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파나소닉 GX85 체험단 최종 포스팅으로, 별 사진 촬영법에 대해 설명한다.
■ 목차
- 개요
- 촬영 준비
1. 준비물
2. 천문 프로그램과 앱
3. 촬영지 선택
4. 날씨 확인
5. 촬영지 에티켓
- 촬영
1. 달
2. 별 풍경/별자리 + 사진의 별 빛 강조하기
3. 은하수 + 은하수 사진 보정
4. 별 궤적 + 북극성 찾기 + Startrails 합성
5. 광시야 천체 + 포터블 적도의 + DeepSkyStacker
6. 행성
7. 딥스카이
- 맺음말
- 유용한 링크
개요
별 사진에는 달, 행성, 별풍경/별자리, 은하수, 별 궤적, 딥스카이(성운,성단,은하) 등 다양한 범주가 존재하며, 촬영 대상에 따라서 필요한 장비와 운용법도 많이 달라지게 된다. 이 글 에서는 카메라/렌즈/삼각대등 기초 장비로 촬영하는 것에 주안점을 두며, 방대한 내용이 필요한 딥스카이 촬영에 대해서는 소개하는 선에서 정리한다.
약 한달이라는 짧은 기간 동안에 GX85 하나 만으로 다양한 밤하늘 사진을 얻어내는 것은 쉽지 않은 일이었다. 별 촬영이라는 주제에 더 충실한 글이 될 수 있도록, 다른 파나소닉 카메라로 촬영한 사진도 자료로 활용하였으며, 촬영 정보는 사진 하단에 명시했다.
촬영 준비
1. 준비물
- 카메라, 렌즈, 튼튼한 삼각대, 추가 배터리
- 타이머 릴리즈(카메라 내의 인터벌 촬영을 사용해도 됨)
- 붉은 조명이 나오는 헤드랜턴 또는 손전등.
흰색 조명은 어두운 하늘에 적응한 시야를 깨트리며, 암적응이 깨진 눈으로는 어두운 하늘의 밝은 별들이 많이 안 보이게 된다. 다시 암적응을 하려면 최소 수분에서 수십분이 걸리며, 붉은 색 조명은 암적응을 깨지 않으므로, 촬영 현장의 본인과 타인 모두를 위해 반드시 붉은색 조명기구를 사용하기를 권한다.
- 열선 또는 핫팩
밤하늘은 이슬과 서리가 내리는 환경이 많으며, 렌즈에 김이 서리지 않게 하기 위해서는 배터리에 연결해 사용하는 열선 밴드를 렌즈 앞 부분에 감거나, 핫팩을 두르고 사용한다. USB 온열 슬리퍼의 내부 열선 패드를 빼내서 사용하는 경우도 있다.
- 따뜻한 옷, 보온 장비
한여름에도 밤은 춥다. 특히 별빛이 잘 보이는 고지대는 기온이 낮고 바람도 더 세게 불기도 하므로, 따뜻한 옷을 챙겨 입어야 장시간 촬영에 무리가 없다. 봄/가을에도 고지대의 밤은 한겨울이어서, 장갑, 귀마개 등 확실한 방한 대책을 강구해야 한다. 한겨울에는 발가락이 가장 시리므로, 보온을 위한 핫팩 또는 방한화 등을 준비한다.
2. 천문 프로그램과 앱
별 촬영을 위해서는 천문 프로그램 또는 앱의 도움이 필요하게 된다. 하늘에 떠 있는 별과 별자리를 미리보기 또는 촬영 후에 알아내는데 도움이 되며, 딥스카이 촬영 때는 적도의를 컨트롤 하는데 까지 활용된다. 많은 프로그램들 중 몇 개를 소개한다.
- 스텔라리움
스텔라리움은 무료로 배포됨에도 많은 고급 기능을 가진 PC용 천문 프로그램이며, PC용 보다 기능은 작지만 모바일 버전도 있다. 수많은 기능 중 '검색(F3)', '날짜 및 시간(F5)', 접안렌즈 플러그인을 가장 많이 사용하고 있으며, 이 세가지 기능을 활용하면, 촬영 대상 천체를 선정하고, 특정 날짜와 시간으로 이동해서, 촬영할 카메라와 렌즈의 조합으로 어떤 구도와 화각의 사진이 나오는지 미리 점검이 가능하다.
▲ 스텔라리움으로 본 2016년 6월 2일 00시 43분 동남쪽 하늘의 모습.
▲ Panasonic GX85와 45mm 렌즈 조합의 안타레스 주변부 미리보기.
접안렌즈 플러그인 설정에서 카메라와 렌즈 정보 등록 후, '이미지 센서 프레임' 을 켜면 촬영할 영역을 미리보기 할 수 있다.
- SkySafari
현재 Pro 버전을 사용 중이어서, 하위 버전이 어떤 기능 상의 제약이 있는지는 잘 모르겠으나, 천문 관련 앱 중에는 최고의 프로그램이라 할 수 있다. 촬영 현장에서 이 앱을 이용해서, 스텔라리움처럼 검색과 망원경 미리보기도 하고, 블루트스 연동으로 적도의 제어에도 사용하고 있다. 1G가 넘는 용량의 매우 큰 앱이다.
- SkyView, 별자리표
하늘에 떠 있는 별이 무엇인지 궁금할 때 스마트폰을 하늘에 갖다 대면 금방 알 수 있게 해준다. 특히 SkyView 앱은 증강현실을 지원하므로 실제 하늘에 보이는 별과 앱 상의 별을 일치 시키며 확인이 가능해서 좋다.
- Astro Panel
촬영 대상지를 설정해두면, 기상 데이터를 분석하여 별 촬영하기 좋은 날을 알림으로 미리 알려준다.
