M104 （Kstars／Ekos）全記錄

 

前言

再次練習雙窄帶濾鏡的使用，Kstars／Ekos 的 focus module 還是無法正確對到焦（在 Raspberry Pi 決定放棄） ，換上 STC 寬帶光害濾鏡才順利完成整個拍攝流程。全程在 Mac mini 2018 桌面電腦上用 VNC 遙控，並以 QuickTime Player 螢幕錄製下來（所以在頂樓以 iPad Pro 或手機操作的畫面也能一起錄製下來），再以 Final Cut Pro 簡單剪輯成約五分半的影片：

（註：Sharpstar 61EDPH II 拍攝 M104 焦長太短，只是隨便找的目標，測試能否拍攝成功而己）

心血來潮，把兩年前拍的 M104 （以焦長 700mm 的 Sharpstar  107 PH APO 拍攝，73X120s -10℃ Gain 101， 也是在社區頂樓拍的)重新後製，做個比較：

 

（用了 Raspberry Pi 加上底下的器材後，那種輕便，實在讓人對使用 Sharpstar  107 PH APO 興趣缺缺，但時序進入拍星系的時節，小小的星系，不用又不行，實在困擾！）

拍攝時間：2023.03.17

拍攝器材：

• 相機：ZWO ASI533MC-Pro
• 望遠鏡： Sharpstar 61EDPH II
• 平場鏡或減焦鏡：0.82X 減焦鏡
• 赤道儀：AZ-GTI星野赤道儀
• 對焦：ZWO EAF
• 濾鏡：STC 寬帶光害濾鏡
• 導星鏡：120mm F4
• 導星 CCD ：QHY5L-II-M
• 腳架：GITZO GK 2580TQR
• 電子極軸鏡：PoleMaster 電子極軸鏡
• 電源：市電
• 控制電腦：Raspberry Pi 4B 2G
• Wi-Fi 訊號延伸 Repeater ： Netgear 3072 + 飛樂 Discover 15000 mAh 行動電源（Luke 的休閒筆記: 冬天寒風中天文攝影的遙控拍攝：無線延伸篇）
• 遙控：iPad Pro 12.9 吋 + VNC ； Mac mini 2018 + VNC ； iPhone 13 mini + VNC

拍攝說明：配合影片的順序

• Kstars／Ekos focus module 自動對焦的設定還需多練習才能搞定，這次是以連續曝光的方式，從初始位置 4625 手動以 150 Step 調整，在 4925 時，偵測到星數有十幾個，應該可以用來 Plate Solve 。
• 先以角宿一做一星校正（所以選 Sync），Plate Solve 成功，確認這個焦點位置沒問題才能進行下一步。
• 以 Kstars 找到附近的 M104 做為拍攝目標，Slew 過去再 Plate Solve 也成功
• 定位成功後，使用內建的 Guider 開始導星，會先做 Calibration ，做完後才開始導星
• 設定目標的各項拍攝參數：Gain 101 Offset 70 曝光 90秒 10℃ 及拍攝 60 張，因只是測試性質，所以在拍完 22 張後提前結束。
• 在桌面電腦設好平場拍攝計畫，以 Mount Control 把望遠鏡指向天頂，然後帶著 iPad Pro 及手機上頂樓。由於換上了 STC 寬帶光害濾鏡，所以把 iPad Pro 亮度調在約 1/5 處放到望遠鏡上，再開啟手機的 VNC 來執行拍攝，經過測定後以 0.438 秒拍攝 15 張平場：
  
  
  
• 下圖為手機的截圖：
  
  
  
• 拍完亮平場後，拿起 iPad Pro 並將望遠鏡蓋上蓋子，然後以 iPad Pro 操作，點擊「魔術棒圖示」會自動帶入與測得亮平場一樣曝光時間的暗平場拍攝計畫：
  
  
  
• 暗平場結束後就可以關機並收拾器材。
• 總共拍攝了 22 張 Lights，淘汰了 3 張，以 19 張來疊圖後製，總曝光時間 28.5 分：
  
  
  

