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천체사진을 촬영 하는 방법 (2) -카메라와 광학계 편-
게시물ID : humorbest_1059672짧은주소 복사하기
작성자 : 프레세페♥별
추천 : 107
조회수 : 3926회
댓글수 : 32개
베스트 등록시간 : 2015/05/16 00:43:33
원본글 작성시간 : 2015/05/15 22:28:50
1편을 안읽으셧다면
http://www.todayhumor.co.kr/board/view.php?table=humorbest&no=1059110&s_no=1059110&kind=search&search_table_name=humorbest&page=1&keyfield=subject&keyword=%EC%B2%9C%EC%B2%B4
 
여기에서 1편 먼저 읽으셔유 ㄷㄷㄷㄷ(읽고 유익하다고느끼시면 추천도하나눌러주시면더욱좋고용 베오베욕심+_+)
 
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1편에서는 추적장치에 대한 간략한 설명은끝냈습니다.

이제 2편에서는 천체사진을 직접적으로 촬영하는 장비인

카메라와 광학계(렌즈 혹은 천체망원경)를 설명할려고합니다.




당연한 이야기이지만 천체사진은 장노출이 되는 카메라가 필수인분야입니다

그렇기 때문에 일반 디지털카메라들은 5분 10분씩의 노출이 지원되지않기때문에

DSLR이 천체사진에 필요한 최소한의 카메라 라고 개인적으로 생각이 듭니다.



그리고 같은 DSLR중에서는 장노출시 발생하는 열화노이즈의 억제력이 좋은 카메라가

당연히 더 좋은 결과를 얻기위해 유리할테니까 기왕이면 노이즈억제력이 좋은 카메라가 좋겠지요.

그러면 노이즈 억제력이 좋은 DSLR이면 만사 OK냐?

아닙니다 아쉽게도...




혹시라도 캐논 20Da 60Da라는 모델을 들어보신적이있으시나요?
 
 
 
 
1.jpg
 
 
사진속 60Da라는 카메라는 외관으로봤을때는 일반 60D와 별차이가없지만

캐논에서 천체사진전용이다해서 Astrophotography의 첫글자인 a를따서

60Da라는 이름으로 나온 카메라입니다

이 카메라의 특별한점은 일반적으로 카메라의 센서 앞에 장착이되는 LPF 로우패스필터

즉 적외선 필터가 없다는 것입니다.

이 로우패스필터는 보통 대다수의 적외선 영역과 붉은색의 영역을 걸러냅니다

그렇기때문에 붉은색 대상이 많은 천체사진을찍을때

많은 불리한점이 발생합니다

아래 말머리성운을 봐주세요
2.jpg
 
 
딱보시면 아시겠지만 붉은색 위주입니다.

저 붉은색이 모두 필터에 걸러져서 안보인다고 생각해보세요

너무 안습한 사진이 되지않을까요?


그렇기때문에

천체사진에 있어서는 LPF 필터가 없는 DSLR이 필요하게되지요.


하지만 공식적으로는 캐논 20Da와 60Da만이 LPF를 제거하고나온모델이라고압니다

그래서 천체사진을 하시는분들이 주로 사용하는방법이 카메라 개조입니다.

어차피 필터를 추가하는것도아니고 있는것을 떼어내면 그만아닌것이기에

직접 카메라를 뜯어서 필터를 제거를 해주는 개조를 많이들 하시고

심지어 전문개조를 해주는 업체도생겼습니다.

저같은경우는 미국에서 350D 필터개조를 250불에 구매하여서 처음 입문을하였고

 저의 사진들의 반절가량은 필터개조된 이 350D를 사용하여서 찍어졌지요.









필터개조가 별지기들이 하는 유일한 카메라 개조는아닙니다.

3.jpg
이건 제가 가지고있는 또다른 350D인데요
 
흔히 보는 350D와는 다르게 보일겁니다.

카메라 한쪽편에 쿨링팬이 추가되었지요.


이 글의 맨앞쪽에서 말씀드렸듯이 장노출을 요구하는 별사진을 찍게된다면

막대한 양의 열화노이즈 가 발생을하게됩니다

그 열화노이즈를 줄여주는 근본적인 방법은 열자체를 줄여주는방법이지요.
 
저쿨러는 콜드핑거를 통해 센서에 직접연결이되어있어서 센서의 냉각을통해 노이즈를 억제해줍니다.


 그렇기때문에 별지기들은 이런식으로 냉각 개조를 한 DSLR도 많이사용합니다.




여기까지는 DSLR의

세계이고


천체사진에서는 DSLR말고

천체사진전용으로 나온 전용 CCD 카메라들도있습니다.
 
