РОС - программа расчёта оптики телескопов

[ekvi]

Теперь в тест-окно программы РОС выводится кривая dS = Function(Lam) - смещение фокуса системы при изменении длины волны.
По этой кривой можно установить степень ахроматизации рефракторов. Положение фокуса выбрано для зоны 0.707.
На вкладке TestParams добавлена панель Test APO с двумя редактируемыми строками для ввода максимальной и минимальной длины волны для проведения этого теста.

http://yadi.sk/d/igg9zkWOJNZZU

[krussh]

вот полезные лекции по оптике из университета Аризоны.
интересно сравнить с нашими учебниками)
http://fp.optics.arizona.edu/Sasian/2012opti517/default.asp

[ekvi]

интересно сравнить с нашими учебниками)

Да, Вадим, очень полезное сопоставление.

[ekvi]

В РОС изменен порядок обращения к спектральному диапазону:
- на вкладке GlsCatlg указываются две краевые (мин. и макс.) длины волны рабочего диапазона спектра,
- там же, в редакторе nnSpLns, задается число рабочих линий спектра - для тестирования и оптимизации ОС,
- на вкладке TestParams указывается № тест-линии, которая также принимается за ведущую (AltLam).
http://yadi.sk/d/igg9zkWOJNZZU

[ekvi]

Говорят, отредактированная елка - это телеграфный столб...
Приступил к такому редактированию и программы РОС: убрал все неорганические наросты и занялся Справкой, по которой и самому-то пока трудно пользоваться программой, а каково начинающим?

http://yadi.sk/d/igg9zkWOJNZZU

[ekvi]

Программа ROS с тестированием по 4м звездам (см. иллюстрацию):

http://yadi.sk/d/igg9zkWOJNZZU

Теперь уже не так трудно представить, как будет выглядеть 4х-штриховой элемент миры.

[ekvi]

А в этой версии

http://yadi.sk/d/igg9zkWOJNZZU

можно даже посмотреть на миру через разрабатываемый объектив (на иллюстрации - апохромат А.Г. Водяника).

[ekvi]

Сегодня, глядя на синтезированную миру и ее изображение, можно догадаться, почему испытывают недоверие к этому средству контроля качества оптики.

1. При визуальном контроле совершенно очевидно, что мира - субъективное средство.

2. При фотографировании изображения миры можно говорить только об относительном уровне качества объектива по сравнению с эталонным.

3. Интересный опыт был мною приобретен при контроле качества по мире опытного образца астрографа системы Гамильтона, когда измерения чуть не завершились катастрофой для охранной камеры, на которую снималось изображение миры: на регулярных структурах изображения миры камера вошла в резонанс, вспыхнула ярко и отключилась. И это произошло при простом ламповом освещении, а если бы было от лазера?!

4. В мире, синтезированной программой РОС, в ее квадрантах наблюдаются сильные наводки от соседних пакетов штрихов, особенно от параллельных осям ординат и абсцисс: эти наводки как бы сфокусированы на 1м квадранте (правом-верхнем), отчего при приближении к пределу разрешения контролируемой системы 1й квадрант раньше всех искажается, а не просто замывается.

Поэтому я постарался раздвинуть квадранты как можно дальше друг от друга. Но если в материальной штриховой мире есть некоторый простор для такого разноса квадрантов, то в синтезированной мире пространство ограничено размерностью матрицы и производительностью быстрого преобразования Фурье (БПФ).

Для гашения указанных наводок возможны еще два варианта миры:
- 3х-штриховая - с пакетами штрихов под углом 120 градусов,
- развернуть рисунок миры на 22.5 градуса.
Последний вариант, по-видимому, самый обнадеживающий, т.к. в нем будет снят резонанс от параллельности штрихов строкам матрицы и тогда будет минимизировано участие алгоритма БПФ в создании этих наводок.

[ekvi]

Если кого-то не убедила 4х-штриховая мира, то в этой версии

http://yadi.sk/d/igg9zkWOJNZZU

можно протестировать систему по 3х-штриховой мире (см. иллюстрацию).

