계속되는 실패, 그리고 석호성운(M8)

몇 년째 계속 실패만 거듭하고 있습니다

매우 긴 글이나 천체사진을 찍는다면 읽어보시길

뭐 “성공”이라는 말의 의미가 “내가 원하는 결과가 나오는 것”이라고 한다면, 이 말이 맞을 거라 생각합니다. 벌써 수년째 맘에 드는 사진은 단 한장도 건지지 못했으니까요.

이번에는 촬영기회가 많았습니다.
4월 24일, 4월 25일, 그리고 4월 27일의 3일간 촬영 기회가 있었고, 이 기간동안 사자자리 세쌍둥이 은하(Leo Triplet)와 석호성운(Lagoon nebula, M8), 마카리안 체인(Markarian’s chain), 그리고 독수리 성운(Eagle nebula, M16)을 촬영했답니다.
이 중에 마카리안 체인은 아직 L필터 사진밖에 찍지 못했으니 실패했다고 할 수 없고, 독수리 성운은 프로세싱하지 않았으니 결과물을 알 수는 없지만 실패확률 100% 인 것 같습니다. 이렇게 생각하는 것은 다 이유가 있지요.

아래는 이번에 내가 찍은 석호성운의 사진입니다.

장비
경통: Meade 70/350mm Quad APO refractor
마운트: Celestron AVX
카메라: Meade DSI-IV Monochrome
가이드 스코프: Stellarvue 60mm
가이드 카메라: Starlight Xpress Lodestar X2
이미지 처리 소프트웨어: PixInsight

촬영정보
Luminance (1bin) : 40sec. x 30ea.
Red (2bin) : 32sec. x 5ea. 40sec. x 5ea.
Green (2bin) : 40sec. x 5ea.
Blue (2bin) : 18sec. x 5ea.
H-alpha (1bin) : 780sec. x 5ea.
총 촬영시간 : 1시간 35분 50초

대략 다섯번 정도 PixInsight로 프로세싱 방법을 달리해가며 처리를 해봤고, 어떻게 해도 안된다는 것을 판단한 결과물입니다. 오히려… H-alpha필터로만 찍은 사진이 훨씬 깊이가 있고 나은 것 같습니다.

요 3일간 냉각 모노크롬 카메라를 이용해 LRGB-Ha 필터를 돌려가며 촬영을 했답니다. 그리고 히스토그램을 조금 더 이해하게 됨에 따라 촬영 내내 히스토그램에서 DR (Dynamic Range)를 확인하며 촬영을 했습니다. 혼자 생각으로는 전 보다 나아진 테크닉으로 촬영을 진행했다고 생각했는데 결과물은 형편 없었고 왜 이렇게 되었는지 이해할 수가 없었습니다. 그리고.. 가장 큰 의문 두 가지가 떠올랐습니다.

  • 왜 나의 RGB combination 결과물은 항상 황토색이거나 보라색 색조로 나오는 것일까?
  • 왜 PixInsight의 Photometric Color Calibration (PCC) 같은 사기에 가까운 프로세스를 돌려도 이 보라색은 빠지지 않고 그대로인 것일까?

특히 PixInsight의 PCC는 아주 큰 천문대 같은데서 광도계로 측정한 결과물을 이용해, 사용자가 찍은 사진 대상의 화이트 밸런스를 조정해 주기 때문에 이 보라색이 빠지지 않는 이유를 알 수 없었습니다. 아래가 대표적인 예입니다.
(PixInsight 홈페이지 사진)

PCC 프로세싱 전
전체적으로 황토색 색조로 보입니다
PCC 프로세싱 후
황토색이 모두 빠져 은하의 원래 색깔이 뚜렷하게 나옵니다

이렇게 치트에 가까운 프로세스임에도 제 사진은 끄떡도 하지 않았습니다.
왜 그럴까를 끝임없이 생각하며 프로세싱 전 과정을 하나하나 확인했고 다음의 결론을 얻게 되었답니다.

“아…
애초에 내가 촬영한 결과물의 Green과 Blue신호가 약한 것이구나. 두 가지 신호가 약하다 보니 전체적으로 붉은색이나 보라색 색조의 사진이 된 것이고. 이건 Chrominance 처리의 첫 단계인 RGB Combination부터 나타난 것이니 사진촬영 자체의 문제라고 할 밖에.”