- Moon Calendar, 태양과 생활
한달 전체의 월령을 미리 볼 수 있으며, 태양과 생활은 일출과 월출 시간등 다양한 정보를 볼 수 있다. 달이 뜨면 달 풍경을 찍으면 되지만, 별 사진을 찍기에는 그믐에 가까운 날이 좋다. 달의 위력은 생각보다 굉장해서, 하늘의 반을 환하게 비추며, 별빛도 많이 사라지게 한다.
3. 촬영지 선택
좋은 별 사진을 위해서는 별이 많이 보이는 어두운 하늘 밑에서 촬영을 해야하는데, 안타깝게도 우리나라는 빛공해가 전세계에서 두번째로 높은 나라이다.
관련기사 -> http://news.naver.com/main/read.nhn?mode=LSD&mid=shm&sid1=102&oid=0...
다음의 사진에서 보듯이, 대도심에 산다면 차를 타고 두어 시간은 이동해야 그나마 어두운 하늘을 볼 수 있다. 강원도와 경북의 산간 지역, 백두대간 덕유산/지리산 주변 등이 괜찮은 지역이다. 구체적인 장소 언급은 천체 관측/촬영지로서의 기능 보호를 위해 생략하며, 고개(ㅇㅇ령) 정상, 천문대가 있는 산 주변, 고산 중턱 휴게소 등이 별 촬영으로 좋은 후보지이다. 호수 또는 저수지 주변은 높은 습도로 인해 추천되어지지 않지만, 수면에 비친 별빛을 함께 담고자 할 때 찾아가면 좋은 장소이다.
국내가 아쉬운 분들은 몽고나 호주 등으로의 해외 원정도 다녀오곤 한다. 호주는 마젤란은하 등 남반구에서만 볼 수 있는 경치가 존재한다.
▲ 인공위성에서 바라본 대한민국의 밤.(출처: http://www.blue-marble.de/nightlights/2012 )
기존 별관측지로 유명하던 곳 마저, 풍력발전소가 들어서거나 각종 조명 설치가 늘면서 더이상 관측지로서의 기능을 상실해가고 있어서, 별지기들의 한탄은 늘어만 가고 있다. 많은 분들이 별 촬영에 관심을 가지고 빛공해 문제도 널리 인식이 퍼져서, 개발과 빛공해 문제가 균형을 이루어 나가는 지혜들이 생겨났으면 하는 바램이다.
4. 날씨 확인
촬영지를 선택했다면 구름의 상태 등 날씨를 미리 점검하고 가야 낭패를 면할 수 있다.
촬영지 부근에 현재는 구름이 없으나 서쪽에서 구름이 몰려오고 있다면, 촬영지로의 이동을 재고해봐야 한다.
기상청 동네 예보 -> http://www.kma.go.kr/weather/forecast/timeseries.jsp
특정 지역의 3일간 날씨,기온,풍향/풍속,습도를 체크할 수 있다.
기상청 산악 기상 예보 -> http://www.kma.go.kr/weather/forecast/mountain_01.jsp
주요 산의 3일간 날씨,기온,풍향/풍속,습도를 체크할 수 있다.
기상청 위성 영상 -> http://www.kma.go.kr/weather/images/satellite_basic03.jsp
낮 시간은 가시영상을 보면서 구름의 상태를 점검할수 있지만, 밤하늘의 구름은 적외영상을 보면서 체크한다.
▲ 천리안 위성 사진
미세먼지 농도 -> http://www.kma.go.kr/weather/asiandust/density.jsp
월령 -> http://astro.kasi.re.kr/Life/Ephemeris.aspx?MenuID=113
5. 촬영지 에티켓
별 촬영하기 좋은 곳은 전문적으로 천체 관측/촬영하는 분들도 모이는 곳이다. 천문인들 사이에서는 관측지 예절이 이미 공유되어 서로 조심하는데, 처음 별 촬영 가시는 분들은 잘 몰라서 본의 아니게 폐를 끼치게 된다. 앞서 준비물에서 얘기 했듯이, 암적응된 시야를 깨지 않도록 서로 주의가 필요하다.
- 촬영 장소 입장 시 자동차의 헤드라이트는 끄고 미등으로 입장한다. 자동차의 라이트를 오토로 두고 사용할 경우, 미리 미등 켜기 조작을 해보는 것이 좋다. 촬영지 입장 전에 불을 모두 끄고 정차 후 주차 할 곳도 미리 둘러보고 먼저 와 계신 분들께 피해 없도록 입장하는 것도 좋은 방법이다.
- 초점 잡으려고 건물 또는 사람에 불빛을 쏘지 않는다. 수동으로 무한대에 초점을 잡거나, 밝은 별을 향해 AF를 잡고 사용한다.
- 스마트폰의 밝기는 최소로 놓고 사용한다.
이 모든 에티켓은 타인을 위한 것이기도 하지만, 자신의 암시야 유지를 위해서도 필요한 것이다. 별을 본다는 것은 불빛에 민감한 활동이니 만큼, 서로의 배려가 즐거운 별 관측/촬영이 되게 해줄 것이다.
촬영
별 사진 범주별 촬영법에 대해 알아본다.
1. 달
망원 렌즈와 일반 삼각대만으로 가장 쉽게 촬영할 수 있는 대상이 달이다. 달은 크고 밝은 대상이기 때문에 카메라 세팅은 A,S,M 모드에서 노출을 1/3~1스탑 정도 줄여서 촬영한다. 장망원이 아닌 렌즈로 촬영 시, 달이 너무 밝고 작아서 초점이 잘 안 잡힌다면, 측광 모드를 스팟으로 변경해 초점을 잡고 촬영한다.