[ekvi]

Цитировать (выделенное)

    И мне тоже интересно, как Вы решили проблему с размером окна РОС на мониторе с более высоким разрешением, чем 1280*800?


Перепрограммированием и компиляцией измененного кода.

Последовал этому совету, и вот что получилось:

http://yadi.sk/d/igg9zkWOJNZZU

для разрешений от 800х600 до 1280х800. Не знаю, как будет выглядеть при бОльших разрешениях.

-------------------------------

Основные проблемы в программе РОС решены; остались вопросы с нестандартными системами.
Теперь дело за молодыми: дерзить они умеют, осталось научиться дерзать.

[ekvi]

Иллюстрация к вопросу "Насколько страшна кома".
Сопоставлены друг с другом сфера Ф100мм и параболоид Ф100мм.
Поле у обеих систем 30 мм, входной зрачок установлен в центре кривизны зеркала.
Протестировано по цепочкам звезд.

Версия программы РОС от16.01.2014.

http://yadi.sk/d/igg9zkWOJNZZU

Обновление: 29.07.2014

[ekvi]

В технологии обработки астрономических снимков известна процедура вычитания темновых токов (шумов) фотоприемных матриц. Аналогичную возможность предоставляет программа РОС: с ее помощью можно изготавливать для любого объектива, параметры которого известны, аппаратные маски собственных шумов, вызывающие паразитную засветку фона .
 В порядке иллюстрации работы процедуры для объектива системы Клевцова на первом рисунке представлены изображения пятен рассеяния (слева-направо): кружка Эйри, реального пятна для центральной точки изображения и реального пятна за вычетом кружка Эйри; в нижнем ряду представлены  аналогичные кадры для полевой точки изображения; последний кадр в каждом ряду и представляет собой 3х-цветную аппаратную маску объектива для соответствующей точки поля. Полученные в программе РОС 3х-цветные маски можно посмотреть и обработать в любой из известных программ: FitsWork, IRIS, MaxImDL и др.

На втором рисунке представлена вкладка PFtoFIT программы РОС с управляющими элементами для создания и сохранения аппаратных масок объективов. На панели PFsets этой вкладки расположены однострочные редакторы для ввода положения полевой точки на изображении (Lx и Ly), цветового канала (Color = R, G или B) и числа сечений зрачковой функции (nSec). В боксе imgBright можно установить яркость для просмотра создаваемых изображений. Кнопка saveMask предоставляет возможность сохранения 3х-цветных масок для любой полевой точки в фомате FIT.

После поканального выравнивания астроснимков, например, программа IRIS создает список звезд астроснимка с их координатами.  Полученные в программе РОС аппаратные маски, необходимо отмасштабировать по размеру астроснимка и по заданным координатам звезд позиционировать и нормировать по яркости каждой звезды. После создания таким образом глобальной (для всего снимка) аппаратной маски ее можно вычесть из данного снимка, подобно кадру шумов матрицы.

Предлагаемая процедура, очевидно, окажется полезной не только при разрешении тесных двойных звезд, которую можно произвести и вручную. Автоматизация создания глобальной фит-маски предполагает перемещение точечной маски по снимку с определенным шагом, значение которого сейчас не представляется возможным установить ввиду отсутствия опыта по применению фит-масок.

[ekvi]

В программу были введены две функции по обработке FIT-снимков: SubMask и ClearStars, так, что апаратные FIT-маски прошли апробацию и от них получен неотрицательный результат (на иллюстрации М82 до и после вычитания аппаратной маски).

Но, поскольку обработка фотоснимков выходит за рамки расчета оптических систем, то эти функции из канонической версии удалены.

[Незнайка]

[quote/]

3. Интересный опыт был мною приобретен при контроле качества по мире опытного образца астрографа системы Гамильтона, когда измерения чуть не завершились катастрофой для охранной камеры, на которую снималось изображение миры: на регулярных структурах изображения миры камера вошла в резонанс, вспыхнула ярко и отключилась. И это произошло при простом ламповом освещении, а если бы было от лазера?!
[/quote]
 
А если подсвечивать миру лазером, то изображение ее окажется непригодным для наблюдения не только камерой, но и глазом.
Вы попробуйте, приобретете полезный опыт.

