Выбор гейна, офсета, iso, выдержки etc.

[PavelF]

Антон, спасибо огромное, Вы все очень подробно рассказали.

Подытожу, что я понял, в Вы меня поправите:
1. Если не имеем графиков производителя или не верим им, то по методу из п.1 определяем RN (шум чтения). Если верим, то берем из графика.
2. Гейн выбираем максимально высоким, таким образом, чтобы минимизировать шум чтения, но без фанатизма, с учетом динамического диапазона камеры. Стараемся ориентироваться на ступеньки падения шума считывания. Для QHY163 такой гейн 200.
3. По второму способу п.2 определяем DC (темновой ток), при нашей температуре сенсора. Или берем из графиков производителя, если верим ему.
4. Оффсет камеры определяем только по дарку. Биасы снимать бессмысленно (для qhy163) они никакой полезной информации не несут.
5. По п.3 определяем шум фона неба BN. Составляем таблицу. Зависмости BN от выдержки
6. Добавляем в таблицу п.5 зависимость DN от выдержки. DN считаем по формуле DN^2=DC*t. DN=SQRT(DC*t) Для QHY163 при температуре -20 DN=SQRT(0.006*t)
7. В таблице п.6 находим значение выдержки при которой или 2RN >= DC или 2RN >= BN. Или 3RN для перфекционстов. Выдержка кадры не должна превышать меньшее из этих значений. Так мы прорабатываем тусклые детали. Для съемки ярких объектов, мы жертвуем тусклыми деталями, для этого снижаем время выдержки, не трогая гейн. Дальнейшее увеличение времени выдержки смысла не имеет.

Замерить свои значения для BN не могу. Неба нет. Рассчеты по QHY163M приведены в таблице ниже. Из них следует, что камера, при гейне 200 и температуре -20, позволяет делать выдержки до 600-700 секунд.
Будет небо. Померяю BN результаты опублику.

Антон, жду обратную связь.

[diant]

1. Да

2. Совершенно верно

3. Да

4. Оффсет камеры определяем только по дарку. Биасы снимать бессмысленно (для qhy163) они никакой полезной информации не несут.

Биасы снимать не бессмысленно. Если вы начнете обрабатывать реальные снимки и делать это в умных программах, им лучше подать и дарк и биас. Объясню. Во-первых биас нужен для калибровки флэта (без вычета биаса это еще не флет, а сырец). Во-вторых умная программа может лучше применить дарк, если он откалиброван биасом. Дарк можно масштабировать, и это производится "правильно", когда в дарке уже нет биаса. Программы все это сами знают - им просто надо дать биасы, дарки и флеты - они разберутся.

5. да

6. Добавляем в таблицу п.5 зависимость DN от выдержки. DN считаем по формуле DN^2=DC*t. DN=SQRT(DC*t) Для QHY163 при температуре -20 DN=SQRT(0.006*t)

Все верно, кроме константы. Я уже говорили и объяснил - не 0.006, а 0.003. Именно эту цифру надо запомнить для -20 градусов (у вас мегахорошая матрица).

7. В таблице п.6 находим значение выдержки при которой или 2RN >= DC или 2RN >= BN. Или 3RN для перфекционстов. Выдержка кадры не должна превышать меньшее из этих значений. Так мы прорабатываем тусклые детали.

Не верно. Правильно так:
"В таблице п.6 находим первое значение выдержки при которой или 2RN <= DC или 2RN <= BN. Или 3RN для перфекционстов".
(DC и BN ведь растут от коротких выдержек к длинным, а RN - константа при выбранном гейне).
"Выдержка оптимального суба в серии и будет равна выдержке в этой строке".

Павел, смотрите. Тут речь всегда идет о такой ситуации (типичной на практике).
Вот вы все настроили и готовы снимать. И у вас есть N часов на какой-то объект. Или вы готовы ему уделить только N часов. Весь вопрос в том, как разбить эти N часов на субы. Можно снимать все N часов одним кадром. И это безусловно будет лучший кадр с точки зрения SNR в области слабого сигнала (звезды безбожно перегорят, это понятно). Но за эти N часов один раз вам Вася заденет ногой за штатив и все коту под хвост.

Можно разбить это время на два суба по N/2 часов. Когда вы их сложите - никто не увидит разницы с точки зрения SNR с одним одиночником длинной N.
Зато ДД вырастет вдвое, и с Васей легче - он, если что, испортит вам только один суб - второй увезете с собой.

Теперь. Можно разбить это время на 4 суба по N/4 часов. И снова в сумме никто не увидит разницы по шуму в тенях. И снова ДД вырос (теперь уже в 4 раза по сравнению с одиночником длиной N). А Васе и вовсе шансов мало - угрохает один суб, зато три останутся.

Ит.д.

