前ページで観察機材の構成について紹介しましたが、では、それらの機材を使って実際に天体写真を撮影する場合についてまとめてみましたので、興味がありましたならばお読み下さい。
天体写真(元画)の撮影の仕方
まだ、天体観察を始めたばかりの素人ですが、これまでの経験から、もとの写真(元画)が良くないと、画像処理しても気に入った天体写真にはなりません。良い天体写真(元画)を撮影するためのポイントは、以下の通りではないかと思います。【天体写真(元画)を撮影するポイント】
1.ピントが合っていること。
2.星が点像になっていること。
3.画像処理に対応できるだけの幅広い階調があること。
4.最後は、構図でしょうか。
構図はトリミングである程度救うことができますが、できる限り元画のまま掲載したいと
思っているので、構図にこだわって撮影するようにしています。
カメラのファインダーを覗いても目標の天体は見えないので大変ですが、撮影した写真をライブ
ビューモニターで確認しながら構図を決めています。
上記の「天体写真(元画)を撮影するポイント」の内、第1項.ピント合わせについては、既に紹介した通りです。
第2項については、追尾するための赤道儀の性能やオートガイド撮影のための機材構成によります。
また、第4項.構図については、その人の感性ですので、自分が気に入った構図で撮影すれば良いと思います。
従って、残る第3項の「画像処理に対応できるだけの幅広い階調がある写真」について調べてみました。
良い天体写真とは良い天体写真は、その写真(元画)が持っている情報量で、情報とは「光の量」だそうです。
天体写真の品質は集めた光の量で決まり、集めた光の量は以下の関係式となり、イメージセンサのサイズとF値は機材で決まるので、考慮するべきは総露出時間ということになるそうです。
集めた光の量=総露出時間xイメージセンサのサイズ/(F値)の2乗天体写真の品質=総露出時間
集めた光の量の関係式ですが、私には難しくて説明できませんが、イメージセンサ(撮影素子)の仕組みから紹介しているHPがありますので、興味があれば調べてみて下さい。
なお、アメリカ･ハワイ州マウナケア山の山頂にあるすばる望遠鏡のイメージセンサは、1個の受光面積が約18cm2(3.072cmx6.144cm)で、それを116個配置して、計8億7000万画素を持つ巨大なデジタルカメラだそうです。ちなみに、私の使っているNikon D3100のイメージセンサのサイズは1.54cmx2.31cmなので、すばる望遠鏡は、約615倍の大きさということになります。
天体写真(元画)の撮影通常のスナップ写真はオートフォーカス(AF)が動作して、設定しているISO感度に合わせて、カメラが自動で絞り(F値)や露出時間を決めて撮影してくれますが、天体写真の場合はマニュアルモードでの撮影のため、オートフォーカス(AF)は動作しません。更に、絞り(F値)は機材構成で決まってしまうので、関係するのは露出時間とISO感度となります。
まずはISO感度を決めます。
ISO感度を、高感度にすると当然ノイズは増えますが撮影時間が短くなります。
ISO感度を、低感度にするとノイズは抑えられますが撮影時間が長くなります。
撮影時間が長くなるということは1枚当たりの露出時間も長くなり、私の場合はノータッチガイド撮影なので、星が流れてしまう確率が高くなるように思います。また、HPに掲載している天体写真を見ると、多くの方が、ISO感度をISO800やISO1600に設定しているように思います。天体写真撮影用に使っているNikon D3100の場合、マニュアルモードでのISO感度は以下の8段階の設定が可能ですが、上記のことから、ISO感度は「ISO800」を基本に設定しています。
[Nikon D3100のISO感度]
ISO100
ISO200
ISO400
ISO800(基本設定)
ISO1600
ISO3200
Hi1(ISO6400相当)
Hi2(ISO12800相当)
ISO感度が決まれば、あとは露出時間です。人工の光が全くない理想的な環境(天体からの光だけ)の場合は無制限で露出できますが、普段撮影している市街地から少し外れた河川敷では、無制限に露出することはできません。露出時間はどのようにして決めれば良いのでしょうか？
露出時間を決める際の目安として、デジタル一眼レフカメラのヒストグラムの山を見て、山が1/4~1/2の範囲になるように露出時間を決めると良いそうです。
この時の撮影機材は、ED81SⅡ鏡筒+レデューサー(x0.8)で撮影ですので、F値はF6.2となり、機材で決まってしまいます。右の写真は撮影した時に液晶モニターに表示される撮影画像の情報画面を撮影したもので、露出時間は180.0secで、右上のヒストグラムを見ると、ヒストグラムの山が1/4~1/2の範囲の中にあるのが分かると思います。
この例では、ISO感度をISO800に設定して露出時間が180.0secで、目安となるヒストグラムの山が1/4~1/2の範囲になっていますが、もしも、ヒストグラムの山が1/4~1/2の範囲にならない場合には、天体写真の品質は総露出時間で決まることから、ISO感度で調整するのが良いそうです。
これで最適な露出時間となったので、あとは総露出時間を長く取れば良い天体写真(元画)ということになります。総露出時間は、何枚(何コマ)撮影するかにかかってきます。画像処理のコンポジット処理は、トーナメント方式で行いますので、撮影枚数(コマ数)は基本的に2の倍数で、2枚,4枚,8枚,16枚,32枚,64枚,...となり、例えば、8枚では180.0secx8枚=1,440.0sec(24分)、16枚では180.0secx16枚=2,880.0(48分)の総露出時間となります。
この見方が正しいかは疑問ですが、総露出時間によって天体写真(元画)の階調幅に違いがあるかを確認してみました。
下の写真は、M11(散開星団)を8枚撮影して、総露出時間:720.0sec(4枚)の場合と総露出時間:1,440.0sec(8枚)の場合を比較したものです。
[考察]
1.それぞれの右の写真は、レベル調整によって見た目には全く同じ画像に見える。
2.レベル調整ウィンドウで、最小値(▲),最大値(△)マーカをヒストグラムの山のそれぞれの端の置き値を読む。
[総露出時間:720.0sec(4枚)の場合] 最小値:144,最大値:389で、245階調(389-144=245)となる。
[総露出時間:1,440.0sec(8枚)の場合] 最小値:262,最大値:776で、514階調(776-262=514)となる。
3.総露出時間:1,440.0secの方が階調幅が大きく、モニタに表示できる256階調の2倍以上の情報量を持っている。
[総露出時間:720.0sec(4枚)の場合]
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| コンポジット(4枚)後レベル調整 pic_20150514_7881_LB.fts ISO800/F6.2 露出時間:720.0sec(180.0x4) |
レベル調整ウィンドウを拡大 ヒストグラム 最小値:144,最大値:389 |
[総露出時間:1,440.0sec(8枚)の場合]
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| コンポジット(8枚)後レベル調整 pic_20150514_7885_LB.fts ISO800/F6.2 露出時間:1,440.0sec(180.0x8) |
レベル調整ウィンドウを拡大 ヒストグラム 最小値:262,最大値:776 |
以上のように、総露出時間が長い(大きい)方が、幅広い階調(情報量)を持っていることが分かります。
従って、良い天体写真(元画)を撮るには、露出オーバーや露出アンダーのない適正な露出時間で、可能な限り総露出時間を長く(コマ数を多く)することが重要になってくるそうです。
みなさんも総露出時間を考慮して、綺麗な天体写真を楽しんでは如何でしょうか。
次のページでは、撮影した天体写真(元画)を元に、「Stella Image」画像処理ソフトを使った画像処理の仕方を紹介します。
出典･参考サイトすばる望遠鏡:http://subarutelescope.org/j_index.html
他
