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比較(明)合成で星の軌跡が途切れる原因について考えてみた

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投稿日:2014/01/09

撮影期間 2013年12月29日 ~ 2014年01月09日
序章で星の色を出すために発生する問題点をあげました。
たくさんの方々に反響があり、ちょっと驚いております(^^;

http://ganref.jp/m/hide-skyphoto/reviews_and_diaries/diary/7178

皆様からの温かいコメント、自分で調べたこと等を加味して考えると、空がものすごく暗い状態であれば、一発撮りで星の色は出せそうな気がしました。
まだ私自身、試せてませんが、だいとしぃさんが作例をアップしてくれたのでご紹介します。
http://ganref.jp/m/daitoshii/portfolios/photo_detail/e07a03f823531ad1dd45044def164292

また、それに関連した廣島 宗毅さんも撮影記もアップされておりますのでご紹介します。
http://ganref.jp/m/ari2929/reviews_and_diaries/diary/7199
皆様本当にありがとうございます!!

しかし、空が暗ければという条件がつきますので、夜景と星空のコラボ作品を撮ろうとすれば、どうしても空の明るさがネックとなり星の色を出そうとすると、たとえハーフNDフィルターを使っても一発撮りでは星の軌跡を伸ばせないという問題が発生します。
その問題を解決する方法として比較(明)合成が超有名ですが、星の軌跡が途切れてしまうという欠点があります。
そこで、今回は都会の空で星の色を出しつつ、星の軌跡が長くする方法論を考えてみたいと思います。

まず、連写撮影時のタイムラグの影響をまず考えてみました。
焦点距離24mmでISO100、F11、60秒露光したベテルギウスの星像を拡大してみると、縦16ピクセル、横15ピクセル分移動していました。

このことから、焦点距離が24mmであると、センサー上を1ピクセル星が動くのに約4秒程度かかっていることがわかります。(撮影する方角、カメラ本体の画素数により星がセンサー上を動く距離変わりますので注意)
そう考えると、連写撮影におけるタイムラグは1秒以内のことですからそれほど大きな影響を受けているとは考えにくいということがわかります。

次に一発撮りと連写撮りでの違いを考えてみました。
まずは、一枚撮りのイメージ図を示します。

イメージ図の上段は格子状がセンサーで、オレンジ色の丸が星だと思ってください
カメラが三脚に固定されている状態だと、イメージ図のように星は日周運動でセンサー上をゆっくりと左端から右端へと移動していくことになります。(あくまでイメージです)
一枚撮りの場合は、露光を開始して星の軌跡を完全に描き切ってからシャッターを閉じる形となり、イメージ図の下段のようにシャッターを開けた直後とシャッターを閉じる直前のセンサーが感じる光の量にグラデーションができますがフィルムでも同様のことが起きるので気にならないというか普通のことですよね。

では、連写撮りの場合はどうでしょうか?
連写撮りは露光を途中でやめて、新たに撮影するというプロセスになることが大きな違いです。
この新たに撮影を開始するということをもう少しブレイクダウンすると、一枚前の情報を全く忘れて光の量を0にリセットして露光を開始するということになります。
連写撮りのイメージ図を示します。

一枚撮りと同じように、一枚目、二枚目ともにシャッターを開けた直後とシャッターを閉じる直前のセンサーが感じる光の量にグラデーションができます。
この2枚の画像を比較(明)合成するとどうなるかというと、光の量が多い(明るい)方が優先されて適用されることになり、最下段のような状態になります。
ご覧になると分かるように、一枚撮りとは異なり、一枚目と二枚目のつなぎ目にグラデーションがどうしてもできてしまいます。これこそ星が途切れているように見える原因と思われます。

ではどうすればこの状態を回避できるのでしょうか?
ステライメージ6から実装されている、加算+比較(明)合成と同様の考え方で改善することができることがわかりました。
実際にやってみると、下のような写真となり、バックグラウンドの空の色が二倍に明るくなりますが、星の途切れが見事になくなっています。

