3.동영상 카메라를 이용한 사진촬영

접안렌즈를 통한 관측과는 달리 웹 카메라를 통해서 컴퓨터나 노트북의 모니터로 출력되는 행성의 이미지는 떨림이 심하며 대기의 안정도가 좋지 않을 경우에는 행성의 상이 찌그러져 왜곡되는 현상이 나타난다. 이런 경우에 모니터를 통해서 초점을 맞추기란 쉽지가 않다. 따라서 앞에서 언급한 웹 카메라와 동일한 초점거리를 갖는 접안렌즈로서 초점을 정확히 맞춘 후 웹 카메라로 교체한 후 다시 정밀한 초점 조정이 필요하다. 그러나 동엉상 카메라와 같은 초점거리를 같는 파포컬 렌즈를 구하기 어려울 때에는 동영상을 띄워놓고 행성의 위성을 대상으로 초점을 맞추는 수밖에 없다.

위성이 희미해서 보이지 않을 경우에는 그림 3-1과 같이 카메라 설정창을 통하여 카메라의 감마 값과 게인 값을 증가시켜서 위성이 보이도록 하고 초점을 맞춰야 한다.

  고배율로 촬영하고자 할 경우 처음에 초점이 맞지 않을 경우 노트북 모니터에서 행성을 찾기가 어려울 때에도 게인과 감마값은 최대치로 설정한 다음 행성을 찾으며 쉽게 행성의 존재를 모니터 상에서 찾을 수 있다.

그림 3-1 Flea3 동영상 카메라의 촬영에 지원되는 소프트웨어 Flycapture 의 카메라 설정창

 초점을 맞추는 가장 쉬운 방법 중의 하나는 경통의 구경에 맞게 만든 하드보드지에 두개의 구멍을 뚫은 하트만 마스크를 이용한 초점 정렬 방법이 가장 추천할 만하다. 초점 조절나사를 이용하여 두개의 원이 하나로 겹쳐지도록 조정하면 초점이 맞추어 진다.

특히 바로우 렌즈를 사용한 확대 촬영의 경우 초점을 맞추는 데에는 상당한 어려움이 발생한다. 하트만 마스크를 이용하여 초점을 맞춘 후 잊지 말고 마스트를 제거한 후 촬영을 해야 한다. 마스크를 막고 촬영하는 단순한 실수를 분명히 한두 번은 할 것이고 그 후에 하트만 마스크 방법이 정겹게 느껴질 수도 있다.

 행성 촬영 시 정확한 초점을 맞추는 또 다른 방법은 관측하고자 하는 행성 주변의 별에 초점을 맞추는 것이다. 행성은 크기가 크게 보이고 확대 촬영의 경우는 더 크게 보이기 때문에 초점이 정확한지 가늠하기가 쉽지 않을 경우가 많다. 이 경우 주변의 작은 별에 초점을 맞춘 후 경통을 움직여 촬영하고자 하는 행성으로 경통을 되돌리는 방법을 사용하는 것이 좋다.

그림 3-2 Flea3 동영상 카메라의 촬영에 지원되는 소프트웨어 Fireycapture 의 카메라 설정창

동영상 카메라를 이용하여 행성을 촬영하는 데 사용하는 촬영용 프로그램을 그림 3-1과 3-2에 제시하였다. 이외에도 여러 가지 촬영용 프로그램이 있지만 기본적인 사용방법을 서로 비슷하여 한 종류의 프로그램에 능숙하게 되면 다른 것의 사용에도 크게 어려움을 느끼지 않는다. 공통적으로 포함된 대략적인 순서를 제시하면 다음과 같다.

  ① 촬영용 프로그램을 실행시키고 사용하고자하는 자신의 동영상 카메라를 인식시킨다. 구매시 제공되는 설치프로그램을 설치하면 자동으로 인식됨.
  ② 미리보기 회면 창에 촬영하고자하는 대상의 이미지가 보이는지 확인한다.
  ③ 노출정보(노출시간, 셔터속도, 게인, 감마, 색상 등)를 조정하여 대상이 선명하게 보이도록 조정한다.  그후 초점 정렬을 실시한다.
  ④ 전송속도(frame rate)를 카메라와 이미지에 맞게 설정한다. 전송속도가 빠르면 짧은 시간에 많은 이미지를 얻을 수 있지만 노이즈 발생할 가능성이 크고
      카메라에 따라서는 이미지가 어두워지는 경우가 있으니 적절한 전송속도를 설정한다.
  ⑤ 동영상 촬영을 하기전에 촬영시간 또는 촬영 프레임수를 결정하고 입력한다. 많은 양을 설정하면 컴퓨터나 프로그램에 따라서 동영상 파일을 분할하여
     여러개의 파일로 저장되는데 이런 경우 나중에 합성처리하는데 곤란할 경우가 발생한다.
     따라서 파일하나의 크기로 저장될 수 있는 용량을 미리 알아두는 것이 좋다.
  ⑥ 저장하고자 하는 방식을 미리 설정하는 경우도 있다. FIreCaputer의 경우에는 Debayer을 하지 않도록 설정하고 활영한 후 나중에 별도의 DeBayer 프로그램으로 후 처리를 하는
        것이  이미지의 해상도에도 좋고 촬영시 동영상 파일의 용량을 줄여서 많은 프레임수 만큼 촬영할 수 있어서 더 효과적이다.
  ⑦ 촬영 시퀀스(순서)를 설정할 수 있는 프로그램의 경우 필터 종류에 따라서 또는 촬영한 동영상 파일의 수를 미리 설정하여 저장하면 촬영 동안 별도의
     시간을 얻을 수 있어 다른 촬영을 하는데 도움이 된다.
  ⑧ 녹화 버튼을 눌러서 동영상이 저장되는 것을 확인한다.
  ⑨ 이미지의 질을 보고 노출정보를 수정하여 최적의 촬영조건을 찾아 피드백한다.
  ⑩ 촬영된 파일을 외장 메모리에 보관한다. 동영상 파일이 용량이 크기 때문에 컴퓨터의 저정공간이 부족할 경우를 대비해야한다.  