▲ Full HD 달 영상. Panasonic GX85 + Panasonic 100-300mm(300mm), 확장 망원 변환 켬, 1/60s, F8, iso 200, 노출 -1/3.
GX85를 비롯한 파나소닉 카메라에는 '확장 망원 변환' 기능이 있다. 센서의 가운데 반 정도 영역만 사용해서, 촬영시 초점거리를 2.5배 확장시켜주는 기능이다. 센서의 일부를 사용하지만 Full HD 영상 촬영이 가능하다. 300mm로 촬영시 35mm 환산 초점거리는 600mm가 되며, 거기에 '확장 망원 변환'을 켜면 600 x 2.5 = 1500mm의 초점거리로 촬영한 결과가 된다. 센서 크기가 풀프레임 센서 크기의 반인 파나소닉 카메라는 이처럼 망원에 유리하게 작용하기 때문에, 달 촬영 시에는 확장망원변환 기능을 적극 활용하면 좋다.
달의 세부까지 볼 수 있게 달을 크게 확대 촬영하는 방법 뿐만 아니라, 다른 피사체와 어우러지는 달 풍경 사진도 색 다른 멋이 있으니, 달 대상으로도 다양한 사진 촬영이 가능하다.
2. 별 풍경/별자리
- 500룰
별 풍경 촬영 시, 별이 늘어지지 않고 점으로 촬영되려면 500룰에 따라서 촬영하면 된다. 500룰은 별 촬영 시의 최대 셔터 속도를 계산하는 방법인데, 500/(35mm 환산 초점거리)로 구할 수 있다. 예를 들어, GX85에 15mm렌즈를 사용한다면, 별 촬영 시의 최대 셔터 속도는 500/(15mm x 2) = 16초가 된다. 렌즈의 특성에 따른 주변부 왜곡을 감안하여 500룰의 결과에 몇 초를 더 줄여서 촬영하는 것도 좋다.
- 초점 잡기
별 촬영 시의 초점은 수동으로 잡거나, 밝은 별을 화면에 들어오게 한 후 초점 포인트로 선택하고 AF로 초점을 잡아도 된다. 동일 대상을 촬영할 때는 AF 초점을 잡은 후에 MF로 변경해서 반복 촬영을 한다. 촬영 중 구도가 바뀌면 기기 조작 중 초점이 변경되었을 수 있으므로, 다시 초점을 맞추고 촬영하는 것이 좋다.
GX85는 초점 모드 변경 버튼이 없어서, 메뉴로 들어가서 변경해 사용해야 하는데, 이것이 불편하면 '버튼 설정' 메뉴에서 F3 버튼에 '초점 모드'를 설정해서 사용 하면 된다. 기존 F3에 할당되었던 '4K 포토'는 드라이브 모드 버튼에서 선택해서 사용할 수 있다.
▲ GX85, 밤 하늘의 별 AF.
GX85는 저조도 AF를 지원하며, 밝은 하늘이던, 어두운 하늘이던 밝은 별에 대해서 위와 같은 방식으로 빠르게 초점을 잡을 수 있다.
▲ 북한산 위의 밤 하늘(2015.4.21). Panasonic GX7 + Panasonic 20mm, A모드, 8s, F5.6, ISO 200
2018년 4월이 되어야 다시 볼 수 있는 별,달,행성 조합 풍경. 별빛은 약간 강조 보정하였다.
별과 지구가 어우러진 풍경 또한 좋은 밤하늘 촬영 대상이다. 특히, 해가 진 직후 1시간 동안이 광해가 덜 올라올 시간이고, 파란 하늘을 배경으로 한 별 촬영이 가능해 좋다.
위 사진처럼 은하수가 안 보이는 도심에서도 별 풍경을 촬영 할 수 있으며, 눈에 잘 안 보이는 별도 촬영해보면 사진에 나타난다. 별자리를 모르는 상태에서 무심코 하늘을 바라보면 안 보이는 별도, 별자리를 익히고 하늘을 가만히 쳐다보면 별이 보이기도 한다. 아는 만큼 보이는 건 별도 예외가 아니다.
- 사진의 별 빛 강조하기
밝은 별이 더 크게 나오는 사진을 위해서는, 소프트(디퓨즈) 필터를 끼우고 촬영하는 방법과 촬영 후에 StarSpikePro라는 포토샵 플러그인을 통해서 보정 하는 방법이 있다.
▲ 소프트 필터 사용 예 (이미지 출처)
▲ StarSpikePro로 소프트 필터 효과 내기
StarSpikePro는 별 빛을 강조하기 위한 여러 세밀한 옵션들을 제공해서, 소프트 필터 효과를 낼 수도 있고, 빛 갈라짐 효과를 낼 수도 있다. 주변과 어우러지며 과하지 않게 별빛이 강조 된다면 그 또한 괜찮은 방법이라고 생각한다. 직관적인 인터페이스를 가졌으므로 사용법은 생략한다.
3. 은하수
은하수는 여름에 가장 진하게 보이며, 천문앱에서 전갈자리와 궁수자리를 찾으면 은하수의 가장 화려한 부분을 가리키게 된다. 여름 밤 천정 부근에는 독수리자리의 알타이르(견우), 거문고자리의 베가(직녀), 백조자리의 데네브가 대 삼각형을 이루며 그 삼각형을 은하수가 지나간다.
다음의 은하수 사진은 2016년 6월 2일 0시 43분에 동쪽 하늘을 촬영한 사진이다. 앞서 스텔라리움 소개에 사용한 사진이 같은 시각의 화면을 캡쳐한 것이다. 사진을 비교하면서 견우와 직녀를 찾아보고 궁수자리 위치를 확인해보자. 은하수 촬영하러 가서 구름처럼 희미하게 보이는 은하수를 찾는데 도움이 될 것이다.