결론이 여기까지 오게 되자 전 다시 촬영과정을 되새겨 봤습니다.
촬영과정에서 특기할만한 것은 노출시간이었습니다. LRGB 촬영을 할 때 노출시간이 필터마다 놀라울 정도로 편차가 심했답니다. 다른 분들 사진의 노출기록을 보면 대부분이 3분이나 5분 노출로 필터마다 노출의 차이 없이 RGB를 균일하게 찍으셨는데, 전 L 7초 R 30초 G 120초 B 10초 이런식으로 필터마다 노출의 편차가 매우 컸습니다.
그리고 이렇게 촬영을 하게 된 가장 큰 이유는 첫째가 시간을 동일하게 하니 일부 필터에서는 클리핑(Clipping)이 일어나 사진이 하예졌다는 것이었고, 두번째가 히스토그램의 DR을 모두 균일하게 맞추기 위해 일어난 일이었습니다.
… 이렇게 비슷한 DR값으로 맞춰가며 찍은 각각의 필터 결과물들을 모두 살펴보니 G 필터와 B 필터에서 성운이 거의 보이지 않는다는 것도 알아냈답니다.

다시 구글과 네이버 카페를 뒤졌고 그 결과를 토대로 아래의 사실을 이해하게 되었답니다.

확실히 알게 된 사실

  • LRGB의 노출시간은, 가지고 있는 장비마다 편차가 있으며 모든 CCD/CMOS 센서는 파장에 따라 특징적인 QE값(Quantum Efficiency)을 가진다.
    (같은 센서에서도 빛의 색-파장-에 따라 민감도가 다르다는 뜻)
    다른 사람의 이야기를 보았을 때 L 0.5 : R 1 : G 0.8 : B 1.2정도로 노출시간을 조절해야 한다. 하지만 낮에 촬영을 하며 편차를 확인하지 못한 경우 그냥 R : G : B = 1 : 1 : 1 노출시간으로 촬영하는게 낫다
  • 촬영시 히스토그램도 중요하긴 하지만, Dynamic Range (DR)를 확인하는 것 외에 그 이상의 의미는 없다. 오히려 매 촬영마다 각각 필터의 결과물에 내가 찍으려는 대상이 얼마나 풍부하게 표현되었는지에 신경을 써야 한다. 하지만 이 과정에서 클리핑(Clipping)은 주의해야 한다
  • 짧은 노출로 다수의 촬영을 한다고 해도 흐린 대상이 진해지지 않는다.
    그저 신호대 잡음비를 개선해 노이즈를 제거하기에만 유리하고, 여러장의 촬영을 했다고 해서 프레임에 흐리게 보인 대상의 색이 점점 진해지는 것은 결코 아니다.
    흐리게 나온 결과물은 백 장을 찍어도 선명하게 흐리지 색이 진해지는 것은 절대 아니다
  • Luminance (L 필터)와 H-alpha 필터의 디테일은 RGB 촬영에서 충분한 색상을 표현해주지 못하면 최종 결과물 (LRGB Combination)에서 그저 “디테일이 살아 있는 하얀 것”이 되어 버린다
  • PixInsight의 PCC나 다른 프로세스들은 정말 훌륭하고 뛰어난 기능을 가지고 있지만, 그럼에도 불구하고 네가 바보같이 찍은 사진을 살려내지는 못한다.

그리고 결론…

  • RGB 촬영시 클리핑(Clipping)에 주의하며 대상이 각각의 필터마다 충분히 표현되도록 노출을 조정해야 한다.
    (이 과정에서 별의 색상이 타버리는 것은 아직 잘 모르겠습니다)
  • PixInsight는 정말 좋은 소프트웨어이지만 그럼에도 너의 촬영실력을 매꿔주진 못한다. 결과물이 만족스럽지 않다면 못 찍은 너를 탓해라.

여기까지 도달하고 나서 카페에 다시 글을 올렸답니다.

