계획에 없던 지름을 했습니다. 

경위대는 몇 개 가지고 있는데 작은 크기에 혹해서... 

동호인이 제작/판매하는 경위대인데 작은 사이즈로도 출시를 했더군요. 가격도 저렴(?)해서 바로 구매를...

마킨스 Q10i 볼헤드랑 비교해 보면 크기는 살짝 더 크고 무게는 훨씬 더 무겁지만 프리스탑 경위대와 볼헤드는 비교 불가네요.

움직임도 부드럽고 튼튼해서 지상 촬영이나 달 관망 등에 좋을 거 같습니다. 

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TAG 경위대

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백만 년 전에 주문했던 SQM-L(Sky Quality Meter with Lens)이 잊지 않고 도착했습니다. 정말 딱 백만 년이 걸리네요! 와우!!

(하도 오래돼서 언제 주문했는지 도저히 기억이 나질 않으니 백만 년은된 걸로...)

이 SQM이 무엇에 쓰는 물건이냐면 하늘의 빛 공해 정도를 측정하는 장치입니다. 더 쉽게 말하자면 하늘이 얼마나 어두운지를 측정하는 거죠. 

별 보는 데 딱히 필요한 건 아니지만, 저처럼 뭔가를 측정하고 기록하는 걸 좋아하는 사람에게는 쓸만한 장난감입니다. 

이론적인 부분이 궁금하신 분들은 Bortle Dark Sky Scale을 참고해 보세요. 머리 아픈 얘기는 스르륵 패쓰~

광해 지도 (https://bit.ly/2KstRQ3)


우리나라의 광해 지도를 보면 검은 부분이 하나도 없습니다. 북한은 불빛 있는 곳이 없는 거랑 너무 대조적이죠. 사정이 이렇다 보니 어두운 밤하늘을 만나는 건 정말 어려운 일입니다. 우리나라는 Class 4 정도의 하늘만 돼도 괜찮다고 생각될 정도니까요. 

그런데 위 광해 지도를 보면 지도에 동그란 점들이 있는 것이 보이시나요? 노랗고 초록색의 동그라미요. 

이 동그라미를 클릭하면 아래와 같은 툴팁이 나옵니다. 

실제 측정한 SQM 수치와 함께 측정한 장비와 측정일자 그리고 측정자의 정보가 표시됩니다. 자동 계산된 예측값과 비교할 수 있는 중요한 데이터죠. 이렇게 실제 측정한 데이터를 저장하여 누적하면 광해의 변화 등도 알 수 있겠죠.

그런데 재밌는 것을 하나 발견했습니다. 우리나라의 SQM-L을 이용한 실측 자료는 거의 "박영식"이란 분께서 측정해서 등록해 놓으셨더군요. (사실 박영식님은 아마추어 천문 활동을 하시는 분들 사이에선 유명한 분입니다. 정말 열심히 활동하시는 프로 천문학자시죠.) 어떻게 전국을 저렇게 다 다니셨는지 존경스럽습니다...

저도 이왕 구입한 김에 빈 부분을 측정해서 등록해 보고 싶습니다. 제가 다니는 곳이 좀 제한적이라 경기 북부와 강원도 일부 지역 정도겠지만 이곳저곳을 측정해서 등록하고 싶네요.

측정은 간단합니다. 이 SQM-L에는 측정용 Lens가 제품 위에 달려있습니다. 

이 Lens가 얼마나 중요한지는 모르겠지만 Lens가 없는 버젼 보다 더 비싼 걸 보면 뭔가 있긴 있는 모양입니다. 

이 Lens를 하늘로 향하게 한 후에 본체에 있는 "Star" 버튼을 눌러주면 즉시 측정값이 표시됩니다. (간단하죠?)

SQM-L은 캐나다 제품이네요. Made in Canada는 난생 첨 봅니다.

이제 차에다 항상 싣고 다니면서 어둡다 싶은 곳이면 언제든 측정을 해서 공유하도록 하겠습니다!

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TAG SQM, SQM-L, 광해

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지난 7월 8일에  RST-150H 적도의 구동 중 RA Encoder Error가 발생했었습니다. 

본체 전원을 끊고 다시 입력하는 것만으로 문제는 간단히 해결되었지만 정확한 원인은 알 수가 없었습니다. 일시적인 인식 오류일 가능성이 높지만 마침 장마철이라 장비를 사용할 일이 없기도 하고 제작사인 RainbowAstro에서도 다른 이유(?)도 있으니 입고를 권해서 제작사로 점검을 보냈습니다.

그리고 일주일 후...

요렇게 생긴 알록달록한 예쁜 박스가 하나 도착했습니다. 감성 묻어나는 박스 디자인 좋네요. ^^

박스를 열어보지 않아도 뭐가 들어있는지 짐작할 수 있겠습니다. 

박스를 열자 작은 박스 두 개가 들어있었습니다. 적도의와 컨트롤러겠죠? 너무 직관적이라 살짝 당황스럽기까지...

RainbowAstro社에서 이번에 새로 출시한 RST-135 박스에 담아서 제 적도의를 보내주셨더군요. 

핸드 컨트롤러의 기능이 업그레이드됐습니다. 본체에 있던 GPS 수신기가 핸드 컨트롤러로 이동했네요. 덕분에 수신율이 높아질 거라고 합니다만 이전에도 GPS의 수신율에는 딱히 불만이 없었기 때문에 다른 기능에 더 관심이 갔습니다. 

컨트롤러에 붙어있는 "WiFi / GPS"라는 문구... 저 문구가 가슴 떨리게 하는군요!!! 

그리고 하나 더 엄청난 선물이!!

