33年の時間を巻き戻し天文少年ならぬ天文壮年へ再入門。隊員1名、200mm、65mmの望遠鏡と双眼鏡で星空を楽しんでいます!
ブルーで褐い皆既月食の顛末
2018-02-01 Thu 00:01
夕方は予報通りの絶望的な空だったが、その後天気予報とは裏腹に、部分食が始まる前には厚い雲は四散して、絶好の皆既月食日和になった。お隣の家族にも声をかけて、ヨメさんはラプトルでちびっ子二人に赤い月を見せていた。3枚目の月の辺縁が青っぽいのはブルーフリンジらしい。
1801311.png


[追記]皆既中の月の色味やブルーフリンジの発色についてコメント欄で面白いやり取りがされているので、そちらもご覧いただきたい。みゃおさんのご自分のブログでの解説は以下。
 →みゃおさんのブログ:皆既月食の発色・デジカメとターコイズフリンジ
さらに、全体をまとめたものをコメント欄に書いてくれた。その内容を以下に転載した。

みゃおさんのコメントから:
まず論点を大きく分けると、「A.目とデジカメの感度は違う」「B.デジカメの色表現はRAW画像に記録されたパラメータに基づく」「C.ターコイズフリンジは肉眼で見えない」という三点になると思います。ご存じのことも多いと思いますが、ここに書いておきますね。(いつも長くて済みません。)

Aはセンサーが違うから当前の結果で、赤外域や紫外域まで感度のあるCCDやCMOSと肉眼とでは解釈する「色」が違います。それを最終結果の画像でカメラ側が「見た目を似せている」訳です。またカラーセンサーは一般にRGB原色フィルタなので、人間の網膜のような連続波長になりません。中間色をブレンドするときメーカー独特の色付けになります。これを行うのが画像処理エンジンで、仕上がった画像がRAW画像。更に容量に応じて減色/変形と言った「現像」をしたものがJPEG圧縮(不可逆)変換です。

カメラが苦手な青紫のアサガオや淡いコスモスなどをCT5000で撮ると、目とカメラがこんなに違うかと驚かされます。更に、目は明るいところと暗いところで感度波長(比視感度)が変わるので、昼間の風景と暗い天体観察とでは「かなり違う色に認識する」という注意点もあります(→プルキンエシフト)。明所比視感度ピークは555nm、暗所比視感度ピークは507nmです。下に国際照明委員会(CIE)データを使って描いたグラフを置いておきます。他方、デジカメはRGB3波長にキッチリ分かれ、しかもカメラ毎に異なります。

https://goo.gl/VUn5dF

Bは今回書いた記事のポイントですが、フィルムが特定色温度を想定して設計されたのに対して、デジカメは光源の色という概念がありません。センサーがフォトンを受けるだけです。そのデータを画像処理エンジンがどんな色として解釈するか、という変換曲線をカメラが記憶しています。だから撮影時にどんなモードで撮っても、後でどんなモードへも一瞬で変換できます。ただしこれができるのはパラメータを内包できるRAW画像のみ。いったんJPEGなどに変換してしまうと、色は戻りません。天体のJPEG撮影は避けるべきと言われる所以です。

Cは前述の青寄りになった暗所比視感度をもってしても、肉眼で月は青く感じないだろうと言うことです。デジカメですらターコイズフリンジを感じるまで1000から1500くらい色温度を下げなくてはなりませんでした。相当カラーバランスが崩れています。(最後に追加したサンプル通りです。)目で見た様な色再現をするとしたら基準に従ってCT5000となり、「明るい側が若干赤寄りの暗いグレー」になります。実際のCT5000画像を平均化測定しましたが、本影リム近くのRGBはほぼ同値、つまりグレーでした。

ターコイズフリンジはデジタルデータでしか表現できない現象と思います。
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この記事のコメント
今回の皆既月食はきれいな赤色というか深紅に写りましたね。私のところでもそうでした。