지금 LRGB 한다고 안시 관측용 RGB필터를 쓰고 있는데 필터를 바꿔야 할까요?
아무리 봐도 각 필터별 노출차이가 너무 큰 것 같아요;;

네~ 정답은 바꿔야 한다는 것이 지배적이었습니다. ㅠㅠ
SNS에서 알게 된 취미인 분에게도 여쭤봤는데 아무래도 조정이 덜 된 필터일거라 바꾸는게 좋겠다고 하시더군요. 100만원 당첨입니다. (주먹울음)

예전에… 필터는 꼭 카메라 구경과 동일할 필요가 없다는 사실을 몰랐으며, 이미 모터 작동식 2″ 필터휠을 샀기 때문에 남들보다 크기가 큰 필터를 써야 한답니다. 그리고, 거기에 맞는 필터는 위와 같은 Unmounted 2″ LRGB H-alpha필터입니다….
오늘 환율로 1,003,596원이고 여기다 배송비와 관세까지 포함하면 130만원은 될 것 같네요. ㅠㅠ
(필터는 열화가 일어나므로 소모품이라는 사실은 비밀!)
집에 가서 제 필터휠의 직경과 저 필터가 맞는지 캘리퍼로 재어봐야겠어요..

혼잣말

정말.. 여기까지 오는데 오랜 시간이 걸렸고 (만 2년차 입니다) 돈도 많이 썼습니다.
제대로 된 스승도 없이, 카페의 도움도 없이 책만 보고 좌충우돌한 결과이지요.
그래도 요즘은 별 정렬(Star alignment)도 3개에서 4개를 하고 장비 세팅하는 시간도 무척 줄어들었답니다. 그리고 일단 “이걸 찍겠다!” 하면 바로바로 촬영을 할 수도 있고요. 아직 APT도 안되고(Meade ASCOM 디바이스 드라이버 오류) PointCraft기능으로 Plate solving도 못하지만 예전보다는 많이 나아진 것 같습니다. 다만 한가지 아쉬운 점은 “돈이 더 필요하다!”라는 거겠지요. 정말 돈도 많이 들고 마음만큼 잘 되지 않는 취미인 것 같습니다…

노력한 만큼 결과가 나오지 않았다는 것과, 돈이 더 들게 되었다는 사실에 우울하고 슬프지만, 내일은 오늘보다 조금 더 나아지지 않을까 조심스래 생각해 봅니다.

끝으로 위키백과에 올라온 네 개의 천체사진을 구경하고 가세요.

사자자리 세쌍둥이 은하
석호성운
마카리안 체인
독수리 성운
(가운데 길쭉하게 생긴 것이 그 유명한 “창조의 기둥” 입니다)

4월 촬영대상 설정

Leo Triplet(사자자리 세쌍둥이 은하)을 촬영하기로 했다

레오 트리플릿은 M65, M66, NGC3628의 나선은하를 말한다.
나 같은 70/350mm 광시야 경통으로는 한방에 촬영이 가능하다. 아래는 스텔라리움의 시뮬레이션 사진이다.

스케쥴을 보니 4월은 16, 17, 18, 24, 25일이 조금 무리를 하면 촬영이 가능한 시기였다. 물론 앞의 4월 16, 17, 18일은 달이 밝아서 좀 무리가 있지만 그래도 LRGB는 촬영시간이 길기 때문에 4월 내내 이 대상을 촬영하는 것으로 목표를 삼았다.

각각 촬영일의 천문박명 시간은 아래와 같다.

  • 4월 16일 20:42 ~ 04:18
  • 4월 17일 20:43 ~ 04:16
  • 4월 18일 20:44 ~ 04:14
  • 4월 24일 20:52 ~ 04:04
  • 4월 25일 20:53 ~ 04:02

막상 보면 시간이 충분한 것 같지만 실제로 대상은 새벽 3시만 되면 지평선 아래로 내려가 버리는데다, 중간에 Meridian flip을 해야 해서 시간소모가 많은 편이다.
그래서 어떻게 촬영하는게 좋을까 혼자 고민하다 아래의 스케쥴을 만들어 봤다.