영하 30도에서도 탄성을 유지한다는 실리콘으로 제작된 케이블이 동봉되어있었습니다! 이런 세심한 부분이 감동으로 다가오죠... 실제로 만져보면 정말 아주 부들부들합니다.  정말 겨울에도 문제없겠습니다! 

그럼 본체는????

외형은 변함없지만 메인보드가 교체되었다고 합니다. RST-150의 기계장치에 RST-135의 두뇌가 결합된 이종결합인 것이죠~

왠지 적도의가 더 똑똑해 보입니다. 기분 탓이겠지만요...

새로 발매된 RST-135 적도의를 보면서 가장 부러웠던 기능은 무선 연결을 지원하는 것이었습니다. 무선으로 적도의를 컴퓨터나 스마트 기기와 연결할 수 있다는 건 핸드 컨트롤러의 한계를 넘어서는 기능의 확장과 편리함을 얻을 수 있게 됩니다. 

하지만...

이제는 RST-150H도 WIFI를 통해 아이폰의 SkySafari와 연결할 수 있게 되었습니다!!

RST-150H가 SkySafari와 무선으로 연동되다니 이건 정말 대박입니다!! 

그동안 사진의 구도를 위해 특정 좌표로 이동을 하려면 핸드 컨트롤러에 일일이 좌표를 입력해야 했지만, 이제는 SkySafari와 같은 플라네타리움(Planetarium) 소프트웨어를 통해 쉽게 구도를 정하고 원하는 위치로 쉽게 이동시킬 수 있게 된 것입니다.

이제는 다 필요 없습니다. 이 기능 하나면 저는 만족입니다. 

적도의가 일을 하다 보면 가끔 힘드니까 멈출 수도 있고, 오류도 나고 그런 거죠. 다 이해할 수 있습니다. 

RST-135 모델이 출시되면서 기존 유저들은 버림받은 거 같아 서운했는데, 이런 업그레이드를 통해 동일한 기능을 사용할 수 있게 해 준 RainbowAstro社에 정말 박수를 보내고 싶습니다!

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위 두 장의 이미지는 촬영 환경과 촬영에 사용한 망원경, 노출 시간이 모두 다릅니다. 하지만 이렇게 비교를 한 이유는 촬영에 사용한 카메라는 동일하기 때문입니다.

동일한 카메라로 촬영한 장미성운이지만 왼쪽과 오른쪽의 느낌이 많이 다릅니다. 왼쪽이 오른쪽 보다 성운 전체가 붉게 보이고 조금 더 풍성하게 보이는 것을 알 수 있습니다.

같은 카메라로 촬영했지만 이렇게 다른 느낌의 결과가 나온 이유는 카메라 센서 전면에 설치된 "Low pass filter"라 불리는 빛의 투과율을 조절하는 필터를 제거했기 때문입니다. (오른쪽이 제거 전(前)이고 왼쪽이 제거한 후(後)에 촬영한 이미지입니다.)

일반 DSLR 카메라는 피사체의 색을 적절하게 재현하기 위해 가시광선 영역인 "적색" 주변의 빛 투과율을 조절하는 필터를 센서 전면에 설치합니다. 카메라의 센서는 사람의 눈과 달리 근적외선(NIR: Near Infrared) 영역의 빛도 감지하기 때문입니다. 그래서 이 "적색" 주변의 빛을 그대로 통과시키게 되면 피사체가 더 붉게 나올 수 있어 자연스러운 색을 표현하기 위해 필터로 걸러내는 것이죠. 하지만 천체사진에서는 발광성운(發光星雲)의 대부분이 이 "적색" 주변인 Hα선(656.28nm 파장) 영역에 위치해 있어서 일반 사진을 위해 설치된 필터가 오히려 방해가 됩니다. 그렇기 때문에 천체사진 촬영을 위해 이 필터를 제거하는 것입니다. 하지만 반드시 제거해야 하는 것은 절대 아니고 개인의 선택일 뿐입니다.

그냥 카메라를 열고 필터를 풀어서 빼면 되는 것이 아니라 꽤 복잡한 과정을 거쳐야 하기 때문에 저는 망칠까 봐 전문업체에 의뢰했습니다. (저주받은 손이라...)

이렇게 필터를 제거하게 되면 위에서 말한 것처럼 전반적으로 붉은 색감이 강하게 촬영이 됩니다. 너무 붉게 나오기 때문에 일반 사진용으로는 사용할 수 없을 거 같지만 촬영된 이미지를 포토샵에서 Auto Color 한 번 먹여주면 자연스러운 색감으로 복원됩니다. 일반 사진 촬영도 손이 좀 가지만 가능은 한 거죠. 저의 경우는 카메라의 Custom White Balance를 설정해서 좀 더 자연색에 가깝게 보이도록 설정을 했습니다.

천체 사진의 경우도 촬영된 원본 이미지를 보면 필터를 제거한 후(왼쪽)가 제거하기 전(오른쪽)보다 훨씬 붉게 나오는 것을 알 수 있습니다. 붉은색이 너무 강해서 이미지 처리하기가 좀 더 까다롭고 손이 많이 가지만 최종 결과를 보면 훨씬 풍부한 성운을 볼 수 있습니다. 


개인 취향이겠지만 저는 필터 제거에 매우 만족합니다. 하지만 필터를 제거했다고 성운이 갑자기 더 선명해지고 안 보이던 부분이 보이는 등의 드라마틱한 변화가 생기는 게 아니기 때문에 판단은 신중하게 해야 할 필요가 있습니다. 멀쩡한 카메라를 분해해야 하고 일반 사진 촬영이 불편해지는 등 자칫 카메라를 천체사진 전용으로 사용해야 하는 경우도 발생할 수 있기 때문입니다. 비슷한 가격대의 냉각 카메라(ASI, QHY 냉각 카메라 등)를 고려하는 것도 방법이겠습니다. 하지만 풀 프레임(FF)의 FOV를 원한다면 Canon 6D보다 더 저렴한 옵션은 없을 거 같습니다.

