LRGB 천체사진 촬영 팁

지금까지 배운거 간단 정리

…북한하고 우리하고 사이가 갑자기 나빠져서, 철원으로 촬영을 떠나는 일이 애매해졌습니다. 제가 다니는 카페에서는 ‘가능한한 접경지역 관측은 자제해 달라’고 하는데 어떻게 해야 할 지 모르겠더라구요. ㅠㅠ

어쨌든… 오늘까지 LRGB 촬영과 일반적인 촬영 팁을 정리해 볼까 합니다.
카페나 지인분들에게 묻고 배운 것들입니다. 정보가 틀릴 수도 있는 점 참고 부탁드려요. 앞으로도 계속 업데이트 하겠습니다.

§ 2020-06-22 업데이트

  • 전처리(Pre-processing) 프레임들
    • 바이어스(Bias) 프레임은 촬영시의 온도와 동일한 상태에서 경통을 완전히 가리고 카메라가 허용하는 가장 짧은 노출을 줘서 촬영한다. 바이어스 프레임의 촬영은 센서에 전기가 들어오는 순간 발생하는 노이즈를 제거하기 위한 작업이다.

    • 다크(Dark) 프레임은 촬영시의 온도와 동일한 상태에서 경통을 완전히 가리고, 각각의 서브 프레임의 노출시간과 동일하게 설정한 후 촬영한다. 다만 이때 다크 프레임의 촬영장수는 라이트 프레임(실제 촬영)과 같거나 많아야 노이즈 제거 효과가 있다. 만약 촬영시 디더링(Dithering) 기능을 사용한다면 적은 프레임 수로도 충분한 효과를 얻을 수 있다고 한다.
      다크 프레임은 센서의 핫픽셀을 제거하기 위한 작업이라 광학계의 초점거리가 문제가 되지 않기 때문에 집에서 촬영해도 상관없다.
      다크 프레임의 촬영은 카메라에 많은 부담을 주므로 1년에 1회 정도 촬영하고 계속 재사용해도 큰 문제는 없다.

    • 플랫(Flat) 프레임은 촬영시의 온도와, 초점거리가 완전히 동일한 상황에서 경통 앞에 라이트 박스를 설치한 후 촬영한다. 가능하면 Neutral Gray로 촬영하도록 촬영시간을 조절한다. 라이트 박스의 RGB 특성은 별로 중요하지 않으며(모노크롬의 경우) 가능한한 Neutral Gray가 되도록 하는게 더 중요하다. 또한 플랫 프레임은 광학계 내부의 이물질에 의한 노이즈를 제거하기 위한 작업이라, LRGB를 모두 촬영해야 한다.

    • 결국 매 촬영시마다 반드시 찍어야 하는 프레임은 플랫 프레임이다.
  • 일반 상식
    • LRGB 촬영은 고도가 낮을 때 대기의 영향으로 시상이 안좋아지므로 R 필터부터 촬영하고, 고도가 높아지면 B 필터와 L필터를 촬영한다. 보통 대상의 고도가 30~60도 사이에 있을 때 촬영하면 큰 문제가 없으며, 30도 미만은 시상에 문제가 발생하고 60도 이상은 적도의의 추적에 문제가 발생할 수 있다. 그리고 높은 고도의 대상은 피어(삼각대의 종류)가 아니면 카메라와 삼각대의 충돌로 문제가 발생할 수 있다.

    • 경통의 초점거리가 짧다면 센서의 크기가 작을 때 시야(Field Of View, FoV)가 좁아지며 대상이 확대되는 효과를 조금 얻을 수 있다. 하지만 초점거리가 긴 경통을 사용한다면 가능한한 풀 프레임(Full frame, 35mm사이즈) 카메라가 낫다고 한다.

    • 바흐티노프 마스크를 이용한 포커싱은 L 필터나 G 필터를 기준으로 하면 된다.

