Сенсоры IMX 291, 174 или 178 в коллаборации с фокусным f/15

[Emilblack]

     Душа желает реализовать творческий потенциал моего длиннофокусного (f/15) зеркально-линзового друга в концепции планетного астрофото.

Сердцем реализуемых большинством производителей (Imaging Source, ZWO ACI, QHY, Altair) planetary камер являются сенсоры  IMX 291, 174 или 178. Pixel size, соответственно, - 2.9 µm, 5.86 µm, 2.4 µm.

Казалось бы, всё не так замысловато, как кажется (условно для длиннофокусных, "медленных" систем рекомендуется более крупный размер пикселя, для систем "быстрых" - менее крупный). Однако в пылу изысканий обратил взор на данную вполне достойную внимания тему, топикстартер которой проповедует концепцию использования как можно меньшего Pixel size для любых систем. Доводы его мне показались...интересными.

https://www.cloudynights.com/topic/526385-planetary-camera-rant-11-micron-pixels/

К выбору астро оборудования всегда стараюсь относиться с прецизионностью, не обретая "кота в мешка", чтобы в последствие не вытягивать филигранный результат из свойств заведомо не идеально подходившего для этих целей инструментария.

В качестве исходной константы возьмём качество оптики better than difraction limited, идеальную коллимацию и "усредненное" значение подмосковного синга, а также текущее положение планет.

Основополагающее желание:

- "выжать" максимальное, ультимативное качество в концепции выше перечисленных исходных
- в угоду f/15 обойтись без применения линзы барлоу (лишние оптические элементы в "тракте", лишний вес и...деньги

Исходя из этого, как некую "золотую середину" пока выбрал сенсор IMX 291 в исполнении от Imaging Source или ZWO ACI - хорошее соотношение fps с разрешением, условно невысокая относительно сенсора 174 цена, размер пикселя, вроде бы, освобождает от необходимости использования линзы Барлоу для моего фокусного.

От общего к частному:

1) На камеру какого производителя стоит обратить непосредственное внимание? Ориентируюсь на общее качество исполнения продукта, его стоимость и наличия определённых "фишек", отсутствующих у конкурентов. А также удобство/возможности предоставляемого производителями "софта". Например, сенсор 174 представлен у нескольких производителей:

https://www.teleskop-express.de/shop/product_info.php/info/p10373_TIS-Signature-USB-MONO-Astro-Kamera-DMK-33UX174-AS-Sensor-D-13-4-mm.html   (как мне наиболее импонирующий)

https://www.teleskop-express.de/shop/product_info.php/info/p7684_ZWO-ASI174MM-USB3-0-Mono-Astro-Camera---Sensor-D-13-4mm.html

https://www.teleskop-express.de/shop/product_info.php/info/p9751_Astrolumina-Alccd-QHY-5III-174---USB3-0-CMOS-Monochromkamera.html

https://www.teleskop-express.de/shop/product_info.php/info/p9146_Altair-Hypercam-174M-PRO-MONO-Astro-Kamera-luftgekuehlt-Sony-Sensor-D-13-4mm.html (декларируется fan cooling, чего, например, нет у производителей иных, впрочем, для запечатления планет едва ли важно )

2) Всё же какой размер пикселя, исходя не только из теории, но и практики (например, коллеги Криптоника) наиболее подойдёт мне? 2.4 - 2.9 - 5.86?

Совсем я, кстати, позабыл, о возможности обретения хорошо зарекомендовавшей себя ZWO ACI 120, там размер 3.75.

3) Не очень импонирует концепция устройства "All in One", ибо кругом 16 не бывает, и хотелось бы ультимативно-специализированную камеру но всё же какая из данных камер (для удобства) на примере производителя ZWO (120 - 178 - 174 - 290) наиболее подходит для:

- астрофото планет (Юпитер, Сатурн, реже - Марс, Венера)

- астрофото Луны, Солнца (с фильтром) (если всё верно, зависимость fps от разрешения не критична, а вот само разрешение - да)

- астрофото и планет, и Луны-Солнца, а также компактных планетарных туманностей и иных DSO объектов. Как я понимаю, в случае с компактными DSO не последнюю роль будут играть чувствительность сенсора, выдержка, возможность охлаждения камеры.

И почему 

4) Фотографировать пока планирую в монохромном режиме, чтобы на данном, первоначальном для меня этапе не заморачиваться с колёсами/фильтрами (их обязательно я обрету в дальнейшем, когда отточу так называемый skill) В концепции нынешний реалий (блуждающие невысоко над горизонтом планеты) насколько необходимо использование IR CUT фильтра?