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TAG 6D, CANON

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일본에 주문한 지 4개월 만에 FSQ-106ED가 엄청나게 허접하게 포장되어 도착했습니다. 보통 주문하면 1년은 걸린다고 했는데 저는 의외로 빨리 받았습니다. 후훗~! (구매 대행을 해 주신 천문카페 주인장의 인덕 때문이죠...)

박스에서 꺼내고 느낀 첫 인상은...

헛... 생각보다 많이 큰데...

경통이 짜리몽땅해서 그렇지 무게는 7Kg이나 나갑니다. 크고 무겁네요...

FSQ-106의 심볼과도 같은 본체의 카메라 회전장치(일명 캡틴 휠)가 은색으로 반짝거립니다. 이  카메라 회전장치가 없으면 밋밋하죠. 그래서 남들은 다들 미국 수출 버전인 EDX4를 주문하는데, 저는 카메라 회전장치가 붙은 일본 내수용 ED 버전을 주문했습니다. (그래서 빨리 보내 줬구나...)

FSQ-85랑 비교하면 더 커 보입니다. 한손으로 들기는 글렀네요...

음?? 꼴랑 드로튜브가 3cm 나오네요... 덩치에 안 맞게 짧군요...

FSQ-85EDP도 그리 짧았었나?? 한 번 재봐야겠습니다.

그래도 5cm는 나오네요. 길다고 좋은 건 아니지만 그래도 좀 길게 만들어 주지...

그래도 경통이 짧아서 캠코더 가방에 쏙 들어가고 남습니다. 플립미러, 리듀서 등등을 담고도 여유가 있네요.

이제 첫 촬영이 남았습니다. 미세먼지에 계속 구름 끼고 흐린 날씨가 이어져서 언제쯤 First light을 할 수 있을까요...

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(출처 : https://www.lonelyspeck.com/sharpstar)


망원경이나 카메라 렌즈를 사용해서 성야(星野) 사진이나 일주(一周) 사진을 찍어 본 적이 있는 분들은 별에 초점을 맞추기가 쉽지 않다는 걸 아실 겁니다.

그나마 아래 사진의 렌즈처럼 무한대 표시(∞)가 있는 렌즈라면 무한대 표시 부근에서 초점을 찾으면 되지만 표시가 없는 렌즈는 초점을 찾는데 많은 시간을 허비해야 할 수도 있습니다.



더 큰 문제는 워낙 미세한 차이로 초점이 결정되기 때문에 촬영을 마치고 돌아와서 초점이 하나도 맞지 않았다는 것을 발견하는 경우도 종종 있었습니다.



오리온자리를 촬영한 위 사진의 경우를 보면 현장에서는 별에 초점이 잘 맞은 줄 알았습니다만 돌아와서 확인해 보니 지상의 물체에 초점이 맞은 경우입니다.


이렇게 초점이 안 맞으면 하룻밤을 투자한 사진을 모두 버려야 하니 초점에 늘 신경을 많이 쓸 수밖에 없습니다.

사실 이런 초점에 대한 고민은 2005년도에 러시아의 Bahtinov란 분이 특별한 회절상을 만들어 내는 Mask를 고안하면서 해결이 되었죠. 바로 Bahtinov Mask입니다. 너무 유명한 Mask라 따로 설명을 안 하겠습니다만 이 Mask를 사용하면 초점을 맞추는 것이 훨씬 쉬워진다고 합니다.

하지만 저는 행성을 주로 촬영했기 때문에 이 Bahtinov Mask를 사용할 일이 없었습니다. 행성과 별은 초점이 다르기 때문이죠.

말 나온 김에 왜 초점이 다른지 잠깐 상식 차원에서 알아보자면...

행성은 별과 달리 면광원(面光源)입니다. 별은 점광원(點光源)이죠. 면적이 없는 무한히 작은 점입니다. 밤하늘에 있는 별의 크기가 달라 보이는 것은 밝기 차이 때문이지 크기 때문은 아닙니다. 모든 별(태양은 빼고요)은 워낙 멀리 있어서 모두 점입니다. 하지만 행성은 비록 눈으로 보기에는 다른 별과 마찬가지로 보일지 모르지만 망원경으로 보면 면적(面積)을 가진 원으로 보입니다. 즉, 별에 초점을 맞추고 행성을 보면 초점이 맞지 않습니다. 그 반대도 그렇고요.

이런 이유로 행성과 별은 초점의 위치가 다르기 때문에 다른 방식으로 초점을 맞춰야 합니다. (사실 둘 다 어렵습니다)

그동안은 도심에서 행성만 촬영하면서 지냈지만, 최근엔 시골로 관측지를 찾아다니며 자연을 벗 삼아 성야 사진 찍는 재미에 빠지기 시작해서 초점에 스트레스 받지 않으려면 Bahtinov mask가 필요했습니다. 그래서 기성품을 알아보기로 했습니다.

먼저 Aliexpress에서 찾아보니 아크릴과 금속으로 만든 다양한 전통적인 Bahtinov Mask를 판매하더군요. 그중에서 금속으로 된 제품을 하나 구매해봤습니다.



