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SonotaCo Site Admin
登録日: 2004.08.07 記事: 12669 所在地: 139.67E 35.65N
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日時: Fri Sep 28, 2018 8:14 am 記事の件名: GigE カメラについて |
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Gigabit LAN 1000baseTX で接続する 通称 GigE カメラについて、ベルリン工科大学で流星観測をさせている方から 以下の2機種が UFOCaptureHD2 で動作したという報告がありました。
両社とも GigE-DirectShow 互換ドライバを無償提供していて、その最近のバージョンで UFOCaptureHD2が動作するそうです。
ImagingSource DMK23G274 1600x1200 20fps global shutter (sony ICX274)
Basler acA1300-30gm 1296x966 30fps global shutter (sony ICX445)
GigEカメラは 1Gのランケーブル1本で接続する形式で、最長100mまで伸ばせます。
また、そのケーブルで電源供給できるものもあります。
とりあえず、互換ドライバが確認されたのは上記2社だけですが、GigE Vision規格は産業界で広く使われており、UFOCaptureHD2 での 高解像度カメラの選択肢が一挙に増えたと思います。なんでもImagingSourceは数年前から動作したとのことでした。
現在 USB3/3.1 を用いた安価で高感度なHDカメラの調査を進めていますが、なかなか安定して利用可能なものが見つかりません。 GigE カメラはHDMIやHD-SDI規格同様 非圧縮データを利用可能で、 動画の圧縮を用いるのか普通の IP カメラやAHDカメラとは違い 産業用や科学測定で利用可能な規格です。
今後どれかの機種を実際に入手してテストしてみたいと思います。
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SonotaCo Site Admin
登録日: 2004.08.07 記事: 12669 所在地: 139.67E 35.65N
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日時: Tue Oct 02, 2018 12:26 pm 記事の件名: ImagingSourcr DMK33GX290e |
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ImagingSource DMK33GX290e を入手しました。
Sony IMX290 モノクロチップ使用のGigEインタフェースカメラです。C,CSマウントです。これは日本の商社経由で入手し、7万円台でした。
カメラはイーサネットケーブル1本で通信と給電してくれるGigE POE で、Cat5e以上のケーブルと 電源のInjector か POE対応のハブに接続するだけでOKです。
ちなみに、injectorは安いわけではないのでPOEが4ポートで使えるハブなどがいいと思います。ウチはNetGearのものにしました。
レンズは 日本のアマゾンのFulekanという店で買った
スターライトレンズ 3MP M12マウント4mm口径F1.2 ソニーIMX290 / IMX291 IPカメラ用
です。 これは なんと 1399円でした。
CSマウントにM12レンズを接続するために AliExpress から
M12/C M12/CS Lens Mount Adaptor というリングを買いました。 これは 2個で3ドルでした。
で、ImagingSource のDirectShow対応 GigE用ドライバ gigecam_setup.exe をインストールしてそれに含まれる IPconfig.exe というユーテリティを起動して(必要ならカメラのIPアドレス指定/変更できます)みると、 すでに認識されていました。
で UFOCaptureHD2を起動してみると Videoデバイス欄に DMK33GX290e と表示されており、解像度を1920x1080 50fosにすると Preview できました。
なんとも簡単でした。 これでケーブル長100mまでOKとのことで、頼もしいです。
今夜 感度など 調査してみます。
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Watecと同じくらい小型です。
M12マウントはシンプルですが、ガタがあるのでゴム薄膜を噛ませました |
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POE電源供給なので GigEケーブル一本の接続でOKなので 取り回しが楽です |
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SonotaCo Site Admin
登録日: 2004.08.07 記事: 12669 所在地: 139.67E 35.65N
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SonotaCo Site Admin
登録日: 2004.08.07 記事: 12669 所在地: 139.67E 35.65N
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日時: Wed Oct 03, 2018 8:58 am 記事の件名: 使えそうです |
