서브 프레임의 적정 촬영시간 (Sub-Exposure Calculator)

적정 노출시간을 찾는 것은 상당히 중요한 일입니다

지금까지 여러가지 방식을 찾아봤는데 아직도 잘 모르겠다는 생각이 드는 부분이구요. 
외국 포럼도 열심히 뒤져봤고 이것저것 자료도 찾아봤는데 모두 이 사이트의 기본 계산법을 근간으로 만들어진 것 같습니다.  오랜 시간을 투자해서 내용 전체를 자세히 읽어봤는데 제가봐도 가장 합리적인 방식의 계산법인 것은 맞는 것 같습니다. 다만 지금도 이해가 안가는 것은, 이 계산법대로 하자면 "광해가 심하면 심할수록 노출시간이 짧아진다"가 되는 부분입니다. 전 평소에 반대라고 생각했는데 측정값을 기반으로 보면 그런가 봅니다. 

저는 내용을 읽어봐도 전문가가 아니고 잘 모르니까 과거 촬영한 사진을 이용해 테스트를 해봤습니다. M31 안드로메다를 Red 필터로 촬영한 자료를 이용했습니다. 


다행히도 APT의 Pixel Aid를 이용하면 촬영 결과물의 ADU를 확인할 수 있습니다. 
사진에서는 사진 전체의 ADU를 측정하기 위해 Whole Image를 체크해 봤는데, 그걸 안하더라도 중간값(Median)은 거의 달라지지 않더군요. 이 ADU 591을 기준으로 삼아 2분 노출일때의 결과값을 엑셀에 넣어봤습니다. 


어.. 음. 0.59분이 나왔습니다. 60초를 곱해보니 35.4초네요. 이번에는 H𝛼를 계산해 보겠습니다. 


약 2분 30초면 충분하다는 계산 결과가 나왔습니다. 
이 엑셀 계산을 이용하면 Red 필터에서 40초 정도주면 원하는 SNR에 도달할 수 있고 H𝛼도 3분만 찍으면 원하는 SNR에 도달할 수 있다는 말이 됩니다. 

어...음. 알겠습니다. 저보다는 오조오억배는 똑똑한 양덕들이 만든 계산식이니 맞겠지요. 

이 계산식의 함정

이 엑셀은 기본적으로 Steve Cannistra라는 분이 다른 친구들의 도움을 받아 만든 계산식입니다. 하지만 사용시 참고해야 할 함정이 있어요. 

1. 이 엑셀은 다크 프레임 칼리브레이션한 결과를 이용하도록 되어 있습니다

Maxim DL의 경우를 생각해보면 기본설정으로 사용시 촬영 직전에 다크 프레임을 한장 찍고 그 다음에 실제 촬영을 하도록 되어 있습니다. 다시말해 이후 촬영 결과물은 약식으로나마 칼리브레이션을 한 것이지요. 그리고 이 엑셀은 그 결과를 사용하도록 되어 있습니다. 
설명을 자세히 읽어보면 칼리브레이션한 결과는 100ADU를 빼라고 되어 있는데 그렇게 계산해보니 Red 필터에서 44.4초면 된다고 나오더군요. 
...전 성격이 급해서 35.4초랑 44.4초면 고작 9초 차이라는 생각이 들었고, 그렇다면 촬영지에서 삽질하는 것 보다 그냥 계산값에서 10초 더해서 촬영하면 (약 45초) 충분하겠다는 생각을 했습니다. ㅋㅋ 

2. 권장 총 노출시간을 보여주지 않습니다

여러가지 자료를 찾아보니 SNR = 100이면 어느정도 괜찮은 결과가 나오고, SNR = 1,000이면 최고로 멋진 결과물이 나온다고 합니다. 이걸 문과도 이해할 수 있도록 한글로 바꾸면 SNR이 높아지면 깔끔하고 섬세한 결과물이 나온다는 것이지요. 

