Albireo's Hack the Dot

2008년 02월 4일

위 그림과 같이 올해 토성의 충인 2월 24일을 기준으로 남중 시간은 밤 12시 45분입니다. 이때 고도는 64도, 본체의 시직경은 20초각을 보이고 있습니다.

이번 시즌에 토성 촬영에 이용할 기기는 다음과 같습니다.

OTA: Takahashi 12-inch F11.9 Dall-Kirkham

Barlow: Televue Powermate x4

CCDs: Lumenera LU075, Imaging Source DMK-21AF04, Imaging Source DBK-21AU04

Filters: Astronomik RGB with IR block, Baader IR-Pass

먼저 광학계는 12-inch F11.9 Dall-Kirkham으로 Powermate x4를 장착하면 합성촛점거리는 대략 14.3m 정도가 되어 본체와 고리의 세부를 표현하기에 적당해 집니다.

사용할 3대의 CCD 카메라들의 스펙을 보면 해상도는 640x480으로 동일하지만 감도와 픽셀 사이즈, 모노/컬러의 차이가 있습니다. 정리를 해 보면 다음과 같습니다.

Imaging Source DBK-21AU04, SONY ICX098BQ, 5.6x5.6, 100%, Color

Imaging Source DMK-21AF04, SONY ICX098BL, 5.6x5.6, 250%, Mono

Lumenera LU075, SONY ICX424AL, 7.4x7.4, 180%, Mono

Brand - Model - CCD chip - Pixel size(micron) - Sensitivity (ToUcam = 100%) - Color/Mono

대부분의 해외 유명 행성 사진가들은 토성의 경우 컬러 CCD 보다는 감도 높은 모노 CCD를 이용해 L-RGB로 각각 촬영하여 합성합니다 - 대개 L 이미지는 IR-Block 하지 않은 상태로 촬영하고, RGB는 IR-Block을 하는 경우가 많습니다. 물론 L-RGB를 각각 촬영하는 것은 번거롭고 힘든 일입니다만 최상의 품질의 이미지를 얻기 위해서는 피할 수 없는 길인 듯 보입니다. 이를 위해서는:

Imaging Source DMK-21AF04를 메인 카메라로 L을 촬영 - Astronomik RGB with IR block을 추가 장착하여 R, G, B 각각 촬영 - 각기 프로세싱 후 합성

Lumenera LU075를 메인 카메라로 L을 촬영 - Astronomik RGB with IR block을 추가 장착하여 R, G, B 각각 촬영 - 각기 프로세싱 후 합성

위와 같은 두가지 방법을 고려해 볼 수 있습니다. 전자가 후자보다 나은 점은 DMK-21AF04의 감도가 LU075 대비 40% 정도 더 밝아서 가뜩이나 어두운 토성을 촬영하면서 fps을 더욱 높게 가져갈 수 있기 때문입니다 - 소위 “시상 캡쳐” 능력이 좋을 것입니다. 또한 DMK-21AF04은 FireWire 인터페이스로 LU075의 USB 2.0보다 전송 속도가 더욱 빠릅니다. 후자가 전자보다 나은 점은 제어 소프트웨어(Lucam Recorder Professional)의 인터페이스가 잘 되어 있다는 것인데 이는 어디까지나 편이상의 문제입니다.

결국 시상과 투명도가 좋은 날은 Imaging Source DMK-21AF04와 Astronomik RGB 필터를 이용하여 L(non IR-Block) + RGB(IR-Block)으로 촬영 후 합성할 것이고 이것이 주된 방법이 될 것입니다.

한편 시상이 변화무쌍하거나 투명도가 좋지 않아 특히 블루채널을 얻기 곤란할 때가 있습니다. 이때는 다음과 같은 방법을 쓸 수 있습니다.

Imaging Source DMK-21AF04를 메인 카메라로 L을 촬영 - DBK-21AU04로 촬영 후 RGB 정보 만을 획득 - 합성

Lumenera LU075를 메인 카메라로 L을 촬영 - DBK-21AU04로 촬영 후 RGB 정보 만을 획득 - 합성

역시 위와 같은 두가지 방법을 고려해 볼 수 있습니다. 전자가 후자보다 나은 점은 더욱 예민한 감도 외에도 DMK-21AF04의 픽셀 사이즈가 추후 합성할 DBK-21AU04 RGB 정보와 동일하여 리사이징의 필요가 없다는 점입니다. 서두에 언급한 것처럼 Lumenera LU075는 픽셀 사이즈가 더 크기 때문에 이를 통해 촬영한 이미지의 크기를 32% 정도 더 늘려야 DBK-21AU04 RGB와 맞게 됩니다.

결국 RGB 각각 촬영이 어려운 조건에서는 Imaging Source DMK-21AF04와 DBK-21AU04를 이용하여 각각 L(non IR-Block) + RGB(IR-Block: Baader IR-Pass 장착) 정보를 얻은 후 합성하게 될 것입니다.

참고로 DBK-21AU04를 이용해 촬영한 결과물을 Registax 상에서 다룰 수 있도록 하기 위해서는 Y800 raw 이미지로 촬영 후 Registax에서 Debayer - GB 모드를 체크 후 프로세싱하므로서 컬러 화상을 얻을 수 있습니다.

동영상 촬영 시간은 어떻게 제한할 것인가. 오랫동안 - 5분 이상 - 촬영한 후 좋은 프레임들을 가급적 많이 모아서 스택하면 물론 노이즈 대비 시그널 비율이 낮은 부드러운 이미지를 얻기는 할 것입니다. 다만 이러한 방법으로는 토성 표면에 백반 등 알베도 구조가 있을 경우 검출할 수가 없으므로 과학적인 의미는 떨어진다고 할 수 있습니다.

토성의 시직경을 20초각, 자전 속도를 614분으로 놓으면 촬영 제한 시간은:

  0.5/((3.14 x 20)/614) = 4.9분

위와 같이 됩니다. 결국 L-RGB로 촬영할 경우 5분을 배정하면 L(210초) - R/G/B(각 30초) 정도와 같이 나눌 수 있을 것입니다. 만일 토성 표면에 특별한 알베도 구조가 없거나 그럴듯한 포트레이트를 찍고 싶다면 더 오랫동안 촬영하지 못할 이유는 없을 것입니다 - 다만 Registax의 싱글 AVI 파일 크기 2 GB/ 5,000 frame 제한은 염두에 둬야 할 것입니다.