▲ Panasonic GX85 + Samyang 7.5mm, M모드, 25s, F3.5, iso 3200
은하수 촬영은 조리개(F)값이 낮은 밝은 렌즈를 사용할수록 좋다. iso를 덜 높여도 선명한 은하수를 찍을 수 있고, iso가 낮을수록 노이즈 처리가 유리해지기 때문이다.
GX85로 은하수 촬영을 위한 세팅은 M모드, 셔터속도는 500룰 적용 계산, 조리개는 최대 개방(가장 낮은 값), iso 1600~3200, 셔터노이즈제거 on, 손떨림보정 off, 셔터지연 2초 이상 또는 셀프타이머로 설정한다. 위 은하수 사진은 이 세팅으로 촬영했다.
은하수 촬영에 적당한 광각 렌즈가 없을 경우, 표준 렌즈를 사용해서 세로로 여러장을 찍고 파노라마 합성하는 방법도 있다.
- 은하수 사진 보정
은하수 후보정은 정답이 없으며, 자신의 취향대로 보정하면 된다. 포토샵에서 상세한 보정이 가능하지만, 라이트룸 만으로도 간단히 보정할 수 있다. 다음 사진들은 라이트룸에서 은하수 사진 보정한 화면을 캡쳐한 것이다.
▲ 원본과 보정후 사진
▲ 조정한 슬라이더들
▲ 조정브러쉬 사용 화면
하늘색을 파란색 톤으로 변경하고, 커브 조절로 컨트라스트를 높이고, 노이즈를 줄이고, 은하수는 조금 밝고 노르스름하게 변경했다.
조정 브러쉬를 잘 사용하면 전체 이미지에 영향을 최소화 하며 은하수 부위만 보정할 수 있다. 'Show Selected Mask Overlay' 를 선택하면(키보드 'O' 키) 조정 브러쉬로 그린 부위를 확인할 수 있다.
4. 별 궤적
별 궤적 사진은 지구가 자전하면서 생기는 별의 일주 운동을 연속으로 촬영하여 한장의 사진으로 만드는 것이다.
▲ 도봉산 위로 내리는 별 비. Panasonic GX85 + Panasonic 35-100mm, 25s x 60장, F2.8, ISO 800
별궤적 촬영을 위해서는 리모트 타이머 릴리즈를 사용하거나, 카메라 내의 인터벌 촬영 기능을 이용한다. GX85는 리모트 소켓이 없으므로, 인터벌 촬영 기능을 이용해 별 궤적 촬영을 할 수 있다.
▲ GX85의 인터벌 촬영 메뉴
- 카메라 셔터 속도의 실체
인터벌 촬영시 주의 할 점은 카메라 셔터의 표시 속도와 실제 속도가 다르다는 것이다.
카메라의 셔터는 노출이 1stop 증가할 때마다 2배씩 속도가 증가한다. 즉, 1초, 2초, 4초, 8초, 16초, 32초로 셔터 속도가 증가한다. 그런데, 표시는 1초, 2초, 4초, 8초, 15초, 30초로 나온다. 따라서 인터벌(촬영 간격) 설정은 표시 속도가 아닌 실제 작동 속도를 기준으로 설정해야 오류가 생기지 않으며, 실제 속도에 1초를 더한 시간으로 설정 해주면 된다. 그래야 최종 사진 합성 시 별 궤적이 끊어지지 않은 사진이 나온다.
실제로, 셔터 속도 30초에 촬영 간격은 31초로 세팅을 하고 촬영했더니, 바로 연이어서 촬영이 되지 않고 띄엄띄엄 촬영이 되었다. 카메라에 오류가 있나 하는 생각을 했었지만, 고장이 아닌 원래의 메커니즘대로 동작하는 것이니 혼동하지 말아야 한다. 셔터 속도 30초에 맞는 인터벌 시간은 33초 이다.
인터벌 촬영이 아닌, 벌브 모드에서 타이머 릴리즈로 촬영할 때는 카메라 셔터 속도와는 무관하게 작동하니, 선택한 셔터속도에 1초를 더한 속도로 인터벌 설정을 하면 된다.
카메라 세팅은 M모드, 셔터속도 약 30초, 조리개는 최대 개방 또는 약간 조여서 F2.8~F4, ISO 400~1600(하늘의 밝기에 따라 조절), 셔터노이즈 제거 off, 촬영 매수는 총 촬영 시간이 1시간 이상 되도록 계산해 설정한다.
인터벌 촬영이 끝나면 노이즈 제거를 위한 다크프레임을 촬영한다.
- 다크 프레임
다크프레임은 장노출에 따라 발생하는 핫픽셀등의 노이즈 제거용으로 사용되며, 카메라 내의 노이즈 제거 기능을 보정 단계에서 처리하는 것이다. 다크프레임은 촬영 당시의 온도와 같은 환경에서 만들어져야 하므로, 인터벌 촬영이 끝나면 렌즈에 캡을 씌우고 인터벌 촬영시의 세팅 그대로 10여장 이상 촬영한다. 렌즈를 빼고 카메라 뚜껑을 닫고 촬영해도 된다. 다크프레임은 최종 합성 단계에서 사용하게 된다.
- 북극성 찾기
촬영 전에 북극성의 위치를 알아야, 어떤 모양의 별 궤적이 나올지 미리 파악할 수 있다.
북극성을 가운데에 놓고 촬영하면 동그란 모양의 별 궤적 사진이 나오며, 북극성이 없는 곳을 촬영하면 비스듬히 그려진 별 궤적 사진이 나온다.
남쪽을 등지고 북쪽 하늘을 바라볼 경우, 별은 북극성을 중심으로 시계 반대 방향으로 움직이며, 서쪽은 별이 지고 동쪽은 별이 떠오른다.
