Raspberry Pi で星景写真

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1. Raspberry Pi で星 Raspberry Pi で星 景写真 景写真 Kenichiro Matohara(matoken) <maroken@kagolug.org> 1 / 27
2. 南隅から参加(鹿児島の右下) 好きなLinuxディストリビューションはDebian お仕事募集 mailto:work＠matohara.org Kenichiro Matohara(matoken) Kenichiro Matohara(matoken) https://matoken.org https://matoken.org 2 / 27
3. 星景写真 星景写真 星のある景色を写真に 光学部分が天文写真よりもお手軽 星の動きや流星，人工衛星の軌跡など(ISS明るくておすすめ) フィルムカメラの頃は高感度フィルムを使い長時間露出 デジタルカメラでは短時間で撮影した写真を連続で撮影し，合成 ノイズ対策 一眼レフカメラではレフ板の劣化が心配(10万〜20万回程迄) (小江戸らぐのLinuxUserに寄稿した もの) 衛星をインターバル撮影して合成 3 / 27
4. Pentaxのカメラでの撮影例 Pentaxのカメラでの撮影例 レリーズケーブルからマイコン(Arduino)でシャッター制御してイン ターバル撮影を実現 撮影後PCで比較明合成 4 / 27
5. 人工衛星と飛行機 人工衛星と飛行機 5 / 27
6. ハッブル宇宙望遠鏡 ハッブル宇宙望遠鏡 6 / 27
7. H-IIB F6 🚀 H-IIB F6 🚀 7 / 27
8. Raspberry Pi カメラでの星景写真 Raspberry Pi カメラでの星景写真 センサ感度から難しいと思っていた( のに) というソフトウェアを見つける Raspberry Piカメラで流星などを撮影するためのソフトウェア Raspberry Pi + CSIカメラでコンポジット撮影をお手軽に出来るよ うになる 他の組み合わせはNG 手元にv1, v2 のカメラがあるので試してみる 150万画素のコンデジで撮影し してたこともあった meteotuxpi 8 / 27
9. Raspberry Pi公式ICS2接続カメラ Raspberry Pi公式ICS2接続カメラ バージョン 解像度 備考 v1 5MP - v2 8MP - HQ 12MP レンズ交換可能， C/CSマウント 指定可能パラメータにカメラごとに差異がある それぞれに今回向きのNoIR版もある Raspberry Pi Zeroの初代ではCSIコネクタがないので使えない Raspberry Pi ZeroではCSIコネクタが小型でケーブル形状が異なる 9 / 27
10. 必要なもの 必要なもの CSI2コネクタのあるRaspberry Pi 恐らく初代でも動作するが，B+以降でテストされている OS&写真格納ストレージ SD card等 Raspberry Pi OS armhf meteotuxpiはarmhしか提供されていない 電源 モバイルバッテリー等 10 / 27
11. 前準備 前準備 VRAMを128MB以上に raspi-config コマンドで Performance Options の GPU Memory を 128MB 以上にする カメラモジュールを有効に raspi-config コマンドで Interfacing Options の Camera を有効にする． カメラパイロットLEDをOFFに(option) /boot/config.txt ファイルに disable_camera_led=1 を 追記 meteotuxpi をダウンロードして適当な場所に展開して実行権を つけておく 11 / 27
12. meteotuxpi 実行例 meteotuxpi 実行例 meteotux_pi -d 30 -e 2000 -g 1 -v 総撮影時間30秒 露出時間2000ms ゲイン1 露出時間2秒の写真を30秒の間撮影し続けて合成して， 2021-08- 10T04:43:11+09:00.jpg のようなファイルとして保存を停止する まで続ける．撮影時間の指定なども出来るので，夜になったら撮影 開始，朝になったら撮影終了とかも指定可能． 12 / 27
13. option option $ ./meteotux_pi Raspberry _pi meteor camera written (C) By Jani Lappalainen 2014-> version 1.5.18 Missing parameter -d Parameters: --drc Optional. Dynamic range compression level. Values:off/low/medium/high. Default va -d Required. Minimum duration of record of one image in seconds. Resticted to range exposure time (500ms*20=10s) to keep frames count equal on each