렌즈 앞에 거는 방식으로 다양한 구경의 렌즈에 대응할 수 있는 범용 제품입니다. 특별할 건 없고 가격도 저렴하니 회절상만 잘 나와 준다면 문제없겠다 싶던 중 우연히 SharpStar라는 제품을 알게 되었습니다. 카메라 용 사각 필터 형식으로 필터 홀더에 장착해서 사용하도록 만들어진 제품으로 편리해 보였습니다. 바로 100x100mm 크기로 주문을 했습니다.



실제 제품은 이렇게 생겼습니다. 아크릴 판에 레이져로 패턴을 새긴 게 전부이지만 전용 필터 케이스와 함께 사용하면 휴대가 간편하고 고급스럽습니다.



이 SharpStar를 지난번 양평에서의 촬영 때 Samyang 135mm F/2.0 렌즈에 붙여서 테스트했었는데요. 아쉽게도 캐논 600D의 라이브 뷰 상에서는 ISO 6400으로도 알타이르(Altair)의 회절상이 보이지 않았습니다. 그래서 5초 노출로 촬영한 이미지의 회절상을 확인하면서 초점을 맞췄는데도 생각보다 쉽고 오래 걸리지 않았습니다.



위 사진은 5초 노출이라 회절상이 선명하게 잘 보입니다. 가운데 있는 수직 라인이 초점 면에 따라 좌우로 움직이는데요 정 중앙에 올 때까지 조절을 하면 됩니다. 간단합니다. (실제 사용에서는 밝은 별을 시야의 중앙에 위치하고 초점을 맞추는 것이 좋습니다.)



SharpStar로 초점을 맞추고 안타레스(Antares) 주변을 60초 노출로 촬영한 사진입니다. 이 정도면 초점이 잘 맞은 거 같지 않나요?


SharpStar는 사각 필터 형식이라 필터 홀더가 있어야 하고, 렌즈 구경(口徑)에 맞는 필터 어댑터가 구경 별로 여러 개 있지 않다면 사용하기가 불편할 수 있겠습니다. Aliexpress에서 판매하는 범용적인 Mask가 더 편할 수도 있지요.



성능은 두 개를 비교해 보지 않아서 어느 제품이 회절상이 더 선명하고 보기 좋은지는 알 수 없지만, 일반 사각 필터와 함께 보관할 수 있고 필터 홀더만 있으면 편하게 사용할 수 있기 때문에 SharpStar도 나쁘지 않은 선택이라고 생각합니다.


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  1. 산골주막 2019.10.04 10:58  댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    구매처를 알고 싶습니다 ^^

  2. 소가 아닙니다. 타우렌입니다. 두루별 2019.10.07 23:06 신고  댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    https://www.lonelyspeck.com/sharpstar/
    저는 이곳에서 주문했습니다. 사용하시는 필터 홀더에 맞춰 구매하시면 될 거에요

오래 정들었던 논현동을 떠나게 되었습니다.

먹을만한 음식점 하나 없는 동네지만 그래도 정이 들었는데 떠나려니 조금... 아주 쪼금 서운하네요.

하지만 가장 큰 문제는 새로 옮기는 곳은 건물의 진동이 심해 옥상에서의 관측은 불가능하다는 것입니다. 

지금까지 사용하던 논현동 건물의 옥상은 높은 펜스가 둘러져있어 주변의 잡광(雜光)도 막아주고 바람도 어느 정도 막아주어 관측하기엔 정말 좋은 장소였습니다.

서울에서, 그것도 강남에서 이 정도 관측 장소는 찾기 힘들겠다 싶을 정도였습니다. 집도 5분 거리라 휴일에도 언제든 편하게 행성을 촬영할 수 있었는데 정말 아쉽습니다

무거운 장비를 싣고 관측지로 이동해서 관측을 할 정도의 체력은 안되니 자연스레 관측과 촬영 횟수가 줄어들 것이라 생각되어 보유한 장비를 모두 처분해야 하나 고민하던 중...

건물 옥상의 창고에 망원경을 보관하고 밤에 와서 별을 좀 봐도 괜찮을지 건물 관리소장님께 슬쩍 부탁을 드려봤습니다. 그랬더니 흔쾌히 그러라고 하시네요!!! 이런 감사할 데가...

역시 사람은 평소에 잘 해야 하나 봅니다...

말 나온 김에 창고를 살펴보니 철문으로 닫혀있어서 도난의 우려는 없겠지만 여름에는 습기가 장난이 아니겠더군요. 지금처럼 알루미늄 케이스로 보관하기는 어렵겠습니다.
대신 창고 외부와 내부의 온도 차이가 크지 않아 경통의 냉각 시간은 많이 줄 거 같네요.

일단 보관 장소는 생겼으니 망원경과 적도의를 안전하게 보관할 수 있는 케이스를 구매하기로 하고 검색을 좀 해봤습니다.

가장 중요한 습기를 차단할 수 있는 방수 기능이 있는 케이스를 찾아보니 선택할 수 있는 케이스는 펠리컨 케이스 한 가지뿐이었습니다. 비슷한 기능을 하는 지노 케이스도 찾아봤지만 원하는 크기의 케이스를 찾지 못 했습니다.

적도의 케이스는 중형 적도의를 수납할 수 있도록 iM2720 케이스로 구매했고, 경통을 수납할 케이스는 향후 C11로 업그레이드를 해도 수납이 가능하도록 가장 큰 iM2975 케이스를 선택했습니다. 두 케이스 모두 Storm 모델로 캐리어 처럼 손잡이와 바퀴가 달린 모델로 선택했습니다. 케이스 무게도 만만치 않아서 들다가 허리라도 다칠까 걱정돼서요 ^^;;

구매를 하자 총알같이 배송이 됐습니다. 첫 인상은 저...정말 크네요...

