ほしぞloveログ

天体観測始めました。

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SharpCapの一眼レフの対応にあたって、これまでEOS 6Dで試してきましたが、今回残りの手持ちの機種でもテストしてみました。

 



手持ちの一眼レフカメラの接続テスト

前回電視観望まで試したEOS 6D以外にはEOS kiss X5とEOS kiss X7とEOS 60Dがあります。



X7はノーマルですが、娘のものなのでとりあえず手を出さないようにしておいて、X5と60Dを試すことにします。この2機種は天体改造済みのもの。なので接続テスト後は赤外の星雲とか見てみるのも面白いはずです。

先週末の金曜の夜、時間が少しあったのでその2機種のテストをしました。60Dはそのまま問題なく繋がり、X5の方も最初つながらないと思ったのですが、単なるミスで、手順さえ間違えなければそのまま順調に動きました。ちなみにミスというのは、
  • 最初動画モードでやっていてエラーが出た(でもそのあとさらに動画モードで試したら動いたので、この時点でバッテリーがギリギリだったのかも)。
  • バッテリーが空だった。
  • バッテリーを変えて、1枚だけ撮れたが、また動かなくなった。と思ったら変えたバッテリーも空だった。
  • 接続ケーブルのコネクタがゆるゆるで、いつのまにか抜けていた。
と、簡単なことばかりです。でも古い機種とかいう先入観があるとダメですね。「あー、やっぱり動かないんだな」と思ってしまいます。皆さんはくれぐれも私のような間抜けなミスは避けてください。


安価な電視観望入門セットアップの可能性

60DとX5の両方ともが動いたのと、夜になって天気も良くなってきたので、外でどう映るかのテストをしてみます。どちらにしようか迷いましたが、より安価で使える方をと思い、X5で試すことにしました。

レンズはキタムラかどこかで中古で数千円で手に入れた、キットレンズクラスのEF 28-80mm  F3.5-5.6で、昔一度三脚ごと倒れて壊れたやつです。CANON CAMERA MUSEUMに1991年発売で、定価42000円とあるので、付属レンズではなかったのかもしれません。これを80mm側で使います。なのでF5.6でそこそこ暗いです。

ちなみに、当時のX5のレンズキットにはEF-S18-55 IS IIがついてきたそうです。ダブルズームキットだとEF-S55-250mm F4-5.6 IS IIなので、電視観望には後者の方が焦点距離的にはいいかもしれません。中古だと、本体だけだと1万円台前半から後半、レンズキットで2万円代前半でした。もしこのテストがうまくいくなら、これくらいの値段からなら始めたいという人がいるかもしれません。

全くの初心者、
もしくは一眼レフカメラだけを持っている人が
電視観望に挑戦した場合、どんなことができるのか?

という可能性を示せればと思っています。いかに電視観望に対する敷居を下げるのかというのも目標としたいところなので、できるだけ安価にすむというのは大きなファクターの一つです。

以前も格安電視観望について記事を書いたことがありますが、電視観望をする際、一番高価になるなのがCMOSカメラなのです。安価なCMOSカメラはセンサー面積が小さく導入が難しくなり、その一方、十分な面積のセンサーを持つCMOSカメラはかなり高価で、そのことが初心者に対する敷居を上げてしまっています。

中古市場ではもうかなり安価なX5でもAPS-Cサイズで、電視観望で主流のマイクロフォーサーズサイズのASI294MCより既に大きいのです。でも値段だけで考えたら5分の1から10分の1とかでしょうか。これはうまくいったら相当インパクトがありそうです。


EOS X5による電視観望テスト

とりえずテストの結果を見てみましょう。まずはファーストライト。雲がある時のオリオン座付近です。全景が見えるようにZoomが25%です。20秒露光で4枚スタックなので、80秒ぶんです。

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ノイズも多少ありますが、意外に悪くなさそう。

雲がなくなった時に少しだけ拡大(33%)。同じく20秒露光で4枚スタック、80秒ぶんです。

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馬頭星雲とかも一応出てますね。

さらにM42部分を拡大。20秒が5枚です。

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うーん、ノイズはまだ多いですが、写りはそんなに悪くないですね。高々80mmのレンズで、M42部分をかなり拡大していることになるのですが、恒星がそこまで肥大していないです。レンズ枚数が少ないのか?F5.6で暗いから収差も小さいのか?これなら観望会で見せることも許容範囲かと思います。

