О флетбоксах

[Виниту]

Коллеги - дипскайщики, у меня возможно очень чайницкий вопрос, но когда задумываюсь иногда о том, что может быть заняться дипскаем, он всплывает.

Насколько я понимаю, для съёмки флетов часто используется флетбоксы. Но ведь они дают не плоский фронт волны. И соответственно фокус лежит где-то очень далеко за матрицей. И соответственно пыль в тракте, если она только не прилипла очень близко на матрицу, будет выглядеть в таком боксе сильно отличной от вида пыли для волны с плоским фронтом. И виньетирование будет другое.

В общем, этим всем можно принебречь и использовать флетбокс с лёгкой душой? Или всё-таки это осознанная погрешность во флетах, с которой можно жить?

[Дмитрий Маколкин]

Коллеги - дипскайщики, у меня возможно очень чайницкий вопрос, но когда задумываюсь иногда о том, что может быть заняться дипскаем, он всплывает.

Насколько я понимаю, для съёмки флетов часто используется флетбоксы. Но ведь они дают не плоский фронт волны. И соответственно фокус лежит где-то очень далеко за матрицей. И соответственно пыль в тракте, если она только не прилипла очень близко на матрицу, будет выглядеть в таком боксе сильно отличной от вида пыли для волны с плоским фронтом. И виньетирование будет другое.

В общем, этим всем можно принебречь и использовать флетбокс с лёгкой душой? Или всё-таки это осознанная погрешность во флетах, с которой можно жить?

Это надуманная проблема. В оптике есть понятие обратимости хода лучей - при построении хода луча в обратном направлении его траектория через оптику повторит траекторию прямого луча. Достаточно построить обратный ход лучей, из точки фокуса под разными углами к фокальной плоскости, и мы увидим, что в фокус приходят только те лучи, которые вошли в оптику как если бы они шли от объекта на бесконечности.  Никакие другие лучи в эту точку фокуса просто не попадут.
Если же луч идущий от флетбокса имеет некий наклон к оптической оси (флетбокс излучает лучи в разных направлениях и соответственно - с разными углами наклона к оптической оси), то он окажется либо лучом, идущим к точке фокуса вне оси, либо просто не попадет на сенсор.

Другое дело, что при плохом чернении трубы в ней будет повышенное светорассеивание, и оно будет отличаться от флетов, полученных, скажем, по небу, хотя и тут будут свои нюансы. Бленда и рассветное небо могут дать меньше рассеянного всета, чем флетбокс, но обычно для практических целей это не очень существенно.
В общем, отлаживаем сетап, избавляемся от бликующих поверхностей в тракте - всё как всегда...

З.Ы. Похоже, что ещё одного планетчика засасывает дипскайное,
... мы его теряем!!!

[Виниту]

Не понял, честно говоря. Вот допустим, мы сфокусировались, на матрице построено изображение объекта. Теперь мы передвигаем матрицу ближе, внутрь фокуса. На ней опять же будет изображение, но размытое. Оно никуда не денется. Но пылинки в тракте и виньетирование в этом размытом изображении будут выглядеть не так, как в сфокусированном.

От флетбокс не то, что под разными углами идут лучи. У них фронт другой, сферический, с небольшим совсем радиусом. Поэтому фокус от них будет очень далеко от выстроенной на бесконечность фокальной плоскости. И по идее флет будет кривым, будто бы камеру сдвинули внутрь относительно фокуса

В дипскайщики пока не подаюсь. Дай бог в планетчики бы вернуться!)) Но просто совсем нет времени. Арбайтен махт нихт фрай))

[Дмитрий Маколкин]

Прежде всего, мы не фокусируемся на флетбокс и не снимаем его поверхность.

Ещё предлагаю следующий мысленный эксперимент.
Рассматриваем только точку в центре поля зрения, т.е. - на оси.
Сначала снимаем флетбокс с очень большого расстояния. Потом передвигаем его вплотную к трубе.
В обоих случаях через телескоп пройдут только те лучи, которые паралельны оптической оси.

P.S. в данном случае стоит пользоваться геометрической оптикой, все размеры много больше длины волны, такое приближение вполне применимо.

