Вопросы по астрофото и железу без открытия отдельной темы.

[PavelGhost]

Но вот интересен вопрос, чисто из практики, (пусть хоть оценочно, на вскидку): с каким размером пиксела должен быть цветной сенсор, чтобы вытащить из него примерно тот же результат по разрешению, что даст монохромный с пикселом 2.4микрона?

Можно применить Дризлинг при обработке, и если пиксель крупный - FWHM звезд меньше 2х пикселов - прямая дорога попробовать обработку с дризлингом.
Короче при постобработке возможно как программное увеличение пикселя (бининг) так и его уменьшение (дризлинг) в определенных пределах.

[diant]

Одиночник fits весит 16 мегов. Как его лучше вам показать?

Давайте ссылку на файлообменник, а здесь укажите параметры съемки.

[toh@]

Друзья, спасибо большое, за ценную информацию!!!

[Albireo7]

Одиночник fits весит 16 мегов. Как его лучше вам показать?

Давайте ссылку на файлообменник, а здесь укажите параметры съемки.

https://cloud.mail.ru/public/dR7m/546LRGG2G

Capture Area=3840x2160
Colour Space=RAW16
Temperature=26,8
Gain=252
Exposure=60,000s

Снято через объектив Tamron 90/2,8. Двухполосный фильтр SVBONY SV220 Ha+OIII.
С окраины Москвы в направлении ближе к центру. Высота примерно в районе 50-60° над горизонтом.

[Albireo7]

В последнее время когда смотрю статы для 585 камеры ZWO ASI  почему-то натыкаюсь на то, что у неё на графиках рисуют излом на усилении 150. Хотя раньше всегда было 252. То есть, это усиление, на котором включается эта хреновина, которая резко снижает уровень шума и повышает динамический диапазон.
Это что, новая модификация камер начала выпускаться?

[diant]

Снято через объектив Tamron 90/2,8. Двухполосный фильтр SVBONY SV220 Ha+OIII.

Альбирео, вчера уже глянул ваш файл, чуть позже напишу вам подробный анализ по шумам. А пока вопрос и просьба.
- снималось на открытой дырке, или объектив прикрывался?
- еще один такой же лайт (тот же объект с теми же параметрами) выложите пожалуйста в файлообменник (на всякий случай, чтобы от фикс-паттерна отвязаться)

[Gemo]

Доброго дня коллеги. У меня нубский вопрос. А вообще с каким успехом снимают с gain=0? Стоит пробовать? В чем плюсы и минусы? Получается выдержку надо очень большую ставить?

[Albireo7]

Снято через объектив Tamron 90/2,8. Двухполосный фильтр SVBONY SV220 Ha+OIII.

Альбирео, вчера уже глянул ваш файл, чуть позже напишу вам подробный анализ по шумам. А пока вопрос и просьба.
- снималось на открытой дырке, или объектив прикрывался?
- еще один такой же лайт (тот же объект с теми же параметрами) выложите пожалуйста в файлообменник (на всякий случай, чтобы от фикс-паттерна отвязаться)

Снималось на открытой дырке f2,8. Это довольно резкий макрообъектив.
Выложил 2 файла:

https://cloud.mail.ru/public/Lfzi/4CUnwRpyS

https://cloud.mail.ru/public/kweH/U6C5cgcbe

Насчёт съёмки с нулевым гейном - меня тоже этот вопрос всегда интересовал. Я понимаю, когда снимают яркие объекты типа Луны, Солнца. Там можно и с нулевым снять нормально. А вот насчёт туманностей. Там же выдержку надо делать здоровую. Для моей камеры разница в выдержке между gain 0 и 150 должна быть 5,6 раза. А разница между 0 и 250 уже 17,5 раз!
Плюс шум считывания на нулевом гейне тоже большой. Не знаю, насколько это критично в этой ситуации.

[PavelGhost]

Насчёт съёмки с нулевым гейном - меня тоже этот вопрос всегда интересовал.

Нулевой гейн это просто нулевой гейн, как правило шумы чтения на нем максимальны - зачастую камеры на нем дают какой нибудь полосатый паттерн, по этому и не особо применяется, а вовсе не из за выдержки.

[andrey_ch]

Это если не на зряплату и в долларах.

Если жалобы на зряплату - то может работу поменять?

[diant]

Снято через объектив Tamron 90/2,8. Двухполосный фильтр SVBONY SV220 Ha+OIII. С окраины Москвы в направлении ближе к центру. Высота примерно в районе 50-60° над горизонтом.

Альбирео, постарался для вас как можно нагляднее провести шумовой анализ ваших снимков и сделать выводы, чтобы вы и сами могли потом это делать.
Итак, вводные и результаты.