X5のセンサーはAPS-Cの22.3×14.9mmで5184×3456ドット。ここから計算すると1ピクセル4.3μmで、ASI294MCのピクセルサイズとほぼ同じサイズです。感度はほぼほぼ1ピクセルのサイズに比例するので、ASI294MCクラスが格安で買えると考えると、かなりお得かもしれません。

一方、馬頭星雲と燃える木をみると、もう少し赤の感度が欲しいかなというところです。

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これで20秒x6枚です。一応天体改造済みでこれなので、センサーの感度そのものはASI294MCに比べるとやはりもう少しといったところなのでしょうか。今回使ったのがF5.6と結構暗いレンズなので、レンズを明るいものに変えることでまだまだ改善はするはずです。さらにQPBとかの光害フィルターもつけていないので、その分も改善するかもしれません。

もう一つ、M31アンドロメダ銀河です。これで20秒x5枚、計100秒です。

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ちょっとノイジーですが、何とか構造も見えかています。ここらへんまで見えるなら、十分楽しめるのではないかと思います。

視野が回転し始めてるがわかるくらいまで、5分くらいまでスタックしたのが下の画像です。ノイズがまだノイズが大きいですね。スタックでのノイズ軽減があまり効果的に見えません。でも今回はダーク補正もしていないので、次の課題はここらへんのノイズの緩和とかでしょう。

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最後はM42すばるの20x13=4分20秒スタック。これも回転が見え始めています。青い分子雲がわずかに見えかています。CBPとか試すと面白いかもしれません。

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この日の環境

ちなみにですが、この日は月齢23日で、下弦からもう少し欠けた位の、まだまだ明るい月夜です。場所も自宅の庭からで、光害フィルターも無しです。普通に考えたら星雲や銀河を見るような状況ではないにもかかわらず、ここまで見えているのは随分と頑張っているのではないでしょうか。環境がいい状態で試すとまだまだ改善しそうです。

今回使ったものは一眼レフカメラの中でも入門クラスで、レンズもキットレンズクラス。それも結構昔のもので中古市場では値段もかなりこなれています。少なくとも、CMOSカメラしか選択肢がなかった状況から、中古の一眼レフカメラまで範疇に入ってくるとなると、はるかに可能性が開けると思います。


電視観望と撮影の境界

実はこのテストをしている時に、結構いろいろ考えさせられました。果たして電視観望と撮影の境界はどこだろうというものです。一眼レフカメラを使って、15秒とか20秒とかの露光で連続してシャッターを切るのは、もう撮影ではないのか?という疑問を持つ方も多いと思います。リアルタイム性として考えると、少なくとも動画のようになるわけではありません。

私自身は、それでもまだはっきりとした境界が存在すると考えています。特に今回のテストを通してよりはっきり自覚できるようになりました。

大枠での定義は、目的の天体がモニターなどを通して「観望しているその場で」十分に見えているなら、それは電視観望と言っていいのでは。もし、その場で十分に見えなくて、「後の画像処理」をして初めて十分に見えるようになるのなら、それは電視観望というよりは撮影という範疇に入るのではということです。

例えば、
  • 今回使ったX5とレンズだけで、赤道儀に載せて10秒の露光をして、カメラ付属のモニターに出してみるだけだと、おそらく「後の画像処理」がなければ十分天体が見えることにならないと思うので、これは電視観望ではないと思います。
  • 一方、HUQさんが最初にやったように、α7Sで1/4秒露光で動画モードでHDMI出力してその場で十分見えるようにしている場合は、十分電視観望と言えるでしょう。
  • 例えば、暗い空でX5で1分くらいと十分露光して、目的とする天体が十分出ていて、それをその場で楽しむというのなら、これはリアルタイム性は薄いけれども電視観望と言ってしまってもいいのかと思います。
どれくらいの露光時間かではなかなか定義はできないので、その場で楽しめるかどうかというところがポイントになるのかと考えるようになってきました。 