    • 습도가 높은 환경에서 냉각 카메라의 기종에 따라 센서앞 윈도우에 이슬이 맺히는 경우가 있다. 최근에 나온 고가의 제품들은 윈도우에 히터가 내장되어 있거나 내부에 열전도율이 극히 낮은 건조 아르곤 가스를 충전해서 이슬을 제거해 주는데, 저가형의 경우 이런 기능이 없어 문제가 발생한다.
      이때는 히터(Dew heater)를 카메라와 필터휠 사이에 설치해 해결해야 한다. 보통 습도가 80%이상 되면 거의 100% 이슬이 생긴다.

  • 필터
    • 필터의 사용은 센서의 크기보다 크면 되고, 필터의 크기가 작을수록 가격이 싸서 좋긴 한데, 작은 필터를 사용하면 촬영한 영상의 비닝이 심해지는 문제가 있다. 결국 필터를 작은 것을 쓰면 가격은 싸지만 결과물을 많이 잘라내야 하는 단점이 생긴다.

    • 상당수의 천체사진용 필터는 사용시 방향이 정해져 있다 (망원경측 / 카메라측). 설치시 이 방향을 잘 확인해야 하며, 제조사의 홈페이지에 가보면 알 수 있다. 통상 필터 한쪽 면에 물체를 비춰보면 두 개로 갈라져 보이는 면이 있는데, 이쪽이 Anti-Reflection방향이라 이쪽을 카메라 측에 위치시키면 된다. Unmounted 필터의 경우 Baader제품은 측면에 화살표로 방향을 표시해 놓았다.

  • 촬영
    • LRGB 서브 프레임의 촬영장수는 통상 3:1:1:1로 찍는다. 하지만 특정 색상의 신호가 약할 때는 그 비율을 조정한다. 예를들어 청색 신호가 약할 때는 3:1:1:2로 촬영하는 방식이다.

    • LRGB 서브 프레임의 노출 시간은 1:3:3:3 정도이다. 이 수치는 필터 제조사마다 다른데, 대부분의 천체사진 전용 필터는 가능한한 RGB의 노출시간을 갖게 만들어 놓는다. 그래도 정확한 차이는 확인이 필요하고, 이때는 낮 시간에 아무 대상이나 촬영을 해보고 병합을 해서 어느 신호가 강한지 확인하는 것이 좋다. 쉽게 말해 눈으로 보는 색상하고 병합한 색상에서 어느 색깔이 강한지를 보는 것이다.

    • H alpha 필터의 경우 10분~15분부터 촬영 테스트를 하는 것이 편하다.

    • 누가 뭐라고 해도 총 노출시간이 길어야 한다. 일반적으로 장노출의 적은 수의 서브 프레임보다 상대적으로 단노출의 많은 수가 촬영 실패확률이 낮다.

  • 카메라
    • 센서의 종류에 따라 촬영 전략을 달리해야 하는데, 기본적으로 서브 프레임은 많으면 많을수록 좋다. 하지만 촬영장수를 많이 한다고 해도 흐린 색상이 강해지는 것은 아니고 그저 노이즈가 감소하는 것이다. 결국 원하는 색상을 진하게 나오게 하는 것은 각 필터의 노출시간이 결정한다.

    • CCD 카메라의 경우 충분히 긴 노출로 많은 서브 프레임을 촬영하는 전략을 이용하고, CMOS 카메라의 경우는 상대적으로 짧은 노출로 CCD보다 월등히 많은 서브 프레임 촬영이 유리하다. 결국, 총 촬영시간은 비슷할 것으로 보인다.

    • 핫픽셀 노이즈의 감소를 위해 촬영시 냉각기능을 사용하는 것이 좋으나 대부분의 경우, 영하 10도 이하에서 아주 큰 차이는 없다. 다만 CMOS보다는 CCD가 센서의 온도에 더욱 민감한 편인데 (KAF-8300의 경우), CCD는 환경이 허락하는 한 낮은 온도로 촬영하는 것이 유리하다. 하지만 냉각기의 출력 80% 이상은 온도유지나 진동등의 문제가 있어 지양하는 것이 좋다.

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