▲ 북극성의 위치
북극성을 찾는 방법에는 북두칠성을 이용하는 방법과 카시오페아를 이용하는 방법이 있다.
1. 국자 모양의 북두칠성을 찾아서 1,2번 별을 연결하고, 그 거리의 5배 정도를 연장하면 북극성을 찾을 수 있다.
2. W자 모양의 카시오페아를 찾아서 1,2번 별을 연장한 선과 4,5번 별을 연장한 선이 만나는 지점에서 3번 별을 연결하고, 그 거리의 5배 정도를 연장하면 북극성을 찾을 수 있다.
- Startrails로 합성 하기
촬영이 완료되면, 합성 프로그램을 이용하여 별 궤적 사진을 만든다. 별 궤적을 만들어주는 프로그램에는 Startrails와 StarStax 가 있으며, 그 중 Startrails를 이용한 합성 법을 설명한다.
Startrails 다운로드 -> http://www.startrails.de/html/software.html
▲ Startrails 작업 화면
사용법은 간단하다. 1번 'open images'를 눌러서 합성할 이미지들을 열고, 2번 'open darkframes'를 눌러 다크프레임 이미지들을 열고. 3번 'build startrails'을 눌러 블렌드 모드를 선택하고 ok를 누르면 진행 중인 화면이 나오며, 잠시 기다리면 합성이 완료된다.
▲ build startrails를 클릭 후 나타나는 윈도우.
Lighten 모드를 선택하면, 밑쪽의 Save each image가 활성화 되어서 합성되는 과정의 사진들을 별도로 저장할 수도 있다. 이렇게 저장된 사진들은 타임랩스와 같은 영상을 만드는데 활용할 수 있는데, 다음 영상은 Startrails에서 새로 저장된 사진들을 열어서 'video'를 선택해 만든 영상이다.
5. 광시야 천체(포터블 적도의 활용)
여기서부터는 고급 과정으로서, 기본 카메라 장비 외에 포터블 적도의를 활용한 천체 사진에 대해서 설명한다.
적도의는 지구의 자전축을 중심으로 자전운동과 동일하게 움직이며 별을 추적해주는 장비이다. 별의 움직임을 쫒아가기 때문에 긴시간의 노출 촬영에도 별이 점상으로 나오게 해준다. 다양한 크기와 모양의 적도의가 있는데, 그 중 무게가 가볍고 GOTO기능(별을 찾아가는 기능)이 없는 적도의를 포터블 적도의라 칭한다. 시중에는 Skytracker, Polarie, Star Adventurer, Swat, Astrotrac등 여러 종류의 포터블 적도의가 있다. 그 중에서 Skytracker를 활용한 방법에 대해서 알아본다.
▲ 포터블 적도의
▲ Skytracker와 Panasonic GX85
적도의 위에 볼헤드를 장착하고 그 위에 카메라를 올려서 사용하며, 스카이트래커 오른쪽에 끼워진 것은 극축망원경이다. 적도의 내부에는 모터가 존재하며 전원을 켜면 지구 자전 속도와 동일하게 회전을 한다.
- 극축 정렬(Polar align)
적도의 사용을 위해서 가장 중요하고 먼저 해야 하는 작업이 극축 정렬이다. 적도의의 극축(적경축)과 지구의 자전축을 일치시켜야 별을 잘 추적하게 된다. 북극성(Polaris)도 자전축(북극)에서 달하나 정도의 크기로 떨어진 곳에 위치해 있으며, 이 거리 차이를 이용해 정밀한 극축 정렬을 한다. 극축은 극축 망원경을 이용해 맞추며, 제품마다 극축 망원경으로 보이는 레티클(눈금)이 다르고, 정밀도도 차이가 있다.
▲ 북반구의 천구
▲ PolarFinder 앱 화면(좌)과 다양한 극축 망원경 레티클(우)
스카이트래커는 먼저 극축망원경이 끼워질 구멍을 통해 가운데에 북극성이 보이도록 축 조절을 한다. 극축망원경을 설치하고, PolarFinder 앱을 실행해서 초록색 점의 위치와 극축망원경(앱과 망원경의 레티클은 동일)으로 보이는 북극성의 위치가 일치 되도록 세밀하게 다시 축 조절을 한다. 극축망원경의 북극성은 좌우 도립상이므로, 실제 눈으로 보는 북극성은 극축에서 180도 회전한 곳에 존재한다. 따라서 극축망원경을 보며 축 조절을 할 때는, 생각과 반대 방향으로 조절해야 한다.
극축 정렬이 완료되면 원하는 대상으로 카메라를 이동시켜 촬영을 시작한다.
▲ 안타레스 주변과 은하수 중심 일부
촬영: Panasonic GH3(LPF 제거), Leica 45mm F2.8 Macro, B+W UV/IR cut filter, Skytracker, 60s x 25 light, 20 flat, 5 dark, ISO 1600, 2016/6/10
편집: DeepSkyStacker(스택), Photoshop CC(보정), StarSpikePro
일반 삼각대에 스카이트래커를 장착하고 GH3와 45mm 렌즈로 촬영한 광시야 천체 사진이다. 앞서 스텔라리움을 소개할때 미리보기한 영역을 촬영한 것이다. 극축 정렬이 잘 되면, 35mm 환산 100mm 이하의 렌즈로 1분 정도 촬영에도 별이 흐르지 않는다.
촬영전 구도를 잡을때는 iso 3200~6400, 셔터 속도 1초~1.3초 세팅후 실시간으로 별의 위치를 파악하며 구도를 잡고, 실제 촬영할 셔터스피드의 1/3~1/4 정도로 테스트 촬영을 해본다. 마음에 드는 구도가 나올때까지 반복후 실제 촬영할 세팅으로 변경한다.