И вот мы доходим до такого дробления на m субов (субы становятся с выдержкой N/m), когда сумма уже начинает заметно портиться в тенях - портиться повышенными шумами по сравнению с одиночником длиной N.
Так вот - нам надо было остановиться чуть раньше перед этим дроблением на m субов. Это и будет оптимальной длительностью суба. Ну скажем дробить на m/2 субов.

7. ... Для съемки ярких объектов, мы жертвуем тусклыми деталями, для этого снижаем время выдержки, не трогая гейн. Дальнейшее увеличение времени выдержки смысла не имеет.

Правильнее так:

"Дальнейшее увеличение времени выдержки ОТДЕЛЬНЫХ СУБОВ (при интегральной длительности, равной константе) смысла не имеет".

"Для съемки ярких объектов, мы жертвуем тусклыми деталями, для этого либо (1) снижаем время выдержки ОТДЕЛЬНЫХ СУБОВ (интегральная длительность остается той же), не трогая гейн, либо (2) понижаем гейн, а длительность субов не меняем (интегральная длительность снова остается той же)".

Выбор (1) ли (2) зависит от хода кривых FullWell и ReadNoise.
Глядя на графики 163М, вижу, что в вашем случаем практически всегда надо выбирать (2).
Выбираем так. Если при понижении гейна (от вашего золотого g200), яма растет быстрее, чем RN^2 - всегда следует именно понижать гейн при съемке ярких объектов.

Пример. Понижая гейн с 200 до 100 яма растет в 5 раз (с 1200 до 6000)
В то же время RN^2 растет с 0.9^2 до 1.7^2, то есть с 0.81 до 2.89 (в 3,5 раза).
Однозначно, если я хочу расширить верхний порог насыщения матрицы в 5 раз, лучше будет понизить гейн до 100, чем сократить длительность субов в 5 раз.

Замерить свои значения для BN не могу. Неба нет. Рассчеты по QHY163M приведены в таблице ниже. Из них следует, что камера, при гейне 200 и температуре -20, позволяет делать выдержки до 600-700 секунд.

Павел, камера позволяет делать выдержки любые. Ваше рассуждение не понятное.
Но если вы сделаете длителность субов в фиксированной по времени сумме (N часов) короче "найденных вами 600-700 сек" - шумы суммы начнут заметно расти по сравнению с шумом одиночника длителностью N часов.
А делать субы длиннее "найденных 600-700 сек" - уже нет смысла. Ибо шумы в N-часовой сумме, начиная с этой длителности субов, уже мало меняются.
Вот такая логика.
И вашу цифру надо поправить, взяв за DC при -20 цифру 0.003. Вышу уже говорил про это. (Там что-то около 1100-1200 сек получится, без учета колонки "фон неба", которая на самом деле все решит, да таки решит, что у вас длительность оптимального суба сдвинется в двузначную область, если не в однозначную, как у нас тут в Москве).

[PavelF]

Кажется понял свою ошибку. Для того. чтобы слабые детали успели проработаться, одиночная выдержка должна быть не менее расчитанной величины, назовем ее оптимальной. Оптимально, набирать суммарную выдержку кадрами длительностью не менее оптимальной выдержки.
Она, оптимальная выдержка, определяется, как минимальная выдержка при которой справедливо 2RN <= DC ИЛИ 2RN <= BN

[diant]

Yes.
Вместо слов "успели проработаться" правильнее будет сказать - "проработались с наилучшим отношением S/N"

[PavelF]

Выбор (1) ли (2) зависит от хода кривых FullWell и ReadNoise.
Глядя на графики 163М, вижу, что в вашем случаем практически всегда надо выбирать (2).
Выбираем так. Если при понижении гейна (от вашего золотого g200), яма растет быстрее, чем RN^2 - всегда следует именно понижать гейн при съемке ярких объектов.

Пример. Понижая гейн с 200 до 100 яма растет в 5 раз (с 1200 до 6000)
В то же время RN^2 растет с 0.9^2 до 1.7^2, то есть с 0.81 до 2.89 (в 3,5 раза).
Однозначно, если я хочу расширить верхний порог насыщения матрицы в 5 раз, лучше будет понизить гейн до 100, чем сократить длительность субов в 5 раз.

Для съемки ярких объектов строим кривую соотношения FullWell и RN^2. Если значение кривой выше, чем в точке оптимального гейна, то снижаем Gain. Если ниже, то выдержку. Для QHY163M кривая в приложении. По ней видно, что во всем диапазоне усиления, снижение выдержки ниже оптимальной не имеет смысла.

Так?

[diant]

Кажется, все верно. Павел, я уже с трудом напрягаюсь сегодня. Дети меня на кружках по ниточкам разобрали.

