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2017/04/08

惑星カメラの解像度について

今までのNexImage5からASI224MCに惑星カメラを変更したら、ずいぶん小さく写るようになったので、なぜそうなるのかをちょっとまとめてみた。
自分がなんとなくわかればいいので、あんまり正確じゃないかもしれないけど。

以下はNexImage5、ASI224MC、そしてASI290MCの撮像素子と解像度を示した模式図。

Astrocamera

要は、鏡筒やレンズが同じである限り写野は一緒。
惑星撮影では一眼レフと違って、その全体像の中の一部だけをクリップして撮影するわけだ。(星が写ってない部分を撮影してもファイルサイズがでかくなるだけだから)

撮像素子のサイズが一緒の場合、高解像度の撮像素子では、ある天体を多くのピクセルで撮影する。逆に低解像度の撮像素子の場合は、より少ないピクセルで撮影することになる。
撮影した画像は同じ解像度のモニタに表示するため、高解像度で撮影した方が大きくなる…というわけだな。

NexImage5とASI224MCでピクセルサイズを比べて見ると、2.2μmのNexImage5の方が、3.75μmの224MCに比べて1.7倍細かいので、同じ天体を写した場合にNexImage5の方が1.7倍大きく写るというわけだ。
なんだかんだ言って、NexImage5は最高解像度2592×1944の5000万画素もあるんだもんね。
224MCは1304×976の127万画素だから、約40倍も解像度だけは高いのだな。

しかしNexImage5は224MCに比べて感度が低いし、転送速度も遅い。
たとえば木星を最高解像度めいっぱいに拡大して写そうとしてもそのぶん暗くなるため、C8程度の光量じゃゲインの上端(ノイズがひどくて使い物にならない)でも全然感度が足りない。
さらに解像度を増やすとフレームレートがどんどん落ちていくので(5FPSとか1FPSとか(苦笑))、これも惑星撮影には使い物にならない。(うちみたいにMacでParallels経由で使ってるとさらに遅くなるんでプレビューさえできない)
ではなんのために最高解像度がムダに高いのか?
クリップして使う通常の惑星撮影時(VGAサイズくらいでしょ?)に、前述の理由で少しでも像を大きく写せるようにするためとか、低いフレームレートでも太陽や月の広い範囲を写せるようにするためとか、そんな理由かもしれない。
後述するビニングを使えば感度も確保できるので、惑星の強拡大以外(たとえば衛星の配置を含めた広い範囲を写すとか)の用途に使えそうだし。
感度が低くてノイズが多いのは、一昔前の製品だからしょうがないわな。

NexImage5は解像度はいいけど、感度と転送速度がダメ。
ASI224MCは解像度はちょい低いけど、感度と転送速度はバッチリ。
最新のASI290MCは224MCから解像度と転送速度がちょっと上がった。(だから少し大きく写せるようだ)
というところか。

ついでにビニングってのもどういう仕組みか考えてみた。
撮像素子全体に光は受けてるけど、使ってるのはVGAサイズとかごく一部。それを周囲のピクセルをまとめて使うことで撮像素子の感度を上げる機能がビニング。
ビニングx2の場合、縦横2×2の撮像素子をまとめるので解像度は半分になり、像が半分の大きさになる。そのかわり像は明るくなり、倍の広さの範囲を撮影できる。
ビニングx4だとさらにそれぞれが変わる。
…ということだろう。

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