촬영 세팅은 M모드, RAW 촬영, 인터벌 촬영 또는 벌브 모드 릴리즈 촬영 셔터 속도 1분 이상, 조리개는 최대 개방 또는 약간 조임, iso 800 이상, 셔터노이즈제거 off. 손떨림보정 off, 촬영시간의 합이 길수록 합성후 사진의 노이즈가 더 줄어들며, 암부의 데이터를 복원하는데 좋으니 최대한 많이 촬영한다. 촬영이 끝나면 다크프레임과 플랫프레임을 여러장 촬영한다.
촬영된 사진은 DeepSkyStacker등의 스택 프로그램으로 합성하고 최종적으로 포토샵 또는 라이트룸에서 보정한다.
- Light/Flat/Dark Frame
Light Frame - 일반 촬영 사진.
Flat Frame - 비네팅과 먼지 데이터를 제거하고 사진의 배경을 평탄하게 만들기 위해 촬영하는 사진. 렌즈 앞에 흰 천 등을 두르고 밝고 균일한 광원(노트북 화면 등)에 대고 촬영한다. A모드에서 조리개는 Light 프레임과 동일하게 하고, ISO는 최저값, 노출은 -1/3~0이 되도록 세팅하고 여러장 촬영한다. 현장이 아닌 집에서, 동일 렌즈(망원경은 동일한 장착 각도), 동일 조리개 세팅으로 별도 촬영해도 된다. 플랫프레임 처리가 광해까지 제거해 주지는 않는다.
Dark Frame - 앞에서 설명한 대로 노이즈 제거를 위한 사진. 라이트프레임과 동일한 세팅으로 렌즈 뚜껑을 막고 촬영한다.
- DeepSkyStacker
DeepSkyStacker는 무료로 배포되는 천체 사진 스태킹 프로그램이다.
3.3.4버전 다운로드 -> http://deepskystacker.free.fr/download/DeepSkyStacker334.rar
DSS에서 지원되지 않는 raw 파일을 사용할 경우에는 tiff로 변환해서 작업하면 된다.
단계별 캡쳐 화면과 함께 간단하게 사용법을 설명한다.
1. Open picture files -> 촬영한 사진들 선택
2. Open dark files -> 다크 프레임 추가(생략 가능)
3. Open flat files -> 플랫 프레임 추가(생략 가능)
4. Check all 클릭
6. Register checked pictures -> 베스트 80~90 수정 -> Advanced 탭에서 'Compute the number of detected stars' 클릭후 별의 갯수가 200~500 사이가 되도록 threshold 조절.
7. Recommended Settings 클릭 후 세팅 점검
8. Stacking parameters 클릭
Result는 standard mode 또는 Intersection Mode선택
Light, Dark, Flat 탭에서 stacking mode 선택.
Recommended Settings의 추천 세팅을 적용하거나, 이것저것 복잡하면 단순하게 모두 Median 선택.
비행기가 지나간 흔적을 지우려면 Kappa-Sigma clipping 또는 Median Kappa-Sigma clipping 선택. 이 모드로도 안 지워지는 경우도 있다.
나머지는 default값으로 사용.
세팅 변경 완료 후 OK 클릭.
9. 스태킹 파라미터 확인 후 OK 클릭.
진행 창이 뜨며, 스태킹 하는데 다소 시간이 걸린다.
스태킹 되는 동안 컴퓨터에 부하가 많이 걸린다. CPU 성능도 좋아야 하겠지만, 램 용량이 16G 이상이어야 스태킹 중 프로그램 오작동 또는 다운되는 것을 방지 할 수 있다.
10. 스태킹이 완료되면 자동으로 Autosave.tif 파일이 생성된다. Save picture to file을 클릭해서 별도로 저장해도 된다.
11. 저장된 파일을 포토샵이나 라이트룸으로 열어서 최종 보정을 한다.
6. 행성
행성 촬영은 초점거리가 매우 긴 반사굴절망원경(슈미트-카세그레인 방식)과 센서가 작은 행성 전용 카메라로 촬영하는 것이 일반적이다.
망원경의 종류 -> http://astro.kasi.re.kr/Main/ContentViewForm.aspx?MenuID=1611
GX85를 비롯한 파나소닉 카메라에는 '확장 망원 변환' 기능이 있으므로, 그 기능을 활용하고 5배 확장렌즈와 조합하여 사용하면 작지만 나름 볼만한 크기의 행성 촬영이 가능하다. 제어용 컴퓨터가 필요한 행성 카메라보다는 편리한 장점이 있다.
다음은 실험적으로 반사망원경과 GX85로 촬영한 영상이다. 망원경의 광축 점검이 제대로 안된 상태인데다, 쾌적하지 못한 환경에서 촬영해서 화질은 별로 좋지 못하다. GX85로 목성의 대적반과 토성의 고리가 보일 정도의 촬영을 했다는데 의의를 두는 영상이다.
▲ 고지대에서 세찬 바람을 맞으며 흔들리는 망원경으로 촬영한 목성.
▲ 대기가 일렁거리는 도심에서 촬영한 토성.
Panasonic GX85(확장망원변환 사용) + 8인치(구경) 반사망원경(초점거리 800mm) + Televue 5x 파워메이트 + Advanced VX 적도의 조합으로 촬영하였다. 이 영상의 35mm 환산 초점 거리는 800(망원경) x 5(파워메이트) x 2.5(확장망원변환) x 2(35mm 환산) = 20,000mm 이다.
행성 사진은 촬영된 영상에서 이미지들을 추출하고 스택해서 만든다. 대표적으로 Registax 라는 프로그램이 활용되어진다. 행성 사진은 경험이 더 쌓여야 설명이 가능해서, 이정도 선에서 마무리한다.