[Ivan7enych]

Не понял, честно говоря. Вот допустим, мы сфокусировались, на матрице построено изображение объекта. Теперь мы передвигаем матрицу ближе, внутрь фокуса. На ней опять же будет изображение, но размытое. Оно никуда не денется. Но пылинки в тракте и виньетирование в этом размытом изображении будут выглядеть не так, как в сфокусированном.

От флетбокс не то, что под разными углами идут лучи. У них фронт другой, сферический, с небольшим совсем радиусом.

Во 1х никто матрицу не перефокусирует при съемке флетов.

Во 2х от флетбокса нету единого фронта волны, это не лазер. Есть непрерывное множество источников света, максимально похожее на ровный фон неба.

[Виниту]

Ещё предлагаю следующий мысленный эксперимент.
Рассматриваем только точку в центре поля зрения, т.е. - на оси.
Сначала снимаем флетбокс с очень большого расстояния. Потом передвигаем его вплотную к трубе.
В обоих случаях через телескоп пройдут только те лучи, которые паралельны оптической оси

Они и к телескопу идут под разными углами, тот что из бесконечности - набором параллельных прямых, а от близкого объекта - как набор лучей под разными углами. И внутри телескопа от объектива те, что из бесконечности, будут сходиться в одну точку, а те что не из бесконечности - в другую. Поэтому тень от объекта на их пути (пылинки или диафрагмы) будет выглядеть по-разному

[Дмитрий Маколкин]

как набор лучей под разными углами.

Такие и не пройдут оптическую систему, а если и пройдут - то окажутся не в том месте матрицы.

Вот ещё цепочка рассуждений, которая возможно поможет разобраться.
Берем произвольную точку светоизлучающей поверхности флетбокса. Она излучает лучи в разном направлении. Возьмём из неё тот луч, который параллелен оптической оси телескопа. После прохождения оптики он пересечет сенсор в точке, лежащей в центре поля зрения. Он пройдёт в оптике тот же самый путь, что и луч от бесконечно удаленной звезды, направление на которую параллельно оптической оси. У других точек флетбокса тоже есть такие лучи, и совокупность таких лучей, попадающих в апертуру телескопа произведут то же самое действие, что и удаленная звезда на оси. Они будут так же подвержены всем препятствиям в оптическом тракте, что и лучи от звезды. Никакие другие лучи, испущенные теми же точками флетбокса под другими углами, в эту точку фокуса не придут.
Рассуждения для лучей, имеющих наклон к оптической оси будут точно такими же, только для каждого значения угла наклона будет своя точка в фокусе на сенсоре.

[Ivan7enych]

Ещё предлагаю следующий мысленный эксперимент.
Рассматриваем только точку в центре поля зрения, т.е. - на оси.
Сначала снимаем флетбокс с очень большого расстояния. Потом передвигаем его вплотную к трубе.
В обоих случаях через телескоп пройдут только те лучи, которые паралельны оптической оси

Они и к телескопу идут под разными углами, тот что из бесконечности - набором параллельных прямых, а от близкого объекта - как набор лучей под разными углами. И внутри телескопа от объектива те, что из бесконечности, будут сходиться в одну точку, а те что не из бесконечности - в другую. Поэтому тень от объекта на их пути (пылинки или диафрагмы) будет выглядеть по-разному

Набор параллельных лучей от звезды сойдется в один пиксель матрицы (в идеале). А куда сойдется набор лучей из одной точки флетбокса никому не интересно - в том месте матрицы нет. Поэтому и положение флетбокса (чуть поближе или подальше от телескопа) - не важно.

Каждый пиксель матрицы осветит почти вся поверхность флетбокса.

[Smirnov Andrey]

