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關於「清境民宿的銀河縮時影片」的事後檢討

緣起:


由於在 2019.03.11 下午三點抵達籠罩在大霧中的清境民宿,整天的大霧無法執行梅西爾天體的拍攝計畫,車上行李箱滿滿的器材都是重裝備的拍攝深空天體配備(天文改機的 Nikon D610及相關器材)無用武之地,好在帶了輕裝備攝星儀及 SONY A7R2,在隔天凌晨四點到天亮有個空檔可以拍銀河縮時。詳細說明在這篇貼文:「清境民宿的銀河及雲海縮時影片」。

開始拍攝縮時前的試拍打開攝星儀的馬達同步追踪,嚐試拍了 60秒、73秒、 3分鐘、 5分21秒 四張預備用來後製,在 1:1 下,最多到 73 秒,星點沒有拖線,3分鐘、 5分21秒有拖線但不嚴重,但銀河的細節較多,尤其是 5分21秒這張使用 ISO 160 來拍攝,若用來後製,在雜訊可以容忍下,應該可以拉出更多的銀河細節。

攝星儀同步追踪曝光 5 分 21秒的銀河影像後製處理,銀河的細節儘量拉出來,並使用遮罩的方式來避免同時強化地景的光害,最後把四千兩百萬畫素的影像縮成原來的四分之一。 (由於曝光超過五分鐘,地景中的樹木模糊地很嚴重,但這不重要。而攝星儀的追踪精度在五分鐘長時間曝光下,星星無可避免還是會拖線,但若不以 1:1 來查看倒是看不出來。)
03 by Luke Liu, 於 Flickr

把攝星儀同步追踪曝光 1 分13秒的銀河影像以同樣的方法後製處理,使用遮罩的方式來避免同時強化地景的光害,再把四千兩百萬畫素的影像縮成原來的四分之一。這張影像可以看到地景裡台 14 路燈的光害有多嚴重。 (由於曝光只有一分多鐘,地景中的樹木還算清楚,而攝星儀的追踪精度在一分多鐘的曝光下,星星沒有拖線,即使 1:1 來查看也看不出來。)

04 by Luke Liu, 於 Flickr

檢討:


事後想想,如果能夠開啟攝星儀同步追踪至少曝光 1 分鐘以上,得到的銀河影像就可以非常精緻,然後關掉攝星儀追踪馬達,停一段時間,再開啟馬達,每拍攝一張就要手動開關一次,以這次為例,拍攝百張以上,山上很冷,使用攝星儀是不可能的,但.......

若是使用 iOptron CEM25-P 赤道儀配上筆電來控制就有這個可能,甚至單張曝光可以達到 5 分鐘以上星點也不會拖線,銀河細節更多。

不曉得有無這樣的程式可以達成這樣的操作(以單張曝光 5 分鐘為例):

  1. 赤道儀各項校正完後(先不開啟追踪),相機構好圖並定位(程式要記下目前赤道儀的位置)。
  2. 開啟赤道儀追踪並拍攝單張 5 分鐘 Raw 影像,關閉赤道儀追踪。
  3. 讓赤道儀再 GOTO 回到最初的構圖位置(因為曝光 5 分鐘,相機隨著赤道儀轉動,構圖已改變。)
  4. 重覆上述 2.-3.步驟直到天亮或設定的拍攝張數完成為止。

這樣得到的銀河 Raw 影像拿來製成縮時影片絕對令人驚艷的。

2019.03.15 補充
若有了這樣的功能,光圈小的廣角鏡頭也能用來拍銀河縮時( ISO 也不用拉高),屆時如Nikon AF-S Fisheye 8-15mm F3.5-4.5 E ED 也能派上用場。

如果沒有這樣的程式,大概就得自己寫程式來控制---傷腦筋啊!只好再說了。

(註:在大陸牧夫論壇的[iOptron艾頓光電]專版的這篇貼子,提到 iOptron 為方便各種軟件集成赤道儀驅動以及跨平台支持,特此開放赤道儀的RS-232口通信協議。2013年以後的赤道儀,全系列支持。)
2019-03-14 14:46 發佈
似乎自己找到可以解決的方案了,或許 iAstroHub 3.0: IoT for Astrophotography 可以做得到,但得要花時間研究了。(其實若會寫程式的話,應該很簡單的程式就可以完成上述動作。)
花了不少時間的了解,前面所提 iAstroHub 3.0: IoT for Astrophotography 只是能取代我現有 的拍攝流程,況且我使用兩台筆電以 Teamview 遙控(一台連接赤道儀,一台遙控)的配備都已有了,若是從無到有才可能考慮 iAstroHub(需要再買個樹莓)。