(кликните для показа/скрытия)

Когда я им рассказывал, что альфа Кассиопеи называется Шедар (грудь), а дельта Кассиопеи называется Рукба (колено), после этого я перешел к тому, что гамме Кассиопеи арабы названия не дали.
И впервые за 5 лет преподавания астрономии, 8-летние дети предложили мне свое объяснение этому факту, которое повергло меня в шок! Они мне сказали - "Ну конечно, Антон Иванович, все ясно - им было стыдно называть эту звезду, вот и не назвали".

Зато смотрите какую я вам штуку нарисовал.

[PavelF]

Спасибо, Антон. Очень наглядно.

Мы все вопросы с Вами разобрали? Или остались еще белые пятна в этой теме?

p.s. Да, дети они такие. Еще и не такое могут выдать.

[vivid_grey]

Посмотрел графики от производителя вашей камеры. Допустим, мы им слепо верим. Тогда...

Тогда на QHY163M я бы для начал стал снимать дипскай во всех его ипостасях на гейне 200 (если графики не врут).
Причина: на этом гейне шум чтения (Read Noise, или просто RN) у 163-й кухи достигает своего минимума (1e-) и дальше уже не убывает. Значит все гейны выше 200 просто лишены смысла. И снимать на них - не даст с точки зрения информации ничего, мы будем только терять динамический диапазон (ДД) из-за быстрого падения глубины ямы пиксела (FullWell), что видно там же на графиках.

Антон,  хочу поблагодарить за очень интересную, важную, и поучительную тему. Я тоже стою перед тем же выбором, ( только у меня другая камера, но тоже CMOS )  - и вот вопрос.    Этот самый FullWell - при выбранном гейне 200 мы его уже практически весь потеряли - от 20К электронов  при нулевом гейне осталось только 1.3К при 200. Не приведет ли это к пережженным ( бесцветным и раздутым ) звездам и в общем малоконтрастной картинке ?

[mo]

Антон,  хочу поблагодарить за очень интересную, важную, и поучительную тему. Я тоже стою перед тем же выбором, ( только у меня другая камера, но тоже CMOS )  - и вот вопрос.    Этот самый FullWell - при выбранном гейне 200 мы его уже практически весь потеряли - от 20К электронов  при нулевом гейне осталось только 1.3К при 200. Не приведет ли это к пережженным ( бесцветным и раздутым ) звездам и в общем малоконтрастной картинке ?

Тоже обратил внимание на этот момент. Gain = 200, предложенный на первой странице, мне кажется неверным. Снимать на gain, дающий минимальный шум считывания можно и нужно. Но далеко не во всех ситуациях.

Снимают же люди как-то на старых камерах с шумом считывания в десяток электронов. Шум считывания важен для коротких. При длинной выдержке он теряется в остальных шумах даже на самом тёмном небе.

Всю тему не прочёл, только заметил её. Возможно, эти вопросы уже освещались.

Но первым делом я б определился с длительностью выдержки. От неё б уже плясал дальше. А она зависит от всего - от монти, ветра, точности полярки, камеры, светосилы объектива, от засветки в месте съёмки (в т.ч. от Луны и угла до неё). Суммарно - от механики и кол-ва электронов фона в минуту.

[PavelF]

Антон,  хочу поблагодарить за очень интересную, важную, и поучительную тему. Я тоже стою перед тем же выбором, ( только у меня другая камера, но тоже CMOS )  - и вот вопрос.    Этот самый FullWell - при выбранном гейне 200 мы его уже практически весь потеряли - от 20К электронов  при нулевом гейне осталось только 1.3К при 200. Не приведет ли это к пережженным ( бесцветным и раздутым ) звездам и в общем малоконтрастной картинке ?

Я задавал этот вопрос Антону. И он на него уже отвечал. Попробую воспроизвести его ответ своим словами.

Предложенная методика, в перую очередь предназначена для проработки тусклых объектов с максимальным соотношением s/n. Будут ли пережженые звезды? Вполне вероятно. Что бы этого не происходило есть два варианта.
- Снижение гейна до приемлемой величины перегорания звезд, с пониманием того, что слабый сигнал начнет тонуть в шумах.
- HDR

[mo]

- Снижение гейна до приемлемой величины перегорания звезд, с пониманием того, что слабый сигнал начнет тонуть в шумах.

Неверный посыл (выделил жирным). Изменение шума считывания с 1.1е до 3е не повлияет на длинную дип-съёмку на подмосковной тёмной даче с фоном неба в десяток электронов в минуту.

Слабый сигнал обычно тонет в шуме неба и других шумах. Не только и не столько в шуме считывания.
Я закончил своё увлечение съёмкой дипов на камере с шумом считывания в 12е. И это ни сколько не мешало на выдержках, длинее пары минут.