 동영상 카메라에 대한 이해

  특히 천체사진 전용 동영상 카메라가 아닌 개조한 웹 카메라는 다음과 같은 몇 가지의 원인으로 촬영된 이미지의 화질을 저하시킨다.

 첫째는 컴퓨터 처리 과정에 따른 이미지의 색상 형식을 처리하는 과정에서 이미지의 색상 정보의 손실이 발생한다. 둘째는 컴퓨터의 대역폭에 맞도록 이미지를 압축하는 과정에서도 이미지 정보의 손실이 발생하게 되고 셋째로는 기본적인 설정에 따른 이미지 처리 과정에서는 색이 너무 밝게 처리되기 때문에 미세한 색상의 정보가 손실된다.

 웹 캠의 사용자들은 이러한 내부적인 설정에 따른 문제를 소프트웨어적으로 처리하는 방법을 개발했고 상당한 이미지 향상의 효과를 가져왔다. 그러나 기본 설정을 변경하여 처리하는 방법은 거꾸로 이미지를 훼손할 가능성도 있기 때문에 주의를 필요로 하고 원본 이미지는 꼭 저장해두어야 한다.  웹 카메라의 이미지 향상을 위한 기본 설정 변경 방법은 크게 두 가지로 나누어지는데 하나는 컬러 색상의 처리과정에서 나타나는 손실을 보정하는 것과 다른 하나는 짧은 노출 시간을 조정할 수 있도록 하는 것이다.

 먼저 컬러이미지 처리과정에서 발생하는 색상 정보의 손실을 막기 위해서는 이미지를 해당 프로그램을 이용하여 RAW파일 형식으로 저장하는 것이다. RAW파일의 이미지는 이지지 처리 과정을 거치기 전까지는 이미지의 색상을 볼 수가 없다. 이 과정에서는 동영상 이미지를 전송 받을 때의 색상 모드를 RGB 색상이 아닌 IYUV 또는 I240 방식으로 전송받아야한다. 동영상 RAW이미지의 형식으로 저장된 파일을 관련 프로그램에서 불러들여 색상 설정을 조정하여 원래의 색을 얻어낼 수 있다. 만일 색상이 다르게 나타나면 색상 설정 방법을 변경하면서 원래의 색이 나타나는 설정을 파악하여 메모해두면 다음에 처리할 때 도움이 된다. 이 과정을 통해서 색상이 포함된 동영상 파일로 저장되고 이 파일을 레지스탁스와 같은 이미지 처리 프로그램을 통해서 불러와 처리할 수 있다.

 다음은 노출시간을 변경하는 것이다. 웹 캠 사용자들은 기본적으로 자동으로 설정되는 전송속도와 정해진 노출시간 대신에 컴퓨터를 통하여 웹 캠의 노출시간을 조절할 수 있는 방법을 개발해 왔다, 이것은 노출시간을 임의로 조절할 수 있다는 의미이고 어두운 천체의 관측에 웹 카메라가 사용될 수 있다는 것을 의미하기도 한다. 노출시간의 조절은 K3CCDTools와 같은 프로그램을 통해서 가능하며 전기회로를 수정해야하는 경우도 있다. 그러나 회로를 수정하는 것은 어려운 일이기 때문에 소프트웨어적인 접근 방식이 일반적으로 사용된다. 웹캠 제조사에서 제공되는 프로그램을 통해서도 긴 시간 노출 설정은 불가능하지만 짧은 시간 범위 내에서는 노출시간 조정이 가능하다.

그림 3-3 투유캠으로 촬영한 토성                그림 3-4  넥스이미저로 촬영한 목성

달표면 파노라마 사진촬영

  동영상 카메라는 촬영되는 화각이 작기 때문에 달표면의 사진을 촬영할 경우 그림 3-5와 같이 여러장의 사진을 촬영하여 파노라마 합성을 통하여 한 장의 완성된 사진을 얻을 수 있다. 촬영과 합성과정이 어렵지만 합성하고 난 결과물은 한 장으로 촬영한 사진과는 확연한 차이를 보이며 사진의 정교함은 다름 촬영방법으로는 따라올 수 없을 정도이다. 대부분의 정교한 달표면 사진을 이러한 방법으로 얻어진다. 

  파노라마 합성에는 포토샵의 File merge 기능을 이용하고 부벅절한 부분은 수동으로 편집하는에 보름달의 파노라마 사진촬영을 할 경우에는 월면도를 준비하여 촬영 중 빠지는 영역이 없도록 미리 촬영지역을 설정한 뒤 촬영해야 실패할 확률을 줄일 수 있다.

그림 3-5 Flea3 동영상 카메라로 4장을 촬영하여 파노라마 합성한 달 표면 사진