 これは、地球大気で赤色以外がシャープにカットされたのか、最近のデジカメの特性なのか、どうなんでしょうか。
2018-02-01 Thu 09:00 | URL | S.U #MQFp2i1U[ 内容変更]
4枚目の皆既最大部の写真は、肉眼での色よりも赤みが強く出たようです。他の写真はもう少し褐色のものもあったのですがもっとピンボケになったためこの写真を使いました。でも、S.Uさんも紅く写ったのでしたら、赤みが強い傾向はあったのかもしれませんね。
2018-02-01 Thu 10:39 | URL | かすてん #MLEHLkZk[ 内容変更]
んー…、自分は2014年10月の時より暗く感じました。ダンジョン・スケールの1に近い2という感じなので赤味を感じるのかなと思います。変な例えですが、薄暗い窓辺に置かれた褐色の薬瓶を見ているような色合いでした。

デジカメって対象の照度/輝度が暗いととんでもない発色になる事がありますね。画像処理エンジンの癖でしょうか。
2018-02-01 Thu 12:52 | URL | みゃお #chDfx1pU[ 内容変更]
>ダンジョン・スケールの1に近い2という感じなので赤味を感じるのか

 明るいとオレンジっぽくなるので、暗いと長波長側が残るのかもしれませんね。

 それから、かすてんさんが、写真のコマによるようなことをおっしゃっていたので、地球側の薄雲があったせいもあるのかと思いました。気になる程の薄雲はなかったですが、それでも、月がピンク色っぽく見える天気はありますよね。
2018-02-01 Thu 22:05 | URL | S.U #MQFp2i1U[ 内容変更]
東日本は晴れたようですね。一部始終が良く撮れていますね(^^)
ブルーフリンジはターコイズブルーとも言いますが、直訳するとタコは青いですね(^^ゞ
こちらは雲の中で月の存在が分かる程度でした。
上手く行かないものですね。
2018-02-01 Thu 22:28 | URL | 中井 健二 #7w5mtEUg[ 内容変更]
蛸 is BLUE !?
中井さん、PCの前で爆笑しちゃったじゃないですか…^_^;


> 写真のコマによる

今回ターコイズブルーの写りやすい時間帯に何段階か露出を変えて撮影したのですが、露出によって青みが(赤味も)顕著に変わることが分かりました。理由は分かりませんが、月の色そのものは短時間で変わらないと思うので、カメラの画像処理アルゴリズム仕様(色の引き立たせ方など)が怪しいと直感しました。今後色々検証してみます。
2018-02-01 Thu 23:36 | URL | みゃお #chDfx1pU[ 内容変更]
蛸が青いのは、写真じゃないとわからない現象なのでしょうか。最近注目され始めたのは、デジカメの普及によるのでしょうか。望遠鏡や双眼鏡で気づいたことはありません。フィルムカメラでもあまり記憶にありません。。

 ご参考までに、私の21:50撮影の写真を下のURLに載せます。拡大して見ると青くはなく、ほとんど色無しの灰色ですが、場所によっては、ちょっと青が強いところがあります。R:G:B=70:70:78 くらいのところがあります(300mm望遠で撮って、33%に縮小してトリミングしています)
2018-02-02 Fri 05:31 | URL | S.U #MQFp2i1U[ 内容変更]
4枚目の写真を撮った44秒後に同じ条件で撮った月は肉眼で見たのに近い濃い褐色に発色していました。また、別の時刻に、短い間隔で露出を変えて撮ったところ、発色がかなり違う例をあげておきます。
https://goo.gl/AKzqfr

一眼よりも性能が劣るコンデジのため、ばらつきが目立つということなのでしょうかね。
2018-02-02 Fri 13:08 | URL | かすてん #MLEHLkZk[ 内容変更]
青い蛸
このコメント欄に触発されて(?)考察をまとめて記事にしました。よかったらお読みください。2014年と今回の月食を通して考えていたことです。

https://goo.gl/DSZY7x

発色に関して、コンデジ・一眼の差はほとんど関係ない気がします。

関係ないですが、蛸の血って青いんでしたっけ?
2018-02-02 Fri 14:10 | URL | みゃお #chDfx1pU[ 内容変更]
たしかに、ホワイトバランス=自動はいかんですね。タングステンタイプにされても文句言えませんから。

