천체사진 강좌5-직초점 촬영법
등록자:관리자        등록일:2013-03-22        조회수:10844

 

천체사진의 꽃,
망원경 이용한 직초점 촬영


 


직초점 촬영이란?
직초점 촬영이란 한마디로 말해 카메라를 천체 망원경에 직접 연결해 천체를 촬영하는 방법을 의미한다. 원리만 놓고 본다면 직초점 촬영이나 피기백 촬영(2004년 11월호 참조)이나 별반 차이가 없다. 단순히 초점 거리가 긴 망원렌즈를 이용하는 것과 동일하다고 보면 될 것이다. 그렇다면 카메라용 망원렌즈를 쓰면 되지, 왜 천체 망원렌즈를 사용하는 것일까? 첫번째는 비용 때문이다. 비슷한 초점거리, 비슷한 f수의 망원렌즈와 천체 망원경을 비교하면 천체 망원경의 가격이 저렴하다. 초점 거리가 길어질수록 가격 차이는 더 벌어지고, 반사망원경을 사용할 경우 차이는 더 커지게 된다.
두번째 이유는 성능의 문제이다. 카메라 렌즈의 경우 렌즈를 여러 장 쓰기 때문에 빛이 필름 면에 도달할 때까지 많은 수의 광학면과 만나면서 광량의 손실이 발생한다. 그러나 천체 망원경의 경우 렌즈의 개수가 그리 많지 않다. 일반적인 사진 촬영용 굴절 망원경의 경우 보통 세장의 렌즈를 사용하는 정도이고, 옵션으로 사용하는 렌즈를 추가하더라도 여섯장 이상을 넘는 경우는 별로 없다. 또한 천체 망원경은 별을 작은 점의 형태로 만드는데 최적화되어 있는 반면에 카메라 렌즈는 별을 아주 작은 점상으로밖에 만들어 주지 못한다.(여기에 대해서는 피기백 촬영을 통해 확인할 수 있다) 따라서 천체사진에는 망원렌즈를 사용하는 것보다 천체 망원경을 사용하는 것이 더 좋은 결과물을 만들어 낼 수 있다. 참고로 일반 사진의 경우 천체 망원경 보다는 사진용 망원렌즈를 사용해야 결과물이 더 좋다. 천체 망원경은 일반 사진 렌즈 보다 콘트라스트가 낮기 때문이다.



굴절 망원경



뉴튼식 반사 망원경을 발전시킨 슈미트뉴튼식 망원경. 경통의 뒤가 아니라 옆에서 관측해야 하기 때문에 처음 사용할 때는 어색할 수 있다



슈미트 카세그레인식 망원경. 복합광학계 망원경 중에 가장 쉽게 볼 수 있다


 