И правильно ли для себя я осознал общую тенденцию современных сенсоров, что чем выше разрешение и выше в соответствии с ним fps, тем лучшего качества можно достигнуть при запечатлении планет? Если да, то сенсору 174 предпочтение бы сразу я отдал:

https://www.teleskop-express.de/shop/product_info.php/info/p10373_TIS-Signature-USB-MONO-Astro-Camera-DMK-33UX174-AS-Sensor-D-13-4-mm.html

5) Несколько общих вопросов, если можно:

- для lucky imaging лучше предпочесть 8-10-12-16 bit?

- насколько критично наличие ROI

- насколько предпочтительнее интерфейс передачи данных USB 3 (и уже 3.1 в последних решениях от Imaging Source) если противопоставить оному USB 2? Это ведь лишь вопрос времени, а не качества? Даже с учётом использования идентичного сенсора стоимость разнится:

https://www.teleskop-express.de/shop/product_info.php/info/p8742_ZW-Optical-ASI290MM-USB3-0-Monochrome-Astro-Camera---2-1-MP-CMOS.html

https://www.teleskop-express.de/shop/product_info.php/info/p10072_ZWO-ASI290-Mini---High-sensitive-Autoguider---Mono-CMOS-Camera.html


Спасибо!

[GraY25]

Сердцем реализуемых большинством производителей (Imaging Source, ZWO ACI, QHY, Altair) planetary камер являются сенсоры  IMX 291, 174 или 178. Pixel size, соответственно, - 2.9 µm, 5.86 µm, 2.4 µm.

Вы почему-то забыли про очень популярную 1600ММ с пикселем 3.8 микрон https://astronomy-imaging-camera.com/product/asi1600mm-cool

[Star Hunter]

1)для лунно-планетной съемки можно взять как ZWO 178 MM, так и QHY5III178m. У меня самого QHY, камерой доволен. Однако у ZWO максимальный fps чуть выше (около 60).
2)Под f\15 телескоп так и просится imx178.
3)Если в планах съемка дипскаев, то лучше взять QHY - у нее есть функция ослабления свечения углов.
4)Для съемки Луны нужен красный или IR680 фильтр. IR-cut не нужен. Для Солнца желателен фильтр Baader Solar Continuum.
5)Фильтры и колесо сразу берите, сложного ничего в этом нет.
6)По Юпитеру, Марсу достаточно 50-100 fps, по Сатурну - 30-60 fps.
Для дневной Венеры fps можно гнать до 200х.
По Урану\Нептуну 5-30.

Если в планах съемка Юпитера\Сатурна в линии метана (CH4), то однозначно брать imx290.

Разрешение при съемке планет обычно небольшое, чтобы влез диск планеты. Если планируется съемка со спутниками Юпитера - ставим разрешение побольше. ROI есть и у ZWO, и у QHY.

Для съемки планет в небольшом разрешении достаточно и USB 2.0, однако съемки Солнца\Луны в полном разрешении USB 3.0 обязателен, как и SSD-накопитель, ибо минута записи с той же QHY5III178m в полном разрешении при 8 бит и 50 fps занимает 18 гигабайт.
8 бит достаточно при съемке планет. При 16 битах в полном разрешении fps проседает в 2 раза.

Штрелем тут махать смысла нет.

[GraY25]

Казалось бы, всё не так замысловато, как кажется (условно для длиннофокусных, "медленных" систем рекомендуется более крупный размер пикселя, для систем "быстрых" - менее крупный). Однако в пылу изысканий обратил взор на данную вполне достойную внимания тему, топикстартер которой проповедует концепцию использования как можно меньшего Pixel size для любых систем. Доводы его мне показались...интересными.

Задачка разбивается на две части - дипскайная и планетная.
И в общем случае она решается подбором корректоров фокуса (редукторов/барлух).

В первом случае вы всё равно будете ограничены атмосферой, (независимо от апертуры) - 1"/pixel, или чуть меньше.
Обычно требуется подбор редуктора для согласования сэмплинга.

В случае планетной съёмки сэмплинг будет зависить от апертуры.
Обычно требуются барлухи для согласования.
В редких случаях типа вашего Ф/12-15 + очень мелкопиксельная (типа 178) можно обойтись прямым фокусом.
Вот примерный расклад, какой сэмплинг можно выжать из определённой апертуры (скрин из моего доклада по Лаки-Имаджингу на Астрофесте)



Концепцию "ALL-In-One" вполне можно реализовать правильным набором редукторов/барлух.

[p.v.]

8 бит достаточно при съемке планет

Откуда мысли?

[GraY25]

Откуда мысли?

Это разумная мысль и вполне подтверждена практикой.
Причина - в сложении несколько тысяч кадров.