То есть, если б камеру поменял бы на новую без шума считывания, это бы на той же выдержке изменило бы итоговый шум на доли процентов.

[PavelF]

Но первым делом я б определился с длительностью выдержки. От неё б уже плясал дальше. А она зависит от всего - от монти, ветра, точности полярки, камеры, светосилы объектива, от засветки в месте съёмки (в т.ч. от Луны и угла до неё). Суммарно - от механики и кол-ва электронов фона в минуту.

Олег замечательно! Вы сможете изложить и обосновать свою методику доступно, для чайников? Чтобы мы, чайники, смогли ее понять и воспроизвести на своем оборудовании. В частности у меня QHY163M. Подскажите, как правильно выбрать гейн, время выдержки и т.п. Тогда у нас появится выбор.

Заранее благодарю.

[mo]

Не, на полномасштабный текст по теме у меня тяма не хватает. Часть я понимаю, часть вывел эмпирически. В чём-то откровенно ошибаюсь.

Просто отметил моменты, которые мне резали глаз при прочтении.
Как в начале темы написал Антон, тема создана для публичного обсуждения. Вот и обсуждаем. А не выступаем каждый со своей правдой.

[mo]

- HDR

Не всегда легко художественно свести его автоматически. Да, есть средства и в пиксе, и в фитстакере, да и в фотошопе. Но на автомате часто оставляют заметные косметические огрехи. Которые необходимо маскировать в том же фотошопе.

HDR хороший и нужный метод, если ДД неизбежно зажат. Но зажимать его специально и потом устраивать себе заморочку... не, это перебор.

[PavelF]

Не, на полномасштабный текст по теме у меня тяма не хватает. Часть я понимаю, часть вывел эмпирически. В чём-то откровенно ошибаюсь.

Я готов взять на себя тесты. Вам только нужно изложить методику. Возможно, эмпирическую.

[diant]

Антон,  хочу поблагодарить за очень интересную, важную, и поучительную тему. Я тоже стою перед тем же выбором, ( только у меня другая камера, но тоже CMOS )  - и вот вопрос.    Этот самый FullWell - при выбранном гейне 200 мы его уже практически весь потеряли - от 20К электронов  при нулевом гейне осталось только 1.3К при 200. Не приведет ли это к пережженным ( бесцветным и раздутым ) звездам и в общем малоконтрастной картинке ?

Сереж, привет! Пойдет на пользу - буду рад. Это главное.

У тебя в вопросе не описка ли - "малоконтрастной" или "высококонтрастной"?
Ведь при уменьшении ДД контрастность растет.

По поводу пережженных звезд - отчасти ты прав.
Но тут нужно все соизмерить между собой.

- какова степень пережжения, если снять на g200 по сравнению с g0 (вот тут уже писал об этом).

- каково врожденное распухание звезд с ростом блеска из-за перераспределения энергии по кольцам Эйри (и какова динамика интенсивности этих колец). Какими выйдут к примеру звезды с блеском 10m, если звезды 19m на снимке заполняют ощутимую часть ямы. (Внизу прикладываю таблицу, которую когда-то для себя сделал).

- в медитацию полезно включить размышление о том, что обрабатывая дипскай снимок, мы все равно будем стараться вытянуть слабые объекты (и тем самым компрессировать середину и верх тональной кривой), "пережигая" звезды на этапе обработки - не лучше ли это сделать сразу с лучшим SNR?

и т.д.

[Max_Kozlov]

https://www.qhyccd.com/index.php?m=content&c=index&a=show&catid=31&id=201

Вот тут есть статья в пдф по настройке гейн и офсет кмоп камеры. Суть ее такова, если у вас быстрая оптика и длительные субы то низкий гейн. Если оптика темная или узкополосники то высокий гейн.

[Дмитрий Маколкин]

- в медитацию полезно включить размышление о том, что обрабатывая дипскай снимок, мы все равно будем стараться вытянуть слабые объекты (и тем самым компрессировать середину и верх тональной кривой), "пережигая" звезды на этапе обработки - не лучше ли это сделать сразу с лучшим SNR?

Не соглашусь. Из непережженых звёзд вполне возможно взять информацию о цвете, в отдельный канал цветности. Пережигать, в случае необходимости, можно канал яркости, не теряя информацию о цвете.

[diant]

Не соглашусь. Из непережженых звёзд вполне возможно взять информацию о цвете, в отдельный канал цветности. Пережигать, в случае необходимости, можно канал яркости, не теряя информацию о цвете.

Дима, спасибо! Это уже мастерство. Я мало всем этим владею.
Такие советы полезно глубоко прописывать в память и при обработке непременно использовать.
Беру на вооружение.

[PavelF]

Пережигать, в случае необходимости, можно канал яркости, не теряя информацию о цвете.

Сможете объяснить подробнее?