 だいぶ前、デジカメを初めて買ったときに、天体写真にホワイトバランス補正はいかがなものかと思ったことがありましたが、結局どう設定したらいいのかわからず、めんどくさいので自動のまま忘れてしまっていました。

 せめて、皆既月食の時くらいは、はずしてみるべきでした。デジカメにも、「昼光」「タングステン」設定機能があっていいですね。
2018-02-02 Fri 17:21 | URL | S.U #MQFp2i1U[ 内容変更]
>オートモードのカメラが赤い月を見て「色温度が低い」と判断し、勝手に青味を引き上げました。その結果フィルムでは写らなかった青光の成分が強調され、新たな現象の発見(出現?)につながった…。デジカメ時代になって皆既月食のターコイズフリンジが突然乱発した背景には、こんな事情があったのではないかと想像しています。
 これはみゃおさんのブログでの考察の最後の部分の引用ですが、ありそうなことに思えます。

>蛸の血って青いんでしたっけ?
 ヘモグロビンの代わりにヘモシアニンに酸素を結合させるので青い様です。魚の勉強もしたはずですけど忘れてしまいました。

>ホワイトバランス=自動はいかんですね。
 私は夜空を撮る時は「曇り」にすることが多いのですが、最近は適当に自動にしたままが多く、一昨日も自動にしてありました。皆既月食の場合はどの設定が適当だったのでしょう?
2018-02-02 Fri 18:05 | URL | かすてん #MLEHLkZk[ 内容変更]
>皆既月食の場合はどの設定が適当
 私は「昼光」だと思います。
 皆既月食といえども太陽の光ですから「デイライト」です。月では昼ですし。
 そんなんないですか。
2018-02-02 Fri 18:46 | URL | S.U #MQFp2i1U[ 内容変更]
自分は非改造カメラで月を撮るときは、原則AWB(オートホワイトバランス)です。カメラ内で昼光に補正してくれるわけですから、それを活かすと言う意味です。人によっては「月光はやや黄色味を帯びる」との考えから、曇天モードやタングステンモードで撮る方もいらっしゃいますね。

また天体改造カメラの場合、必ず月面の明るい部分でカスタムホワイトバランスを取得してます。改造カメラは赤外まで通すのでAWBが効かなくなり、液晶モニタで真っ赤になってしまうからです。

どちらにしてもカメラのモニタによる見た目のこと。最終的に画像処理段階でノーマルなトーンになるよう意図的調整を施してしまうため、撮影時のモードはあまり気にしません。
2018-02-02 Fri 22:25 | URL | みゃお #chDfx1pU[ 内容変更]
一般には、普段の月は、オートホワイトバランスで撮ってどう補正されても大きな問題はないと思います。白く写ってくれる限りは、文句言いません。 が、皆既月食だけは、タングステンタイプで撮影されては相当困るように思います。
2018-02-03 Sat 00:25 | URL | S.U #MQFp2i1U[ 内容変更]
みゃおさんのページの最後の考察サンプルを見て考えますと、「月はうすい黄色に見える」という「常識」を前提にした色色調整で見れば、ターコイズフリンジは青くはなく、せいぜい灰色というところのように思います。

 でも、灰色は「うすい黄色」よりも青が強いことは確かなので、青い成分が入ってきていて「普通の月光より青めに見える」ということは言えるのではないでしょうか。「青く見える」というのは言いすぎだと思います。

 ところで、昔、「月がとっても青いから」という唄が流行ましたが、あれは、人間の目が昔はタングステンタイプになっていたからでしょうか。
2018-02-03 Sat 14:59 | URL | S.U #Ol/FB2WA[ 内容変更]
まず論点を大きく分けると、「A.目とデジカメの感度は違う」「B.デジカメの色表現はRAW画像に記録されたパラメータに基づく」「C.ターコイズフリンジは肉眼で見えない」という三点になると思います。ご存じのことも多いと思いますが、ここに書いておきますね。(いつも長くて済みません。)