정말 튼튼하고 무겁습니다. 우려했던 케이스의 밀봉(密封)은 잘 되는 거 같습니다. 수심 5m까지 방수도 되고 방습, 방진이 완벽하다고 선전하니 제조사를 믿어야겠지요.

케이스에 포함된 스펀지도 무게가 상당합니다. 전체 무게가 생각보다 무거워서 살짝 걱정이 되긴 하지만 소중한 장비가 잘 보호된다면 만족해야겠습니다. 옮길 때 조심해야겠어요.

그러고 보니 장비를 매번 옥상까지 옮기느라 힘들어서 경통과 적도의의 업그레이드를 포기했었는데요. 이제 항상 옥상에 장비가 있는 셈이니... 업그레이드를 고민해도 되겠습니다.

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  1. 2017.04.03 01:06  댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    비밀댓글입니다

며칠 전에 "ASI224MC 카메라 테스트"라는 글을 올렸었습니다.
새로 구매한 ASI224MC 카메라를 실내에서 테스트했던 과정과 결과를 정리한 글이었는데요.

테스트의 정확도를 논할 수준은 아니지만 결괏값에서 마음에 들지 않는 부분이 하나 있었습니다.
바로 표준 편차(Standard deviation) 그래프입니다.

위의 그래프가 며칠 전의 데이터로 그린 표준 편차 그래프입니다.

Gain 단계별로 촬영한 이미지의 표준 편차를 그래프로 나타낸 것으로 이 중에서 붉은색 곡선은 표준 편찻값들의 근사(近似) 곡선입니다.
이 그래프를 보면 Gain 200과 500일 때의 표준 편차는 값이 일정하지 않고 튀는 느낌입니다.

이 부분이 계속 마음에 걸렸던 겁니다.

SONY가 이렇게 아름답지 못한 곡선을 나타내는 이미지 센서를 만들었을 리가 없겠죠.
문제는 테스트 방식이거나 테스트용으로 사용한 이미지의 문제라고 생각했습니다.

테스트 방식과 테스트에 사용한 프로그램의 소스 코드를 점검해 봤지만 문제가 될 만한 부분은 없었습니다. 테스트 환경은 더 이상 개선을 할 방법이 없기 때문에 제외했고요.

남은 건 테스트에 사용한 테스트용 이미지였습니다.

테스트 당시에는 Gain의 단계별로 각각 100프레임의 동영상을 촬영하였고 동영상의 프레임 중에서 50번째 프레임의 이미지를 각각 뽑아내어 사용했었습니다.

하지만 형광등 아래에서 촬영된 동영상이라 Flicker 현상 때문에 모든 프레임의 밝기가 동일할 수는 없었을 겁니다. 그중에서 하나의 프레임을 표본으로 뽑아 테스트에 사용한 것이 문제라는 생각이 들었습니다.

모든 프레임의 밝기가 동일하게 촬영되는 조건을 만들 수는 없으니까 방법을 바꿔서 촬영된 모든 프레임의 평균 값을 이용하기로 하였습니다.(진작에 이렇게 했어야 했습니다.)

다행히 테스트 동영상을 아직 삭제하지 않았습니다. (동영상부터 다시 찍을뻔했어요...)
남아있는 동영상을 이용해서 모든 프레임의 픽셀의 합을 계산한 후 평균 값으로 합성하도록 프로그램을 수정했습니다. 그 결과로 모든 테스트 동영상에서 평균 합성 이미지를 만들 수 있었습니다.

아래 이미지는 동영상에서 하나의 프레임을 뽑아 사용한 기존의 Gain 별 표본 이미지입니다.

이번에는 동영상의 모든 프레임을 평균 합성하여 얻은 새로운 Gain 별 표본 이미지입니다.
당연하지만 평균 합성한 이미지가 더 부드러워 보입니다. 밝기 분포도 균일하고요.

이렇게 새로 만든 표본 이미지를 사용하여 테스트 프로그램으로 다시 계산을 하였고 그렇게 얻은 표준 편차 그래프는 다음과 같습니다.
이제야 원하는 결과가 나왔습니다.
오차는 있겠지만 일정한 비율로 표준 편차가 증가하는 모습을 볼 수 있습니다.

새로운 결과로 기존에 내린 결론이 달라지는 것은 아닙니다. 예측 범위를 벗어나는 테스트의 오류를 바로잡은 것뿐이죠.

이 새로운 표본 이미지로 계산한 내용으로 기존의 테스트 글도 수정했습니다.

아~~! 이제 후련합니다.

다음부터는 아무리 귀찮아도 꼭 평균값을 사용해서 테스트를 해야겠습니다.


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  1. 한빛나 2015.07.25 17:27 신고  댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    멋져요. ^^
    평균값 이야기를 들으니 광축 맞출 때 파이어캡쳐에서 preprocessing 기능을 이용해서 적당한 수의 프레임을 평균값으로 합성한 이미지를 보면서 맞추니까 회절상이 좀 예쁘게 나와서 도움이 되었던 기억이 납니다. ^^

[2015월 7월23일 수정]
단일 표본 이미지가 아닌 동영상의 모든 프래임을 평균 합성한 이미지로 변경하여 테스트 결과를 수정하였습니다.

새로운 ASI224MC 카메라의 테스트를 했습니다.

실제 테스트는 직접 행성을 촬영해야 알 수 있겠지만, 날씨가 허락하지 않아 우선 실내에서 할 수 있는 테스트 위주로 진행했습니다.

이런 테스트는 통제된 환경(항온(恒溫), 동일한 광원 등)에서 진행해야 정확한 데이터를 얻을 수 있겠습니다만,
아마추어인 개인이 그런 환경을 만드는 것은 불가능합니다. 오차를 줄이려고 최대한 노력을 했지만 환경의 한계로 인해 테스트한 값은 정확한 값이 아닐 수 있습니다.