R: 2bin 5분(300초) x 5장 = 25분
2bin 2.5분(150초) x 5장 = 12분
G: 2bin 5분(300초) x 5장 = 25분
2bin 2.5분(150초) x 5장 = 12분
B: 2bin 5분(300초) x 5장 = 25분
2bin 2.5분(150초) x 5장 = 12분
Total : 75 + 36 = 111분

동일한 2bin Dark를 쓰면 : 2.5분 x 5장 + 5분 x 5장 = 37분

L: 1bin 5분(300초) x 10장 = 100분(1시간 40분)
1bin Dark 5분 x 10장 = 50분

총 촬영시간 : 298분 (약 5시간)

대충 이런 식으로 촬영을 할까 한다. 쉽게 생각해 첫 주에 RGB의 다중 노출을 모두 촬영하고, 그에 따른 다크 프레임을 획득한 후, 남는 시간동안 L필터나 가능하다면 Ha필터의 촬영을 하는 거다. L필터는 어차피 컨트라스트와 관계가 된다고 했으니 최대한 많이 찍는 것을 목표로 하고 말이다. 그리고… 온도차의 문제도 있으니 쿨러는 -20도로 설정하고 촬영할 계획이고.

뭐… 솔직히 말해 실패를 염두해 두고 있다. 처음하는 LRGB이기 때문에 마음을 비우고 시도해 보려는 것이고, RGB프레임만 제대로 획득한다면 내년에 다시 찍어서 합성할 수도 있으니까 말이다.
그래.. 좀 두렵지만 이번에는 실패를 작정하고 촬영해 보려고 한다. LRGB는 너무 복잡하니까 말이야.

LRGB 촬영 가능!

결국 동호회 분들의 도움을 받아서 해결했다

이번 포커스 문제는 결국 “어떻게 하면 경통부위를 건드리지 않고 연결부분을 짧게 만드는가” 였다. 난 처음엔 필터휠이나 카메라에서 제공되는 부품들을 주욱 연결해서 사용하면 되는 줄 알았는데 그게 아니었다. 아니, 부품을 사용하는 것은 사실인데 모노크롬과 필터휠을 쓴다고 포커스 길이 자체가 크게 변하는 것은 아니라는 사실을 안 거지.

마지막으로 초점이 뿌옇게나마 보일때 끙끙 거리며 한 연결 방식은 아래와 같다.

이런 식으로 필터를 카메라에 직결해버리고 연결 어뎁터를 써서 시도해 봤는데, 초점거리 문제로 초점이 잡히지 않은 것이었다. 그래서 카페에 문의를 했고 아래와 같이 해결했다.
카페 동호회원분의 조언은 “가능한한 다 떼어버리고 어떻게든 연결해 보세요” 였다.

경통회사에서 제공하는 M48 to M42 어뎁터를 이용해 필터휠의 앞/뒤에 달려있던 모든 어뎁터를 제거한 후 경통에 직결을 했다. 이렇게 하니까 오른쪽 사진처럼 카메라의 노즈피스와 거의 같은 거리가 나오게 되었다. 그리고 오른쪽 사진처럼 연결을 하니 필터휠이 끼어 제대로 돌아가지 않아 왼쪽 사진 처럼 필터휠의 앞쪽에 작은 판을 하나 끼워넣어(필터휠에서 제공해줌) 해결을 했다.
물론… 이 필터휠은 지난번에 산 그 전자 제어식은 아니다. 수동이다 수동.
그래도 이 상태로 초점을 맞춰보니 충분한 초점거리 조정이 가능했다.

직접 사용해 보진 않았지만 기쁘다. 이대로라면 나도 LRGBHa촬영도 가능할 것 같다.

LRGB 촬영은 못 할 것 같아

어제 모처럼 장비를 집에 가지고 와서 테스트 했다

뭐 차에서 꺼내기 너무 귀찮아서 가지고 올라온 적이 거의 없는데, 가장 최근 촬영에서 가이드 스코프의 고정 나사들이 풀어져 있는 것을 발견해 교정을 위해 어쩔 수 없이 가지고 온 것이다.
집에서 짐을 전부 풀고 주경통과 가이드 망원경의 영점을 맞춰줬다. 맞추고 나서 짐을 챙기려고 하니 이것저것 그 동안 실험해 보고 싶었던 것들이 생각나서 한참을 테스트 했다.