至於有網友建議的Sequence Generator Pro ,研讀了它的手冊後,要花 99 鎂買 Pro 後就可以做到(要拍多少張,就得使用多少個 event的方式即可),只是就為了這樣一個小功能,想想還是算了,畢竟自己主要還是拍攝 DSO。(雖然Sequence Generator Pro 可以取代自己以 Stellarium + BYN + PHD2 + Astrotortilla 的拍攝流程,但我的流程很熟練了,懶得再適應新的軟件。)

進一步去了解 ASCOM ,看了官網介紹的影片,覺得使用 visual studio(可以免費使用) 寫個上述的控制程式應該不難,而自己寫過的程式早在還是 C 的時代,這麼久未再接觸,光一個編寫環境大概就要適應很久,雖說只是支小程式,就當對自己是個全新的挑戰,還能避免老年疵呆

01 高手很多,碰到問題再上來求救。
phiceght wrote:如果乾淨無雲的話,...(恕刪)


謝謝!我事後檢討的想法就是想要在構圖不變(即地景不動)下又能打破 500律的拍攝規則,利用赤道儀同步追踪來取得更長時間的曝光的單張影像(這樣就可以在星點不拖線下降低 ISO,減少噪點,而且小光圈廣角鏡頭也能使用),拍攝 RAW 檔,以 Action 批次處理,因為地景不動,即使批次處理也能把地景 Mask 掉,只強化銀河的細節,之後再做成縮時影片。
花了好幾天的研究,沒有現成的程式軟體可以達成我這樣的構想,只好自己寫程式來控制赤道儀。

目前已安裝好 Visual Basic 2010 及 ASCOM Platform 6 、 ASCOM Platform 6 developer components 準備開始來寫程式了。

只是太久太久沒碰過程式寫作,光 Visual Basic 2010 的 Coding 環境就得花不少時間熟悉,更別說完全沒碰過的語法。要開始編寫,大概還要一段很長的時間。

目前已把上述的檢討大致想了一下,其實程式的流程很簡單:
-----------------------
連接赤道儀

停止追踪

初始位置 = get(ra, dec)//取得相機構圖好的赤道儀位置

張數累加 = 1 //從第一張開始

計時 = 0

計時1 = 0

計時2 = 0

單張曝光時間 = input() //表單輸入

拍攝張數 = input() //表單輸入

停頓時間 = input() //表單輸入,可以先試拍一張後看 GOTO 回初始位置需要多少時間來決定

if 張數累加 <= 拍攝張數 then

   啟動追踪

   while 計時1 <= 單張曝光時間

         計時1 = 計時1 + Time() //累計時間

   end while

   停止追踪 // 單張曝光時間終了再次停止追踪

   計時2 = Time() //開始計時 GOTO 花費的時間

   goto 初始位置 //GOTO 需要一點時間,因此需要長一點的停頓時間

   計時 = Time() - 計時2 //GOTO 到初始位置需要的時間

   while 計時 <= 停頓時間 // GOTO 到初始位置花費的時間加上累計時間達到停頓時間後,跳出迴圈

        計時 = 計時 + Time() //累計時間
        
   end while

   張數累加 = 張數累加 + 1

else

     停止追踪
     exit //拍攝完設定的張數後離開程式


endif
----------------------------------

這樣的流程不曉得有無問題?就麻煩高手指正了。
  
若這樣的程式能夠完成,相機接上電子快門線,設好曝光時間、拍攝張數、停頓時間,然後與程式一起啟動,應該就能小光圈的廣角鏡頭以低 ISO 拍攝,打破 500 律的拍銀河規則(曝光時間 = 500 / 鏡頭焦距,這樣星星才不會拖線)

(註:看到 Visual Basic 2010 的編寫環境還能支援 Android 、iOS 開發,若也能開發出這樣的 app,配合我的 iOptron Cem25p 赤道儀加上 StarFi WI-FI 適配器,連筆電都不用帶了。)

(註:這樣的程式若能完成,也只能配合我的 iOptron Cem25p 赤道儀使用,而輕便的Kenko 攝星儀無法使用,因為它沒有 ASCOM Driver,實在殘念。所以只要有支援 ASCOM 的赤道儀應該就可以使用。)

補充:

Google ST-4 to ASCOM  Driver ,竟然發現到有個產品 ZWO USB-ST4 或許可以讓攝星儀拍銀河縮時起死回生,它的接腳與攝星儀的 ST-4 相同(DEC 可以忽略)。

突然一個轉念,早期為了讓攝星儀也能導星所買的 T7C 它也有 ASCOM Driver,把它接上但不導星,不曉得是否也能用?

