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천체사진용 CCD 카메라로 판매되고 있는 카메라는 대부분 흑백 카메라 입니다.  SBIG 이나, APOGEE, FLI  에서 판매하는 카메라는 모두 흑백 카메라이고, BITRAN 과 Starlight Xpress 에서 판매하고 있는 카메라중에는 칼라 카메라도 있습니다.

1. 칼라 카메라의 장점

흑백 카메라로 천체사진을 찍는 경우 RGB 합성 또는 LRGB  합성을 해서, 칼라 영상을 얻습니다. 즉, 한장의 사진을 얻기위해 최소 3매 내지 4매의 촬영을 하고, 이것을 합성해주어야만 칼라 영상을 얻을 수 있습니다. 그러나, 칼라 카메라의 경우 1 매의 촬영만으로도 칼라 영상을 얻을 수 있습니다. 또한 흑백 카메라와 달리 RGB 필터가 센서에 붙어 있기 때문에, 별도의 필터휠을 사용하지 않아도 됩니다.

(ㄱ) 칼라영상을 얻기가 쉽다.
(ㄴ) 별도의 필터휠을 구입하지 않아도 되므로 경제적이다.

2. 칼라 카메라의 단점

위와 같은 장점이 있음에도 불구하고, 많은 사람들이 흑백 카메라를 선택하는 이유는 무엇일까요?

해상도 및 감도의 저하가 가장 큰 원인일 것 같습니다. 칼라 CCD 카메라에 사용되는 CCD 센서의 각픽셀에는 R,G,B 의 필터가 덮여져 있습니다. 이 것이 칼라 촬영을 쉽게 만들기는 하지만, 그만큼 감도를 떨어뜨리는 원인이 됩니다. 즉, 필터가 없이 촬영하는 것에 비해 적어도 1/3 이하로 감도가 저하됩니다.  

흑백 카메라의 경우에도 R,G,B 필터를 사용해서 촬영하게 되면 감도저하가 오지만,  2x2 binning 해서 감도를 높여줄 수 있습니다. 하지만 칼라 CCD 카메라의 경우 binning 하게되면 칼라정보를 잃어버리기 때문에 binning 해서 찍을 수는 없습니다.  또한, 흑백 카메라의 경우 L(밝기) 영상을 따로 찍어서 LRGB 합성이 가능한데,  칼라 카메라의 경우 이러한 방법을 사용할 수 없습니다.

칼라 센서의 픽셀배치도는 보통 다음과 같습니다.

G R G R G R ...
B G B G B G ...
G R G R G R ...
B G B G B G ...
.
.

따라서,  640x480 영상의 경우 R 영상, B 영상의 경우 320x240 의 해상도를 갖게 됩니다. G 영상의 경우는 이보다는 자세한 영상이 얻어지지만, 640x480 보다는 작게 됩니다.

이들 영상을 이용해서 640x480 의 칼라영상을 만들기 때문에 얻어지는 영상이 진정한 640x480 의 칼라 영상이라 보기는 어렵습니다.

(ㄱ) 감도가 흑백 카메라에 비해 떨어진다.
(ㄴ) 해상도가 감소한다.

3. 단점의 극복방법

감도의 저하 :

감도가 저하되면 그만큼 노출을 많이 주면됩니다. 즉, 감도의 저하가 1/3 이라고 할때,  흑백카메라에서 5 분노출준 영상을 얻기 위해서, 칼라 카메라에서는 15분이상 노출을 주면 됩니다.  또는 흑백으로 찍을때보다, 9배 많은 영상을 촬영하면 됩니다.


해상도의 감소 :

이것은 영상을 여러장 찍고,  적절한 영상처리를 해서 어느정도는 극복할 수 있을 것입니다.  실제 사진을 찍어보면 성상이 단 하나의 픽셀에 맺혀지는 것이아니라, 여러 픽셀에 걸쳐 맺혀지기 때문에 해상도의
감소가 생각만큼 치명적으로 나타나지는 않습니다.


결론:

칼라 CCD 카메라가 흑백 CCD 카메라에 비해 사용하기에는 편리하나,  좋은 사진을 얻기위해서는 흑백 카메라에 비해 좀더 많은 시간과, 노력을 필요로 한다.

  • 이건호 2003.05.09 14:52 (*.101.108.100)
    디카에서 녹색이 부드러운 것은 위의 RGB 픽셀 배열때문이군요. 특별히 G가 많은 원인은 무얼까요? 3개를 균일하게 넣는 기하학적 방법은 없을까요??
  • 박병우 2003.05.11 00:54 (*.100.197.215)
    잘 보았습니다. 결국 투입 공수는 같은 것같습니다.

천체사진 카메라

천체사진 카메라의 모든정보(사용기,신제품정보,개조 등)

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