結語：

很難想像現在一台名片大小的電腦就能控制如此複雜的拍攝。

關於 Kstars／Ekos 的對焦

 「沒有對好焦點，其餘免談」

沒有對好焦點，無法 Plate Solve ，就不能準確定位拍攝目標，其他設得再好也沒用。

經過幾次的練習都以失敗告終，再參考了一些國外網友的說明，只能說 kstars/ekos 的 focus module 在雙窄帶濾鏡的使用下幾乎是無法正確對好焦。就在 2023.03.15 無雲的晚上，花了兩個多小時就是無法對好焦，於是鐵了心，同樣的器材換上 Windows 小筆電以 NINA 來對焦，三兩下搞定（這還只是 Binning 1X1 Gain 400 曝光 7 秒；而在 kstars/ekos 下則是 Binning 4X4 Gain 400 曝光 7秒）：

沮喪之心，幾乎都想放棄 Raspberry Pi 了。

由於 ZWO ASI533MC-Pro的 Gain 最高可以設到 600 ，準備以 Binning 4X4 Gain 600 曝光 5 秒再來試試看，如果還不行，再換成 STC Clip Filter Astro MS 內置型光害濾鏡，若是連這個也不行，大概真的只能放棄 Raspberry Pi 。（在市區不用光害濾鏡就不用玩了）

使用 Raspberry Pi 的主因就是要擺脫筆電的束縛（還得搬桌子、椅子上頂樓），要的輕便在市區使用光害濾鏡拍攝，若是難得能夠上山的拍攝，器材的重量就不在考慮範圍，要得是能穩定的拍攝流程，這在使用 Win 小筆電 + NINA + PHD2， 只要天氣好都能順利完成任務。

註：

• 根據查得國外網友說沒有問題的人，都是使用濾鏡輪的 Lum 來對焦，然後再使用其他濾鏡，而自己是固定式的兩寸雙窄帶濾鏡，需要裝上後能對焦才有用。
• 看來 kstars/ekos 的 focus module 用在不需裝濾鏡的山上拍攝應該不會有問題才對（下次也可在頂樓試試不裝濾鏡時的對焦）。
• 上山的拍攝，就如往常一樣的器材，而 Raspberry Pi 也可以是個選項，只是多帶個「名片盒」而已，也差不多熟練如何拍攝，可以在開始時先裝上，若能對好焦，後續就用它拍攝，不行就換上小筆電，如以往的拍攝流程。
• 在市區頂樓使用雙窄帶光害濾鏡的拍攝，大概只能用 Win 小筆電 + NINA + PHD2 。

結論：

NINA 才是最厲害的，而且免費！

後記：
Raspberry Pi 使用 PoleMaster 沒有問題（以 VNC 遙控操作）

關於 Kstars/Ekos 拍攝平場

2023.03.12

Kstars/Ekos 想要真正實戰，只能說「沒有對好焦點，其餘免談」，因此接下來只能天氣好時根據這支影片：Part 8: Ekos Focus Module - YouTube 來好好練習對焦，看能不能有所改進，之前玫瑰星雲能夠拍到，只能算是運氣好。

2023.03.11

玩了 Raspberry Pi 對於平場的拍攝的了解才更深入了一些，ZWO ASI533MC pro 雖然是 14-bit 但 Ekos 的平場拍攝是以 16 bit 儲存，所以 ADU 要以 2^16 = 65536 來計算，因此拍攝時的 ADU 就設為 29500 （ADU Max X45%）：

拍攝時把 iPad Pro 的亮度調在中間（其實隨便的亮度應該都可以，Ekos 會計算適合的曝光時間配合設定的 ADU）

因此把可能拍攝的狀況：不使用光害濾鏡、使用 STC 寬帶光害濾鏡、使用 Optolong L-EXTREME 雙窄帶濾鏡，先在室內做了一番測試，拍攝時三種情形的 iPad Pro 亮度固定一樣，相機溫度 -5℃ ，經過 Ekos 計算適合的曝光時間就會因有無濾鏡及不同濾鏡而有所不同：