 
4.jpg
 
 
위사진은 천체사진전용으로 나온 CCD카메라중 한모델입니다

보시면아시겠지만 기본적으로 쿨링팬이 달려나오고 LPF도없고

대다수가 CMOS인 DSLR과는 다르게 좀더 고감도인 CCD 센서를 장착해서

DSLR보다 많은 어드밴티지가있습니다.


보통 저가 CCD (라고해도 최소 1500불..오두막급가격입니다만..)

들은 성능차가 개조 DSLR과 많이나는것이아니라서

컴퓨터없이 카메라로만 찍을수있는 DSLR의 편리성과 광시야렌즈사용등의 장점등을이유로

(CCD는 쉽게생각하면 엄청비싼 웹캠이라 생각하면되서 컴퓨터가 필수입니다)

호불호가 갈리는 모델이긴하지만 그래도 16비트이미지라는 매우큰 메리트가있는모델입니다.


수백만원에서 천만원이 넘는 고가모델로갈수록 DSLR과는 비교가될수도없는

고감도를 보여주고해서 결국 천체사진촬영 카메라의 최종 종착지는

이 고가의 CCD가 됩니다



또한 CCD들은 보통 원샷 컬러와 흑백 두가지 모델이나옵니다

원샷 컬러는 간편하긴하지만 흑백은 색깔별로 센서가있는것이아니기때문에 이론적으로는 3배의 감도를 가지게된다고합니다

흑백사진을 찍으면 멋없다 하실수도있지만 빨간색필터로한장 파란색필터로 한장 초록색필터로 한장씩 찍어서

합성을 해주게되면 칼라사진을 만들수있기때문에 같은값에서는 번거롭긴해도 흑백 CCD가 더좋은 결과물을 만들어주지요


아직저는 쿨링 개조DSLR을 사용하는 단계라서 CCD에대해서는 이이상은 말씀드릴수있는게 별로없습니다



그러니까 천체사진용에있어서 카메라는

DSLR << 필터개조DSLR <<필터+냉각개조 DSLR =<<저가 CCD << 고가 CCD (대부분 모노크롬)


순으로 좋은 성능을 보여주는것입니다.

밝은 성단과 은하 촬영이라면 일반 DSLR도 별무리가없지만 어두운 딥스카이나 이나 붉은계통의 성운을 촬영하고자한다면

최소 필터개조DSLR을 사용하시는것을 제 개인적으로는 추천드립니다.



추적장치,카메라 설명을 모두 끝마쳤습니다.

그러면 이제 별사진 촬영에 있어서 마지막으로 남은게 무엇일까요?

바로 주광학계에 해당하는 렌즈 혹은 망원경입니다.

솔직히 이부분은 제가 잘 설명을 할수있을가 의구심이 드는부분입니다..

이런것을 잘설명해보면 여러가지 장비를 골고루써봐야하지만

저는 글로읽은것만있지 실재로 가지고잇는 주광학계는 한개뿐이여서

별다른 설명을 드릴수있는게 많지가 않습니다

그래도 설명을 써드리자면



1. 피기백촬영으로 은하수, 별자리등 초광시야 사진들은 그냥 일반 풍경사진 렌즈고르듯이 고르시면됩니다

더 쨍하고 화질좋고 수차도적고 색감등이 더좋은 렌즈가 별사진에도 마찮가지로 더좋겠지요.

다만 F수가 밝은것이 좀더 우선시 해야 되지않나 하는생각이듭니다



2. 성운 성단 은하등을 찍기위한 촬영에 사용되는 광학계는 크게 두가지분류로 나뉩니다

1) 망원렌즈사용
2) 망원경사용


망원렌즈의 경우는 카메라와의 연결도 손쉽고 일상적인 사진에도 많이쓰여서 많은 스르륵분들이 어느정도는 보유하시리라 믿습니다

보통은 애기백통 애기대포 아빠백통에서부터시작해서

오래된 캐논 FD300과 같은 망원렌즈들로 찍은 훌률한 광시야 200mm~300mm 사진들을 많이봐왔습니다

하지만 이 망원렌즈의 단점이있다면 초점길이가 길어질수록 망원경에 비해 너무 비싸다는점이있습니다.

또한 천체사진에있어서 망원경/망원렌즈의 첫번째 역할은 배율(초점길이)및 화각 의 조절보다는

멀리서 오는 희미한 빛을 모아주는것이 최우선 역할입니다

그렇기때문에 구경이 클수록 더많은 빛을 모을수있으니 더 좋은 결과물을 얻기에 유리한데

일반적으로 대다수의 망원경들이 훨씬더 큰 구경을 가지게되지요.


그렇기때문에 망원렌즈들은 보통100~300mm의 광시야(딥스카이사진에서 100~300mm면 꽤나광시야입니다..)

사진들에 주로사용이 됩니다


반면 망원경은 100~300mm 정도의 초점거리를 가지는 망원경은 거의없다고보면되기때문에

그이후의 화각에서부터 많이사용이됩니다.