Параметры съемки
- asi585mc без охлаждения (T ~ 27°)
- Tamron 2.8/90 macro ( f/2.8 )
- фильтр SVBony SV220 duo band (7nm Ha + 7nm OIII)
- 60 сек
- Гейн 252 (яма около 2.3к, см. графики внизу)
- RN 1.1e (см. там же)
- Цена электрона (e/ADU) 0.562 (взял точную цифру из шапки fits'а; можно брать и из графика внизу, там примерно 0.6e на глаз)
- Темновой ток при 27° ~0.33e/sec (на пиксел)

Анализ шума
Поехали. Открываю пару ваших fits в Максиме и проделываю с ними следующие действия.
• Вычитаю один из другого без выравнивания. Process > Pixel Math > (Image A) subtract (Image B) с добавлением константы Add Constant ну скажем 32000, чтобы гистограмма разности попала куда-нибудь в середину диапазона 0-65536
• Теперь, когда взята разность двух лайтов (невыровненных - обязательно! смещать нельзя), мы освободились от фикс-паттерна матрицы, который на самом деле обычно небольшой, но на всякий случай это полезно. Включаем панельку Toggle Information (ctrl+I) и выбираем там Mode = Area. Панель указывает нам размеры кадра 3840х2160, как и положено для 585й
• Далее, экстрагируем один цветовой канал, который хотим проанализировать. Color > Extract Bayer Plane. Я выбрал G канал (у 585й RGGB, поэтому в Максиме выделяю канал "2").  Теперь в информационной панели у нас размер кадра стал 1920х1080
• На панели гистограммы (Screen Stretch) раздвигаю пошире красный и зеленый ползунки вокруг центрального пика гистограммы. Так удобнее видеть звезды. Они там и белые, и черные, со смещением. На это закрыть глаза.
• Поскольку я решил анализировать центр кадра (благо этот тамрон почти не виньетирует такую маленькую матрицу и для углов все будет почти также), я выделяю в центре между звездами, стараясь не захватить не одной звезды, небольшие прямоугольники, а в панели Information подглядываю значения Std Dev для них - это стандартное отклонение в 16-битном режиме. Именно оно нам будет нужно. Поставив в разных местах такие прямоугольники, я выбираю МИНИМАЛЬНОЕ значение Std Dev, которое удалось заметить. Это и будет нужное нам стандартное отклонение, характеризующее общий шум в центре кадра. ВАЖНО! Когда в центре есть какая-то туманность, прямоугольники надо ставить ВНЕ ее.

Для пары ваших фитов с номерами 21 и 26 стандартное отклонение на темном поле космоса получилось 530.
Собственно всё. Дальше только простой обсчет. 530 - это значение шума в 16-битном ADU. Да еще для разницы двух файлов.
Тогда, чтобы вычислить значение шума (в электронах) для одиночного кадра, делаем следующее:

Total Noise (e) = 530 делим на sqrt(2) (поскольку взята разница двух файлов), потом делим на 16 (поскольку 585й чип 12-битный, а не 16-битный), и потом умножаем на цену электрона 0.562

Total Noise (e) = 530 / 1.4142 / 16 * 0.562 = 13.2e   (проверил дважды, вроде не ошибся).

Шум чтения (RN, read noise) для гейна 252 я взял с графиков внизу - 1.1e
Темновой ток (DC, dark current) для 27 градусов тоже взял с графиков внизу - 0.33 e/sec
Поскольку экспозиция 60 сек, значит темновой ток дал нам в сумме около 20 темновых электронов. Отсюда темновой шум (DN, dark noise) = sqrt(20e) = 4.5e

А теперь самое интересное, ради чего все это делалось. По простой формуле суммы квадратов шумов мы находит последнее "заветное" слагаемое - шум засветки неба. Он получается 12.4e.

Выводы
Итак первый вывод: съемка для данного сетапа и места организована на отлично! (Правда место выбрано из рук вон, но не об этом сейчас речь)))
Почему. Потому что первое правило правильной съемки гласит: в общей шумовой картине снимка доминировать должен шум фона неба (засветки) и он должен превосходить своих конкурентов (RN и DN) примерно в 2 (минимум) или 3 (перфектимум) раза. Я по жизни больше ориентируюсь на фактор 2, но как мне уже объясняли, на клаудях более популярен перфекционистский подход - "3" и никаких гвоздей.
У вас примерно 3 и получилось

По другим каналам разница не большая (засветка по Москве для этого фильтра sv220 и 585й оказалась примерно одинаковой по ее каналам) .
По углам тоже спад не сильный, что говорит нам просто о том, что Тамрон заточен крыть гораздо больше чипы.

