My fevered photographs [Laboratory]

夜景撮影と気温の関係

よくデジカメ関連の雑誌を読んでいると、デジカメで長時間露光を行ったり、何枚も撮影していると、CCDのノイズが写るという話が書いてあります。では、CCDを使うデジカメは暗いところを写すのに適さないのかというと、そうとは限らず、天文写真を撮るためのカメラに、CCDを用いたものがあります。

これら天文写真撮影用のカメラで使うCCDは、パソコンを改造する人にはおなじみのペルチエ素子などを用いて思いっきり冷却してあります。
要はCCDの温度が画質(特に夜景において)に重要な意味を持つという事なので、では、どの程度影響しているのか比較してみようと言うのが、今回のテーマです。

撮影条件(全カット共通データのみ)

撮影場所	広島市中区基町広島城撮影場所の詳細はGuideのページを参照
使用機材	OLYMPUS C-1400XL +三脚
撮影モード	フォーカスワンタッチフォーカス(無限大) 測光方式モードスポット測光ホワイトバランス 5500KB固定露出補正 0
記録モード	SHQ(1280x1024ピクセル)

その１(ノーマルでの比較)

撮影日時	1999.09.05 21:00頃
天候	曇り(雨上がり)
推定気温	25度前後
備考	SONY VCL-0752H(ビデオ用 x0.7ワイコン)使用

撮影日時	2000.01.03 18:20頃
天候	晴天
推定気温	10度前後
備考

左側が元画像を1/4に縮小したもの、右側は堀と照明を原寸大で表示したものです。

過去の写真を引っぱり出してみると、都合のいいことに、同一場所でほぼ同一の条件で撮影した写真がありました。気温についてはシビアに測定していませんがこの季節の平均気温から考えて、だいたいこの程度であろうと思われます。
(ちなみに上段のカットは15枚目、下段は19枚目なのでCCDの加熱はそれほど差がないと思われます。)

こうしてみるとそれほど違っては見えないのですが、どちらも完全に日後の撮影であるため、強力な光源でライトアップしてあるとはいえ、シャッタースピードが1/4秒までしか切れないC-1400XLでは露出アンダーは避けられないようです。

そこで、フォトレタッチツール(ここではPhotoShop 5.0を利用)を用いて少し明るくしてみます。こういった作業を自宅で簡単に出来るのはデジカメの大きいメリットですね。
PhotoShopダイアログ

今回のレタッチはあくまで実験のため、トーンカーブを使った微調整や覆い焼きとかいった方法は用いず、単純にレベル調整で入力レベル一番右側の欄を初期値の255から32に変更しています。

その２(増感)

左側が元画像を1/4に縮小したもの、右側は堀と照明を原寸大で表示したものです。

レタッチ前の画像と比較して、かなり明るくなり、これまで見えていなかった部分もかなり見えるようになっていると思います。ちなみに、9月に撮影したカットの方は空がかなり明るいですが、これは曇天によるものです。

ここで注目して欲しいのが、両者の右側にある原寸大画像です。９月の撮影カットには、1ピクセル程度の輝点がランダムにあるのがわかると思います。これがCCDのノイズです。これがあると、夜景をレタッチしようとした際、いちいち一つずつ消していかないといけないので修正作業に手間がかかってしまいます。
(同一の構図で２枚撮影しておいて、これを合成してノイズを消すとかいう手法もあるらしいです。)

一方、１月に撮影したカットでは、ほとんど輝点がないのがわかると思います。これだけノイズが少なければ、レタッチ作業は非常に楽になるし、何より元データがきれいというのは何かにつけて良いことです。それにしても、理屈では知っていましたが、まさかこれほどの差があるとは正直自分自身思っていませんでした。

最近のデジカメではスローシャッターが切れるものも多くなりましたが、ノイズに関しては熱対策のしっかりしている一部の高級カメラを除き、基本的に変わりないものと思われます。特に、画素数の多いカメラになるほど、CCD１画素あたりの受光部面積が低下するため、ノイズが出やすくなる傾向があるそうです。
(ただし、画面面積にしめる１画素の比率が相対的に小さくなるため、それほど目立たないという話もありますが･･･)

ちなみにC-1400XLを分解すると、CCD加熱によるノイズ対策としてヒートシンクのアルミ板がつけてあります。ここを何らかの方法で強制冷却すれば、夜景に強い C-1400XLが作れるなと思いつつも、カメラに収まるコンパクトな冷却機器が思いつかないため、今のところ改造計画は頓挫してます。誰か考えてみませんか？

～ End of text ～