電視観望を可能にする重要な技術

電視観望の技術の中で、いくつか非常に重要なものがあります。例えばSharpCapのヒストグラムでのオートストレッチボタンや、ストレッチ関数と呼ばれる中間値と黒レベルを利用した、リアルタイムでの簡易画像処理です。これは「その場で天体を楽しむ」ということに大きく貢献しています。

また、LiveStackも電視観望の重要な技術だと思います。もっと具体的に言うと、単に画像をその場で重ね合わせるだけでなく、また画面の平行移動や回転だけで星を合わせるだけでもなく、LiveStack時に星の位置をきちんと認識して画面を歪ませて星を合わせていく技術です。PixInsightやSequatorなどでは後の処理で同様の画面を歪ませての位置合わせはできます。でもその場で毎回やるわけにはいかないので、電視観望のツールにはなり得ません。こういった高度な処理をリアルタイムで行うことで、星像を肥大させずにスタックし、ノイズを減らしていくことができます。さらに言うと、この技術を用いると赤道儀も必要とせず、たとえ経緯台で視野が回転してもきちんと星の位置が合うということです。もっと言うと、ある程度広角にして、見ている間に天体が画面から逃げていかなければ、経緯台さえも必要とせず、固定の三脚だけで星像の肥大を避けスタックしていくことができます。

このような高度な技術はいまのところ私が知る限り、PC上ではSharpCapとASIStudioのみ。私はまだ使っていないですがASIAIRも同様の機能を持っているはずです。最近ではeVscopeも同等の機能を持っているのかもしれません?他には、電視観望用のハードウェアのRevolution Imagerがありますが、こちらはスタック機能は持っていますが、スタック回数を何回かに制限しているだけで、星像を合わせてスタックするような機能は持っていません。

リアルタイムで画像処理に近いような事をして、その場で天体をあぶり出す事でより楽しめるようになり、そう言った意味ではSharpCapは電視観望という分野を切り開いた秀逸なソフトと言うことができるでしょう。

こういった高度な機能はあればもちろんいいのでしょうが、たとえそんな機能がなくても、その場でモニターとかに写して天体がみんなと共有で楽しめたりするならば、もう電視観望の一種と言ってしまっていいのかと思います。これから先、さらに技術が発達して、その場で楽しむことはより簡単になり、手法もどんどん広がっていくことでしょう。電視観望の概念も柔軟に変化していけばいいのかと思います。


まとめ

今回のEOS X5は、元々中古で安価で手に入れたたものです。SharpCapが一眼レフカメラを扱えるようになったことで、使う機会が少なくなってきた中古のカメラに、また一つ大きな可能性が開かれようとしています。

本来SharpCapと一眼レフカメラを繋ぐというのは、撮影時の取り扱いを便利にするというが元々の目的だと思います。それだけではなく、LiveViewモードを明示的に分けて実装してくれるなど、EAA(電視観望)用途として考えると、今回のアップデートは相当なエポックメーキングなのかと思います。

現在はテスト段階なので、本当に初心者が触るとなるとまだ敷居が高くて不安定なところもあります。でもこれは今度どんどん改良されていくことでしょう。このブログも、興味を持った人たちができるだけスムーズに楽しめるように、説明やサポートなどで貢献できていければと思っています。

手持ちのカメラや、安価な中古の一眼レフカメラを利用するなどで、電視観望の敷居が下がり、天文人口の裾野が広がってくれればと思っています。

数河高原でオートガイドで撮影したM31とM45を画像処理してみました。基本は画像処理練習(その1): 一連の工程を試すに沿っていますが、フラットフレームは画像処理練習(その2): フラットフレームでの議論から、ISO100の0.5秒のもの32枚にダーク減算をしたものをコンポジットして使いました。 