또, 이번 테스트의 목적은 이미지 센서(Image sensor)의 잡음 특성(Noise characteristics)을 파악하거나 측정하는 테스트가 아닙니다. 일반적인 상황에서 Gain의 변화에 따른 잡음비(Noise ratio)를 측정하여 행성 촬영에 사용할 수 있는 Gain의 적정한 범위를 알아내는 것이 목적입니다.

마지막으로 최종 결과는 개인의 의견일 뿐이므로 어디까지나 참고로 봐주시기 바랍니다.

음... 이렇게 적고 보니 왠지 거창한데요? 무슨 엄청난 실험을 혼자 막 한 거 같고...

지금부터 저의 최첨단 테스트 장비를 소개하겠습니다.

아아... 책상이 너무 지저분하네요...

촬영을 위한 렌즈는 Canon의 번들(EFS 18-55mm) 렌즈를 사용하여 55mm로 촬영하였습니다. 그리고 외부의 빛에 의한 광량 변화를 막기 위해 외부의 빛을 최대한 차단했습니다.

그랬더니... 형광등 만으로는 실내가 너무 어둡더군요...
할 수 없이 굴러다니던 USB LED 램프를 보조 광원으로 사용했습니다.
그리고 테스트하는 동안 실내 온도는 28℃로 최대한 유지되도록 했습니다.

이렇게 촬영 준비를 하고 렌즈의 30cm 앞에 흰 종이를 고정하고 테스트를 했습니다.


1. ASI224MC 카메라의 Gain에 의한 Noise의 변화

촬영전에 ASI224MC 카메라의 정확한 설정값을 알기 위해 ZWO社에서 제공하는 카메라의 SDK를 사용해서 카메라의 설정 값을 확인했습니다.

이렇게 얻은 값은 다음과 같습니다.

지금까지 Gain의 Max가 600인 줄 알았는데요. 720이라는 값을 리턴합니다. 하지만 720으로 설정을 하면 카메라가 동작하지 않았습니다. 왜 이러는 걸까요...

이런 어처구니없는 일이... 

SDK에서 제공하는 값을 사용하는데 동작하지 않는 건 또 뭔지... 기껏 기술력 좋다고 칭찬했더니 바로 배신을 하는군요. ZWO Users forum에 문의를 해 봐야 알겠지만 일단 600까지는 정상 동작을 하는 것을 확인했습니다.


[2015년 7월 23일 추가]
ZWO Users Forum에 문의한 결과 Max Gain은 600이라고 합니다. 

아직 SDK가 Release 되지 않았으며 곧 공개될 거라고 하는군요.

새로운 SDK가 공개되면 다시 확인해 봐야겠습니다.


설정값의 범위를 확인했으니 이제 동영상을 촬영하기로 했습니다.


테스트에 사용할 동영상은 다음과 같이 설정하고 촬영을 하였습니다.
  1. Gain은 0부터 100씩 증가시켜 600까지 총 7단계로 촬영을 했습니다.
  2. 노출은 Auto로 설정하여 자동으로 설정되도록 했습니다. (동일한 밝기의 이미지를 얻기 위함입니다.) 
  3. Gamma는 50으로 설정하였습니다. 
  4. Brightness는 0으로 설정하였습니다. 
  5. White balance는 Red, Blue 모두 50으로 설정하였습니다. 
  6. 동영상의 해상도는 1024x768로 촬영하였습니다.
  7. 모든 동영상은 100프레임을 촬영하였습니다.

이렇게 촬영된 동영상의 모든 프레임(100 Frame)을 평균 합성한 후 합성된 이미지의 중앙 부분을 130x100 크기로 잘라 Noise 측정을 위한 테스트 이미지로 사용하였습니다.


준비된 테스트 이미지들을 다음과 같이 처리하여 계산하였습니다.
  1. 준비된 RGB 이미지를 Grayscale로 변환합니다.
  2. 변환된 Grayscale 이미지의 Histogram을 계산합니다.
  3. Histogram을 통해 평균(Mean)과 표준 편차(Std dev: Standard deviation)를 계산합니다.
  4. 변동 계수(COV: Coefficient Of Variation)를 계산합니다. (= Std dev / Mean)
  5. 잡음비(Noise ratio)를 계산합니다. (= 현재 COV / Gain 0의 COV)

이런 과정을 통해 계산한 결과는 다음과 같습니다.

(촬영된 이미지가 초록색인 것은 Whitebalance를 조절하지 않았기 때문입니다.)

결과를 보면 Gain의 단계별 평균값(Mean)은 큰 차이 없이 비슷한 수준으로 이미지들의 평균 밝기는 거의 동일하다고 할 수 있습니다. (밝기의 차이가 큰 이미지의 비교는 의미가 없기 때문에 중요한 부분입니다.)

평균값(Mean)이 비슷한 수준인데 비해 표준 편차(Std Dev)는 Gain이 증가할수록 급격하게 증가하고 있습니다.

이렇게 계산된 평균값(Mean)과 표준 편차(Std Dev)를 이용해서 변동 계수(COV)를 계산하면 Gain의 단계별 잡음비(Noise ratio)를 계산할 수 있습니다.

Gain이 0일 때의 Noise를 기준으로 계산한 각 단계별 잡음비(Noise ratio)는 다음과 같습니다.