천체망원경사용시 망원렌즈와 비교하여 생기는장점을 써보자면

같은 광학적 성능에서는 망원경이 값이 더쌉니다. 망원렌즈에달려있는 거리계창 손떨방 자동초점장치등은

모두 천체사진에서는 무용지물이라서 수동으로 해줘야하는부분입니다 그렇기때문에 그것들을 안달고나오는

천체망원경이 가격적인면에서는 더쌀수밖에 없고 500~1500mm 화각에서는 선택의 폭이 매우좁은 망원렌즈와는 다르게

천체망원경들은 대다수가 저정도 초점길이로 나오기때문에 제품 선택의 폭도 더 넓습니다.




그럼 이 망원경의 분류를 몇가지 설명을해보면요

1) 굴절망원경

2) 반사망원경

3) 복합광학망원경

크게 이 세가지 방식이잇는데

세가지다 특성이 틀려서

서로다른 별사진에 이용되곤합니다






*** 렌즈와 다르게 망원경은 구경으로 표시를합니다

예를들어 100mm F/4 인 렌즈라면 렌즈구경은 25mm이고 초점길이가 100mm인 렌즈이지만

100mm F/4인 망원경이라면 초점길이 400mm에 구경이 100mm인 망원경이되는겁니다



망원경의 분류를 몇가지 설명을해보면요

1) 굴절망원경

2) 반사망원경

3) 복합광학망원경

크게 이 세가지 방식이잇는데

세가지다 특성이 틀려서

서로다른 별사진에 이용되곤합니다

 
 
5.png
 

위 그림과같이 렌즈를 사용해서 빛을모으는

굴절망원경은 광학적 구조때문에 색수차라는 치명적 문제가 발생하게됩니다

그렇기때문에 색수차를 없애기위해 저분산렌즈등을 사용하여 나오는 Apochromatic이라는 고급제품과

색수차가 그대로 그대로있는 Achromatic렌즈 두가지로 나뉘게됩니다.

이 둘중에서 천체사진촬영을 위한 망원경은 당연히 Apochromatic 굴절 망원경입니다

주로 아포굴절이라불리우고 렌즈의 매수에따라서 더블렛 트리플렛 등으로 추가분류가 되기도합니다.

이런 특성때문인지 대부분 아크로매틱 망원경은 행성관측에유리하겠금 느린 F수를 가지고나오지만 (F/9 F/11정도)

아포굴절의 경우는 F/4~F6정도의 빠른 F수를 가지고 오게됩니다

보통 굴절망원경들은 70~90mm 정도에서 구경에서시작되어서 크게는 200mm정도 굴절까지도 나오긴하는데



흔히들 많이사용되는 구경은 70~130mm정도의 구경입니다??125mm만되어도 너무 고가인데다가

100mm만넘어도 무겁기때문에 적도의가 하중을 버티지못해 더비싸고 견고한 적도의를 요구하기때문이지요

보통 초점길이는 300~700mm 정도에 분포하여있는데 대다수의 밝고 큰대상들도 이정도 화각을 가지기때문에

처음에 시작할때는 이정도 구경에서들 많이시작합니다.

(1.비교적 가볍고 2. 유용한화각 3.반사나 복합굴절과는 다르게 광축관리가필요없다. 하지만 한번어긋나면조절이힘듬..)


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잠깐 여담으로 설명이 필요한게있는데요
6.png
 
 
 
망원경의 초점면은 평면이아니라 곡면인 렌즈와 마찮가지로 초점면도 곡면입니다.

그래서 아래사진과 같이

중심부는 별이 작고 동글동글하지만

주변부는 별이 초점이 안맞은것마냥 흐리고 타원형인 현상이 벌어집니다
5.png
6.png
7.jpg
 
 
이런 현상을 해결하기위해서

플래트너, 리듀서 등의 이름으로 불리우는 보정렌즈가 필요한데

이 보정렌즈는 보통 초점거리를 짧게하여서 망원경의 화각을 넓게해주며

F수도 빠르게하여서 단순히 주변부 보정이상의 효과를 내주기도합니다.

아래의 사진은 같은 망원경 같은 카메라로 보정렌즈를 사용하여 같은 대상으 담의 사진입니다
8.jpg
 
 
저 위에 보정렌즈없이찍은사진보다는 주변부나 중심부나 별이 작고 동글동글하지요.


또한 화각도 더 넓어진것을 보실수있습니다.