一つ大きく違うところが、HUQさんのコメントの参照ページを参考に、途中まできちんとホワイトバランスに気をつけたところです。少なくともSI7でのデジタル現像まではホワイトバランスに気をつけています。ですが、 最後のPhotoshopのところで迷いました。細部を出そうとNik collectionを使ったのですが、これだとバランスを保つことができません。自分の好みの色みたいなのもあるのですが、客観的には何も正しくないことも重々承知です。淡い部分もまだまだ引き出せているとは到底思えません。色々触っていて、何が正しくて何が間違っているのか、まだまだよくわかっていないことを思い知らされました。ですから今回の画像は、やはりあくまで習作です。


M31アンドロメダ銀河

M31up

撮影データ: 2016年11月24日20時10分, タカハシFS-60Q(D60mm f600mm F10 屈折), Celestron Advanced VX赤道儀, キヤノンEOS 60D(新改造, ISO3200, RAW), 露出5分x9枚 総露出45分, f50mm Cマウントレンズ+ASI224MC +PHD2による自動ガイド, ステライメージ、Photoshop CC+Nik collectionで画像処理, 撮影地/岐阜県飛騨市・数河高原

周りを少し青く出してみました。他の方のを見るともっと派手に出しているのもあれば、すごく地味に真面目にホワイトバランスを取っているようなものも見受けられます。細部を出すのにNik collectionのColor Effect Pro 4の「ディテール強調」を使っています。天文ガイドでも話題のSilver Wdex Proはまだ使っていません。一度試してみたいと思っています。


M45プレアデス星団

M45up

撮影データ: 2016年11月24日21時19分, タカハシFS-60Q(D60mm f600mm F10 屈折), Celestron Advanced VX赤道儀, キヤノンEOS 60D(新改造, ISO3200, RAW), 露出5分x8枚 総露出40分, f50mm Cマウントレンズ+ASI224MC +PHD2による自動ガイド, ステライメージ、Photoshop CC+Nik collectionで画像処理, 撮影地/岐阜県飛騨市・数河高原

周りの淡い部分を出すかどうか迷いました。周りを強調したためノイジーになってしまったことと、中心が飛んでしまっています(追記: 後日印刷のために白飛びを補正しました。方法はここにあります。)。マスク処理をマスターする必要がありそうです。でもやっと念願の溢れるような星間ガスを捉えることができました。


上の写真の二枚とも、blogのサイズ制限でオリジナルのものよりかなり小さくなって1600x1200が最大になってしまっています。仕上げたものだけはフルサイズで置ける場所を探す必要がありそうです。

今回も色々反省すべき点は多々ありますが、それでも撮影に関しては前回の M31とM45よりはオートガイドで露光時間を長くできたのと、数河高原の素晴らしい空のせいもあり、出来上がった画像は格段に進歩したのではないかと思っています。なんとかガイドまではたどり着いて、やっと最低限の撮影ができるだけの準備が整ったところです。次の挑戦はSWAT-200での一軸制御でどこまで迫ることができるかでしょうか。

一方、画像処理の方はというと、現在色々悩んでいる時期で、そもそもどういった部分が一般的に重要視されるのか、例えばM45は一部飛んでしまっているところもあるのですが、マスクを使ってでも飛びは抑えたほうがいいのか、ホワイトバランスは死守したほうがいいのかなど、肝と言われる部分がまだ根本的にわかっていない自分がいます。もしこのページをご覧になられた方がいましたら、忌憚のない意見をコメントに残していただけるとありがたいです。


2016/11/24 仕事を終え空がすごく綺麗なので、急遽近くの数河高原に向かい撮影を試みました。今日の目的はとりあえずオートガイドを試すこと。ところがあいにく、またもやCCDにつける長焦点距離のレンズを忘れてしまったので、50mmのCマウントレンズで試してみました。

使ったソフトはPHD2で、以前Stellariumとの接続の時に、ついでにPHD2もCCDと赤道儀までは接続確認してあります。鏡筒はいつものFS-60Q、ガイド用CCDはこれもいつも使っているASI224MCに安物の焦点距離50mmのCマウントレンズをつけたもの、赤道儀はとりあえず使い慣れているAdvanced VXで、これはピリオディックモーションが15秒角程度で、FS-60Qでは2分程度の露光が限界、実用上は1分程度ということを確かめています。 撮影用カメラは天体改造済みのEOS 60Dです。