三種情況皆拍攝 5 張 Flat 及 5 張 DarkFlat ，再經由 PixInsight 做成 FlatMaster 測量的實際 ADU ：

• 不使用光害濾鏡
  
  
  
• 使用 STC 寬帶光害濾鏡
  
  
  
• 使用 Optolong L-EXTREME 雙窄帶濾鏡
  
  
  可以看出三種不同的狀況，在經由 Ekos 計算適合的曝光時間後，ADU 的區間都差不多，因此以後的拍攝就可以依此方式，不用再傷腦筋了。

註：

• 在做這項測試時，由這個討論串：ASI533 Flats question, ADU etc - Beginning Deep Sky Imaging - Cloudy Nights 才知道有這個 Flat Contour Plot 工具：
  
  
  
• 從上面做的 FlatMaster ，再 FlatContourPlot 後（右邊的部分），可以看出 ZWO ASI533MC pro 的 CMOS 很髒了（也不敢直接清，以免越弄越糟），反正只要有拍攝平場都不怕，這些都可以消除。
• 於測試過程，這個過子午線自動翻轉忘了取消（因為拍平場時會手動把鏡筒指向天頂，就會開始計時），好在 iPad Pro 拍完後馬上收起，這次的翻轉時沒有摔到，下次要拍時，記得要先取消：
  
  
  
• 因為測試時把所有器材的線都連上，所以連 QHY Polemaster 也出現，測試了，竟然可以拍攝，值得試試是否 Ekos 的極軸校正功能也可以用它來做，若可以，順便也可以與安裝的 PoleMaster 校正程式比較那個校正較快速？還有精準度？
  
  
  

拍攝平場的步驟：

• 在「相機」畫面裡，①先選 Flat②設定曝光時間為 1 秒（這裡要使用 ADU 的偵測，所以一定要設為 1 秒，拍攝時會視 iPad Pro 的亮度來決定真正的曝光時間） ③拍攝張數④設定校正選項（下個步驟說明）
  
  
• 校正選項裡，ADU 設 29500， iPad Pro 亮度開到中間即可（高一點低一點都可以）。設為「手動」，使用 Mount Control 自行轉到天頂，方便把 iPad Pro 放上去（實際拍攝時會先在室內遙控做好）。
  
  
  
• 按 + 把前面的設定加入拍攝序列，按紅色箭頭來執行拍攝（實際拍攝時會帶上 iPad Pro 與手機上頂樓，開啟 Procreate 顯示白畫面，然後把 iPad Pro 亮度開到最亮並放到鏡筒上，再由手機執行）。
  
  
  
• 拍完平場，把 iPad Pro 拿起來，鏡筒蓋上蓋子，再點選魔術棒圖示，這會自動加入 DarkFlat 且曝光時間與 Flat 偵側到一樣的序列等待執行拍攝：
  

Raspberry Pi--第一次還算成功的試拍

 

Gain 101 5℃ 180sX10 FlatX10 DarkFlatX10 

前言

天文攝影的基本技術是一步一腳印走過來，從已熟練的 Windows 系統下的 N.I.N.A. 改成 Raspberry Pi + Kstars/Ekos， 換個系統就像換輛車一樣，技術已在，熟悉一下自然就能很快進入狀況(就像從自排車換成手排車，可能自己一路走來是先從手排到自排，現在只是再回到手排才比較容易進入狀況吧)。但可能還不夠熟悉，過程中常會需要重新啟動 INDI，而 PHD2 也不穩，最後用 Ekos 內建的 Guider 才完成拍攝。