잡음비(Noise ratio)를 보면 Gain 200까지는 Gain 0인 경우와 큰 차이가 없습니다. 이후 Gain 300부터 2배 넘게 증가하기 시작하여 Gain 400에서는 4.7배로 증가한 것을 알 수 있습니다. Gain 400 이후로는 단계마다 거의 두 배씩 증가하여 Gain 600은 17.48배나 증가하였습니다.

이렇게 잡음비를 수치화 한것은 각 단계의 차이를 알아보기 쉽게 하기 위한 의도였습니다.
CCD나 CMOS의 Noise를 계산하는 방법은 다양합니다만 저는 간단히 할 수 있는 방법을 사용했습니다. 숫자의 정밀도는 차이가 나겠지만 증가비율은 크게 차이 나지 않을 거라 생각합니다.

이 잡음비(Noise ratio)의 결과를 보면 Gain은 400에서 상황에 따라 500까지 사용을 해도 괜찮을 거 같습니다.

Gain 300과 500의 잡음비(Noise ratio) 차이는 3.2배지만 노출(Exposure)은 약 15배나 차이가 납니다.
수치상의 차이지만 분명 빠른 노출 시간은 시상의 영향에서도 유리하고 더 많은 프레임을 저장할 수 있다는 이점(利點)이 있습니다. USB 3.0을 지원하기 때문에 늘어난 프레임을 전송하는데도 문제가 없을 것입니다. 이렇게 빠른 노출로 얻어진 여유 프레임의 합성으로 잡음(Noise)을 극복할 수 있지 않을까 조심스레 생각해 봅니다.

실제로 행성을 촬영하면서 확인을 해야겠지만 Gain 400이 상용 영역이라는 소문에는 수긍이 가는 결과입니다.

Noise 확인의 마지막으로 Gain 단계별 이미지의 DFT(Discrete Fourier Transform)계산 결과입니다.
불행인지 다행인지 특정할 만한 패턴 노이즈는 보이지를 않습니다.

이렇게 얼렁뚱땅 ASI224MC의 Gain의 증가에 따른 노이즈 비교를 마무리하였습니다.
(쓰다보니 너무 길어졌습니다. 급 마무리...)
이제는 필드에서 테스트하고 실제 결과를 확인하는 일이 남았습니다.

참고로 CCD의 Noise와 FFT의 관계에 대해 잘 설명한 QSI의 "CCD의 읽기 노이즈의 이해"라는 글을 읽어 보는 것도 도움이 될 거 같습니다.


2, ASI120MC와 ASI224MC의 비교

ASI120MC와 ASI224MC는 이미지 센서도 다르고 증폭 범위도 다르기 때문에 Gain에 의한 노이즈 변화를 비교하는 것은 의미가 없다고 생각했습니다.

그래서 준비했습니다. 두 카메라의 감도(感度) 비교입니다!!!

감도가 기존 보다(어떤 카메라를 말하는 걸까요??) 2배가 좋아졌네, 노이즈가 엄청 줄었네 하며 저를 현혹시켰으니 정말 감도가 좋아졌는지 확인은 해 봐야죠.

감도 확인을 위해 흰 종이를 걷어내고 딱풀(Glue stick)을 세워놓고 촬영을 했습니다.
(흰 종이를 걸어 놓으니 무슨 사당(祠堂)도 아니고... 분위기가 별로였거든요)
이렇게 동일한 비율로 딱풀을 촬영한 후 파란색 사각형 부분만 오려서 확인을 했습니다.

두 카메라 모두 Gain은 0으로 설정하였고, Brightness도 0으로 설정했습니다. White balance는 둘다 Auto로 설정하였고요.(이제 색이 제대로 나옵니다...)

동일한 환경에서 두 카메라 모두 200ms의 노출로 촬영한 각각의 RGB 이미지를 HSV로 변환하여 밝기 값인 V(Value) 채널의 Histogram을 분석하였습니다.
대충봐도 ASI224MC 카메라로 촬영한 이미지가 훨씬 밝네요. 평균값으로만 봐도 2배 차이가 납니다.
밝기를 바로 감도로 환산할 수는 없겠지만 동일한 광량(光量)에서 2배 더 밝게 이미지를 촬영할 수 있다고 할 수 있겠습니다.

광고가 사실이었어요!!~


이렇게 일은 안 하고 사무실은 어두컴컴하게 해 놓고 한참을 끙끙거리며 촬영을 하고 계산을 하고...
참 즐거운 시간이었습니다!!

지식이 부족하여 더 많은 분석을 할 수는 없었지만 실제 노이즈의 변화를 계산해 보니 촬영에 사용할 영역도 대충 정할 수 있었고요. SONY가 엄청난 이미지 센서를 만들어 냈다는 생각도 들었습니다.

이제 재밌는 일은 다 끝났고... 촬영만 남았네요... 얼른 날이 맑아지기를...




Posted by 소가 아닙니다. 타우렌입니다. 두루별

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  1. 한빛나 2015.07.21 23:05 신고  댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    기다리고 있었는데 오늘 올려주셨네요. 감사합니다. ^^


    대단하시다는 말이 먼저 나옵니다! 대단하세요!!

    정말 전문적인 성능 테스트입니다. 많은 도움이 되었습니다. 말씀하신 것들을 하나하나 알아가다 보면 또 많은 도움이 될 것 같습니다.

    저는 무작정 부딪히며 그때 그때 오는 느낌으로 촬영을 하는데, 이렇게 데이터로 분석하시는 게 놀랍기도 하고 경이롭습니다. 저랑은 완전 차원이 다르신 것 같아요.

    느낌상 gain 450 정도, 무리하면 500이라고 생각했는데 결과가 비슷하게 나온 것 같아 참 다행이라고 생각합니다. 시행착오를 줄일 수 있을 것 같습니다.