Коллеги, вы все по-своему правы  .
А тоже в своё время задумывался над корректностью применения флетбокса или майки на апертуре для съёмки флетов.
Андрей прав в своих сомнениях о том, что фронт от флетбокса не соответствует тому, который используется при съёмке.
Но, правы и его оппоненты, Иван и Дмитрий. 
Андрей, в оптической системе ограничение пучков по апертуре происходит на апертурной диафрагме, или, как она ещё называется, входном зрачке. Он в телескопических системах чаще всего располагается вблизи оправы первого компонента, т.е. там, куда и ставится флетбокс.
Второе ограничение - по углам поля. Поле ограничивается полевой диафрагмой, роль которой выполняет оправа самой матрицы.
Таким образом, любой луч, пересекающий входной зрачок под углом меньшим ограниченного полевой диафрагмой угла попадёт на приёмник, а под большим - не попадёт.
Теперь рассмотрим съёмку флетов без флетбокса, по чистому небу (кстати, Олег Милантьев так и делает). Здесь, никто не будет спорить, ситуация аналогичная условиям съёмки флетов за исключением освещённости, она при съёмке флетов выше.
Теперь цепляем флетбокс и снимаем. Апертурная диафрагма вырежет нам те лучи, которые соответствуют нашей апертуре, а полевая диафрагма не захватит те лучи, прошедшие непосредственно от объектива, которые пересекли входной зрачок под большими углами (а их немало! - ведь поверхность вблизи него диффузная). Казалось бы всё нормально, те лучи, которые использовались при съёмке лайтов попали на матрицу, а те, что не использовались не попали.

И вот тут начинаются нюансы. А куда делись, те лучи, которые пересекли входной зрачок под большими углами? Естественно, они тоже попали внутрь трубы на её стенки и на диафрагмы, если они есть, переотразились, и вновь начали свой путь внутри трубы. В конечном итоге немалая часть может дойти до матрицы и существенно исказить картину виньетирования.
Поэтому я и говорил, что Андрей прав в своих сомнениях, а Дима правильно отметил наличие этой проблемы.
Конечно, если внутри трубы хорошее чернение и установлены диафрагмы нужного размера и на нужных расстояниях, этим рассеянием внутри трубы можно пренебречь и спокойно пользоваться флетбоксом. Если такой уверенности нет, если стенки трубы "сияют", лучше пользоваться способом Олега Милантьева, но там другая проблема (тоже успешно решаемая) - треки от звёзд. Выбор каждый делает для себя сам.

[Ivan7enych]

Конечно, если внутри трубы хорошее чернение и установлены диафрагмы нужного размера и на нужных расстояниях, этим рассеянием внутри трубы можно пренебречь и спокойно пользоваться флетбоксом. Если такой уверенности нет, если стенки трубы "сияют", лучше пользоваться способом Олега Милантьева, но там другая проблема (тоже успешно решаемая) - треки от звёзд. Выбор каждый делает для себя сам.

Кроме треков звезд у рассветного неба есть еще одна неприятность - градиент яркости (небо на востоке сильно ярче западного), он осветит внутренности трубы с одной стороны замметно ярче. Так что если если стенки трубы "сияют", то рассветное небо так же запортит флеты. Впрочем от этого спасает "майка Чекалина".

Но даже с майкой рассветное небо быстро меняет яркость, и надо ловить момент когда выдержка в нужном фильтре попадет в допустимый диапазон, и вообще успеешь ли снят нужную серию в каждом фильтре...

Так что флетбокс с изменяемой яркостью - пока самый лучший вариант.

[Дмитрий Маколкин]

И вот тут начинаются нюансы. А куда делись, те лучи, которые пересекли входной зрачок под большими углами? Естественно, они тоже попали внутрь трубы на её стенки и на диафрагмы, если они есть, переотразились, и вновь начали свой путь внутри трубы. В конечном итоге немалая часть может дойти до матрицы и существенно исказить картину виньетирования.
Поэтому я и говорил, что Андрей прав в своих сомнениях, а Дима правильно отметил наличие этой проблемы.

С небом без длинной бленды всё то же самое. Тоже засветка сбоку, и то же светорассеивание в трубе.

[Smirnov Andrey]

С небом без длинной бленды всё то же самое. Тоже засветка сбоку, и то же светорассеивание в трубе.

Правильно! Именно поэтому сейчас у меня идёт процесс 3D печати верхней части бленды для 130/6 АПО ЛЗОС с правильными коническими отсекателями (нижняя часть уже напечатана). Далее будет процесс матирования и дополнительного чернения.

[StarDiver]

Стоит наверное добавить и то, что небо у нас не идеальное черное тело и так же как и флетбокс и рассветное небо имент свой фон и "паразитную" угловую засветку, которая дает 3д структуру помех на плоскости. Так что минус на плюс....