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2021年4月

2021年4月29日 (木)

・比較明合成ソフトを作成

以前に記事にした、「流れるような星の軌跡」の写真の作り方。

Resize176776


Photoshopが必要だったり、持っていても作業が結構手間だったりします。
そこで、Pythonを使ってこの画像を作れるプログラムを作成しました。

 

ダウンロード - hikakumei.py

 

テスト用画像ファイル

以下に実行手順を記載します。
最初はちょっと面倒くさいですが、慣れると簡単です。

 


まずダウンロードした hikakume.pyとtestフォルダを
同じフォルダ内で適当な場所に置きます。

Hiakkumei-2


上の図の場合、N:\hikaku に置いている。

pythonスクリプトなので、pythonが実行できる環境を整える必要があります。
簡単なのがAnacondaのインストール。
https://www.anaconda.com/products/individual

上記URLからanacondaのサイトに行き、下のほうで
自分の環境にあったバージョンをダウンロードします。
ほとんどの人がWindowsの64Bitバージョンで大丈夫です。

Hiakkumei-3

インストールが完了すると、スタートメニューの中に
Anaconda3 というのが入っているので、
その中から、Anaconda Promptをクリックして実行します。

Hiakkumei-4


もしくは、[Windows]+[X]キーを押して、クイックアクセスメニューを表示し、
メニューの[ファイル名を指定して実行]でAnaconda Promptを検索実行するとこういう黒いターミナル画面が出てきます。

Hiakkumei-5

ターミナルがいる場所とは、上の図の場合は、
「C:\Users\nijik」と言う所です。
cdコマンドで、hikakumei.pyが置いてある場所に移動します。

「cd /d 」
(cdスペース/dスペース)
と打った後に、hikakumei.pyが入っているフォルダを
黒いウィンドウにドラッグドロップします。
Hiakkumei-6


そしたら、エンターキーを押して、場所移動完了。

Hiakkumei-7

上の図では
「N:\hikaku」
フォルダに移動しました。

このプログラムはOpenCVを用いているため、それもインストールします。
ターミナルの黒い画面で、
pip install opencv-python
と入力してエンターを押す。
しばらくするとインストール完了です。

ここまでが環境設定です。
ここから実際にhikakumei.pyを動かします。

 

ターミナル上で
「python hikakumei.py test」
「pythonスペースhikakumei.pyスペースtest」
と入力してエンターキーを押すと実行されます。

Hiakkumei-8

完了すると、hikakumei.pyが置いてあるフォルダに
合成されたresult.jpgというファイルがあります。

Result

testフォルダのところを自分の合成したい画像のフォルダ名にすれば
いろいろ合成することができます。
(フォルダ名に日本語使用NG)

 

最後に、python環境がなくても、画像が入っているフォルダを
アイコンにドロップするだけで実行できるhikakumei.exeも作りました。
が、人によってはうまく動かないようです。

hikakumei.exe


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2021年4月27日 (火)

・動画での露出制御

動画では露出制御が非常に難しいという話をします。
動画の動きの滑らかさはフレームレートで決まります。

24fpsのアニメーション
24fps

 

8fpsのアニメーション
8fps



フレームレートとは1秒間に何枚画像を流すかとを示したことです。
カラーテレビだと29.97fps
(モノクロテレビでは30fpsだったが、色情報を送るために少し減っている)


人の目の残像は暗い場所では1/20secくらいなので、映画は24fpsになっています。
あとは、映画のフィルムに記録されているサウンドトラックの
高音の音をいい感じに再現するために24fpsにもなっているという理由もあります。

デジカメで記録できる動画の24fpsは実際は23.98fpsというのには注意…。
(NTSCの周波数を分解した)

 

このように、動画には静止画と違いフレームレートという時間の概念があります。
そして、撮影時と再生時のフレームレートは基本同じにする必要があります。
じゃないと、早送りや、スローモーション動画になってしまう。
24fpsだとフレームレートは1秒間で24枚表示するので
1フレームは1/24(秒/フレーム)になります。
つまり、シャッター速度は1/24より長くはできない。

超スローモーションになる10000fps撮影などでは
シャッター速度は1/10000secになるので、とても明るい場所じゃないと撮影できません。


また、一般的には30fpsの場合、
シャッター速度は1/30~1/60の間しか使いません。
明るい場所では1/400とかもできますが、あまり早くすると
パラパラ感が出て見にくい映像になるので使うことは少ない。
つまり、動画ではシャッター速度で露出を制御するのが難しい。


さらに絞りはボケ表現に使われるので
絞りでの露出制御もあまりできないという制限もある。
そうすると露出制御はISO感度(ゲイン)ですが、
ノイズに直結するので、ここでも露出制御があまりできない。
(最近は高感度のノイズが少なくなったのである程度は使えるが)

露出制御するものが何もない!
じゃあ、何を用いて露出制御を行うかというとNDフィルター。屋外では必須。
作品作りの動画ではいくつものNDフィルタが必要です。
可変NDも便利(ただし濃くするとX状のムラ出ることもあるので注意)。

