なぜ天体の写真はカラー合成するのか

Question

天体のカラー写真は、火星の写真も、銀河の写真も全てカラー合成したものと言われています。
つまりカラー合成時の色調調整次第で赤にもなり、青にもなり、緑にもなります。
初めからカラーカメラで撮ればカラー合成する必要はないと思います。
なぜ天体の写真は全てカラー合成して調整するのでしょうか。

poomen · Accepted Answer

＞デジカメで撮ったカラー写真の方が余程リアルなはずであるが。
 
一般的なデジタルカメラの仕組みはご存じですか？

１・いったん光を三色に分けて、それぞれの光の強さをCMOSかCCDで電気信号に変える。
２・信号の強さに応じてピクセル毎に色を付ける(信号が大きい＝色は濃くなる）
３・それぞれの画像を合成する。

というプロセスを経てできあがるのが私たちが見ているデジタルカメラの画像です。なお、この場合２・３の過程は画像処理プロセッサー引き受けますが、ノイズ処理やコントラスト処理、色づけ等々は各メーカー毎にアルゴリズムが違います。それがモニターで見る画像の違いとなって表れます。

さて質問への回答に写りますが、質問者様は何を苛立っておいでですか・・？

人間の目で見たままの色と画像が欲しいというのなら天体写真はずいぶん寂しいものになります。理由は特に「赤色」にあります。被写体が十分明るければ問題ないのですが、暗い場合は人間の網膜・視覚神経は生理的・生物学的理由から「赤色」にたいする感度が極端に低くなります。ですから、人間の見たままの色を天体写真に要求すると赤い色の天体がほとんど写っていないものになります。

ここからは哲学的になってきますけれど・・
a・人間の目に見える色加減に忠実な色の天体写真
b・天体が発している色加減に忠実な天体写真
　どちらが被写体の真の姿であるのか、という問題が出てきます。

aは人間の網膜、視覚神経、脳という生物学的限界に左右される写真になります。いわば主観的です。
　bはそのような人間の生物学的限界には左右されません。いわば客観的です。

天体写真は被写体の星団、星雲、恒星が発している光とその色を可能な限り忠実に写し取ろうとします。従って質問者様が望遠鏡でのぞかれてご自分の目で見た画像に較べると赤が強くでていますし、コントラストを高めたりしている等々で、肉眼では見えないものも写っており、違ったものに見えるのはやむを得ないことです。

tknakamuri · Answer

質問の趣旨がようやく分かってきたのですが、

散光星雲の場合、散光星雲は特定の波長系列で
発光するので、狭帯域のカラーフィルタでその中から
いくつかを選んで撮影するとコントラストの
高い明瞭な画像が得られます。また特定の波長の
情報は学術的な価値が高いです。

当然こうした画像は、全ての波長の情報を含んでいないので
人間の目でどう見えるかという情報をほとんど含んでいません。
カラーで見せるとしたら適当に色を割り当てて
カラー合成するしかありません。

nananotanu · Answer

デジカメでただ撮った写真が、正しい色を示すとは限らない。
それは前の回答者様も書かれていること。だって、そうでなければカメラごと(主にはメーカーごと)に発色が違うことを説明できない。

天文台で撮影する時は、三色分離で、理論的に三色を混合し、又、正確なホワイトバランスをとっている。それを信用できないなら、何を信用するというのか。

tknakamuri · Answer

>やはり真実を示すものが一番ではないのかと思ったのです。

色覚にはかなりの個人差があるので真実は存在しないです。

特に男性は色覚の個人差が大きいそうですね。

私自身、両目で黄色系の色覚にかなり差があり、
両目、右目、左目で絵画の印象が変わります。
＃病院で測定して貰ったことがあります。

色はかなりの部分が個人のものなのです。

nananotanu · Answer

>空が青いものは地球に似てきれいなのですが

火星の空は、地球と逆で、普段が赤空で夕焼けが青空です。

昔…バイキングからの最初の映像が、処理ミスで赤くなりすぎていた、と訂正されたことがありましたね^^；
でも、基本的に、(目で感知できない色味まで出ているだけで)自然に忠実な色ですよ。＜＜＜天体写真

skip-man · Answer

感動させる事で，予算をとるのが目的じゃないですかね。
最初からカラーでとると，詳細が惚けて記録として使い物にならない。
記録や調査はモノクロで十分だけれども，素人に説明するときは奇麗なほうがいい。
絵画や芸術写真と同じで，人間が見えない色まで再現することは出来ないので，着色する人の芸術的なセンスが使われている。
そんな所じゃないですかね。

テレビのサイエンス番組で、天体写真の多くが，後から人の手で着色されている。と聞いたときは，ビックリしたものです。
まあ，電波望遠鏡で撮影したものに、コンピュータで人間に識別出来ない着色されても，感動はできませんからね。

tknakamuri · Answer

No.3　です。

>1画素8ビットCCDカメラ3台でRGBカラー合成した場合、
>256×256×256≒1670万色のカラー合成が出来ます。

3CCDカラーカメラの場合、カラーフィルターで色を分解して
撮影し、画像処理ICでデジタルで合成するので、
天体写真と全く同じ方式です。
天体写真の場合、CCDが高価なので、３回に分けて
撮影して、後で合成しますけどね。

1CCDカラーカメラもピクセル毎にカラーフィルターを付けて
３色分解して、映像処理ICで合成しているだけなので、
やっていることは本質的に同じです。

映像処理ICの処理によって色合いはいくらでも変わってしまいます。

tknakamuri · Answer

>初めからカラーカメラで撮ればカラー合成する必要はないと思います。

1CCDカラーカメラでは、感度、解像度ともに 1/3 になっちゃいます。

nekonynan · Answer

　可視光線での天文台のカメラ（CCD）はRGB別にフィルターで別けて撮影しているからですよ。

CCD感度を上げるために、モノクロCCD（フィルターでRGBに分ける）で撮影します。これをカラーに刷るためには合成しないと駄目です。別に市販の一般カメラで取るならば最初からカラー状態ですから必要有りません。天文台のCCDは異常ですから・・・冷却CCDカメラでイメージセンサを低温で動作させ、高感度・低ノイズの画像を得ることを目的にしたデジタルカメラの一種です。

　判りましたか、RGB別に３台のカメラで取ります。それをコンピュターへデータを送ります。それを合成してカラーにするのです。だから天文台で取るデジタル写真は合成なのね

判りましたか、RGB別に３台のカメラで取ります。それをコンピュターへデータを送ります。それを合成してカラーにするのです。だから天文台で取るデジタル写真は合成なのね

frown_knight · Answer

X線や赤外線、その他もろもろの可視光線以外で撮影されたものだから、人間に見えるように調整しなくてはならないのです。

なぜ天体の写真はカラー合成するのか

＞デジカメで撮ったカラー写真の方が余程リアルなはずであるが。

質問の趣旨がようやく分かってきたのですが、

デジカメでただ撮った写真が、正しい色を示すとは限らない。

>やはり真実を示すものが一番ではないのかと思ったのです。

>空が青いものは地球に似てきれいなのですが

感動させる事で，予算をとるのが目的じゃないですかね。

No.3 です。

>初めからカラーカメラで撮ればカラー合成する必要はないと思います。

この回答への補足

可視光線での天文台のカメラ（CCD）はRGB別にフィルターで別けて撮影しているからですよ。

X線や赤外線、その他もろもろの可視光線以外で撮影されたものだから、人間に見えるように調整しなくてはならないのです。

この回答への補足

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No.3　です。

　可視光線での天文台のカメラ（CCD）はRGB別にフィルターで別けて撮影しているからですよ。