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9.png
 
반사망원경은


주경과 사경 두개의 거울을 사용하여 빛을모아주는 망원경입니다

보통 이 거울이 굴절망원경의 렌즈보다 싸기때문에

작게는 6인치 150mm 정도에서부터 시작하여서 크게는 10인치 12인치 정도까지도 흔히 촬영용으로 사용되는 망원경입니다

보통은 F/4~5 정도의 빠른 F수를 가지고있는데에다가 구경도 커서 어두운 대상들을 담기에 적합합니다


보통은 8인치 200mm 반사망원경들이 촬영용으로 사용되는것을 저는 많이 보아왔는데

이는 8인치가 일반적인 시작적도의에 올릴수있는 가장무거운 장비들중에하나이기떄문이 아닌가하고

가격적으로도 80~90mm 아포굴절과 비교를 했을경우에도 비슷하기때문이 아닌가합니다

가격대비로 더큰 구경을 가지기 때문에 빛을 더 잘모아준다는 장점이있는 게 바로 이 반사망원경입니다.

하지만 이 반사망원경에는 여러가지 단점이있는데

1.거울의 축이 자주어긋나기때문에 매번 광축조절을 해야한다

2.굴절망원경에 보정렌즈가 필요하듯 반사망원경도 코마수차가 발생하여 주변부가 찌그러지기때문에 코마코렉터라는 보정렌즈가필요하다.

3.경통내부와 외부의 온도차때문에 상이 쨍하지않는일이발생하여 촬영에앞서 1~2시간 냉각팬을 사용한

냉각을해줘야한다.

4.스파이더로인해 별상에 십자모양의 빛갈림이 발생한다(물론 이 십자모양을 좋아하는사람도있습니다.)

이 정도의 단점이있습니다. 굴정망원경에비해 상이 밝지만 망원경 관 더 까다롭지요

그리고 장점으로꼽히는 "구경빨로 인한 상의밝기"도 촬영에있어서는 어느정도 노출시간으로 커버가되기때문에

(물론 구경으로인해생기는 해상력은 무시못합니다.)


처음 천체사진을 시작하는분들에게 많이 추천되는 80~90mm 아포굴절과 8인치정도 반사망원경사이에서는



많은 호불호가 갈리게됩니다









복합 광학 망원경은

이름에서도 알수있으시겠지만 렌즈와 거울 모두를 사용하여 빛을모아주는 장치입니다.

어떤식으로 렌즈와 거울을 배치하느냐에따라서 슈미트 카세그레인식 막스토브식 등 여러가지 분류로 또나뉘는데요

많은 렌즈와 거울을 사용하기때문에 매우긴 장초점을가지게되어 (보통 1000mm 2000mm단위로 ㄷㄷㄷㄷ)


주로 매우작은 대상들을 촬영할때 사용되고 이런장초점에서는 추적장치의 성능에도 상당한 업그레이드가 필요하게됩니다

제가 사용해본적도없고...아무래도 처음 천체사진접하는분들에게 설명하려는글인만큼 이부분은넘어가겠습니다.





그러니까 결론은

피기백 은하수,별자리 촬영은 일반렌즈고르는것과 동일하게골라주시면되는것이고


광시야사진은 100~300mm정도의 성능좋고 밝은 망원렌즈를 사용하고


그보다 어두운 대상을 촬영할때에는, 좀더 긴 초점거리를 사용하고자하면

천체망원경을 골라주는것입니다.

70~125mm 정도의 아포굴절

6~12인치 정도의 반사망원경 중에서

자신의 적도의의 탑재중량과 적도의의 정밀도, 편의성, 광학계의 정밀도

그리고 가격들을 고려해서 입맛에 맞게골라주면되는겁니다.


(미국기준 80mm 아포굴절은 400불정도에서 제일싼 모델들을 찾아볼수가있고 8인치??반사 역시 비슷한 가격입니다.

125mm급은 5000불을 넘는 고가도 상당히 많이보이고요

그리고 같은 초점길이에 구경 같은 F수인 경통이더라도 렌즈재질이나 정밀도 같은것에따라서 가격대가 천차만별이기도합니다.)




망원경을 구입을하였다면 이 망원경을 어떻게 연결하느냐라고 물어볼수있는데

간단합니다 카메라 사용자라면 왠만하면아실

T링을 카메라에 장착해주시고요
9.png
10.jpg
 
T링
11.jpg
 
T마운트


T마운트의 한쪽나사산을 이 T링에 꽂아주시면 됩니다 .


그러면 T마운트의 다른 한쪽은 망원경에 장착할수잇는 크기기대문에 이런식으로 망원경과 카메라가 연결이됩니다.



그러면 대충 아래의 제장비와같은 모양이 됩니다

12.jpg



 이사진은 초점길이 560mm F/6.5 구경 90mm의 망원경이 제카메라에 연결된 사진인데

이상태에서는 망원경은 더이상 망원경이아닌 초점길이 560mm F/6.5의 카메라렌즈가 되어잇는셈인거죠




2편을 끝으로 카메라와 망원경을 고르는 방법까지설명을했으니

다음 3편에서는 실재로 이 장비들을 어떻게 운영을하여서 촬영하는지를 적어보도록 하겠습니다.


출처 astro60d - 캐논
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