천체 사진에서 디지털 카메라 활용법(2)

안녕하세요?
오늘은 디지털 카메라 활용법 2번째 시간으로써 DSLR을 이용한 사진 촬영법에 대해서 알아 보겠습니다. DSLR은 SLR 카메라에 CCD 칩 혹은 CMOS 칩을 넣은 형태의 디지털 카메라를 의미 합니다. SLR이란 single-lens reflex camera의 약자로써, 쉽게 말해서 한개의 렌즈를 통해 사진을 찍기도 하고 눈으로 들여다 보기도 하는 카메라를 의미 하지요. 이런 류의 카메라는 눈으로 보이는 화면과 필름에 맺히는 화면이 동일 하다는 것입니다. 또한 보급형 디지털 카메라와는 달리 필요에 따라 렌즈 교환이 가능 합니다. 이말은 적당한 T-ring만 구하면 기존의 필름 카메라는 천체 망원경에 부착하는 방식과 동일한 방법으로 DSLR 카메라를 천체 망원경에 부착할 수 있다는 의미가 됩니다. 보급형 디카에 비해 엄청난 장점 이지요. B셔터 및 우수한 노이즈 제거 메커니즘을 지니고 있다는 것도 천체 사진에 있어서 큰 매리트가 될 수 있습니다.

상단 사진 : 캘리포니아 성운
Mr. Johannes Schedler
Canon D60 + TMB-APO 105/650 + Televue x0.8 Reducer and Flattener
노출 300초(ASA400), 20매 합성

DSLR 기종은 몇종류가 있는데 회사 별로 정리해 보면 다음과 같습니다.

1. 니콘
D100, D1, D1x, D1h

2. 캐논
10D, D60, D30, 1D, 1D

3. 후지 필름
S1 Pro, S2 Pro

4. 올림퍼스
E10, E20, E1등이 있는데 E10, E20은 렌즈 교환이 안되고 E1은 발표는 했지만 현재 판매되고 있지는 않습니다.

5. 시그마
SD9, 포비온X라는 특이한 CCD를 사용하는 카메라 인데 쓰는 사람이 별로 없습니다. 또한 B셔터 속도의 제한이 있으므로 천체 사진에는 적당하지 않습니다.

6. 기타
코닥에서 니콘 F5 바디를 기본으로 만든 카메라가 있는데 워낙 고가라서~~ 쓰는 분이 거의 없네요.

상단 사진 : Nikon의 디지털 SLR 카메라, D100

각 기종별로 자세한 스팩이나 특징은 해당 제조사 홈페이지에 가셔서 확인 하시기 바랍니다. 아니면 www.slrclub.com에 가시면 많은 자료를 찾으실 수 있습니다. 음~ 그리고 조만간 펜탁스에서 istD 라는 DSLR 카메라를 출시 한다고 하네요. 시제품 사진 보니까 상당히 크기가 작아 보입니다.

하여간..

천체 사진에 많이 쓰이는 DSLR은 D100, 10D, S2 Pro를 꼽을 수 있습니다. 일단 단종되지 않은 모델이고, DLSR 카메라 중에는 저렴한 편이며(그래도 본체만 200만원 정도..) B셔터가 제대로 지원 된다는 특징 들이 있습니다. 또한 천체 사진 뿐만 아니라 일반 사진(인물, 풍경, 정물 등등)도 상당히 잘 나오지요. 저는 니콘 D100을 사용하고 있습니다. 일단 D100에 대해서 조금 말씀 드리자면. 감도가 최대 ISO 6400까지 지원 되구요.(물론 잘 안씁니다. 1600 까지는 봐줄만 한데 6400 이면 노이즈가 장난 아닙니다.-_-) B 셔터 지원 되고 특이 한 것은 노이즈 리덕션 기능인데(이하NR 이라고 하겠습니다.) D100의 경우 NR이 타 기종과 좀 다릅니다. CCD 촬영 하는 것과 같은 방법을 사용 하지요 즉, NR을 ON 시킨 상태에서 촬영을 하게 되면 일단 한장 찍고 그 다음에 자동으로 Dark Frame(그러니까 셔터를 닫은 상태에서 CCD를 가동 시켜서 까만 화면을 만드는 것..)을 생성 합니다. 그 다음에 원본에서 다크 프레임을 빼주는 방법으로 노이즈를 제거 합니다. 가장 좋은 노이즈 제거 방법 이긴 한데 문제는 시간이 좀 걸립니다. 예를 들어 3분 노출을 준다면 Dark Frame을 찍는 3분 이라는 시간이 더 필요 하게 되지요. 캐논10D와 후지 S2Pro의 경우는 다른 방법으로 노이즈 리덕션을 하는 것으로 알고 있습니다. 노이즈와 주변 픽셀을 같이 뭉게 버리는 방법 이지요. 속도는 더 빠르답니다. D100의 경우 NR 기능을 ON/OFF 할 수 있고 10D와 S2Pro는 항상 ON되어 있습니다.