image. -e Optional. Exposure time in milliseconds. Minimum value 100ms. Maximum value depend -f Optional. path/text added front of filename. Example: -f "images/allsky-" will wr on folder images. Folder images must exist. -g Optional. Manual gain to overwrite camera automatic gain control (AGC). Must be m (verbose) flag -h Optional. Show help. -t Optional. UTC start and end time; hh:mm-hh:mm. Example: --time 21:00-07:00 will ru is UTC+2. Default value 00:00-00:00 (infinite). -v Optional. Verbose. Shows more information. 13 / 27
14. 適当なパラメータで一晩放置し 適当なパラメータで一晩放置し てみる てみる 1日目真っ白orz 条件は悪いけどWi-Fiの届く場所で試すことに 14 / 27
15. v1カメラ v1カメラ 2日目．すごくムラになるけど拡大すると星が写っている 15 / 27
16. 同じパラメーターで撮影を続けているのに結果が全然違うものにな る? 16 / 27
17. v2カメラ v2カメラ ムラも出ないし結果も一定なのでいい感じそう? 一晩続けてみる 17 / 27
18. 比較明合成 比較明合成 撮影した写真群を比較明合成して1枚の写真にする 以前は を使っていたがLinux版がリリースされなくなって久 しいのでとりあえずImagemagickを利用 StarStaX $ composite -compose lighten 画像1 画像2 出力画像 $ composite -compose lighten 画像3 出力画像 出力画像 : 18 / 27
19. script script #!/usr/bin/perl use strict; use warnings; my $out="out_lighten.bmp"; my @list= glob('*.JPG'); my $N=$#list+1; my $i=0; foreach my $file (sort @list) { $i++; if ($i == 1) { print "\n#$i/$N cp $file $out\n"; my @args = ( "convert", $file, $out ); system(@args) == 0 or die "system @args failed: $?"; } else { print "#$i/$N composite -compose lighten $file $out $out\n"; my @args = ( "composite", "-compose", "lighten", $file, $out, $out ); system(@args) == 0 or die "system @args failed: $?"; } } 19 / 27
20. 20 / 27
21. タイムラプス動画にしてみる タイムラプス動画にしてみる 追記とかできないかな? $ cat 2021*.jpg out_lighten_2021-08-*.jpg | \ ffmpeg -f image2pipe -vcodec mjpeg -r 8 -i - -codec copy output.mkv https://www.youtube.com/watch?v=o3Sk2DyxNis 21 / 27
22. v2カメラで星撮れた v2カメラで星撮れた しかし少し暗かったようで流星は写ってなさそう もう少し明るく映るようにしたほうが良さそう しかし雨続きでその後試せていない 22 / 27
23. 問題や試したいこと 問題や試したいこと ペルセウス座流星群の時期だ! 天気予報「☔☔☔☔☔☔☔☔☔☔」 水ぬれ対策(雨，朝露，霧) 現在はポリ袋>< 100円ショップのタブレット向け防水ケースが簡易的には良さそ う ビデオカメラハウジングの中古 撮影ソフトウェアの変更 23 / 27
24. ポリ袋入りPi ポリ袋入りPi 24 / 27
25. 100円ショップのスマホ三脚便利 100円ショップのスマホ三脚便利 25 / 27
26. まとめ まとめ v2カメラでもそれなりに撮れそう 一眼レフカメラに比べて故障を期にせずに撮影できるので撮影頻 度を上げられそう HQのNoIRで画角の広いものにするとさらに良さそう サードパーティのカメラも色々あって面白そう 晴れて…… 26 / 27
27. 奥付 奥付 発表 発表者 利用ソフトウェア ライセンス CC BY-NC-SA 4.0 LILO&東海道らぐオンラインミーティング 2021-08-15 Kenichiro Matohara(matoken) Asciidoctor Reveal.js 27 / 27