まず、 現地の駐車場に降り立った時の空の見事なこと。冬の天の川がはっきりと見えていました。あとはとても寒い! さすがスキー場になるようなところです。あいにくこの日は12月下旬の寒さと、この冬一番の冷え込みらしく、準備が嫌になるほど寒かったです。もちろんこの寒さでは他に誰一人いませんでした。

それでも30分くらいかけて、赤道儀の組み立てとSharpcapを使っての極軸調整、赤道儀のアラインメント、カメラのセットとBackYard EOSを使ってのピント合わせと試し撮りと、順調に進んでやっとガイドを試す段階になりました。

まず接続しようとすると、COMポートがなぜか3から4に変わっていたのでこれを変更したのですが、トラブルといえばこれだけで、あとはほとんど問題もなくすごく順調でした。というよりも、まだ使い方があまりわかっていないので、適当にやっているだけなのですが、とりあえずCCDの露光時間を0.5sにして「露出ループの開始」を押し、「ツール」メニューの「ガイド星の自動選択」を押すと、すぐにガイド星が見つかったので、そのまま「ガイドを開始」としたら、きちんと赤道儀がガイドされて動いているようでした(2016/12/4 追記: ガイドの一番最初にキャリブレーションを自動で行なっているようです。あとで写真を見直したら、一番最初の写真のみすごく大きく流れているのがありました。なんだったのかわからなかったのですが、多分これがキャリブレーションを行なっている際に撮影されてしまったものだと思います。)。あまりにあっけなかったので、もう少し突っ込んで探っても良かったのですが、寒いのと平日であまり時間もないので、このまま続行としました。あとでガイド中の画面のグラフの写真を撮ったのです。

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ちょっと調べたところ(そもそもガイドをしている最中には数値の見方もわかっていませんでした。なんとも情けない。)、出ている数値はそれぞれの自由度の誤差で、左がピクセル単位、右が秒角とのことです。RMSで赤径0.22、赤緯0.21ピクセルの誤差です。PHD2を稼働させたときの典型的な目標値は0.2から0.3ピクセルということのなので、ピクセルで見ている限りガイドの精度としては十分出ているということがわかります。一方秒角で見ると、概ね4秒角程度で制御できていることがわかりますので、まだ角度誤差としては結構大きいです。これはCCDのレンズの焦点距離が短いため、そもそもCCDの1ピクセルあたり15秒もあるのが問題です。レンズを焦点距離の長いものに換えるか、HUQさんが最近使っているというDEF-Guiderという複数の星をガイドに使うことできるソフトを使うことで解決できると思います。

それにしても、CCDの1ピクセルを十分下回って誤差を抑えることができるということに結構驚いています。おそらく基準星の中心の周りのピクセルの明るさ情報から、1ピクセル以下の精度で位置を出しているのだと思いますが、だからサチっている星は不可というのが納得できました。


とにかくこの状態で以前よりははるかに流れなくはなっているので、試しに撮影を開始してみました。下の写真は露光5分、ISO3200のM31で加工なしの撮って出しjpegファイルです。加工しなくてもすでに綺麗です。

M31_LIGHT_300s_3200iso_+4c_60D_20161124-20h10m16s390ms

それでもガイドのエラーがまだまだ大きかったので少し心配していたのですが、ピクセル等倍に拡大しても星は円状を保っているようです。12枚取ったのですが、1枚のみ何かの振動で揺れたのでしょうか?少しだけずれたのがあったので、12分の11の確率で使えます。以前のノータッチガイドでは1分露光で使える画像が半々くらいだったので、そこから比べたら十分な成果です。

あと、また前回と同じM45も、同条件で8枚撮りましたが、こちらは8枚全部使えそうです。無加工のjpegを載せておきます。こちらもすでに星間ガスがかなり見えています。空がいいとこんなに綺麗に撮れるのですね。

M45_LIGHT_300s_3200iso_+4c_60D_20161124-21h19m48s921ms


惜しむらくはダークフレームを取っている最中にPCのバッテリーが切れてしまったことです。ダークは3枚しか撮れませんでした。気づくと機材に霜がかなり分厚く凍りついて来たので、ここでギブアップです。フラットを取ることもできませんでした。