7. 딥스카이
별과 태양계 천체를 제외한 성운, 성단, 은하들을 딥스카이라 부른다. 이 대상들을 촬영하기 위해서는 천체 망원경과 적도의 외에도 가이드 장비 등 많은 추가 장비와 악세사리가 필요하며, 운용을 위한 소프트웨어도 필요하고, 운용법도 간단치 않아서 상당한 공부와 노력이 필요하게 한다.
서두에 밝혔듯이, 딥스카이 촬영은 다뤄야 할 내용이 매우 방대하며, 이 글의 범위를 넘어섬으로, 간단히 소개하는 선에서 정리한다.
▲ 안드로메다 은하(M31)
촬영: Panasonic GX85, ExploreScientific ED80(480mm, F6), Astro-Tech 0.8x Reducer, Advanced VX, 60s x 74 light, 15 dark, ISO 1600
편집: DeepSkyStacker, Photoshop CC
▲ 안드로메다 은하의 촬영 원본 사진들(라이트룸 캡쳐).
흐릿해 보이는 한장의 사진에도 실제로는 많은 정보가 담겨있으며, 스택하면서 시그널 정보가 쌓인다. 그 희미한 정보를 잘 살리면서 노이즈는 작게 하는 것이 천체 사진 촬영에서는 중요한 작업이다.
S/N(노이즈 대비 시그널)비를 높이기 위해서 각 한장 마다의 노출은 가능한 길수록 좋은데, 그러면 노이즈 또한 늘어나니, 적절한 균형점을 찾아야 한다. 냉각 카메라를 사용하면 노이즈를 최소화 할수 있어서 장당 10분 이상의 노출도 줄 수 있지만, 일반 카메라를 사용한다면 최대 5분 이하가 좋으며, iso는 800 이상에서 카메라 특성에 따른 적절한 값을 찾아 선택한다. 최대한 많은 장수의 촬영을 하고, 다크 프레임도 꼭 촬영해서 노이즈 제거에 활용한다. 겨울에는 자연 냉각이 되어서 냉각 개조하지 않은 카메라도 좋은 결과물이 나온다.
- 필터
우주에서 오는 빛 중에는 우리 눈에는 안 보이지만 카메라는 인식할 수 있는 적외선 영역 빛이 있다. 일반 카메라는 이 빛을 로우패스필터를 통해 차단하며, 천체 용으로 쓰기 위해서는 이 필터를 제거함으로써 일명 풀스펙트럼 개조를 하게 된다. 그런데 이렇게 풀스펙트럼 개조가 되면 또 원하지 않는 빛까지 담아 내므로 uv/ir cut 필터를 사용하거나, 광해 필터를 사용한다.
▲ 각종 필터의 대역.
▲ 광해 필터의 투과 대역
앞의 사진과 비교하면 uv/ir cut 필터는, uv와 ir영역만 차단하고 나머지 파장은 모두 통과시키지만, 광해 필터는 uv,ir 및 도심에서 나오는 오렌지색 등의 광해까지 차단해준다.
현재 파나소닉 GH3의 로우패스필터를 제거해서 사용 중이며, 망원경 사용시에는 도심지가 아닌 곳에서도 광해 필터를 사용하고 있으며, 일반 렌즈 사용시에는 ur/ir cut 필터를 끼워서 사용하곤 한다. GX85는 로우패스필터 없이 출시되었지만, 내부적으로 Hα 영역을 포함한 적외선 영역을 차단하고 있다. 성운의 붉은 영역이 붉지 않거나 옅게 나오는 것을 보면 알 수 있다.
▲ 왼쪽은 무개조의 GX85로 1분, iso 3200, 필터없이 촬영한 사진, 오른쪽은 로우패스필터를 제거한 GH3로 1분, iso 6400, 광해필터를 끼우고 촬영한 사진.
화이트밸런스, 노출,검은계열만 보정했다. 삼렬성운(위), 석호성운(아래)
두 사진의 iso 값은 다르지만, 가시영역에 한해서는 광해필터가 빛을 많이 차단하므로 서로 받아들이는 빛은 비슷하다고 볼 수 있으며, 적외선 영역에서는 GH3가 Hα 영역의 빛을 대부분 받아드려서 진한 붉은색의 성운을 볼 수 있다. 이런 이유 때문에 천체 촬영하는 사람들은 카메라 필터 개조부터 하는 것이다. 한편, 붉은 빛을 내는 성운이 아닌, 다른 영역의 빛을 강하게 내는 성단이나 은하의 경우는 무개조 카메라로 촬영해도 잘 나올 수 있다.
- 촬영 장비 및 운용
▲ 딥스카이 촬영 장비
사진의 장비는 작고 가벼운 축에 속하며, 망원경이 커질수록 적도의도 높은 부하 중량을 가진 것을 써야하며, 가이드 망원경도 커져야 하고, 배터리도 용량이 커져야 하는 등, 모든게 크고 무거워지고, 운용도 까다로워지고, 지출 또한 배 이상 들어가게 된다. 장비는 서서히 업그레이드 하느냐 한방에 가느냐 모두가 일장일단이 있으며 정답이 없지만, 천체 촬영 입문하려는 분들은 작고 가볍고 다루기도 편한 3인치(80mm 구경) 굴절 망원경으로 시작하기를 권한다. 적도의는 처음부터 부하 중량이 높은 것으로 사는 것도 좋은데, 무겁다는것을 감안해야 한다. 망원경은 작은것을 사용해보고 추후 큰 것을 들여도 된다. 처음부터 크고 무거운 장비를 구매하면 자칫 장식용으로 전락할 수 있다.