Пусть у нас палитра 256 цветов (8 бит)
Если в одном кадре точка имеет яркость 1 а во втором яркость 2, то программе после сложения никто не запрещает считать что её яркость 1.5 (таким образом расширив глубину цвета до 512 шагов)

А по общему динамическому диапазону планеты проходят с запасом. Изредка не хватает границ по Луне когда одновременно терминатор + пересвеченые валы кратеров.

[p.v.]

Топикстартеру (да и всем, кто берется за планеты) было бы полезно почитать вот это http://prozarium.ru/TextDetails.aspx?TextID=2331 для сведения картины мира воедино. Там изложена не только теория, но практика, не противоречащая ей. Если лень читать, см. сюда https://img-fotki.yandex.ru/get/9326/7035564.8/0_137808_ba38d3c2_orig
По дипскаю все условно - апертура может выстрелить (и успешно стреляет) не только по планетам. Поэтому сэмплинг заведомо гнуть под болотный сиинг = лишать себя шанса раскрыть эту апертуру. Универсальные рецепты здесь все те же - битность на максимум, самую слабую звезду на сумме положить в 3 пикселя, выдержку не задирать. По обработке все сложнее. Классическая обработка выезжает на чудесах шумодавов, волшебных "устранителях" градиентов и "магическом" алгоритме сложения. Современный софт устал соревноваться, кто кого перехитрит в рисовании. Что PI что PS, что остальные. На деле все проще - в астрофото работает простая физика и надо быть ближе к естеству.
Планетный софт в принципе ничего не делает, кроме как усредняет тысячи картинок. Дипскайный соревнуется в наведенной красоте. Как посмотришь на "шедевры", так Айвазовский отдыхает. В общем, в классической обработке имеем тупик налицо. А еще люди ничему не учатся. Вот с этим реальная беда. Уже 10 лет, как появились нормальные чувствительные камеры, на форуме ведутся споры, а воз и ныне там. 8 бит достаточно. Ну да.

[Ihtamnet II]

 

- Что лучше, альцгеймер или паркинсон?
- Конечно, паркинсон. Лучше иногда попадать не по тем кнопкам, чем снова и снова писать одну и ту же чушь.

[Star Hunter]

8 бит достаточно при съемке планет

Откуда мысли?

После покупки ZWO 120 МС протестировал оба режима по Юпитеру, разницы на заметил, стал в 8 бит снимать.
Сегодня планирую Юпитер поснимать, заодно сравню 8\16 бит. Если шума будет действительно меньше - с меня плюс 

[p.v.]

120 МС всегда снимает в 8 бит. Это у нее в названии написано. "MC". Кодек дает 8 бит на RGB каналах, как ты ее ни крути хоть в PIPP, хоть где. А то, что SERR идет в "16 бит", так это ни о чем. Поэтому, true камера - только монохром. Если докажешь обратное, с меня тоже +

Если шума будет действительно меньше..

На самом деле, на картинке приведены 12 и 8 бит. АЦП камеры PG Flea3 12 разрядное. Так что на реальных 16 битах разница будет еще заметнее. Только таких камер нет, пока.
Ценность 178-й матрицы в 14 разрядах. Ее мелкий пиксель не лучше и не хуже других. Фокус надо подбирать правильно, и все будет хорошо.

[GraY25]

Вот ролик обычный 8-битный AVI.



А вот результат с этого одного ролика в 2 минуты



И самые слабые кольца вытянуты, и спутники.
С шумом проблем нет даже без деротаций.

Вопрос, нафига мне тут 16 бит.

[Star Hunter]

120 МС всегда снимает в 8 бит. Это у нее в названии написано. "MC". Кодек дает 8 бит на RGB каналах, как ты ее ни крути хоть в PIPP, хоть где. А то, что SERR идет в "16 бит", так это ни о чем. Поэтому, true камера - только монохром. Если докажешь обратное, с меня тоже +

Ну, в характеристиках камеры ZWO 120 MC заявлено 12bit ADC.
У ZWO 178 уже 10bit ADC/14bit ADC.

Насчёт кодека интересно. То есть цветная камера по умолчанию не может в 16 бит снимать?

[p.v.]

https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,117995.msg2831738.html#msg2831738

[p.v.]

Насчёт кодека интересно. То есть цветная камера по умолчанию не может в 16 бит снимать?

Снимать она может, а вот на выход отдать не может, т.к. этим кодек занимается. А кодек в цвете дает всегда(?) 24 бита на 3 канала. Лично для меня вопрос - что дает в цвете ser формат. Мало кто копал эту тему. Мой опыт говорит о том, что ничего не дает или это обманка для наивных. Может у кого есть другие опыты, я не знаю.

[Star Hunter]

Лично для меня вопрос - что дает в цвете ser формат.

По ser-формату есть такое описание
https://free-astro.org/index.php/SER
"SER v3 supports RGB/BGR 8/16-bit data.