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夜間のテスト結果です。
alpha7sと同一流星がキャプチャできましたので、動画が大きいので以下のページに両方乗せておきます。
http://sonotaco.jp/doc/HardSample/
F1.2レンズなら50fpsで十分な感度があります。 およそ5等星までリンクできました
F2.0のフィッシュアイレンズでも30fpsに落とせば使える可能性があると思います。
このカメラの問題はアイリス制御がない点で、 日中の直射日光を遮光する仕掛けをつけないと常設は難しいと思いました。
しかし、GigEケーブル(対候性のある屋外用もあります)一本で100mまで伸ばせ、
取り回しも楽ですし、USB接続に比べてはるかに安定しているように思います。
一眼カメラに比べれば安価で設置も楽 ということで、モノクロHDカメラとして 使えそうだと思いました。
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4mmF1.2(M12) + DMK33GX290e 1920x1080/50p 1/50sec AGCref60 UA2profile |
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SonotaCo Site Admin
登録日: 2004.08.07 記事: 12669 所在地: 139.67E 35.65N
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日時: Thu Oct 04, 2018 6:47 am 記事の件名: フレームレートとCPU負荷 |
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DMK33GX290e は カタログ上 HD で 56fps までとされています。
これは1Gのネットワークの限界から決まっていると思いますが、実際の通信量とCPU負荷を調べてみました。
GigE-50p,54p,56p と 参考のため HDMI-59.94p を測定しました。結果は以下のようでした。
GigE通信量は 理論値 (1920x1080x8bit x フレームレート) より少し多い程度でした。
HDMI-60p と比較すると GigEのCPU負荷は2,3割多いという結果になりました。
以下はUFOCaptureHD2以外も含めたシステムの負荷計算です。
(結構ドライバの負荷があるようです)
GigE-50p TK8_X3 DMK33GX290e (i7-6700K 4.0GHz) GigE:801Mbps
4.0*8*1.04*0.35 = 11.6 GHzThread (0.233 GT/f)
GigE-54p TK8_X3 DMK33GX290e (i7-6700K 4.0GHz) GigE:856Mbps
4.0*8*0.99*0.40 = 12.7 GHzThread (0.235 GT/f)
GigE-56p TK8_X3 DMK33GX290e (i7-6700K 4.0GHz) GigE:895Mbps
4.0*8*1.04*0.41 = 13.6 GHzThread (0.244 GT/f)
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HDMI-60p TK8_P9 DMC-GH3 (i7-4790 3.6GHz)
3.6*8*1.06*0.38 = 11.6 GHzThread (0.193 GT/f)
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ドロップフレームの有無を調べてみないといけませんが、当面の結論としては 56fpsまで利用可能ということだろうと思います。フレームレートを上げれば流星速度の測定精度が上がりますが、露出時間が短くなるので レンズの明るさとの関係で比較星が減るので、バランスをとる必要があると思います。
(ちなみに、露出時間を長くしても 暗い流星が記録できるわけではなく、逆に動かない背景が明るくなるだけなので、より明るい流星しか映らなくなるので、動体の記録には十分な比較星が記録できる範囲でできるだけ高いフレームレートが望ましいわけです)
それにしても GigEカメラのネット負荷は物凄く高いです。 通信帯域って 実力は普通半分くらいでと思っていましたか これは 9割に迫っています。こんな負荷みたことがありませんでした。
この負荷だと同一ネットに2カメラは無理で、複数接続するなら個別ネットにするか 10Gネットにするかだと思います。
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GigE 50p (Networkの%はタイミングの問題でおかしい値です) |
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SonotaCo Site Admin
登録日: 2004.08.07 記事: 12669 所在地: 139.67E 35.65N
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日時: Thu Oct 04, 2018 8:16 am 記事の件名: GigE POE |
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実験に使用したGigEのPOE機器です。
POE Injector (左上) PLANEX ING-ADE3AT
POE Hub (8ポートの内4ポートがPOE対応) NETGEAR GS108PE
POE対応(cat5e以上)の屋外用 高耐候ケーブル)
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前田
登録日: 2004.09.01 記事: 2759 所在地: Miyazai JAPAN (E131.4, N31.8)