말 나온 김에 노이즈 이야기를 좀더 해볼까요? 노이즈는 감도가 올라 갈 수록 많이 발생 합니다. 그리고 노출시간이 늘어 날수록 노이즈가 늘어 나지요. 경험에 의하면 요 2가지 노이즈는 좀 성격이 다릅니다. 감도 상승에 의한 노이즈의 경우 마치 고감도 필름을 쓰는 듯한 느낌을 줍니다. 입자가 굵어진 듯한 느낌이 나지요.. 그에 비해 장기간 노출에 의한 노이즈는 흔히 핫픽셀 이라고 부르기도 하는데 사진을 완전히 망쳐 버립니다. 천체 사진에 있어서 별과 핫픽셀을 구별 하기가 힘들게 하는 녀석이지요. 노이즈를 줄이는 방법은 뒤에서 다시 설명하겠습니다.

좀 쓰다 보니까 이상하게 진행 되고 있군요. 이제 본격적으로 진행해 보도록 하겠습니다.

[1. 장비 세팅 및 촬영]

장비 세팅은 일반 필름 카메라로 천체 사진을 찍을때와 별다르지 않습니다. 고정 촬영을 할 예정이라면 삼각대와 릴리즈가 필요 하구요. 딥스카이를 직초점으로 찍으려면 역시 적도의와 망원경이 필요 하겠네요. 릴리즈 같은 악세사라는 기본이라는것 잘 아시지요?

1-1 고정촬영을 해보자.
결론 부터 말씀 드리자면 고정촬영은 DSLR 사용을 별로 권해 드리고 싶지 않습니다. 결과가 그리 좋지 않거든요. 필름으로 고정촬영을 할 경우 보통 몇시간씩 노출을 주면서 궤적을 찍는 것을 목적으로 하는 경우가 대부분인데. DSLR로 궤적을 찍기 위해서 몇시간씩 노출을 주면 노이즈 때문에 사진 다 망치게 될것 입니다.
이럴땐 편법을 쓸 수 있습니다. 한 1~3분씩 사진을 나눠 찍은 다음 합성을 해 볼 수 있겠습니다. 아래와 같이 말이지요..

1번 컷 -
2번 컷  -
3번 컷   -
4번 컷    -
1,2,3,4번 합성
       ----
(편집자 주 : "-"의 위치를 보시면 아시겠지만, 별의 궤적을 한번에 찍는게 아니라 나누어 찍는다는 의미입니다. 이거 편집하면서 "-"의 의미가 뭔지 한참 생각하다가 이해해서 혹시 몰라 주석을 답니다. 저만 머리가 나쁜건가... -_-a)

이해가 가시나요? 이런 방법을 사용하면 한방에 찍는 것 보다 노이즈를 많이 줄일 수 있습니다. 점상 촬영의 경우는 언급하지 않겠습니다. 방법은 궤적 촬영과 동일하며 노출시간만 줄이면 되기 때문이지요.

1-2 Piggy Back 촬영

Piggy Back(피기백 이라고 발음 합니다.)촬영은 적도의에 카메라를 바로 부착하고 가이드 스코프로 가이드를 하면서 찍는 사진 촬영법을 의미 합니다. 적도의는 천체를 추적할 때 약간씩 오차가 생깁니다. 완벽하지 않지요. 이 오차를 줄이기 위해서 가이드를 해줘야 합니다. 가이드라 함은 작은 망원경으로 고배율상에서 별을 일정하게 따라가는 것을 의미 합니다. 가이드 방법에 대해서는 저의 홈페이지를 뒤져 보시면 친절하게 설명이 되어 있으니 참고 하시기 바랍니다.
하여간... 가이드를 하려면 기본적으로 다음과 같은 재료들이 필요 하겠지요.