Resize176767


また、スタジオとか夜間では
照明の光量のほうを変えることで露出コントロールする場合もあります。

 

2021年4月16日 (金)

・Adobeのスーパー解像度がヤバい(すごい)

AdobeCameraRAWの3月のアップデートで
スーパー解像度という機能が追加されました。
AIを用いて補間を行う技術ですがこれがすごい。
どういう仕組みなのかはAdobeのブログに記載してあります。

上記ブログを読み解いて、超簡単にAIの学習を説明したのが以下の図。

学習時(Adobeのエンジニアがやったこと)
S_reso

ユーザ使用時
S_reso2

今まで、
苦労していろいろなアルゴリズムを開発していた画素補間ですが、
AIに行わせることで人間の考えたアルゴリズムを超えています。

ブログを見る限り、フェイク画像を作り出すGANではない様子。


さて、チャートでどの程度スーパー解像度がすごいのか確認してみます。
比較はカメラの出力のJPEG、ピクセルシフト超解像(ペンタックスRRS)
そしてスーパー解像度です。
倍率を揃えるために、元画像とピクセルシフト超解像は200%表示にしています。
(クリックで拡大します)

左:元画像 中:スーパー解像度 右:RRS
Imgp7130_all

拡大
左:元画像 中:スーパー解像度 右:RRS
Imgp7130_all1

元画像ではつぶれて見えない100の文字の中の縞模様とかまで出てきている。
これまでの画素補間では考えられないことが起きている。

左:元画像 中:スーパー解像度 右:RRS
Imgp7130_all5
色モアレも起きなくなっています。
ベイヤーの宿命だったことが起きていない…。

左:元画像 中:スーパー解像度 右:RRS
Imgp7130_all8
つぶれて読みづらかった小さい文字も読めます。
GANだとこうはいかない。


さてここまでが良い部分。
意地悪チャートでは欠点も見えてきました。
左:元画像 中:スーパー解像度 右:RRS
Imgp7130_all7

本来存在しない、ものすごく細かい模様が作られてしまっています。

左:元画像 中:スーパー解像度 右:RRS
Imgp7130_all2
ジーメンスターの部分にも謎の模様が。

左:元画像 中:スーパー解像度 右:RRS
Imgp7130_all9
輝度の低い部分では効果が弱い。
暗い人工芝の部分では、他の部分に比べて解像度が変わらない。

左:元画像 中:スーパー解像度 右:RRS
Imgp7130_all12
芝に比べれば解像度が上がっていますが、
やはり効果が弱い。

意地悪チャートなどで欠点は見えたものの、
複数枚画素シフト超解像に匹敵するほどの効果が見えるこの機能、
トリミングとかする際には、有効そうです。

ちなみに、ペンタックスのRRSのRAWにも効果がありました。
左:通常撮影 右:RRS+スーパー解像度
Imgp7130_all14

同じカメラ、レンズでここまで解像度が上がるのは驚異!

2021年4月13日 (火)

・STC社のアストロマルチスぺクトラフィルターを確認

干渉タイプの光害カットフィルターを購入しました。


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STC Astro-Multispectra 天体用フィルター Canon APS-C (Kiss X7/Kiss X7i/Kiss X8i/8000D/ 70D/80D/7DII)
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透過型のフィルターに比べると、干渉型は波長のコントロールがしやすいため、
特定の波長をカットするのに優れています。

一方デメリットとしては、
角度依存が大きく、広角レンズで色シェーディングが発生しがち
コストがかかるので値段が高い、
カットする波長は反射するのでゴーストが発生しやすい
等があります。

今回勝ったものはマウント内に設置するタイプなので、
径が小さく値段がそこまで高くない(それでも高いけど)
広角レンズでも色シェーディングが発生しにくい
というメリットがある。

Filter

さて、STC社のアストロマルチスぺクトラフィルターという
干渉型光害カットフィルタを購入したので
今回も性能比較をグレーカードで行います。

Nisiの光害カットフィルターの確認

KANIの光害カットフィルターの確認

Kenkoスターリーナイトの確認

今回のフィルターは小さいので、分光照度計につけることができなかったので
グレーカードのみでの比較となります。
比較対象は、吸収型フィルターとしては優秀なKANIのLPRFです。


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KANI 角型フィルター LPRF 100x100mm 光害カットフィルター / レンズフィルター 角形
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ちなみに、アストロマルチスぺクトラフィルターの
分光は以下です。
Astroms_spectrum_1_jp1024x603
参考


まずは、減光が少ないほうが良い、太陽効果でのグレーカードの撮影。
(中央重点測光、周辺減光の影響を受けにくいように3段絞る、ピントはずらす)