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日時: Wed Oct 10, 2018 11:53 pm 記事の件名: 期待しています |
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SonotaCoさんへ
前田です。興味深いレポートありがとうございます。
初めて聞く用語もあって、ネットで調べながら読みました。基本的なところなどを教えて下さい。
GigEカメラは、エドモンドのカタログなどにもたくさん載っていたのですが、関係ない物と思って気にしていませんでした。
1,今回の記事は、GigEカメラが一般的にUFOCaptureHDで動作するということでしょうか。それとも、たまたまこの会社のドライバがUFOCaptureHDでも動作したのでしょうか。 先のASI1600MMカメラの場合と較べると、どう違うのですか。
2,少々変わったレンズを選択されていますが、オートアイリスでない通常のCSマウントレンズでも観測できるんでね。
3,カメラをパソコンのLANポートに直接接続しないのは,パソコンのポートが給電できるタイプでは無いからですか。PSE対応のLANカードを挿せば、カメラに直結できるのでしょうか。
4、カメラの選択ですが、ローリングシャッターの機材のようですが、流星用に大丈夫でしょうか。このメーカのカタログをみると、もっと大きなチップサイズのセンサーも有るようですが、このカメラを選ばれたのは、何故ですか。
このカメラは、8bitだけでなく、10や12bitでも出力があるようですが、フレームレートを落とせば、そのような取り込みもUFOCaptureHDでできるのでしょうか。
スペクトル観測で、ダイナミックレンジが足りなくて少々困っています。
5,この記事を読むと現在UFOCaptureHDを使っているレベルのパソコンがあれば、同じような機材をそろえれば、直ぐに動かせそうにも読めるのですが、どうでしょうか。全天カメラが更新時期で1年くらい前からカメラを探していました。
カメラの露出を長くすると流星の数が減るというあたり、なるほどと思いました。
長々と書いてしまいましたが、よろしくお願いします。
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SonotaCo Site Admin
登録日: 2004.08.07 記事: 12669 所在地: 139.67E 35.65N
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日時: Thu Oct 11, 2018 8:18 am 記事の件名: Re: 期待しています |
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前田 wrote: | 1,今回の記事は、GigEカメラが一般的にUFOCaptureHDで動作するということでしょうか。それとも、たまたまこの会社のドライバがUFOCaptureHDでも動作したのでしょうか。 先のASI1600MMカメラの場合と較べると、どう違うのですか。 |
UFOCaptureで動作するかどうかはまず製造メーカーによります。
現在まで、産業用が主である ImagingSource 社 と Blaster社のGigEドライバで動作することが確認されています。
ImagingSource社は数年前のものから、Blaster社のものはごく最近の改版で利用可能になったようです。
この両者のGigEカメラならほとんど全部接続可能だろうと思います。
しかし、この両社であっても他のインタフェースのものなどについては長期間無人で安定して観測可能かどうかは試験が必要だと思います。 GigEはもう1週間ほど連続運用していますが、全く問題が出ていません。
一方、天文家向けのオートガイダーのようなUSBカメラ類 (Z社 Q社 R社など)は多数試験していますが、様々な問題があって、お薦めできるようなものはありません。
DirectShowインタフェースは膨大で、全部を完全にサポートして試験することは物凄く大変で、惑星撮影用カメラなどは想定しているアプリケーションに必要な部分しか実装していないためです。
一部だけサポートしてDirectShow互換と言っていますが、産業用メーカに比べてはるかにサブセットで、長時間動作のテストなどもされていないようです。
今回これらのカメラもあらためて最新ドライバでテストしましたが、短期間動作する場合もあるのですが、なぜか途中から極端にフレームレートが下がり、場合によってはいつの間にかに止まってしまうということが頻発し、結局使えませんでした。
前田 wrote: | 2,少々変わったレンズを選択されていますが、オートアイリスでない通常のCSマウントレンズでも観測できるんでね。 |
今回のカメラはカメラ側にオートアイリス端子がないためいたし方ないですが、この場合には日中の直射日光を遮光する仕掛けが必要だと思います。
マニュアルアイリスレンズ用に作った日光シャッターのような仕掛けか、逆にオートアイリスレンズを使ってその絞りを日中絞る仕掛けもうまくいくかもしれません。それなら可動部のない電気回路だけでできます。
あと 今回あえてCSレンズなどを使わず、M12 とか M16 の 監視カメラ用レンズを使用したのは 何といっても価格が桁違いに安いからです。
現在、中国製レンズを10個ほど入手して試験してみていますが、HDとか4K用とかいうものも多く光学的にはなかなか優秀です。価格が数百円から高くても数千円というのが本当に驚きです。
輸入という大仰な感じではなく、国際郵便で殆どそのまま封筒に入れたりビニールにくるんで送られてきます。
前田 wrote: | 3,カメラをパソコンのLANポートに直接接続しないのは,パソコンのポートが給電できるタイプでは無いからですか。PSE対応のLANカードを挿せば、カメラに直結できるのでしょうか。 |