a. 적도의와 삼각대
b. 가이드 스코프와 GA-4와 같은 가이드용 아이피스, 혹은 오토 가이더
c. 오늘의 주인공인 DSLR 카메라와 렌즈 그리고 릴리즈

a는 소형의 것이라도 상관이 없습니다. GPE 급 적도의에 적경 모터만 붙어 있어도 충분히 촬영이 가능합니다. 극축은 잘 맞춰야 겠지요?

b의 가이드 스코프는 60~70mm 급의 아크로 굴절 경통이면 충분합니다. 가이드용 아이피스는 GA-4가 가장 일반적인데(원래는 아이피스가 아닙니다.)GA-4 이외에도 다까하시나 미드에서 나오는 제품들이 있으니 마음에 드시는 것을 고르시면 되겠습니다. 오토 가이더는 사람이 직접 가이드 스코프를 들여다 보면서 가이드를 하는 수고를 대신해 주는 장비 입니다. 한번 사용해 보면 사진이 정말 편해 진다는 것을 알 수 있습니다.

c의 렌즈는 어떤 것을 써야 할까요? 카메라 렌즈는 여러가지 종류가 있습니다. 그렇지만 천체 사진에 있어서 중요한 것은 렌즈의 초점거리지요. 그런데 DSLR의 CCD는 필름보다 크기가 작기 때문에 보통 1.5배 정도의 확대 효과가 있습니다. 예를 들어 50mm 렌즈를 장착했을 경우 DSLR 카메라에서는 75mm 의 효과가 나는 것이지요. (물론 필름과 사이즈가 동일한 칩을 사용하는 기종도 있도 1.6배 확대 되는 기종도 있습니다.) 따라서 초점거리를 잘 생각해 봐야겠지요.  필름 촬영에 있어서 조리개를 최대 개방하지 않습니다. 보통 2~3 단계 정도 조리개를 조이는 것이 일반적입니다. 어떤 렌즈던지 조리개를 최대 개방할 경우 화면 가장자리의 상이 나빠 지며 또한 소프트 현상이라 불리우는 상이 전체 적으로 뿌옇게 되는 현상이 발생 합니다. DSLR의 경우 최대 개방시 화면 가장자리의 화질저하는 거의 없습니다. 하지만 소프트 현상은 피할 수 없지요. 따라서 조리개는 2~3단계 조이는 것이 좋겠습니다. 하지만 조리개롤 조이면 노출시간이 늘어 나겠지요? DSLR에서는 노출시간을 줄여서 노이즈를 줄이는 것이 관건인데 노출 시간이 늘어 나게 됩니다. 어떻게 해야 할까요? 답은 "밝은 렌즈를 사용하라." 입니다. 밝은 렌즈가 비싸긴 하지만 그만한 값어치는있습니다. 꼭 니콘이나 캐논의 렌즈를 사용할 필요는 없습니다. 시그마나 탐론, 토키나 같은 렌즈 전문 회사에서 나오는 렌즈도 품질이 우수하고 가격이 저렴합니다.

여기까지 준비 되었으면 이제 본격적인 촬영방법에 대해서 알아 보지요. 일단 삼각대와 적도의를 조립합니다. 그리고 가이드 스코프와 카메라를 부착해야 겠지요? 이를 동시에 적도의에 붙이려면 멀티 플레이트가 필요합니다. 멀티 플레이트는 망원경 메이커에서 파는 것을 구입하는 것 보다는 청계천 등지에서 직접 제작하는 것이 가격도 싸고 튼튼하며 쓰기도 편합니다. 뽀대는 안납니다. 카메라의 구도를 맟추기 위해서는 볼헤드를 사용하면 편합니다. 볼헤드는 카메라 가게 가면 쉽게 구할 수 있습니다.

구도를 정했으면 카메라 세팅을 합니다. 카메라 종류에 따라서 세팅하는 것의 항목과 종류가 다양합니다만. 저의 경우(니콘 D100) 다음과 같이 카메라를 설정 합니다.

WB --> Day Light
Sharpness --> High
색공간 --> III (sRGB III)
NR --> ON
콘트라스트 --> High
화질--> RAW
ISO --> 800~1600

화이트 밸런스를 태양광에 맟추는 이유는 우리가 흔히 천체 사진에 사용하는 필름이 주광용 이기 때문에 필름과 최대한 비슷한 색감을 내기 위함 입니다. ISO를 800~1600이라고 한 이유는 저의 경우 800으로 찍은 사진과 1600으로 찍은 사진을 몇장씩 찍어 합성하기 때문 입니다. 사진을 잘 합성 하면 노이즈를 상당히 줄일 수 있습니다. 하여간 각 항목 마다 각자의 취향에 맞게 설정하시면 되겠습니다.