Aはセンサーが違うから当前の結果で、赤外域や紫外域まで感度のあるCCDやCMOSと肉眼とでは解釈する「色」が違います。それを最終結果の画像でカメラ側が「見た目を似せている」訳です。またカラーセンサーは一般にRGB原色フィルタなので、人間の網膜のような連続波長になりません。中間色をブレンドするときメーカー独特の色付けになります。これを行うのが画像処理エンジンで、仕上がった画像がRAW画像。更に容量に応じて減色/変形と言った「現像」をしたものがJPEG圧縮(不可逆)変換です。

カメラが苦手な青紫のアサガオや淡いコスモスなどをCT5000で撮ると、目とカメラがこんなに違うかと驚かされます。更に、目は明るいところと暗いところで感度波長(比視感度)が変わるので、昼間の風景と暗い天体観察とでは「かなり違う色に認識する」という注意点もあります(→プルキンエシフト)。明所比視感度ピークは555nm、暗所比視感度ピークは507nmです。下に国際照明委員会(CIE)データを使って描いたグラフを置いておきます。他方、デジカメはRGB3波長にキッチリ分かれ、しかもカメラ毎に異なります。

https://goo.gl/VUn5dF

Bは今回書いた記事のポイントですが、フィルムが特定色温度を想定して設計されたのに対して、デジカメは光源の色という概念がありません。センサーがフォトンを受けるだけです。そのデータを画像処理エンジンがどんな色として解釈するか、という変換曲線をカメラが記憶しています。だから撮影時にどんなモードで撮っても、後でどんなモードへも一瞬で変換できます。ただしこれができるのはパラメータを内包できるRAW画像のみ。いったんJPEGなどに変換してしまうと、色は戻りません。天体のJPEG撮影は避けるべきと言われる所以です。

Cは前述の青寄りになった暗所比視感度をもってしても、肉眼で月は青く感じないだろうと言うことです。デジカメですらターコイズフリンジを感じるまで1000から1500くらい色温度を下げなくてはなりませんでした。相当カラーバランスが崩れています。(最後に追加したサンプル通りです。)目で見た様な色再現をするとしたら基準に従ってCT5000となり、「明るい側が若干赤寄りの暗いグレー」になります。実際のCT5000画像を平均化測定しましたが、本影リム近くのRGBはほぼ同値、つまりグレーでした。

ターコイズフリンジはデジタルデータでしか表現できない現象と思います。
2018-02-03 Sat 18:16 | URL | みゃお #chDfx1pU[ 内容変更]
ターコイズではなく、グレーであるということで私は納得しました。
混乱を避けるには、さしあたっては、カラー写真における色温度の標準をどう考えるかの問題のように思います。
 
 古い話ばかりで恐縮ですが、フィルムカメラの場合は、メーカー指定標準設定というのがありました。それで、銘柄ごとに、富士は緑っぽいとかコダックは黄色っぽいとか素人でも一般的性格がわかったものです。
 
 カラーテレビが出始めた頃は、電気屋さんは、テストパターン信号を入れてカラー調整をしてくれましたが、我々は、日本人の役者さんの化粧の肌色で調整していました。

 ということで、デジカメの月は、白とかうす黄色とかに標準を決めて議論するべきものと思います。それでも、そもそも、液晶ディスプレイで見て色を議論するのが問題かもしれません。モニタが違うと違う色に見えるかもしれませんから。
2018-02-03 Sat 21:15 | URL | S.U #MQFp2i1U[ 内容変更]
フィルム特性は文字通りメーカーの「色」すなわち特徴でしたね。
個人的にはフジのベルビアとコダックのE200などポジの色味が好きでした。