その通りですが、POE対応のLANカードより POEハブの方が安価で簡単な感じでした。
POEは長距離送電のため電圧が48V以上と結構高いです。この電圧は普通PC内部にはないのも原因だと思います。
前田 wrote: | 4、カメラの選択ですが、ローリングシャッターの機材のようですが、流星用に大丈夫でしょうか。このメーカのカタログをみると、もっと大きなチップサイズのセンサーも有るようですが、このカメラを選ばれたのは、何故ですか。 |
個別に検討しないといけませんが、うまくいきそうな組み合わせはなかなかありません。
よさそうなものがあったら指摘してみてください。調べてみます。
IMX290はモノクロチップを採用したカメラが販売されていて、センササイズが小さいのでレンズの選択肢も多く、感度が優秀で HD 50fps のシステムが安価に構築できる可能性があります。
グローバルシャッターはできればその方がいいと思いますが なかなか良いものがありません。
また、これまで NTSCを初めとして殆ど全部ローリングシャッターの観測です。帰線時間にかかる流星はいずれにせよ諦めるしかなく、ラスター間時間の問題は 流星が比較的低速であるため
産業用カメラの撮影対象ほと深刻な問題ではないのだろうと思います。ローリングシャッターの歪は一様なので必要なら補正することもできます。
前田 wrote: | このカメラは、8bitだけでなく、10や12bitでも出力があるようですが、フレームレートを落とせば、そのような取り込みもUFOCaptureHDでできるのでしょうか。 |
現状ではできません。内部フォーマットの関係で汎用のDirectShowで8bit以外の処理をするのは大変難しいと思います。
前田 wrote: | 5,この記事を読むと現在UFOCaptureHDを使っているレベルのパソコンがあれば、同じような機材をそろえれば、直ぐに動かせそうにも読めるのですが、どうでしょうか。 |
それを目指しています。
HDはこれまでミラーレスカメラなどを使ったカラーの大掛かりなものしかありませんでしたが、モノクロですがそれらの半額以下で、設置も比較的簡単だろうと思います。
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前田
登録日: 2004.09.01 記事: 2759 所在地: Miyazai JAPAN (E131.4, N31.8)
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日時: Thu Oct 11, 2018 11:15 pm 記事の件名: ありがとうございます。 |
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前田です。
SonotaCoさん、詳しいお答えありがとうございます。
1. そういうことですか。DirectShowというインタフェースは、規格が決まっているが、各社はそのどこまでを満たしているのかが、分からないのでUFOCaptureHDに接続してみないと、上手く動くか分からないと言うことですね。
2. 了解です。
3. コスト的な面でしたか。確かに給電できるLANカードは種類があまりないようでした。
4,ImagingSource社のカタログを見てぱっと目に付いたのは、ピクセルサイズの大きな DMK 33GX174eと33GX249e、全天カメラ用に画角が正方形に近いDMK 33GX264eでした。ただどのカメラも日本で取り扱っている会社はすぐにみつかりませんでした。
>また、これまで NTSCを初めとして殆ど全部ローリングシャッターの観測です。
ワテックカメラはCCDなので、何も書いてない場合はグローバルシャッターと思っていたのですが、ちょっとこのあたりは、自信がありません。
また、8bit以上で観測できれば、とても楽しみが拡がるのですが、無理ですか。残念。
5, >それを目指しています。 (中略) 半額以下で、設置も比較的簡単だろうと思います。
これは、頼もしいお言葉ですね。いよいよ、本命登場ですね。
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SonotaCo Site Admin
登録日: 2004.08.07 記事: 12669 所在地: 139.67E 35.65N
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日時: Fri Oct 12, 2018 8:54 am 記事の件名: Re: ありがとうございます。 |
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前田 wrote: | ImagingSource社のカタログを見てぱっと目に付いたのは、ピクセルサイズの大きな DMK 33GX174eと33GX249e、全天カメラ用に画角が正方形に近いDMK 33GX264eでした。ただどのカメラも日本で取り扱っている会社はすぐにみつかりませんでした。 |
チップのデータ見てみました。
IMX174,IMX249,IMX264
これらはすべてグローバルシャッターのもので、歪が問題となる産業用途用向けの製品のようで、高価な製品だろうと思います。
これらはSonyの高感度シリーズのStarvisではないので感度のデータが見つからず、定かでないですが、チップサイズが小さいIMX290の方が感度は高く、レンズの入手もはるかに容易だと思うので、290の方がいいと思います。
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ずはり IMX290 と IMX174 の比較のページがありました
https://www.1stvision.com/machine-vision-solutions/2017/05/camera-image-sensors-sony-pregius-starvis-cameras.html