준비물 및 장비의 선택
직초점 촬영의 준비물은 피기백 촬영의 준비물과 거의 동일하다. 다른 점이 있다면 카메라 렌즈가 천체 망원경으로 바뀐다는 것, 그리고 전체 중량이 늘어나므로 피기백 촬영 시 사용한 적도의 보다 탑재 중량이 더 큰 적도의를 사용해야 한다는 점이다.
경통을 선택할 때는 굴절이나 반사 망원경 어떤 것을 선택해도 상관은 없다. 하지만 중형 카메라를 사용한다면 굴절 망원경을 선택하는 것이 유리하다. 굴절망원경의 이미지 서클이 반사 망원경의 이미지 서클 보다 크기 때문에 화각이 잘려나가는 부분이 줄어든다.
굴절 망원경을 구입할 경우 ED, SD, Fluorite 등 저분산 렌즈가 들어가 있는 Apochromat 구조의 망원경을 선택한다. 이들 망원경은 가격이 높은 편이지만 렌즈의 정밀도가 우수하고 색수차  뿐만 아니라 다른 종류의 수차 보정이 잘 되어 있으며 유지 보수가 간단하다.
반사 망원경도 천체사진에서 사용할 수 있다. 반사 망원경의 경우 구조에 따라 몇가지 타입으로 나뉘는데 이중 손쉽게 구할 수 있는 것이 뉴튼식 반사 망원경이다. 이 망원경은 구조가 단순하며 같은 구경의 굴절 망원경에 비해 가격이 저렴하다. 반사 망원경의 경우 색수차가 전혀 생기지 않는다는 특징도 있다. 이는 천체사진에서 아주 큰 장점으로 작용한다. 그러나 코마수차가 발생한다는 약점도 있다. 코마수차가 있으면 화면의 중심 부근에 있는 별은 점상으로 보이나 화면의 중심에서 멀리 있는 별일수록 부어 보이게 된다. 작은 크기의 CCD를 사용해 촬영할 경우 코마수차는 그리 큰 문제가 되지 않지만, DSLR이나 35mm필름을 사용할 경우 상당히 거슬리는 존재이다. 따라서 코마수차를 보정해 줄 수 있는 렌즈인 코마 커렉터(Coma corrector)를 접안부에 부착해 촬영해야 한다.
반사 망원경은 광축수정을 자주 해주어야 하고, 반사경 청소도 직접 해줘야 하며, 두껍고 지름이 큰 거울을 사용하기 때문에 냉각시간이 길다는 단점이 있다.(대기온도와 비슷하게 냉각돼야 광학계의 제 성능이 나온다) 하지만 상대적으로 저렴한 가격으로 대구경 광학계를 쓸 수 있다는 장점이 있기 때문에 많은 천체사진 작가들이 반사 망원경을 이용하고 있다.
굴절과 반사식의 장점을 갖춘 망원경도 있다. 역시 여러 종류가 존재하지만 국내에서 쉽게 구할 수 있는 것은 슈미트 카세그레인식 망원경과 막스토프 카세그레인식 망원경이다. 두가지 모두 경통의 앞부분에 수차를 줄여주는 보정판이 있고, 보정판을 통과한 빛을 경통 안쪽에 위치한 오목 거울에서 반사시켜 빛을 모으게 되는 방식의 망원경이다. 사진렌즈용으로 나오는 반사 렌즈는 막스토프 카세그레인식의 광학계를 사용하고 있다. 이런 종류의 망원경들은 초점거리에 비해 경통 길이가 짧은 장점이 있지만, 일반적으로 초점거리가 너무 길고 이에 따라 f수가 10내외인 경우가 많기 때문에 필름카메라나 DSLR로 천체사진을 찍기에는 노출시간이 너무 길어져 적당하지 않다. 하지만 고감도의 냉각 CCD 카메라를 이용해 Deep-sky 촬영을 하거나 행성촬영을 할 경우에는 적당한 광학계라고 할 수 있다.
경통 선택에서는 어느 정도 레벨 이상인 고급제품을 고른다면 어떤 광학계의 망원경인지는 그다지 중요한 문제가 되지 않는다. 단지 취향의 문제일 뿐이다. 하지만 반드시 초점거리와 f수 등 두가지 요소는 고려해야 한다.


 


1. 초점거리
초점거리에 따라 찍을 수 있는 대상이 바뀐다. 600mm 정도면 큰 성운이나 산개 성단, 큰 은하를 찍을 수 있다. 초점거리가 그다지 길지 않기 때문에 가이드 오차가 줄어들어 좋은 사진을 건질 수 있는 확률이 높다. 그러나 몇몇 대상을 찍고 나면 더이상 촬영할 만한 대상이 없어진다. 1000mm 정도면 촬영할 수 있는 대상이 많이 늘어난다. 그러나 초점거리가 길어지면 길어질수록 가이드 정밀도가 높아져야 하기 때문에 보다 정교한 적도의와 가이드 시스템이 필요하다. 천체사진 입문자라면 600~800mm 정도의 초점거리를 가진 망원경이 다루기 쉽다. 또한 이런 단초점 경통에는 대체로 초점거리를 늘려줄 수 있는 익스텐더가 액세서리로 나와 있기 때문에 나중에 손쉽게 초점거리를 늘릴 수도 있다.


2. f수
f수에 따라 노출시간이 결정되는 것은 사진렌즈나 카메라 렌즈나 마찬가지이다. f수가 작은 망원경일수록 짧은 노출로 촬영이 가능하다. 사진 촬영에 이용되는 망원경은 보통 4~6정도의 f수를 가지고 있으나 행성촬영 전용으로 사용하거나 혹은 냉각 CCD 카메라를 사용할 경우에는 좀 더 큰 f수의 망원경을 구입하여도 상관없다.
보통 망원경과 관련된 글을 보면 구경이 클수록 잘 보인다고 한다. 천체사진에서도 구경이 큰 망원경을 사용하면 어두운 대상을 보다 더 선명하게 촬영할 수 있다. 그러나 천체사진에서 망원경의 구경은 아무래도 안시 관측용 망원경을 선택할 때 보다 우선 순위가 낮아진다. 왜냐하면 초점거리와 f수가 정해지면 구경은 자동적으로 결정되기 때문이다.



T-ring을 이용해 카메라와 천체 망원경을 연결한 모습



적경축의 무게 중심을 잡는 모습. 무게추의 위치를 조정해 적위축이 지면과 수평을 이루도록 한다.



적위축의 무게 중심을 잡는 모습. 경통의 위치를 조정해 경통이 지면과 수평을 이루도록 한다.