장비 설치부터 촬영까지의 작업은 대략적으로 다음과 같은 순서로 이루어진다.
적도의가 북극성을 향할수 있도록 삼각대 자리를 잡는다 -> 삼각대의 수평을 맞춘다 -> 적도의를 삼각대 위에 설치한다 -> 망원경을 설치한다 -> 적도의에 무게추를 단다 -> 망원경에 카메라를 설치한다 -> 파인더를 단다 -> 가이드 망원경과 카메라를 단다 -> 각종 케이블을 연결한다 -> 망원경 앞뒤와 망원경-무게추의 균형을 잡는다 -> 카메라와 가이드 카메라의 초점을 잡는다 -> 파인더,카메라,가이드카메라가 같은 위치를 보도록 정렬한다 -> 극축망원경 또는 폴마스터로 적도의 극축 정렬을 한다 -> 전원을 켜고 컨트롤러에 시간과 위치등의 초기 세팅을 한다 -> 적도의 얼라인(천구의 좌표 인식)을 한다 -> 촬영 대상을 찾아 (컨트롤러로 직접 또는 블루투스 연동된 앱으로) GOTO 한다 -> 가이드 소프트웨어(PHD, MaximDL, lin_guider)의 캘리브레이션을 한다 -> 가이드를 시작한다 -> 촬영을 시작한다.
촬영이 끝나면 망원경 뚜껑을 닫고, 또는 분리한 카메라의 뚜껑을 닫고 다크 프레임을 촬영한다. 플랫 프레임도 촬영할 수 있으면 한다.
후보정 작업은 광시야 천체 촬영 부분에서 설명한 것과 동일하게 한다. 촬영 못지 않게 중요한 후보정 작업에 대한 글은, 다음 링크로 대신한다.
포토샵으로 천체 사진 보정하기 -> http://blog.naver.com/godnanai/220618995166
- 딥스카이 사진
▲ 안타레스와 M4 구상성단(왼쪽), M13 허큘리스 성단(오른쪽)
촬영: Panasonic GX85, ES ED80, Advanced VX, 60s, ISO 1600, crop
▲ 플레이아데스 성단, 오리온 대성운
캘리포니아 성운, 삼각형자리 은하
말머리 성운/불꽃 성운, 장미 성운
태아 성운, 보데 은하/시가 은하
처녀자리 은하단, 하트 성운
촬영: Panasonic GH3(LPF 제거), ES ED80, Smarteq Pro 또는 Advanced VX, 5분 노출 수십여장, iso 800~1250
딥스카이 촬영이라는 분야는 알아야 할 내용이 매우 많으며, 돈으로 해결 할 수 없는 많은 부분이 존재한다. 일반적으로 천체 촬영 장비는 비싸다는 인식이 있지만, 모든 장비가 다 그런것도 아니며, 카메라 시스템 구성에 지출하는 비용과 큰 차이 없이 천체 촬영 장비 구성도 가능하다. 이 취미를 위해 정말 중요하고 필요한 것은 열정,체력,의지,끈기,학습능력,문제해결능력 등 심신의 능력이며 재력은 오히려 부차적인 문제에 속한다. 그만큼 공부해야 할게 많고, 어쩌면 평생 학습이 필요한 취미 인지도 모른다.
신비롭고 아름다운 천체 사진을 보면, 천체 촬영이 우아한 취미로 보일지 모르겠지만, 실상은 춥고, 배고프고, 졸립고, 힘들고, 피곤하고 그런 취미이다. 그럼에도 이 취미를 이어가는 것은 별을 보고 있으면 힐링이 되며, 최종 결과물을 보면 신이 나고, 힘들어도 재미가 있기 때문이다. 밤 하늘이 곧 호기심 천국이며 알고 싶은 것이 무한하게 존재하고, 끝 없는 우주만큼 신비함의 끝도 없기 때문일 것이다.
천체 촬영에 입문 하려는 분이라면, 스스로 공부를 즐기는 편인지 먼저 체크를 해봐야 한다. 만약 그렇다면, 모든 난관을 극복하고 좋은 결과물을 얻어 낼 수 있을 것이다.
맺음말
가까운 달부터 깊은 우주의 천체 까지, 별 사진에서 다룰 수 있는 영역은 대부분 다루었으며, 관련 정보들을 많이 담아 내려고 노력했다. 하나의 지면에 많은 것을 담다 보니 설명이 조금 미진해 보이는 부분도 있었을 것 같다. 혹시 글 내용에 잘못된 정보가 있다면 알려주기 바라며, 신비롭고 아름다운 밤 하늘을 기록으로 남기는데 조금이라도 보탬이 되었으면 하는 바램과 함께 글을 마무리한다.
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유용한 링크
- 천문우주지식정보의 천문학습관 내 망원경 메뉴(역사부터 종류,활용법,부품 등 두루 잘 설명됨)
http://astro.kasi.re.kr/Main/ContentViewForm.aspx?MenuID=1229
http://terms.naver.com/list.nhn?cid=42468&categoryId=42468 (네이버 지식백과에 등록된 같은 내용)
- Forrest Tanaka의 3부작 유뷰트 강좌(강좌는 좋으나, 반사망원경은 입문자에게 추천안함)
Astrophotography P1: Telescope OTAs
Astrophotography P2: Choosing & Using Telescope Mounts
Astrophotography P3: Guiding Your Telescope
천체 관측/촬영 입문자를 위한 권장 도서
- '아빠, 천체 관측 떠나요' - 조상호 저
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* 본 컨텐츠는 '파나소닉 GX85 체험단'에 선정되어 제품을 무상 대여 받아 작성한 사용기로서 체험단 결과에 따라 제품 무상 지급 또는 할인 구매의 혜택이 있을 수 있습니다.
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