拍攝時間：2023.03.09

拍攝器材：

• 相機：ZWO ASI533MC-Pro
• 望遠鏡： Sharpstar 61EDPH II
• 平場鏡或減焦鏡：0.82X 減焦鏡
• 赤道儀：AZ-GTI星野赤道儀
• 對焦：ZWO EAF
• 濾鏡：Optolong L-EXTREME 雙窄帶濾鏡
• 導星鏡：120mm F4
• 導星 CCD ：QHY5L-II-M
• 腳架：GITZO GK 2580TQR
• 電子極軸鏡：PoleMaster 電子極軸鏡
• 電源：市電
• 控制電腦：Raspberry Pi 4B 2G
• Wi-Fi 訊號延伸 Repeater ： Netgear 3072 + 飛樂 Discover 15000 mAh 行動電源（Luke 的休閒筆記: 冬天寒風中天文攝影的遙控拍攝：無線延伸篇）
• 遙控：iPad Pro (12.9 吋) - 技術規格 (台灣) + iPad 12.9 鍵盤帶背光保護套 + 可充電無線鼠標雙模藍牙5.0（Luke 的休閒筆記: iPad Pro 變身遙控筆電）

拍攝地點：台中市區社區頂樓

拍攝前的室內練習心得彙整

主要是練習如何使用上述的 「 iPad Pro 觸控筆電」以 VNC 遙控 Raspberry Pi （所以 Kstars/Ekos 是在 Raspberry Pi 裡執行的 ）。等夠熟悉，也覺得系統夠穩定時才會上山拍攝。

「 iPad Pro 觸控筆電」 + VNC 使用心得

• 不要使用瀏覽器，連線效率差，而且容易當掉，改用 VNC ，同樣的環境，效率就是好。
• 設定 iPad Pro 12.9 吋 2732X2048 的解析度能夠全部用，因為未為幾乎要用它來遙控。經過一連串的測試，最終得到的結論是 Raspberry Pi 4 的 GPU 最大只支援到 1920X1080 ，所以 4:3 的 iPad Pro 使用時會需要捲動，這很困擾，妥協之策只得改為 1600X1200 來使用。
  
  
  
  
• 要改成自訂的解析度可以修改 /boot/config.txt 的內容，可依 STICKY: HOWTO: Create Custom HDMI modes - Raspberry Pi Forums 說明的方法。嚐試想把解析度改為 iPad Pro 的原生解析度 2732X2048 也因為Raspberry Pi 4 的 GPU 最大只支援到 1920X1080 ，只得使用 4:3 的 1600X1200 。
• Kstars 按空白鍵來切換為地平模式檢視，這樣才能使用觸控的操作能夠按習慣的方式正常轉動，放大縮小則按工具列的提示。VNC 遙控唯一不方便的地方是觸控模式沒法模擬滑鼠右鍵，只能切換到滑鼠模式，先將游標移到目標，單指雙擊選中目標再雙指單擊才可以顯示右鍵選單。
• 雙指按住螢幕，慢慢上下滑動可以放大縮小。
• 單指雙擊後，在第二次時按住，就可以拖曳移動星空。
• 使用藍芽鍵盤與滑鼠，正常情況無法輸入中文，但可以在備忘錄 app 裡輸入好，再切換過去，就可以貼上中文。
• 觸控模式下要點選如下圖的鍵盤圖示才能輸入，使用實體鍵盤就不用這麼麻煩，直接按鍵盤即可輸入。
  
  
  

赤道儀

• 啟動 INDI ，赤道儀連接後，初次使用要先把主鏡及導星鏡的焦長、口徑設定好：
  
  
  
• 極軸校正及拍攝平場時需要的 Mount Control 就是在這裡叫用的。

極軸校正

• 安裝 QHY Polemaster ，使用這篇文章的步驟：Install PoleMaster on Astroberry – Gregory Giuliani 很順利完成，只是從 QHY 官網下載的 Polemaster 是 PoleMaster_Qt-for-Ubuntu-x86_64-1.3.5 ，並不是文章內的 PoleMaster_Qt-for_RPI-Ubuntu-1.3.5.0，Google 後找到 Raspberry Pi Autoguider for Astrophotography · GitHub 文章內提到的連結 ：https://www.qhyccd.com/uploadfile/2018/1222/20181222054316365.zip 才能下載正確的版本。
  