이제 장비 세팅이 다 끝났으니까. 찍기만 하면 되겠군요. 노출시간은 어떻게 하면 될까요? 가능하면 3분이내로 하시면 되겠습니다. 겨울이라면 좀더 노출을 줘도 될것 같습니다. 기온이 낮기 때문에 노이즈가 많이 즐어 들기 때문입니다.
그런데...
3분이면 좀 노출 부족이 될 것 같다는 느낌이 들기도 합니다. 하지만 여러장 합성 할 것이기 때문에 상관 없습니다. 3분짜리 사진을 5장 합성하면 15분 노출을 준 효과를 볼 수 있거든요. 합성에 대해서는 나중에 따로 자세하게 알려 드리겠습니다.

1-3 직초점
직초점 촬영이란 망원경 접안부에 T-ring을 부착하여 망원경을 카메라 렌즈 처럼 사용해서 촬영하는 방식을 말합니다. 재료는 망원경 한세트와 가이드 장비 그리고 카메라세트가 되겠습니다. 카메라 세트에는 물론 여러 가지가 포함되지요. T-Ring, 릴리즈, 메모리, 예비 밧데리 등등... 망원경을 조립 하고 필름카메라로 직초점 촬영 하듯이 찍으면 되겠습니다. 직초점 촬영 방법은 저의 홈페이지 www.starlit.pe.kr에 가시면 자세히 보실 수 있습니다. 카메라의 세팅이나 촬영 순서는 1-2와 흡사 합니다. 따로 설명 드리지 않아도 될 것이라 생각됩니다.

상단 사진 : 오리온 성운
Mr. Johannes Schedler
Canon D60 + TMB-APO 105/650 + Televue x0.8 Reducer and Flattener
노출 300초(ASA200), 12매 합성

1-4 Tip
가이드 스코프는 과연 필요한 것일까? 솔직히 말씀 들여서 DSLR에 있어서는 그다지 중요하지 않다고 말씀 드리고 싶습니다. 일단 노출시간이 짧기 때문에 EM200정도 급의 적도의 라면, 그리고 극축이 정확히 세팅 되었다면 노터치로 촬영이 가능합니다. 물론 초점거리가 긴 망원경에 DSLR을 물리는 경우에는 가이드가 필요 하겠지요. 그리고 GPD급 정도 적도의 라면 가이드가 역시 필요할 것 같습니다. (추측 입니다.)

혹시 노트북을 가지고 있고, 천문시설에서 촬영을 한다면 이렇게 한번 해보세요. 촬영시 카메라와 노트북을 연결 하고 외부 전원도 카메라에 연결 하세요. 물론 전용 S/W가 있어야겠지요? 니콘의 경우 니콘 캡쳐 라는 프로그램이 있는데 이것을 사용하시면 되겠네요. 그럼 노트북에서 바로바로 사진을 찍고 맘에 안들면 바로 지우고, 아주 편하게 사진을 찍을 수 있습니다. 또한 전원은 외부에서 공급 하기 때문에 아무리 추운 날에라도 끄떡 없이 촬영이 가능합니다.

마무리와 예고~~~

자 이게 간단하게나마 촬영 법에 대해서 알아 보았습니다. 다음에는 이미지 처리에 대해서 조금 언급하도록 하겠습니다. 원래는  CCD 카메라를 다루어 볼까 했는데 아무래도 CCD 카메라는 사용하시는 분들은 한정되어 있기 때문에 한참 나중에 한번 다뤄 볼까 합니다. 이미지 처리에 대해서 알고 싶으신 분들은 일단 포토샾을 조금 공부해 두시기를 바랍니다. 이번까지의 글에서는 사진이 없었는데 다음 글에서는 사진을 많이 실어볼까 합니다. 이미지 처리 과정을 직접 보시면 좋을 듯 해서요.

[편집자 주]

상단의 모든 천체사진은 Johannes Schedler씨에게 저작권이 있으며 개인적인 사용 외에는 무단으로 사용하시면 안됩니다.
Johannes Schedler씨는 디지털 SLR을 이용한 Deep Sky촬영에 많은 관심을 갖고 있으며 그의 홈페이지인 http://panther-observatory.com/ 에 방문하시면 보다 많은 자료를 보실 수 있습니다.