Подробнее: http://free-astro.org/images/5/51/SER_Doc_V3b.pdf

Всё равно не пойму, почему цветная камера не может писать 16 бит на канал. С камеры льётся RAW-поток значений с монохромных пикселей, над которыми прилеплены цветные R\G\B микрофильтры. Дальше уже дебайеризация. Аналогично, если взять монохромную камеру и записать три 16-битных ролика с разными фильтрами, тоже 16 бит на канал не получится? Или это особенность дебайеризации?

Ниже - одиночник с ZWO 290 MC без дебайеризации, в 8 бит.

[p.v.]

Если рассуждать логически, получаем следующее:
ADC 14 бит. Пиксель по определению монохромен. Цвет мы получаем дебайером, т.е интерполяцией сетки соседних "отфильрованных" пикселей. Что отдает камера? Она отдает монохром в 14 бит, упакованный в 2 байта. Т.е. на выходе с камеры мы имеем псевдо 16 бит, у которого 2 разряда обрезаны (big ending, small ending, что не есть суть https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BE%D1%80%D1%8F%D0%B4%D0%BE%D0%BA_%D0%B1%D0%B0%D0%B9%D1%82%D0%BE%D0%B2)
Далее, поток с камеры идет в программу, читающую его. Этой программе надо его расшифровать. Расшифровку программа делает согласно некоторой договоренности с камерой о "зашитой" в поток "матрице" расшифровки. В случае с цветной камерой, данной матрицей расшифровки является паттерн дебайеризации, за который и отвечает кодек, как посредник, между мозгами камеры и потребителями картинок с нее. Так вот вопрос в том, что нет такой договоренности, что цвет кодируется в 16 бит на канал, но есть куча договоренностей, что он зашит в 8 бит на канал. А так, в принципе, никаких вопросов и нет, кроме того, что это никем до сих пор не реализовано.
Так вот, когда говорят о цвете в 16 бит, это немного напрягает. Может я что-то упустил. Вопрос в том, что именно? Приведенная ссылка из описания 16 бит ser ясности не добавила.
Вот пример из жизни. Я начал писать PGMania в 14-м году потому, что хотел делать 16 битный видео из монохромных 16 битных картинок, для того, чтобы не терять разрядность при обработке. Первое, на что я напоролся, что софта, умеющего это делать в принципе не существует. Кроме ffmpeg. А это не читаемый cmd line из 100000 строк при обработке ролика. Интернет молчал, пришлось копать. Оказалось, что в ffmpeg есть "свои" кодеки, способные решить эту задачу. О них мало кому было известно, как я понял, кроме их разработчиков. Сейчас PGMania клепает 16 бит AVI на лету парой кликов мышкой. И есть всего один плеер(русский) https://windowsplayer.ru, который их читает. А сколько в мире есть плееров? Сотни. Но они не читают 16 бит avi.
С 16 битным цветом такая же история - пока его кто-то не реализует программно, его не существует. С другой стороны, есть PS и его 16/32 bit.
Т.е. в принципе, он как бы и есть. Вопрос в том, как его доставить из камеры в PS и отдать потребителю.
Монитор не способен прочитать ничего, кроме 8 бит на канал..

[GraY25]

И есть всего один плеер(русский) https://windowsplayer.ru, который их читает. А сколько в мире есть плееров? Сотни. Но они не читают 16 бит avi.

- Билли, это кто там на лошади гарцует?
- А, да это Неуловимый Джо
- Что, его реально никто поймать не может?
- Да кому он на*рен нужен! 

[Дмитрий Маколкин]

И есть всего один плеер(русский) https://windowsplayer.ru, который их читает. А сколько в мире есть плееров? Сотни. Но они не читают 16 бит avi.

- Билли, это кто там на лошади гарцует?
- А, да это Неуловимый Джо
- Что, его реально никто поймать не может?
- Да кому он на*рен нужен! 

Да, опять "старая песня о главном".

[p.v.]

16 бит avi был нужен autostakkert'у. А так да, порнуху можно и в 8 бит посмотреть.

Да, опять "старая песня о главном".

Да. опять с умным видом головой киваем, а по существу сказать нечего. Узнаю брата колю. Собственно, все что мне было надо, я выяснил 5 лет назад. Если вам это не надо, то и вопрос не стоит. Топик стартер спросил, ему ответили. Ну если ничего нового не узнает, так хоть анекдоты почитает и прибаутки послушает. Вы ж там лекции наперебой читаете, ну так изложите основы в массы доходчивым языком.

[GraY25]

"Собака лает а караван идёт!"

Человек накатал талмуды по своим эротическим теоретическим фантазиям, а по уровню съёмки из "Планетная фотография для начинающих" не вылез.
Но песателю, в т.ч. псевдонаучного софта, это не нужно.