  
  
• 進行極軸校正時還需先叫出 Kstars/Ekos 的 Mount Control 來進行 RA 軸的旋轉：
  
  
  
• 下次可以嚐試使用手機來對極軸（PoleMaster）。也可以使用 Kstars 的對軸步驟時用手機來顯示，使用雙指來放大要調整的畫面。

拍攝

• 拍攝平場的步驟：
  • 在「相機」畫面裡，①先選 Flat②設定曝光時間為 1 秒（這裡要使用 ADU 的偵測，所以一定要設為 1 秒，拍攝時會視 iPad Pro 的亮度來決定真正的曝光時間） ③拍攝張數④設定校正選項（下個步驟說明）
    
    
  • 校正選項裡，ADU 設 20000， iPad Pro 亮度開到最亮，曝光時間大概在 0.3 秒左右，這是在使用雙窄帶濾鏡的環境；本來是選紅圈內的設定，方位 90；高度 90 ，就會如 N.I.N.A. 裡的 Flat Assistant，執行拍攝時先把望遠鏡指向天頂，方便把 iPad Pro 放上去，但測試時不曉得為何在繼續拍攝 DarkFlat 時轉到另一邊，沒來及把 iPad Pro 拿下來就摔到地上，好在沒怎樣，再來就改為「手動」，使用 Mount Control 自行轉到天頂（實際拍攝時會先在室內遙控做好）。
    
    
    
  • 按 + 把前面的設定加入拍攝序列，按紅色箭頭來執行拍攝（實際拍攝時會帶上 iPad Pro 與手機上頂樓，開啟 Procreate 顯示白畫面，然後把 iPad Pro 亮度開到最亮並放到鏡筒上，再由手機執行）。
    
    
    
  • 拍完平場，把 iPad Pro 拿起來，鏡筒蓋上蓋子，再點選魔術棒圖示，這會自動加入 DarkFlat 且曝光時間與 Flat 偵側到一樣的序列等待執行拍攝：
    
    
    
  • 上圖由於是事後補的截圖，無法顯示這個過程，這支影片可以說明整個過程：
    
    
• 要不是得用 iPad Pro 拍攝平場，不然一支手機就能搞定整個拍攝流程。現在的拍攝流程幾乎快與 N.I.N.A. 差不多了，只是 N.I.N.A. 夠穩定，幾乎不會有當機失誤的可能。

對焦

• 不曉得是否因為月亮光害（3/6 正值滿月，3/9 農曆十八也很亮）及使用了Optolong L-EXTREME 雙窄帶濾鏡的關係，對焦不是很順利， 3/9 這次的拍攝自動對焦沒有成功過，只好找一個覺得星點夠細的位置 ： 4265 
  
  
  
• 沒想到定位解析能夠成功，這才能把玫瑰星雲拍了下來：
  
  
  

導星

• 心得就是放棄使用 PHD2 來導星，改由 Ekos 內建的 Guider。
• 可以在開啟 Ekos 後，先不啟動 INDI ，如下圖按筆形的圖示：
  
  
  
• 改為 Internal ：
  
  
  
• 在赤道儀處設好望遠鏡資訊後，這裡選 Guide Scope ：
  
  
  
• 最好能像使用 PHD2 一樣先拍好一段區間曝光的 Dark Library，但這需要到「相機」畫面的右下角點選 Darks 來製作：
  
  
  
• 選好導星鏡，設定曝光區間就可以「開始」：
  
  
  

接下來要重新對好導星鏡的焦點：

T7C + 120mm + Sharpstar 61EDPH II：搭配 Sony A7s 用

2023.03.10 多雲，不能練習，就來試試 Sony A7s 能否使用？

• 可以用呢！
  
  
  
• 只是 CCD 資訊得自行輸入：
  
  
  
• 拍攝的檔案格式選成 Fits ，望遠鏡合上蓋子，曝光 5 秒 的結果（DSLR 不能使用 Fits，只能 Native 的 Raw）：
  
  
  
