光害下的曝光時間計算

2020.08.30

大部分都看 meteoblue 的預測數據，有時也會參考 clearoutside，今天突然發現輸入觀測地的經緯度後就會 SHOW 出該地的 Sky Quility 及 Bortle 等級：

真是後知後覺！

續篇：如何得到最佳訊噪比

不查不知道，上了 DarkSiteFinder.com 才知道自家竟然位於「蛋白」區：

進一步查知還了解到光害更是越來越嚴重：

就連常去的清境民宿所在，也不是位在光害黑區（至少比市區好太多了）：

於是痛下決心好好地研究如何減少光害對影像的影響。

這實在是個不好處理的難題，在 YouTube 找到這兩支影片，仔細看了好幾遍：

然後再把自己手上的器材（Nikon D610 & SONY A7s）及預備購入的 ZWO ASI533MC-Pro 的各項參數先搜集好：

如果相機手冊或查不到相關的數據，可以上 DxO ，只是查得的數據與早先在 Sensorgen.info （網站已不在了）查得的略有出入，後續的計算是以 Sensorgen.info 的數據。

 Sensorgen.info Nikon D610 的數據：

 Sensorgen.info SONY A7s 的數據：

  DxO  Nikon D610 & SONY A7s 的數據：

至於 ZWO ASI533MC-Pro 則前往官網即可得到各項數據：

然後前往上述影片中提及的 https://tools.sharpcap.co.uk/ 輸入相機的各項參數及拍攝地點的光害等級以計算出 Sky Background Electron Rate。

雖然知道自家所在位於白區，但 Bortle Number 到底應該輸入多少就不知道了，所以就用最高的 9 來計算，或許也可以用 8.5 ，想想之前使用 Nikon D610 + F6.5 的銳星 SharpStar 107 PH 曝光 90 秒經後製的影像還可以看得過去，所以再計算到 Bortle Number 7 為止，並預估常去的清境民宿所在可能是  Bortle Number 3 ，將所得的資料一一輸入 Number 裡，並以影片提供的公式來計算光害影響下各相機最佳的曝光時間：

 Number 的計算結果如下：

以上的計算還是困擾於到拍攝地點的光害程度要輸入多少的數據才是正確的？舉例來說，使用 Nikon D610 + F6.5 的銳星 SharpStar 107 PH 曝光 90 秒經後製的影像還可以，與上述計算差了蠻多的，往回推算的話，能夠曝光 90 秒的地方會是 Bortle Number 4.6 ，這算是市郊的天空（Suburban Sky）呢！或許也有可能拍攝時已是深夜，而且我選擇的拍攝目標於這個時間點都是位在較高的地方（高度大於 45度，受到光害、大氣的影響會更小）。

（註：Google 後查得的資料：天空中不同天區的的表面亮度（單位 mag/arcsec2 ）會隨著時間、方位、仰角與天候狀況而變動，尤其是有光害的地方更為明顯。）

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2020.08.04 補充的想法

當初就是被這支影片搔到的，他在東京的 White Zone 下能夠以曝光 30 秒拍攝多張經 PI 疊圖後製得到不錯的影像，這才在淘寶下訂 ZWO ASI533MC-Pro 。

前面提到，使用 Nikon D610 + F6.5 的銳星 SharpStar 107 PH 曝光 90 秒經後製的影像還可以，往回推算的話，能夠曝光 90 秒的地方會是 Bortle Number 4.6 ，這可能拍攝時已是深夜，而且我選擇的拍攝目標於這個時間點都是位在較高的地方，所以當時的天區可能就相當於 Bortle Number 4.6 。以拍攝 M27 為例，當時總共拍了 ISO 400 曝光 90秒的影像六十張，設了 Dither，花了近三個小時才完成拍攝作業。

若是使用 ZWO ASI533MC-Pro 在社區頂樓拍攝，並以上述 Bortle Number 4.6 反推回去，在 Gain 100 時的最佳曝光時間是 31秒，恰好與影片作者的曝光時間幾乎相同，真是不謀而合。

所以產生了一個想法，是不是以 ZWO ASI533MC-Pro 單張曝光 31秒就能夠得到與Nikon D610 曝光 90秒一樣的訊號（目標星系、星雲的光子量）且因曝光時間較短，光害造成的噪訊也能更少？若答案是肯定的，那就太棒了！因為這樣就可以縮短至少 1/2 的拍攝時間，且可以得到更加乾淨的影像。這只能等 ZWO ASI533MC-Pro 入手後能夠有個好天氣來測試了。

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所以......是不是可以有個辦法可以得到更佳的光害程度的數據？（除了購買星空品質測試儀 SQM 外）

做了一番功課後，從以下幾篇文章：

• How can I measure light pollution?
• Phone app measures night sky brightness
• Night Sky Data to the People!
• Loss of the Night citizen science project

手機下載了免費的Loss of the night 也有 Android 的，並花了台幣 70 元購買了只有 For iOS 的 Dark Sky Meter（根據國外網友查到的資料是被 Apple 買去了，之前還有 Andorid 版，但被下架了。），只是這幾天颱風掃過，天氣不佳還無法測試。

從第二篇文章的說明，感覺上 Dark Sky Meter 這支 app或許能夠得到較準確的數據，因為使用上要先以 iPhone 拍一張 Dark 影像（放在口袋裡拍攝？蓋住鏡頭拍攝就對了），然後再對準天頂（或是頭頂正上方）拍攝一張天空的影像，app 經過比對兩張影像後可以計算出天空的品質。