 


장비 설치 및 촬영
장비 설치 방법은 피기백 촬영과 기본적으로 차이가 없다. 하지만 피기백 촬영에 비해 장비의 부피가 커지고, 무게도 늘어나기 때문에 전체적으로 진동에 취약하다. 따라서 장비 설치를 좀 더 견고하게 할 필요가 있다. 장비를 조립하고 난 후 경통을 흔들어 보면 어느 쪽에서 진동이 생기는지 쉽게 알 수 있다. 대체로 각 연결 부위에서 진동이 생기기 쉬운데 특히 적도의와 경통밴드를 연결한 부분이 취약한 경우가 많다. 적당한 개조를 통해 진동 발생을 최소화할 수 있다.
장비 설치 후 카메라를 접안부에 부착한다. 카메라를 부착하기 위해서는 T-Ring이라는 부속품이 필요하다. 카메라 기종마다 마운트의 모양이 다르므로 이와 같이 별도의 부속을 사용하도록 되어 있다. T-ring은 망원경 가게에서 쉽게 구할 수 있다.
가이드 정밀도를 높이기 위해 적도의의 무게 중심을 가능한 정확히 잡아주어야 한다. 이를 위해 망원경과 가이드 스코프의 배치에 신경 써야 한다. 피기백에서는 가이드 망원경과 카메라 렌즈를 나란히 배치하는 것이 편하지만 직초점 촬영에서는 좌우로 나란히 배치하게 되면 무게 중심을 잡기가 상당히 어려워지기 때문에 수직으로 배치하는 것이 유리하다.
이제 카메라에 릴리즈를 부착하고 초점을 맞춘 후 촬영하면 된다. 이때 셔터 속도를 B로 하는 것을 잊지 말아야 한다. 셔터 개방 전에 오토 가이더부터 작동시켜는 것 역시 기억해야 한다. 오토 가이더가 제대로 작동하고 있는지 확인한 후 셔터를 작동시켜야 제대로 가이드를 할 수 있다. DSLR을 사용한다면 노출시간이 필름에 비해 짧아도 상관은 없다. 디지털 카메라에는 상반칙불궤 현상이 나타나지 않기 때문이다. 이같은 특징으로 인해 필름에서는 10분 정도 노출을 주어야 한다면, 디지털에서는 2~3분 정도의 노출로 촬영이 가능하다. 디지털의 겨우 노출시간이 너무 길어지게 되면 오히려 노이즈가 심하게 생기기 때문에 좋지 않다. 노출시간이 짧으면, 가이드 오차도 줄일 수 있다. 하지만 너무 짧으면 찍히는 것이 별로 없으므로 촬영 상황과 대상에 따라 노출시간을 결정하도록 한다. 보통 감도 ISO 800~1600 정도에서 노출시간을 3~5분 정도 주는 것이 DSLR을 이용한 직초점 촬영의 기본이다. 이 정도 시간에서 촬영하게 되면 사진이 좀 어두워 보일 수 있으나 많은 컷을 촬영해 합성을 거치면 오랜 시간 노출을 준 것과 거의 비슷한 효과를 볼 수 있다. 하지만 전체적인 노출시간은 늘어나야 한다. 카메라의 파라메터 세팅도 중요하다. 세팅 값에 따라서 색감이 달라지기 때문이다. 필자의 경우 적당한 파라메터 세팅 값을 찾을 수가 없어 RAW 모드로 촬영한 후 C1 Pro와 같은 S/W에서 처리한다. 귀찮은 방법이기는 하지만 원하는 의도를 제대로 반영할 수 있다는 장점이 있다. 또한 RAW 파일은 한 픽셀당 12bit의 정보를 가지고 있기 때문에 계조 표현이 유리하다는 장점도 있다. 따라서 메모리를 넉넉하게 준비해 여유 있게 RAW 모드로 촬영해야 한다.


 


TIP, 시간 비용 줄이려면 동호회 가입이 지름길
고정 촬영법을 제대로 하려면 아주 많은 시간과 비용을 투자해야 한다. 장비에 적응하는 시간과 날씨, 월령에 의해 제한 받는 시간 등의 이유로 인해 초보자의 경우 자신의 장비에 완벽하게 적응하는데 6개월 이상은 걸린다. 비용도 마찬가지다. 처음 장비를 구입할 때 망원경 가게에서 권해주는 장비 혹은 스스로 카다로그를 보면서 선택한 장비를 구입해 사용하다 마음에 들지 않으면 계속 장비를 업그레이드하게 된다. 이같은 시간과 비용의 낭비를 줄이고 싶다면 일단 동호회에 가입하는 것이 좋다. 기왕이면 대형 포털 사이트에 있는 온라인 위주의 동호회 보다는 규모는 작지만 오프라인 위주의 모임 및 관측을 자주 나가는 동호회에 가입하는 것이 실력 향상에 도움이 된다. 모임에 나가게 되면 보다 구체적인 촬영 기법에 관한 조언도 들을 수 있고 장비를 선택할 때도 도움을 받을 수 있다.

자료제공 : 월간사지

 
 
 
 
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