И наконец еще один важный вывод: ехать даже в Подмосковье с такой неохлаждаемой матрицей в такую жаркую сентябрьскую ночь (было около 16 градусов на улице) и снимать там с фильтром sv220 не стоит. Потому что шум фона неба резко упадет, и шум темнового тока начнет с ним конкурировать. А значит результативность съемки просядет в разы. Пример. У вас там над центром Москвы примерно 16.5 sqm. Выезжаем за 70 км от МКАДа, и становимся где-нибудь в точке 19.5 sqm (Руза например). Небо становится в 16 раз темнее. Значит шум засветки (SkyN) упадет в 4 раза и в итоговом шуме начнет ВСЕГДА доминировать темной шум, какую экспозицию ни возьми. А поскольку дырка Тамрона уже открыта до предела, придется от этой затеи отказаться и... ехать домой за охлаждаемой матрицей. Или ждать холодных ночей, когда темновой ток тоже просядет в 16 раз.

[PavelGhost]

Если жалобы на зряплату - то может работу поменять?

Да не, у Путина достойные ЗряПлаты - аж 1000 баксов накаялядовываю )))
А на СВО еще инвалидов не берут вроде - хотя как знать...

[toh@]

И наконец еще один важный вывод: ехать даже в Подмосковье с такой неохлаждаемой матрицей в такую жаркую сентябрьскую ночь (было около 16 градусов на улице) и снимать там с фильтром sv220 не стоит.

Ну так, если верно понимаю, на более темном небе имеет смысл снимать с такой же конфигурацией (если нет других вариантов), но без фильтра. Таким образом мы повысим эффективность сбора полезного сигнала при тех же шумовых паразитных составляющих?
...Это как раз тот случай, когда от фильтра не будет никакой пользы (кроме вреда)...

[PavelGhost]

И наконец еще один важный вывод

Да вывод стандартный, если вы снимаете из города то можно положить глубокий болт на охлаждение и шум чтения.
Разве только если очень узкие узкоплосники ставить.

[Albireo7]

Альбирео, постарался для вас как можно нагляднее провести шумовой анализ ваших снимков и сделать выводы, чтобы вы и сами могли потом это делать.
Итак, вводные и результаты.

Огромное вам спасибо за такое тщательное исследование шума по фотографии! 👋
Меня как раз очень интересовало соотношение разных шумов в практическом астрофото. Поскольку я весьма смутно представляю насколько каждый из них влияет на общую картину. Вдобавок, я и сам люблю заниматься подобными экспериментальными расчетами, поэтому это вдвойне интересно. Надо будет потом поподробнее разобраться в этой методике. Я бы вообще занес этот пост в FAQ, чтобы люди могли сами потом рассчитывать вклад шумов.

Однако, меня смутил один момент в ваших расчетах. Насколько я представляю, график шума, имеет значение от 0 до некоторых небольших величин. При добавлении константы 50 это будет 50+ на графике. То есть, шумы будут располагаться чуть выше линии 50. Если мы потом вычтем оттуда второе фото, то его шумы будут располагаться снизу от центральной линии 50, то есть, уже 50-. Таким образом, мы получим удвоенную величину шума по сравнению с одиночным файлом - от 50- до 50+. Это хорошо видно на картинке. А у вас в расчетах это увеличение шума при вычитании не учитывается, насколько я понял. Как вы это прокомментируете?

Еще мне непонятно, почему обязательно нужно, чтобы шумы неба были в 2-3 раза больше шумов самой матрицы? Что плохого, если я на выезде в темное место получу суммарный шум 5,5 вместо 13? Пусть даже в нем будет превалировать темновой шум матрицы. Картинка то получится гораздо менее шумной в итоге.
Глубина ямы в расчетах не пригодилась.

[Reactor]

Как вы это прокомментируете?

Прошу прощения, что встреваю. Вот тут прекрасный разбор от Антона про то, как оно с шумами все устроено. Почитайте и вопросы отпадут

[diant]

Ну так, если верно понимаю, на более темном небе имеет смысл снимать с такой же конфигурацией (если нет других вариантов), но без фильтра. Таким образом мы повысим эффективность сбора полезного сигнала при тех же шумовых паразитных составляющих?
...Это как раз тот случай, когда от фильтра не будет никакой пользы (кроме вреда)...

Все так.

Альбирео, на здоровье Разберитесь и сами считайте, конечно. Я вообще давно уже это дело практически на лету делаю, потому что вся математика там вокруг одной формулы крутится, и когда ее уже 100 раз обсчитываешь, потом уже само считается и даже иногда голова не осознает, чего делает (что есть плохо, конечно, бываю слепые ошибки).

По поводу вычитания двух кадров и их шумов. Я учитываю это конечно - для этого Std Dev делится на корень из 2.
Почему так. Потому что при сложении/вычитании двух одинаковых случайных шумов результирующий шум увеличивается в корень из 2 раз.
Чуть более научно (если вы изучали тервер) независимые шумы ортогональны, а значит складываются по теореме Пифагора. Например RN(1) - шум чтения первого кадра, RN(2) - шум чтения второго кадра, тогда итоговый шум суммы/разности будет RN(1±2) = sqrt (RN(1)² + Rn(2)²)

Еще мне непонятно, почему обязательно нужно, чтобы шумы неба были в 2-3 раза больше шумов самой матрицы? Что плохого, если я на выезде в темное место получу суммарный шум 5,5 вместо 13? Пусть даже в нем будет превалировать темновой шум матрицы. Картинка то получится гораздо менее шумной в итоге.