得加緊努力趕快把程式完成就可以測試,若能成功,便可以使用輕裝備打破 「500律」來拍銀河縮時。
由於沒人回應,只好自己硬著頭皮蠻幹了,底下這張照片可以說明一切,目前程式已近完成階段,等完成後,還得等好天氣先在社區頂樓測試可行性,之後才能上山拍攝。

01 by Luke Liu, 於 Flickr

若有興趣了解過程,在我部落格裡的這篇:Visual Basic 學習記......有說明。

要是這支程式完成後,測試可行,預備使用 Nikon Z6 加上即將推出的 Nikon NIKKOR Z 14-30mm F4 S 拍攝大景的銀河縮時,F4的光圈也行,ISO 100 也行,只要曝光設長一點即可。嗯!這個夢不曉得是否能成真!

就算這支程式完成且測試成功,使用上得將相機以電子快門線設定好與程式拍攝資料相同,然後再按下程式的「啟動」按鈕並同時按下電子快門線的啟動鍵才行,這樣的使用方法總是還會有些誤差及操作不方便,若能連相機一起由程式控制,除了方便,一定能更精確。(電子快門線的計時 Clock 與電腦的應該不會相同)

是的!!!Nikon 相機也有 ASCOM 驅動程式,這兩個討論串:ASCOM.DSLR - ASCOM driver for dslr camers (Canon, Nikon) 及ASCOM Driver for Nikon DSLR 裡有。

(註:花了一點時間了解上述兩個討論串,發現使用 Nikon 相機較有問題(好像因為不同型號的相機各有不同的 SDK ,因此在支援上較困難,若是使用Canon 相機的使用者反應較無問題),有點給他冷卻下去了。)

好像又有無數個夜晚的熬夜在等著.......
lykphoto wrote:
緣起:由於在 2019...(恕刪)


有排程軟體 ACP or Sequence Generator Pro(SGP)

可去連盟問看看
taiwan2008 wrote:有排程軟體 ACP...(恕刪)


謝謝告知,還不知有 ACP Script 這東東可用,值得進一步了解。至於Sequence Generator Pro(SGP)曾下載過操作手冊研究過,似乎可以,但要花 99 鎂才能有這樣的功能,為了這點小功能,想想就算了。

除了  ACP Script ,好像 WSH 也能做得到,前提得把程式寫好,才能擺脫手動按電子快門線(或電腦上的拍攝軟體,如已購的 BackyardNikon 或 Nikon 的 Camera Control )。是有打算在程式裡加上一個倒數計時,讓我能較精確地去同時執行 BackyardNikon(但目前尚未支援 Z6 及 Z7) 的拍攝計畫,儘量讓拍攝計畫與程式控制赤道儀能夠同步。

後來發現有個 free, open source 的 digiCamControl 被它的介紹裡有段文字吸引到:


而且 Nikon 最新的相機幾乎都支援(當然包括 Z6 及 Z7), 似乎值得先行研究,畢竟用最簡單的方法達成目標最佳。
程式終於完成,雖然還有不少瑕疵,只要可用就先不管了。

先以赤道儀模擬器做的測試影片:


然後自己的赤道儀室內操作的測試影片:(因為在室內操作,沒校正,因此 GOTO 回初始位置就不會像模擬器那麼精準。)


還沒有實際測試,所以也不知道到底可行性如何?若可行,屆時再將程式上傳,有興趣的人可以玩玩。

若實際測試成果不佳,代表我這個想法行不通,拍縮時還是得遵守 500 律,程式當然不用上傳了。

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晚上就做了測試,使用Nikon D610(改機) +Sigma 70-200mm@200mm 拍攝(以200mm 拍攝,想說光害影響會較小,結果還是很嚴重)。,每張曝光30秒,ISO 100,間隔一分鐘。市區的光害實在太厲害, 30 秒的曝光,後製都無法救回,下次再加上光害濾鏡測試。

程式啟動後的一個 5 秒倒數計時就是讓使用者可以手動去啟動相機拍攝程式(下圖為 BackyardNikon)


昨晚的測試發現程式有點狀況,以致於程式與相機拍攝程式的同步誤差越來越大,從最初的一兩秒到拍完第 50 張時,誤差已來到 10 秒左右。目前已修正完畢,然後再把整個程式介面縮小一些,各個變數的位置重新再調整,就是 Version 2 了,找時間再測測看。
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