この方法をうまく利用すると、従来の比較明合成でとても気になった雲の途切れも改善されます。
アップロード画像

写真を拡大する

カメラ:
キヤノン EOS 6D
焦点距離:
24.0 mm
フラッシュ:
Off
撮影モード:
Unknown (9)
シャッタースピード:
60秒
絞り数値:
F11.0
ISO感度:
100
ホワイトバランス:
Auto

おぉ〜感動ですねぇ〜♪

それでは、新しいコンポジットのやり方を説明しますと行きたい所ですが、この撮影記は使える画像が5枚までなのですよね。。。
新コンポジット法を適用する場合、撮影時に気を付けなければならないこともありますので、コンポジットのやり方に加えて次回の撮影記で説明していきたいと思います。

コメント(1,000文字以内)

8件中 1〜8件目

やまちゃん
こんばんは。

お見事です!
この手法でできるとは、全く気が付きませんでした。
フォトショでもできるとあれば、嬉しいことこの上ありません。
次回作を期待しています。

2017年03月11日 00:34

プラハの春
初めまして!
今までいろいろとやっていましたがここまで簡潔明瞭に記載しているのは少なかったかと思います。
本当勉強になりました

2014年01月18日 16:24

hide-photo
>本田勝彦さん
この三連休に何とか分かりやすいように記事が載せられると良いなと思ってます。
こういう時に文章下手は苦労します。。。(苦笑)

>mosschさん
この作例はPhotoshopCS5を使って手動で合成しています。
ステライメージ5は持っているので、優待で安く買えるのですがそれでも1万円越えだし、古いiMacを使っているので動作が重くて使い物にならないなんてことがあると正直痛いので購入を躊躇しているところです。
また、startrailsのご紹介もありがとうございます。
StarStaXとの違いがどう出るか一度試してみたいと思います。

>びくこなさん
加算をすると動きのないピクセルがどんどん加算されて白飛びしちゃうので、ステライメージだとそれが回避できるのであれば興味がありますね。
ただ、そのまますべてを減感してしまうと星の明るさも減ってしまいそうですよね。
お試しで買うにもちょっとお高いですし、制限がたくさんありますが体験版でもインストールしてみようかなと思ってます。
今回の作例はPhotoshopCS5を使って手動で合成しており、ハーフND、レタッチの段階で減感する等の技を巧みに使えば何とか絵にできそうな感触は得ています。
その辺りは次回の撮影記でお話しようと思います。

>マニアさん
楽しんで読んで頂いているようで、嬉しい限りです。
星の日周運動を撮るためだけにステライメージを購入するのはちょっと高すぎますよね。
Photoshopの機能をうまく組み合わせてもできるよということが分かったので次回そのあたりをご紹介予定です。

>INPUTエチゼンさん
勉強になりましたでしょうか?
コメント頂きましてありがとうございました!!

2014年01月11日 10:57

INPUTエチゼン
非常に興味があり、勉強になりました。

2014年01月10日 10:30

マニア
どんどん楽しくなってきましたね~♪

自分も非常に興味のあるところで非常に参考になりました!

結局ステライメージのようにコストをかけなくても、いかに効率的な画像処理でつなぎ目を埋めていくのかが可能かということだと思うんですよね。

素晴らしいです(^^)

2014年01月09日 20:55

びくこな
ステイメだと他の画像処理ソフトと違い、動きの無いピクセルが加算されていっても後でレベル調整で飽和させなく出来るのでイイですね
ただ、単純にそれだけだと、そのレベル調整によって逆に動きのある部分(星や雲)もレベル調整されてしまい、暗くなってしまうのかな?

そのあたりが、次のレビューでその解決方法が語られるのでしょうか?
でも地上部は良いとしても、空の背景はそうはいかないような気もするし...


私自身比較明はやらないので、単純に興味津々で読ませて戴いております
楽しいです

2014年01月09日 15:37

mossch
これは手動で合成してるのですか?
興味津々です。ステライメージは高くて。

この問題を解決してくれるソフトがもう一つあります。
撮影記(8)で紹介しましたが「startrails」というフリーソフトです。
windows限定です。
同じように背景は明るくなります。
撮影記以降たまに使っていますが、なかなか良いと思います。

2014年01月09日 11:11

本田勝彦
次作期待しています。

2014年01月09日 09:35

8件中 1〜8件目

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