그 중 하나가 냉각 OSC에서 촬영하면 항상 녹색으로 보이는 문제를 해결했다. 카메라 구동 소프트웨어에 ‘화이트 벨런스’ 항목이 있어서 그걸 조절했다. RGB에 대해 각각 -6, -45, 0의 보정을 하니까 구름낀 하늘이 백색으로 바뀌었고, 앞으로 그렇게 조절해서 사용하면 되겠다는 생각을 했다. 이게… 오프셋(Offset)이라는 건가? 다른 분들이 오프셋 값을 조절해줘야 한다고 하던데 그건지는 잘 모르겠다.
그런데 이상한 것은… OSC로 찍은 파일은 영상 처리 소프트웨어에서 읽은 후 단색에서 Debayer를 이용해 칼라로 전환을 하거든. 그런데 여기서 모자이크 패턴을 GRGB로 하면 그대로 녹색으로 돌아가 버렸고, BGGR로 하면 보라색으로 돌아가 버렸다. 화이트 벨런스의 결과와는 아무 관계없이 그렇게 되어버렸다는 거. 아무리 촬영시 화이트 벨런스 값을 조절해도 결과가 똑같아 지는데 이걸 해줘야 하나 하는 고민에 빠지게 되었다.

그리고… 대망의 LRGB.
모노크롬 카메라로 촬영을 할 때는 필터휠이라는 것에 필터를 잔뜩 끼운 후, 경통에 필터휠 + 카메라 순서로 연결을 한다. 지금까지 무게중심 때문에 못하고 있었는데 어차피 테스트니까 해보려고 연결을 했다. 그리고 큰 문제점을 발견했다.
어떻게 초점을 맞춰도 초점이 맞지 않는 것이었다. 초점거리가 달라져서 그런 것인데 플렌지백 또는 백 포커스라고 하는 문제였다. 그런데… 보통은 조금 긴 어뎁터를 사용하면 문제가 해결된다고 하던데, 난 아무리 해봐도 되지 않았다. 더 큰 문제는 이것저것 어뎁터를 바꿔가며 연결해보다 필터휠에서 아예 필터를 뽑아 카메라의 코에 끼운 후 경통과 연결을 해보니 “경통의 길이를 최대한 짧게 만들었을 때” 어렴풋이 초점이 맞는 것이었다.
다시말해.. 남들은 경통 – 필터휠 – 카메라의 연결에서 필터휠과 카메라의 연결거리를 늘리면 초점이 맞는다는데, 난 이 길이가 표준적인 연결에서 훨씬 짧아져야 초점이 맞는 것이었다.
경통을 짧게 자를 수는 없잖아! 결국 무슨 짓을 해도 경통의 길이를 줄일 수는 없으니 모노크롬 + 필터휠을 끼우고는 초점을 맞출 수 없다는 결론에 도달했다.

아직 위의 두 가지 문제에 대해 카페에 문의를 해보지는 못했는데, 두번째 문제는 상당히 심각한 상황이라는 생각이 들었다. 어쩌면 내 경통을 가지고는 모노크롬 촬영은 불가능하겠다는 생각이 들었기 때문이다.
아마… 해결을 하려면 경통의 포커서 부분을 전부 들어내고 다른 무언가를 끼운다거나 하면 해결이 될 것 같은데 해 본 적도 없고 상상도 되지 않았다.

당분간은… 냉각 OSC로 계속 촬영을 할 수밖에 없을 것 같다.

잠시 쉬어가기

4일전인가.. 중국에서 DHL이 왔다

이번에 전자제어 필터 휠(Motorized Filter Wheel)을 주문했었다. 상당수의 사람들이 손으로 돌리는 수동식 필터 휠을 쓰는 것으로 알고 있는데, 촬영 중에는 망원경 근처에서 기침도 하면 안될 것 같다는 생각때문에 손으로 만지는 것이 여간 신경쓰이는 일이 아니었다. 그래서 큰 마음 먹고 하나 질러버렸다.

음.. 생각보다 정말 비쌌다. 어째서 이렇게 비싼 것인지 전혀 이해가 되지 않았지만 아무튼 비쌌다.

그리고 신기한 것은, 판매자(중국인)가 무려 DHL로 물건을 쏘아주었다는 것이다.
거기다 관세를 피하기 위한 언더벨류를 미치게 쳐서 보낸 것은 덤이고;;; 진짜 어떻게 통관되었는지 모르겠다.

싸다고 구 버전을 샀다

그리고…. 잘못 샀다.
나는 마운트 필터를 가지고 있었는데 이 놈은 언마운트 필터를 끼우게 나와 있었다.
이상하다 싶어 다시 QHYCCD본사 홈페이지를 뒤졌는데, 거기에는 “언마운트이건 마운트이건 뭐든지 잘 되요!”라고 써 놓았다.