    전혀 분석적이지 않고 조금 다른 의미이기도 하지만 저도 노이즈에 대해서는 비교할 필요가 없다고 생각했었습니다. 완전 다르지만, 다들 비슷하겠지만, 어차피 어느 정도의 노이즈가 생기는 범위까지의 게인을 줘서 노출을 줄여보기도 할 생각이니까요. 물론 감도가 좋고 노이즈가 적으면 더 유리한 노출과 게인값을 설정할 수 있기는 하겠지만요.

    정보를 공유하고 싶은데 늘 도움만 받는 것 같아 죄송하네요. 정말 잘 봤습니다. ^^

    • 소가 아닙니다. 타우렌입니다. 두루별 2015.07.22 18:10 신고  댓글주소  수정/삭제

      아침해님 덕분에 IR 촬영도 해보고 제가 더 많이 배우고 있습니다! ^^
      이렇게 방문해 주시고 의견도 나눌 수 있어서 너무 감사합니다~

      이번 ASI224MC는 정말 물건인 거 같습니다.

      말씀처럼 노이즈 보다는 같은 환경에서 훨씬 짧은 노출로 촬영이 가능한 것이 대박인 거 같습니다.
      얼른 토성을 촬영해 보고 싶은데 날씨가 계속 흐림이네요 ^^;;

  2. 김택 2016.02.18 16:48  댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    안녕하세요..좋은 글 잘 읽었습니다.
    혹시 테스트에 사용한 프로그램이 무엇인지 알수 있을까요?

    • 소가 아닙니다. 타우렌입니다. 두루별 2016.06.08 17:28 신고  댓글주소  수정/삭제

      답변이 너무 늦었습니다.. 죄송합니다. ^^

      테스트에 사용한 프로그램은 python을 이용해서 모두 직접 제작을 하여 사용했습니다.
      테스트 만을 위해 제작된 프로그램이라 기능은 글에 소개한 기능이 전부고요.
      필요하시면 보내드릴까 싶어 뒤적여 봤습니다만 오래된 내용이라 자료가 없네요..
      꼭 프로그래밍을 하지 않아도 히스토그램 분석이 가능한 포토샵, Gimp 등을 이용하셔도 값을 확인하실 수 있습니다. ^^;;
      이미지 스택은 AutoStakkert 등을 이용하시면 되고요. 답변이 되셨는지 모르겠습니다.

지난 7월 9일에 구매했던 ZWO社의 ASI224MC 카메라가 도착했습니다.

이번으로 3번째 ZWO 카메라를 구매했지만 늘 비닐포장으로 시크하게 보내줍니다.

카메라의 포장 박스도 한결같습니다.

꼭 무슨 재활용 박스 같은 느낌...

카메라 모델명도 손으로 적어서 보내는 센스까지...

ZWO는 카메라의 개발 속도가 빠르다고 느껴졌습니다. 이번 ASI224MC도 베타 테스트부터 상용화까지 짧은 시간 안에 마무리를하고 발매를 하더군요. 기술력이 뒷받침 되기 때문이라는 생각이 들었습니다.

박스를 열어보니 내용물도 동일합니다. 기존 카메라와 구성이 똑 같아요.

오토 가이더 케이블, 31.7mm Nosepiece 그리고 카메라와 Wide Angle Lens.
기존과 다른 점은 USB 3.0을 지원하는 카메라답게 USB 3.0 케이블이 들어있습니다.

이제 촬영할 때 케이블도 두 종류를 가지고 다녀야겠네요...

늘 아쉬운 점은 먼지 덮개(End Cap)의 플라스틱 재질이 너무 안 좋다는 겁니다.
더우면 끈적끈적하고 겨울엔 얼어서 딱딱합니다. 이 건 좀 개선을 해주면 좋겠습니다.

ASI224MC의 이미지 센서는 SONY의 IMX224를 사용했다고 했습니다.

기존 카메라인 ASI120MC에 사용했던 Aptina社의 AR0130CS 센서와 픽셀 크기는 3.75µm로 동일합니다. 이 카메라를 선택한 이유중에 하나이기도 하죠. 해상도는 최대 1304x976을 지원합니다.

기존의 카메라들과 나란히 놓고 크기를 비교해 봤습니다.(아이폰 카메라의 왜곡이 심하네요...)

사진 상으로는 ASI224MC의 지름이 작아 보이는데요. 실제로는 완벽하게 동일합니다. 높이만 커졌습니다. (좀 통통해진 느낌입니다. ^^;)

이제 ASI120MC 카메라의 자리를 ASI224MC가 대신하게 되었습니다. 웬지 좀 서운하네요.
그 동안 잘 사용했었는데 좋은 곳으로 보내줘야 겠습니다.

새로운 ASI224MC의 성능이 어느 정도 일지 궁금합니다. 감도가 좋고 읽기 노이즈가 낮다고 하는데 과연 어느 정도일지...

테스트를 위해 카메라가 오기를 기다리는 동안 SDK와 드라이버도 미리 설치하고 간단한 테스트 프로그램도 미리 만들어 놓았습니다.

하지만 아쉽게도 날이 흐려서 필드 테스트를 해 볼 수는 없었습니다.

대신 아쉬운 대로 실내에서 Canon 번들 렌즈(EFS 18-55mm)에 연결해서 이런저런 테스트를 해 봤는데요. 


테스트 결과는 다음 포스팅에서...


Posted by 소가 아닙니다. 타우렌입니다. 두루별

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  1. 한빛나 2015.07.21 13:25 신고  댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    역시 깔끔하고 분석적으로 정리를 해주시네요. 테스트 결과가 아주 궁금합니다. ^^