[ekvi]

Вы попробуйте,

За 35 лет так напробовался ...
Речь шла о резонансной реакции усилителя охранной камеры на 0.5 вт, размазанных по всему видеодиапазону.
При засветке же 0.5 вт на одной длине волны ... сами понимаете, Андрей Батькович.

Но опыт для меня состоял в том, что описанный резонанс произошел при определенном развороте миры по отношению к строкам матрицы - примерно под углом в 45 градусов.
А логическим продолжением этого опыта является чреда исследований разрешающей способности оптики по регулярным структурам мир: дифракционные картины демонстрируют концентрацию ("фокусировку") колебательных процессов в определенных зонах изображений.

[Незнайка]

Андрей Александрович, если угодно.
Я не про ватты и киловатты и не про проблемы электрооптических приемников с усилителями.
Я про то, что излучение у лазера когерентное и самого изображения миры, по которому можно бы что-то измерять при такой подсветке просто не будет, не зависимо от типа приемника и его проблем. А лазеры есть мощностью 1мВт. См., например, комплект оптической скамьи ОСК-2ЦЛ. Дифракционную точку им оч. хорошо подсвечивать.

[ekvi]

и самого изображения миры, по которому можно бы что-то измерять при такой подсветке просто не будет,

Один лазер и не позволит - у него слишком узкий взгляд (за счет поляризации).
Но если с помощью системы зеркал (или программы) организовать дубли одного лазера и направить их излучения равномерно по всем щелям миры, то мы и увидим ту картину, которую показывает программа РОС, и сможем не просто созерцать ее, но исследовать ее различные метаморфозы.
Надеюсь, Андрей Александрович, Вы не откажите в таком удовольствии?

[ekvi]

Благодаря конструктивному предложению И.Н. Панкратова (INPan) астрономическое сообщество сегодня может тестировать оптику своих телескопов по снимкам реальных объектов (см. первую  иллюстрацию, на которой справа, в качестве эталонного изображения приведен снимок галактики М51, снятый H. Buil, а слева - это же изображение, пропущенное через апохромат А.Г. Водяника). Такое стало возможно после введения новой опции в последнюю  версию программы РОС (см. нижнюю иллюстрацию и описание процедуры в справке к программе).

------------------------------------------------------------------------
ВНИМАНИЕ!!!
Время тестирования объектива по изображению размером 128х128 пикселей составляет 45 минут - при тактовой частоте процессора 1.8 ГГц.
------------------------------------------------------------------------

И, конечно, нельзя забывать, что честь постановки самой задачи принадлежит Андрею Зубареву, который, я убежден, еще скажет свое весомое слово в открывшемся направлении оптики.

К сведению скептиков могу сообщить, что хотя, на первый взгляд, тест по снимкам пока не дает ничего вразумительного, но это - ложное впечатление. После введения в программу априорных интегральных характеристик тест-изображения программа становится способной производить филигранное сопоставление альтернативных систем телескопов, что значительно корректнее, чем суждение по примитивным тестам по 1-2 звездам/щелям и даже мирам. А с привлечением цветных изображений откроются еще большие возможности.

[Andrei Zubarev]

И, конечно, нельзя забывать, что честь постановки самой задачи принадлежит Андрею Зубареву, который, я убежден, еще скажет свое весомое слово в открывшемся направлении оптики.

Вашими, ekvi, стараниями мое имя уже "прославлено в веках".  Даже не знаю, зачем мне дальше напрягаться. 

[ekvi]

не знаю, зачем мне дальше напрягаться

Мы сейчас  - на берегу безбрежного океана ...
Хочу только предупредить будущих "мореплавателей": не каньте в виртуальную реальность, позабыв отечество реальности и то, ради чего все это начато!