• 進一步測試 T7C（也就是 ASI 120MC 便宜的相容品），可偵測但無法拍攝：
  
  
  
• 查看錯誤訊息：
  
  
  
• 無法解決，只能找 Google 大師了，在這裡找到說明無法使用的原因：ASI 120MC failes to expose - INDI Forum 。
• 但也有解決的方法：Getting the ASI120MC clone to work as a total linux noob - INDI Forum，只是會有風險。雖然 T7C 對自己來說可以死馬當成活馬醫，就算能用，不夠穩定還是得放棄的。 其實 T7C 並非像老外說的是個便宜的爛貨，早期也是用得不亦樂乎，只是老東西隨著時代的進步跟不上而被放生了而已（職場上不也天天上演逼退）。
• 測試拍攝平場，非 Fits 格式，無法計算 ADU ：
  
  
  
• 思來想去，T7C 不能用，A7s 測試時耗電又很快（假電池壞掉了，雖有手把可用雙電池，但這樣的耗電速率，大概只能撐個兩小時），拍攝的效率也很慢（大概被 ZWO ASI533MC-Pro 慣壞了），最後決定放棄 T7C 搭配 Sony A7s 的想法，上山拍攝就乖乖一套器材！
• 也不是沒有收穫，在使用 Sony A7s 拍攝平場：
  
  
  
  • 了解到如何使用 pixinsight 查看平場的 ADU 值：Help please! ADU Value in pixinsight | PixInsight Forum，下圖是 Sony A7s ISO 3200 曝光 2 秒的 ADU ：
    
    
    
  • 趕緊把這次以 ZWO ASI533MC-Pro （14-bit）拍攝的平場拿出來測一下， 雖然拍攝的 ADU 是設為 20000（14-bit 的 ZWO ASI533MC-Pro ADU 為 2^14=16384， 之前都沒搞清楚）， 但實際經過 Kstars/Ekos 的計算，ADU 介於 3360～6372：
    
    
    
  • 根據Flat Frames - what is the ideal ADU value? - Experienced Deep Sky Imaging - Cloudy Nights的說明，理想的平場 ADU 為 45%X16384 = 7373 ，有點偏低，但還是可用，所以下次拍攝時直接設為 7500 來試試看。

QHY + 200mm + Sharpstar 61EDPH II 或 Sharpstar 107 PH APO：搭配 ZWO ASI533MC-Pro

QHY + 300mm + Sharpstar 107 PH APO：搭配 ZWO ASI533MC-Pro

附錄

2023.03.06 簡單實戰

• 在室內以 Simulator 實在沒什玩頭，反正器材也輕便，包括延長線、做為 Repeater 的 Netgear 基地台及一顆飛樂 Discover 15000 mAh 行動電源，一趟搬上頂樓。
• 搞了三個多小時才自動對焦成功在 4029 ，但這個位置要用來 Plate Solve 卻說星數不夠，無法解析（有可能是裝了Optolong L-EXTREME 雙窄帶濾鏡的關係，但同樣設備，在 NINA 下操作也不曾出過問題 ）：
  
  
  
• 嚐試以做為導星的 QHY CCD 來極軸校正，把 Solving Method 設為 Internal Solver ，曝光 1 秒，Gain 18 後才解析成功（做過多次，只有成功過這一次）：
  
  
  
• 但無法調整，因為用的是桌面電腦的 Kstars/Ekos ，無法用 VNC 連過來（桌面電腦未安裝 VNC Server，看來需要安裝了）顯示調整的過程。另外一種方式是在 Raspberry Pi 開啟 Kstars/Ekos ，拿著 iPad Pro 以 VNC 連上，只做極軸校正，調整完後再關閉，回到室內再開啟桌面電腦的 Kstars/Ekos 。也可以用手機來顯示。
• 因為沒有對好極軸，連 PHD2 要做個 Calibration 都無法成功，想要測試一下導星也不行，只好收拾器材，等下次先對好極軸才能進一步的測試。