Нет, это чудесно)) Но когда вы увидите, что ваш сосед по поляне с таким же сетапом, только с охлаждаемой матрицей получает тот же результат по SNR  в разы быстрее, вы завоете волком.

[Albireo7]

Прошу прощения, что встреваю. Вот тут прекрасный разбор от Антона про то, как оно с шумами все устроено. Почитайте и вопросы отпадут

О, спасибо! Очень интересно. Почитаю.

[Олег Чекалин]

А что, теперь смысл темы - обслуживание дураков?

[diant]

Прошу прощения, что встреваю. Вот тут прекрасный разбор от Антона про то, как оно с шумами все устроено. Почитайте и вопросы отпадут

Константин, спасибо.

(кликните для показа/скрытия)

По правде говоря, сам уже боюсь давать ссылку на эту ветку. У меня такое чувство, что для мозгов современного человека там слишком сложно, много и мудрено.

Еще у меня в последние три-четыре месяца есть несколько негативный опыт работы с подрастающим поколением с наблюдением той деградации мозгов, которая сейчас происходит массово. Парню 13 лет, 8й класс, физика, мы с ним занимаемся просто по учебнику. Но не в этом дело. У него беда со смартфоном и проч., вся семья (особенно раньше, сейчас родители уже начали стараться) в наркозависимости от гаджетов. Ребенок еще этим летом раньше 2 ночи не засыпал, лежал под одеялом в своих чатиках. А сейчас у него требования возросли - колледж, преподы дают мало, в ускоренном темпе по скачанным с сети презентациям и т.д. Так вот, описываю состояние ребенка, когда мы с ним занимаемся и его мозги отключаются. Ближе к вечеру я вижу как он начинает непрерывно зевать сквозь зубы (сам этим страдал в школе, это мне понятно). Потом закатываются глаза, как перед приступом эпилепсии, и голова непроизвольно откидывается вверх и влево, тело как заклинивает в этом положении. Глаза при этом смотрят уже куда-то взад в потолок. Я пытаюсь его реанимировать простыми вопросами. Например: "Смотри, вот у тебя два стакана. В правом вода, в левом лед". Он вроде смотрит. Я спрашиваю: "В каком лед?" Смотрит упруго и неподвижно в одну точку. Я специально не тороплю, жду, когда сработает мозг. Но он не срабатывает. "Ты меня слышишь?" Он: "Слышу". "Вот вода, а вод лед. Где лед?" Полный паралич. Если я молчу минуту, он тоже минуту неподвижно смотрит в одну точку.

Я не приукрасил. Он сам признается, что после 8 вечера мозговая деятельность полностью вырубается (для всего, кроме телефона). А ведь у нас все население планеты подсело нынче на гаджеты. И следствия налицо. Как быть? Одна формула с шумами снимка вызывает уже бесконечный проблем, а тут целая ветка напряжения мозгов. У меня вопрос в общем-то не риторический. Я реально ищу выход и что делать. Советы родителям даю, но кто же им последует.

Еще этой осенью сдалал такой фокус. Чтобы оторвать детей полностью от гаджетов хотя бы на пару часов и погрузить их в природу, во время выезда с детской группой заранее предупредил детей и родителей, что в определенный момент разлучу мамочек с их чадами, последних соберу в кучу и уведу в глухой лес, где кроме медведей и волков никого не будет. Дети (многие, кто не боится) восприняли эту идею на ура. Доехали до точки. Я сказал всем родителям остановить машины на обочине, выгрузить детей, попрощаться с ними и двигаться дальше самим, без нас. А мы с детьми, без телефонов, углубились в лес и несколько км было "поле, холм, лес, поле, холм, лес...." Оказалось, что некоторые дети не испытывали такого состояния никогда в жизни. У них был восторг. Как раз тот парень, с которым физикой занимаюсь, бежал впереди и говорил: "Хочу остаться тут навсегда". Все это было замечательно, пока мы шли. Но рано или поздно должно было кончиться. Мы вышли на площадку, где уже стояли машины родителей (они объехали лес) и все вернулось на круги своя.

Касательно этого дела, давно уже пришел к выводу, что мощный ключик тут в родителях. Если у них есть реальное (неподдельное) увлечение чем-либо вне гаджетов, любой творческой деятельностью, детям это передается. Но если сами родители уже увязли, работать с одним только ребенком практически бесполезно, по крайней мере намного труднее.