フィルターなし シャッター速度1/400
Resize176526

KANIフィルター シャッター速度1/250
Resize176527

アストロMSフィルター シャッター速度1/125
Resize176528 

KANIの光害カットフィルタは0.7段暗くなり
アストロMSフィルターは1.7段暗くなります。


都市光害の主な原因の高圧ナトリウムランプ下では。

フィルターなし シャッター速度1.6sec
Resize176531

KANIフィルター シャッター速度6sec
Resize176529

アストロMSフィルター シャッター速度13sec
Resize176530

ナトリウム灯下では
KANIの光害カットフィルタは2段暗くなり
アストロMSフィルターは3段暗くなります。

太陽光下での減光を考えると、
KANIの光害カットフィルタもアストロMSも
1.3段ナトリウム灯の光を抑えてくれます。

ナトリウム灯に限ると、
誤差レベルでしか違いがない‥。
(0.3段以下はカメラやexifの表示では丸められて判断できない)
やはりなんとかして、照度計にフィルターを付けないと正確な判断ができない。

 

水銀灯ではどうだろうか調べようとしましたが、
すでに身近には水銀灯がどこにもなくて確認できず。
※水銀灯は2021年に法律で製造も販売も禁止された

代わりに、最近非常に増えている白色LEDで確認。

フィルターなし シャッター速度0.6sec
Resize176532

KANIフィルター シャッター速度1sec
Resize176533

アストロMSフィルター シャッター速度2sec
Resize176534

太陽光と比べると、白色LEDのカット効果は
どちらも0.03段ほどでほとんど効果がない。
白色LEDはスペクトルが連続なので
光害を抑えるのが難しい光源です。
天体撮影としてはかなり頭の痛い光源。


最後におまけとして、低圧ナトリウムランプ。
最初に記載していたナトリウム灯は高圧ナトリウムランプのことで、
街中で見かけるオレンジのライトはほとんど高圧タイプです。

低圧ナトリウムランプは一部トンネルなどで使われている、
オレンジのライトで演色性が全くありません。

Resize176535
色が全く再現できない。

この光源は特定の波長しか出さないので、
光害カットフィルターで簡単にカットできます。


フィルターなし シャッター速度2.5sec ISO800
Resize176538

KANIフィルター シャッター速度15sec ISO3200
Resize176536

アストロMSフィルター シャッター速度シャッター速度25sec ISO3200
Resize176537

KANIの光害カットフィルタは4.6段暗くなり
アストロMSフィルターは5.3段暗くなります。
ただ、アストロMSは暗くなりすぎて
露出の追従が正しくないので当てにならない。

太陽光に比べるとどちらも4段ほども光を抑えられている。
海外では、天文台の近くの街灯は
低圧ナトリウムランプしか使ってはいけない場所もあるそうです。
低圧ナトリウムランプだと光害の影響を除去しやすいためです。

2021年4月 4日 (日)

・ライブビューでのアストロトレーサー注意点

ペンタックスのアストロトレーサーは
星の動きに合わせて、センサを動かす(手振れ補正の応用)ことで
席動議を用いずとも、天体を止めて撮れる
画期的なシステムです。

Astro-1
星の動きに合わせて撮像素子も動く。

ライブビューでアストロトレーサーで追尾撮影を
何回も行うときには注意が必要です。

一枚目
Resize176521_20210404230501

二枚目
Resize176522_20210404230501

三枚目
Resize176523

四枚目
Resize176524

四枚目では追尾がされていません。
磁場が狂った可能性もありますが、
毎回この現象が起きます。

いろいろ試したところ、ライブビュー中は
撮影終了時に撮像素子がセンタリングされないことがわかりました。

Astro-2

そのため、何回目かでこれ以上動かせない端にあてついてしまう。

Astro-3

こうなると追尾ができません。
これを解決するためには、ライブビューではなく、
通常のファインダーでの撮影モードにする必要あり。
(もしくは、端に当たるたびに電源on/off)

天体撮影時はライブビューでピント合わせをしたりするので、
そのまま撮影しがちなので注意してください。

 

2021年4月 1日 (木)

・シフトレンズで俯瞰撮影

最近はドローンを使った高所からの俯瞰撮影写真をよく見かけます。
ドローンを使うところまで行かなくても、超長い棒や
巨大三脚を使って高めの場所から撮影することもあります。

[商品価格に関しましては、リンクが作成された時点と現時点で情報が変更されている場合がございます。]

HUSKY(ハスキー) 4段三脚 ヘッド一体型] ハスキー4段三脚 #1004
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しかし、これらの装備は大掛かりになりがち。
同等の効果がシフトレンズで出すことができます。
シフトレンズで建物を正立させて撮るのは割と有名です。

シフトなし
Resize165782

シフトあり
Resize165781

原理は以下のような感じです。
Shift-1 Shift-2

シフトありだと、高所から撮影したのと同等の効果が得られる。
Shift_2

この効果をうまく活用することで、
俯瞰のように高所から撮影したように見せることもできます。
ただし、シフトレンズ自体が高い…。
ペンタックスであれば、
構図微調整機能でシフトレンズと同等の効果が出せます。

せいぜい、2-3m高所から撮影したように見える程度ですが。
普通に撮影。
Resize176522

シフトして撮影
Resize176521

この方法で構図に表現の幅をもたせたり、
多少の人混みでの撮影で対策することができます。


※恒例、4/1エイプリルフールネタです。こんな事できません

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