하아… 망할 중국놈들. ㅠㅠ
내 필터를 끼워 어떻게든 나사를 조였는데 가벼운 충격만 줘도 필터가 툭! 하고 떨어졌다. 뭐가 “어떤 종류든 잘 됩니다!”야?! 안되는 구만..;;
혼자 잠시 머리를 굴리곤 글루건을 집어 들었다.
사실… 깨뜨리지만 않으면 필터를 바꿀 일이 몇이나 있겠어. 거기다 글루건의 글루는 손톱으로 긁으면 찌꺼기 없이 잘 떨어지니까 뭐. ㅡ,.ㅡ
나사산이나 필터 디스크의 톱니 부분에 묻으면 안되니 거기만 피해서 조심해서 뿌렸다.

문제가 해결되었다고 생각하곤 노트북에 연결해 테스트를 해봤는데, 안되더라.
이상하다 이상하다 하면서 몇 번이나 시도해도 ASCOM에 뜨기는 하는데 작동을 안했다. 심지어 전원이 들어가니 자기 혼자 불 들어오며 한바퀴 예쁘게 돌았는데, 정작 APT에서 명령을 날리면 꿈쩍도 하지 않았다.
본사 홈페이지를 다 뒤져 디바이스 드라이버도 새로 구해서 깔아보고 ASCOM Diagnotics에서 테스트를 해보고 했는데도 작동하지 않았다.

“나 또 돈 날린거 아니야?”

하는 불안감을 안고 이것저것 해보다 QHYCCD홈페이지의 어느 귀퉁이에서 이런 문구를 발견했다.

“QHYCCD카메라에 직접 연결하시는 것이 아니라 RS-232로 ASCOM에 연결하시는 거라면 모터 부분의 덮개를 열고 점퍼를 우측으로 옮겨 주세요.”

문제의 점퍼. 우측으로 옮긴 상태

잘 되었다.
ASCOM에서 QHY CFW2가 확인이 되었고 그걸 선택하고 APT에서 명령을 날리니 아무 문제없이 원하는 필터로 이동했다.

솔직히… 잘못 산 것은 잘못 산 것 맞다.
난 뭐… 2인치 경통 연결부위와 2인치 카메라 쓰면 2인치 필터 쓰는 줄 알았지.
그냥 덥쑥 샀더니 남들은 36mm짜리 쓰더라. 킁.
근데 뭐 괜찮다. 어차피 필터를 또 새로 살 생각은 없었으니까, 2″ 필터용으로 산 것이 잘 한 일이겠지 뭐. 거기다 혹시라도 아주 큰 굴절망원경을 사면 그때도 쓸 수 있잖아.

…..안… 그런가?!

아무튼 좀 힘들었다. 중국 회사긴 하지만 최고급 냉각 CCD카메라를 만들어 파는 회사이면서도 메뉴얼은 홈페이지에서 다운로드가 되지도 않았고 그나마 있는 홈페이지 설명도 엉망이었다. 심지어 박스 내부에 설명서 한 장 없었고 말이다.
(더 웃긴 것은 최신 디바이스 드라이버가 열리는 사이트 화면마다 달랐다)
다른 사람들은 700만원씩 들여 이렇게 부실한 회사의 냉각 CCD카메라를 어떻게 사는지 모르겠다.
솔직히 남들 안 쓰는 Meade 제품을 쓰는 이유도 중국제에 대한 심리적인 불안감 때문이었는데 이번에도 역시나 하는 생각이 들 수 밖에 없었다. 그냥 EFW제품을 살 걸 하는 후회도 했지만 그래도 작동하니 그건 차치하고…

뭐 우주에 로켓도 쏘아 올리는 나라이니 신경써서 준비하면 좋은 제품 많이 만들어 팔 텐데, 이상하게 난 중국산 하면 제대로 된 것을 못 본 느낌이라. 킁.
아무튼 인연이 별로다.

이러다… 나중에 2″ LRGB에 150만원 하는 Astrodon필터를 살 지 모르겠지만, 뭐 그런일은 없을 것 같다. 있는거 써야지 뭘..