量子効率や最低感度は290の方がよく、飽和電荷は174の方が大きいので、感度を求めるなら290, ダイナミックレンジが必要なら174 とのことのようです。
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前田
登録日: 2004.09.01 記事: 2759 所在地: Miyazai JAPAN (E131.4, N31.8)
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日時: Sat Oct 13, 2018 12:43 am 記事の件名: |
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前田です。
SonotaCoさん、わざわざ調べて頂きありがとうございます。
Sonyの高感度シリーズのStarvisというのは、裏面照射型素子といって宣伝しているタイプのことですね。そのタイプのデジカメをもっていますが、ピクセルサイズが小さいのに、それまでの物よりとても高感度できれいに写ります。
ダイナミックレンジは、8bit出力しか受けられないなら、宝の持ち腐れなので、高感度特性のよいチップでいいと言うことですね。
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前田
登録日: 2004.09.01 記事: 2759 所在地: Miyazai JAPAN (E131.4, N31.8)
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日時: Thu Oct 18, 2018 2:25 am 記事の件名: カメラ |
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SonotaCoさんへ
前田です。
販売店に問い合わせてみたところ、PregiusセンサのDMK33GX264eが一番感度は高いそうです。
2448×2048という中途半端な解像度ですが、UFOCaptureHDで指定したら4K よりは小さな値なので、動作するはずね。値段は高いのですが、こちらならスペクトル用にも使えるかなと迷っています。フレームレートがどのくらいまで行くかは、パソコンの性能によるでしょうが。
レンズはまだ考えていません。
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SonotaCo Site Admin
登録日: 2004.08.07 記事: 12669 所在地: 139.67E 35.65N
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日時: Thu Oct 18, 2018 8:10 am 記事の件名: Re: カメラ |
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前田 wrote: | 2448×2048という中途半端な解像度ですが、UFOCaptureHDで指定したら4K よりは小さな値なので、動作するはずね。値段は高いのですが、こちらならスペクトル用にも使えるかなと迷っています。フレームレートがどのくらいまで行くかは、パソコンの性能によるでしょうが。 |
2448x2048*8*24 = 918Mbps なので、GigEの帯域が上限となってフレームレートの上限が決まっていると思います。
5MPのこのカメラは 8bit/pixelフォーマットで 24fps まで
2MPのDMK290eは 8bit/pixelフォーマットで 56fps まで ということで、カタログ値で計算通りだと思います。
帯域は同じフォーマットならCPUの処理量とも比例するので、この両者ともに 3.6-4GHz 4c8t (8並列) 以上のCPUで 各々の最高の 24fps と 56fps まで UFOCaptureHD2 で処理可能だと思います。
ちなみに、感度についてはSonyのデータシートでは
IMX290LLR Sensitivity(monochrome) F8 1/30s 3200K 706cd -> 1200mv
IMX264LLR Sensitivity(monochrome) F8 1/30s 3200K 706cd -> 915mv
となっていて、同一条件の数値としては3割ほど290の方がいいようですが、264のフレームレートが24fpsが上限なので、 56fpsで動かした290より明らかに明るいので、モノクロカメラを選べば レンズ次第で十分実用になると思います。
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前田
登録日: 2004.09.01 記事: 2759 所在地: Miyazai JAPAN (E131.4, N31.8)
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日時: Thu Oct 18, 2018 10:36 pm 記事の件名: |
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前田です。
なるほど、同じ条件ではIMX290が感度が高いが、露出時間が違うので、
計算上は逆転するかもということですか。実際は、このあたりなると、空の条件や月の有無など、微妙になりそうです。
ありがとうございます。
2/3インチの5Mピクセルクラスだとレンズが結構高くて、魚眼レンズは特に見つかりません。
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SonotaCo Site Admin
登録日: 2004.08.07 記事: 12669 所在地: 139.67E 35.65N
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