天体画像は露出や撮影日時を明記するのに、画像処理の色温度など誰も書かないので混乱するのでしょうね。ターコイズが写ると分かった頃から「皆既月食は縁が青くないとダメ」みたいな風潮になってしまったのが、個人的にすごく嫌でした。かといって、目で感じるものだけが正しいなんてことも言えません。オリオン大星雲やすばるを包む星雲は10cm程度の望遠鏡でどんなに見ても色まで感じませんが(それこそプルキンエシフト)、それをもってグレーが正しいという訳でもないですからね。

きちんとスペクトル取って、初めてどの波長がこれだけ強いという議論が可能でしょう。ターコイズ現象自体は実際に起こりうると思いますが、大変淡いことも事実です。チャンスがあればいくつかのナローバンドフィルターで波長ごとの強度分布を撮り分けたいですね。

そう言えばサーモカメラで今回の月食を撮ると言ってた話はどうなったかな?「月食中の岩石の冷え方」を観るんだそうで、すごく興味あります。これもまた、違う「色」の見方ですね。

https://goo.gl/MN7Rcv
2018-02-03 Sat 23:22 | URL | みゃお #chDfx1pU[ 内容変更]
この問題は、厳密に議論するのならば、皆既中の月だろうがオリオン大星雲だろうが、本気になって分光器を用意すればスペクトルの測定ができるのだから、そうすればよい、だから、写真の色は、しょせん観賞用というか、二次元画像としての印象を見るものだという結論になるのだと思います。

 だから、印象を見るために画像処理することも当然起こり、勢いあまって画像処理をしてから色が青いという人が現れ、論争になって、また結局、スペクトルを見ろ、という議論になって、こういうのは今後堂々めぐりしそうです。

 この手の堂々めぐりは、科学研究業界ではけっこうありそうに思います。

 カラーフィルムの色ですが、私は、フジカラーR100(リバーサル)の最後の時代のユーザーでした。これの発色性は派手でショッキングなものでしたが、これを楽しんでいる天体写真家は大勢いたように思います。(コダックのほうがきれいだけど値段がだいぶ高かったという事情もあったと思います。)その後、富士のカラーフィルムは、どれも渋めになってしまいました。(そういや、かつて、どこかで、富士とアグファの色の違いは、人種による感色性の違いを反映しているのではないかという議論をしたことがありました。)
2018-02-04 Sun 07:28 | URL | S.U #MQFp2i1U[ 内容変更]
ぼくもR100使ってましたよー。アグファは一度使って合わないと感じましたが、そんな理由が!?

色彩は、スペクトル分布を手っ取り早く観る用途の他に、false colorや変換パレットを使った「強調」の用途もありますからね。サーモグラフなんてまさにそうだし、最近の気象衛星なんて全部false colorですし。

少し前から流行ってますが、星雲などをフィルターで撮り分けて再構築する際に、RGBではない組み合わせ、例えばハッブルパレットなどを用いてHSTっぽい画像作りを楽しむ方も多いです。ハッブルカラーは星雲の状況を引き立たせるため、敢えてRGBを使ってないわけですが、それを科学的で無いなどという人はいないでしょう。鑑賞であれ分析であれ何か目的を持って「色彩」を扱うなら、肉眼で感じる色と違っても、それはそれで良いと思います。(下リンクはAPODのハッブルカラーの例。)

https://goo.gl/xdLDsF

今回のターコイズはある意味false colorだなあって、自分はそう感じました。
2018-02-04 Sun 08:19 | URL | みゃお #chDfx1pU[ 内容変更]
写真の分析は用途を念頭において、ですね。

 科学的にスペクトル分析したとしても簡単には表現できませんでして、スペクトルのピーク位置でも、横軸を波長にするのと、光子エネルギーにするのとでは少しずれますし、人間の目の感色能力を掛け算するとさらにピーク位置は変わります。

 かつて、日本ハーシェル協会の関係で、太陽のスペクトルは黄色にピークにあるのに、なぜ赤外域で温度がばんばん上がるのかという議論をしたことがあります。赤外線が暖かいというイメージもへんな話で、光子エネルギーからいうと青い光のほうが暖かい道理です。
2018-02-04 Sun 08:59 | URL | S.U #MQFp2i1U[ 内容変更]
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