ピンボケですがセットアップの写真を載せておきます。テーブルに何か模様のようなものが見えますが、これら全部霜です。PCの画面も一部凍り始めていました。あ、ちなみに撮影中の待ち時間は車の中でエアコンをつけていたのでとても快適でした。

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23時ぴったりに帰路について、その途中たまたま道路にあった温度表示板を見ると−3℃の表示が。寒いはずです。今回は冬の天体観測の過酷さの一部を垣間見た気がします。

週末はゆっくりと画像処理です。








 

2016/10/24、今日は久しぶりに空が晴れ渡っています。透明度もまあまあで、自宅から天の川は見えないまでもかなりの数の星が見えています。すばるは肉眼で余裕、M31がなんとかといったところでしょうか。

というわけで、昨日のFS-60Qの単焦点化によりFS-60CB相当になり、さらにレデューサーが入っているので焦点距離は180mm程度、それに加えて今回初めてIR/UVカットフィルターを入れて試します。今回は絶好のテスト日和となりました。自宅庭での電視で、カメラはいつものASI224MCです。

結論だけ言うと、大満足。観望会でこれだけ見せることができたら、きっと誰もが大喜びだと思います。

iPhoneでPCの画面を撮った順の、時系列でいきます。まずは北アメリカ星雲とペリカン星雲を連続で。同じ設定で、少しだけ位置をずらして撮っています。

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10秒露光です。十分色が出ているのがわかると思います。以前8mmのCSマウントレンズで撮った時は無理やり色を出していた感はありましたが、今回はそんなことをせずとも、はっきりと色と形が出ています。さらに言うとIR/UVカットフィルターが効いていて、赤カブリの無いかなり自然な色合いになっています。ただ、この時点ではSharpCapの調整がまだ最適化まで程遠く(特にDisplay Gamma)、次の写真を見るとわかるように、今ならもう少しうまく出すことができるかもしれません。

次は昨日のリベンジのM45: すばる(プレアデス星団)です。 

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圧倒的に綺麗になっているのがわかると思います。青い星間ガスも完全に見え始めています。これも10秒露光です。天気がいいのももちろんありますが、SharpCapの調整に慣れてきたことが大きいです。

続いてM31: アンドロメダ星雲です。なんと微細構造も見えてしまっています。

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M32も見えていますね。実は普通に出回っている画像と逆さまになってしまいました。撮影した時間帯ではほぼ天頂にあったので、カメラの向きがどちらか確定しなかったからです。それと、あと少しずらしていればM110も入ったのにと、後から気付きました。

最後はM42: オリオン大星雲です。

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2秒露光で余裕で見えます。スタックなしで250m秒でも鑑賞に堪えました。スタックすると相当細かい構造が見え始めます。

まだ天気はいいのですが、明日の仕事のこともあり、ここで撤収しました。もし観望会で、これだけ見せることができれば、皆さんかなり満足するのではないでしょうか。今回はオリオン大星雲を除いて、すべて10秒露光と、リアルタイム性には少し欠けますが、観望会中の、この場所の、この空に出ているものをこれだけのレベルで見せることができたら、多少時間がかかってもいいのではないかと思います。以前KyoeiのMさんが言っていましたが、長くかかることがわかると、お客さんからカウントダウンが始まるらしいです。そんな雰囲気になるのもまた面白いのではないかと思います。

ただ注意すべきことは、これらの画像はSharpCapの調整を駆使した後に出てきたものです。その場で調整をし出すとかなりの時間を食ってしまうことになると思います。なので、あらかじめ調整を詰めておいて何通りかの設定ファイルに残しておくなどの必要があると思います。


今回の撮影で、やっと電視観望に少し満足しました。α7Sも欲しいですがなかなか予算が取れないことと、SharpCapの機能がすごいので、しばらくはこれでいこうと思います。できるだけ準備にかける時間も少なくして、手際良くやる練習をしておきたいです。電視ファインダーは必須ですね。

やっと観望会で喜んでくれるお客さんの顔が想像できるようになりました。早く実戦で試してみたいです。

 

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