총 노출시간에 따른 SNR의 변화

위 사진을 보면 이해가 되실겁니다. 그리고 이 결과를 바탕으로 생각하자면 이 엑셀파일은 낱개의 촬영에 대해서 적정 노출시간을 알려주지만 권장하는 총 노출시간을 알려주지 않습니다.
뭐... 괜찮습니다. 총 노출시간은 깡패이고 무조건 많이 찍으면 됩니다. ㅡ,.ㅡ

3. SQM의 자료를 이용할 방법이 없습니다

ZWO의 ASI1600 제품을 이용한 엄청난 크기의 엑셀을 본 적이 있습니다. 거기서는 SQM의 결과값을 바탕으로 노출시간을 산출하던데, 이 엑셀은 그게 없습니다. 
....불안하시죠? 네 저도 그렇습니다. 그런데 이 부분에 대해서 생각을 좀 해보면 꼭 필요하지는 않을 수도 있다는 생각이 들었습니다. 아까 말씀드린대로 어차피 광해가 심하면 촬영한 프레임에 ADU가 높게 나타날 것이고 그러면 엑셀에서 노출시간을 짧게 권장할 것이니 이건 이거대로 배경 광해를 염두해두고 촬영하는 것이 되는 것이니까요. 


4.시스템 용량의 압박을 극복해야 합니다

ASI6200MM의 1bin 프레임 한 장은 120MB입니다. 만약 한 시간동안 고전적인 5분 노출로 촬영을 하면 총 12장이 만들어지고 용량은 1.4GB입니다. 그런데 저 계산식에 맞게 대충 45초 노출을 주면 총 80장이 만들어지고 용량은 9.6GB입니다. 거의 일곱배가 증가합니다. 그런데 겨울 촬영은 짧으면 7시간, 길면 9시간 정도 합니다. 저 같은 경우 하룻밤새에 대충 50~100GB가 만들어지는 경우도 있었습니다. 
네... 컴퓨터라면 어떻게 버티겠는데 메모리 카드들은 상당한 부담이 될 용량입니다. 특히 저장공간 뿐만아니라 I/O 처리에 부하가 걸릴겁니다. 

혼자내린 결론

벌써 이 엑셀은 열 번도 넘게 살펴보며 다른 사람들의 엑셀도 비교해보며 의심하고 또 의심했는데, 아직까지 큰 불신은 생기지 않고 있습니다. 다만, 모든 분들이 그러시겠지만 천체사진 촬영에서 분단위 노출을 하지 않는 것은 촬영자에게 심적 부담이 매우 큽니다.
남들은 5분, 10분, 15분, 20분씩 노출을 주고 있는데 나만 초단위 노출을 하고 있으면 모처럼 촬영에 나와 아무것도 못 찍고 집에가는 것 아닌가 하는 무서움이 생깁니다. 뭐 저도 그렇습니다. 매번 촬영지에 나가면 계산한 결과보다 1.5~2배까지 주는 일이 허다하니까요. 하지만 다음 촬영부터는 가능한한 이 계산식을 믿어보려고 합니다. 

"서브 프레임은 내 눈에 잘 나왔다는 것은 중요하지 않다.
그저 SNR이 배경 노이즈만 극복할 수 있으면 충분하다"

"언제나 총 노출시간은 깡패다. 사진이 마음에 들지 않으면 총 노출시간을 늘려라"

이 기준으로 나아가보려고 합니다. 

댓글

  1. 오오 엄청난 고찰입니다!!
    저는 하늘이 항상 같은 상태가 아니기 때문에 SQM을 측정하면서 노출 시간을 조절하는 것도 좋아 보입니다 ㅎㅎ
    역시 정답은 적절한 노출에 총 노출 시간을 크게 늘리는 것이겠죠? ^^
    오늘도 좋은 내용으로 많이 배우고 갑니다~

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    1. 저도 잘 모르겠습니다. ㅠㅠ
      다음에 한번, "와.. 망해도 난 몰라" 하는 마음으로 계산에 나온값으로 최대한 가깝게 시도해보려고 합니다.
      그나저나 RGB 1:1:2는 조금 과한게 아닌가 또 고민중에 있습니다 ㅎㅎ; 그냥 1:1:1이 나은것 같기도 하고... 촬영한 결과물을 조금씩 고치며 오만가지 생각을 다 하게 되네요. ㅎㅎㅎ;

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