s692ms

  • QBPありでの撮影: ISO1600, 60秒露光
M42_LIGHT_6D_30s_1600_+10cc_20181222-22h28m12s224ms


検討してみます。
  • まず、10秒という同じ露光時間のものでも、QBPありの方が構造がはっきり出ていることがわかります。
  • 次に、QBPありの場合はさらに露光時間を延ばすことができ、より構造が鮮明になります。
  • QBPなしとQBPありで思ったより色の変化がないです。これは意外でした。
最近シュミットから出たM42のデモ画像は、思ったより赤が出ていたので、青が相当出にくいのかと思っていましたが、そうでもないようです。他の方の例を見ても青は思ったより普通に出ていたので、青の出方に関してもそれほど心配ないというのが今回自分で試した上での感想になります。


簡易画像処理

QBPを通して撮った画像をスタックして、画像処理をしてみました。と言っても、結局雲間での撮影で、きちんと撮影できたのは60秒の露光でわずか18枚の、総露光時間18分の画像です。

画像処理はPixInsightでプリプロセッシング、(フラット撮影はサボってしまったので)DynamicBackgroundExtraction (DBE)で背景ムラを整えて、PhotometricColorCalibration (PCC)で恒星の色を合わせました。恒星の色がうまく出るか心配だったのですが、確かに少し近似直線上から分布がずれるきらいはありましたが、それほどおかしくないレベルで色は出ているのかと思います。

結果だけ示します。

light_BINNING_1_integration_DBE_CP_Stretched_cut

本当はもっとあぶり出したかったのですが、かなり大きなレンジ(空間周波数が低いという意味)での色むらが残ってしまっていて、背景を出すと目立ってくるので、ここら辺までに押さえておきました。この色むらはフィルターのせいなのか、総露光時間が足りないからなのか、はたまた雲が常時流れていてその合間を縫っての撮影なのでその影響が出てしまったのかなどの判断はまだできていません。

本当はM42の後、もう少し淡いカモメ星雲を撮りたかったのですが、雲が多くなってきて撮影できるレベルではなくなってしまったので、ここで撤収しました。


Quad Band Pass フィルターを使ってみて 

うーん、今回のQBPかなり良いのではないでしょうか。満月下でこれだけ遊べれば十分満足です。色が思ったより変わらなかったのも、私的には気軽に楽しめるので、いい点です。今回は雲のために実際の撮影時間が短かったのでちょっとしたテストくらいでしたが、長い時間かけてじっくり撮影してみたいです。

元々の目的が、平日で遠征などできないときに、自宅の庭で月明かりや光害下でも気軽に撮影が楽しめたらというものです。このくらいの目的ならば十分に達成できそうです。あとは、月がない環境で自宅の光害下でどれくらい効果があるかを試してみたいです。以前の結果からも、透明度がいいときはそこそこ撮影も楽しめるくらいの環境です。ただし、暗い天体は今の所、フィルター無しでは自宅庭からでは全滅です。このQBPでもう少し暗い天体も狙えるようになれば、購入しただけの価値は十二分にあります。また試してみます。


とうとう彗星に手を出してしまいました。

タイトルにもある通り、実はこれが生まれて初めて見た彗星になります。いつかはやってみたいと思っていましたが、これまで彗星はほとんど興味がなかったので、今回の46Pの盛り上がりはいい機会になりました。

冬型の天気でここ最近ずっと天気が良くなくて、週末も全く期待していなかったのに、なぜか土曜日12月15日は昼間も夜の天気予報もずっと晴れ。どうせ次の日はダメという予報(実際朝から曇りでした)だったので、この日しかないなら何か撮ろうと思って、せっかくだから地球最接近が次のに日になるウィルタネン彗星と、極大日が前日だったふたご座流星群を狙おうと決めました。


とりあえず今回はウィルタネン彗星2枚です。一つはNIKKOR-S 50mm f/1.4をf/4.0にして、アダプターでASI294MCに取り付けたものです。広角にしてヒアデスとプレアデスを入れてみました。赤、青、緑の対比が綺麗です。

integration_DBE1_PCC_AS
富山県富山市, 2018年12月15日21時11分
ASI294MC + NIKKOR 50mm f1.4を4.0で使用 + CGEM赤道儀
露出30秒x30枚 総露出15分 
PixInsight、Photoshop CCで画像処理

60枚以上撮影したのですが、実際に使ったのは30枚です。30枚に制限したのはこれ以上重ねると核の移動が目立ってしまうからです。流石に使ったのがオールドレンズだけあって無理も多く、4隅はコマがひどいです。50mmくらいのいいレンズも欲しくなってしまいます。



もう一枚はFS-60QにEOSの6Dをつけて、30秒x20枚で10分くらいの露光になります。こちらはPixInsightで彗星の核を基準に重ねました。

integration_SA_CA_DBE_stretched_cut
富山県富山市, 2018年12月16日0時54分
FS-60Q + CGEM赤道儀
EOS 6D(HKIR改造, ISO3200, RAW), 露出30秒x20枚 総露出10分 
PixInsight、Photoshop CCで画像処理

この時はまだテールが見える可能性があるなんてこれっぽっちも思ってなくて、10分間でも十分かと思っていたので、撮影したのは本当にこれだけでした。核を基準にスタックできると知っていたら、もっと長い時間撮影していたかもしれません。周りの恒星を流れなくする方法もあるようなのですが、かなりややこしそうなので、今回は見送りました。

処理のついでに、PixInsightのBlinkを使って、10分間分の20枚を動画にしてみました。10分でも結構移動していくのがあらためてよくわかります。



今回、彗星を見るのも撮影するのも初めてということで、とりあえず撮ってみた感が強いのと、あまりに寒くて自宅からの撮影にしたのでそれほど暗い空ではないため、テールはどう処理しても見ることができませんでした。テールを出すためにはどうやら分子雲が映るくらいでないとダメみたいです。光害もひどいでしょうし、露光時間も全く足りないということを後で知って、彗星を撮るのも星雲を取るのも必要なものは同じだと思い知らされました。他のFacebookや天リフでアップされている素晴らしいテールを見ていると羨ましくなってきます。いやー、彗星なめてました。さっそくリベンジしたくなってきました。また晴れてくれないかなあ。


あと、ふたご座流星群ですが、月が沈んでカメラを仕掛けて寝てしまいました。EOS 6Dに広角のSMAYANG 14mm F2.8をつけて30秒露光で撮り続けたのですが、流星が写ったのは139枚中わずか2枚。ここでアップする価値があるかわからないくらい小さなもので、雲がかかっているせいもあって、写真の中のどこに写っているか探すのも大変なので、トリミングしてみました。

20181216-IMG_2223 cut

20181216-IMG_2276_cut

しかも途中から薄雲が広がってきたりで、流星群の方は大した結果は得られませんでした。途中起きて見に行ったら寒くて電池切れになっていたのと、薄雲が目で見ても広がっていたので、これで撤収としました。 


テールは見えなかったなど、いろいろ不満な点もありましたが、それでも初めての彗星です。あんな綺麗な緑色が出るとか、結構移動するとか、画像処理もこれまでと違い、かなり楽しむことができました。

IMG_5898


 

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