Фотографирование Меркурия

[Yuri_18]

Добрый вечер всем.
Покопавшись поиском по форуму, так и не нашел отдельной темы по фотографированию Меркурия. Поэтому я ее создаю.
9-11 августа Меркурий несколько дней находился в приличной элонгации от Солнца ~18 градусов, да еще и недалеко от Венеры и найти планету на светлом небе было довольно просто. Такое удачное сочетание обстоятельств привело к идее снять серию роликов Меркурия.
Съемка велась два утра подряд, общий объем кадров в роликах ~60к. В VirtualDub были вырезаны неудачные куски а оставшиеся сложены в 4 ролика по 10к кадров. Каждый ролик обрабатывался в Регистаксе поканально с ресемплингом 2х. В сложение пошло ~2-3к кадров. Далее изображения сводились в Фотошопе, а сведенные по цветовым каналам кадры снова складывались в Регистаксе. Результат сложения  выкладываю. Справа скриншот с сайта www.calsky.com с небольшим размытием изображения для более корректного сравнения.
Телескоп Менискас d180 f1800mm, окуляр 17мм НПЗ, Барлоу 2х Zeiss, цифрофотоаппарат FujiFinePix S5500 в видеорежиме.
Высота планеты над горизонтом ~ 10 градусов.

[Yuri_18]

Вот кусочек анимации из 50 кадров одного из роликов.

[Yuri_18]

У меня такое мнение, что Меркурий, как и Венеру, нужно фоткать в другом диапазоне.  ИК позволяет фон неба убрать и снизить влияние турбулентности атмосферы и в телескопе.  А вот что он с деталями делает - не ясно.
 

Поспорю.
У Меркурия нет атмосферы, поэтому во всех диапазонах картинка будет очень похожая - хоть в УФ, хоть в радио. Меркурий похож на Луну, а на практике я убедился ( https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,4346.msg508855.html#msg508855 ), что Луна в видимых лучах и в ИК практически идентична - свето-теневая картина не зависит от диапазона волн. Незначительно могут меняться контрасты и яркости отдельных зон.
С Венерой дело обстоит иначе. Как раз съемка в ИК и УФ и позволяет получить детали облачного слоя. В видимом диапазоне ловить почти нечего.  

[Yuri_18]

Юрий, я думаю, что можно использовать фильтр специально усиливающий поверхностные образования. Вот только какой?

Все верно, Алексей. В нашем случае с Меркурием мы и использовали IR-pass фильтр как усиливающий поверхностные образования в условиях дневной съемки. После захода Солнца можно было бы обойтись и без него,  но высота планеты над горизонтом может свести на нет все усилия. К тому же после 19.00 с нашей крыши, где мы с Костей наблюдаем, Меркурий не виден - прячется за деревья.

[Yuri_18]

... ну так симуляцию в студию, плиз...

Симуляция...
Кстати, сравнивая наше изображение Меркурия с симуляторами, пришли к выводу, что симулятор с calsky.com несколько врет - детали сдвинуты по меридиану. Сайт space.jpl.nasa.gov рисует точнее...

[Yuri_18]

Да как-то уже и изъясняться противно...  
А на 4-х страницах, это, Костя, не аргументы - а в 70% случаев - артефакты переобработки... ИМХО

Михаил, давайте не будем друг на друга обижаться . Полного сходства с симуляторами быть и не должно – в текстурах, которые в них используются, не учитывается положение Солнца над горизонтом. По Луне мы знаем, что вид деталей и их контраст сильно меняются в зависимости от положения терминатора. Более того, изображения снятые в разных условиях и с разным оборудованием всегда будут так или иначе отличаться. Если есть претензии к обработке, то мы готовы в каждом конкретном случае их выслушать (заметьте, последние Марсы стали «мягче»). Вопрос о «переобработке» спорный -  хотелось бы увидеть ваши изображения тех же объектов с нормальной с вашей точки зрения обработкой. Последние наши опыты с параллельной съемкой на двух телескопах придают нам уверенности, что мы идем правильным путем – всему остальному мы тоже учимся в процессе. 

[Yuri_18]

Калибровка в планетной съемке палка о двух концах, нужно с ней быть поосторожнее. Попробуйте обработать без нее. Есть ли разница в результате?

С калибровкой разница есть, разница существенная и лучшую сторону...

По-поводу привязки к картографическим данным...
Вся проблема в том, что я не нашел в Интернете подробных карт Меркурия с названиями всех деталей (кратеров, темных и светлых зон). Есть несколько карт (не изобилующих названиями), на которых даже названия одинаковых областей разнятся. Ниже привожу основные совпадения (на мой взгляд) на нашем снимке и на насовской симуляции и три зоны, которые вроде бы удалось отождествить:
1 – Кратер Бетховен (или его район), один из самых крупных (типа Клавия на Луне)
2 – Кратер Лисипп (или его район), имеет систему светлых лучей
3 – Кратер Ван-Мен или даже скорее светлое пятно рядом с ним

…и если кто имеет более подробные карты Меркурия, просьба поделиться…

[Yuri_18]

Давайте вообще откажемся от вейвлетов и деконволюции и складывать ничего не будем - одиночный кадр и достоверность деталей никто не оспорит... 

[Yuri_18]

Сомнения, дядя Леша, остаются и у нас – это чтоб не думали, что мы уверены в каждой детали. Но это тот случай, когда ни доказать ни опровергнуть ничего нельзя. Детальных снимков этой зоны Меркурия катастрофически мало (вся надежда на Мессенджер). Когда я просматривал разные фото, снимок с Mount Wilson сразу привлек мое внимание в первую очередь из-за крупной темной детали в нижней части снимка – она есть и на нашем снимке (мы ее «пауком» прозвали). Когда я по дате привел все к меркурианским координатам, все совпало – т.е. я хочу сказать, что сходство между нашим фото и полученным в Mount Wilson я увидел еще до раскладки в проекции. Но сравнивать снимки действительно трудновато из-за того, что фото из Mount Wilson относительно нашего повернуто на 6 градусов по долготе и на 7 градусов по широте (либрация). К тому же не нужно сбрасывать со счетов разницу апертур, методов съемки и обработки (все-таки 98 год). На картографических проекциях все как-то больше похоже, хотя и различий хватает. Кстати, мы обработали наше фото еще до того как я нашел с чем сравнивать. Так что ни о каком даже подсознательном стремлении получить похожий на что то результат и речи быть не может. Есть еще одно фото той же части Меркурия, сделанное 22 окт. 1995г. Но там детализация заметно хуже и надо сказать, что на фото из Mount Wilson оно похоже не больше, чем наше. И яркого пятна там кстати тоже нет. Есть еще один момент – Ксанфомалити в одной из своих статей писал, что маленькое изменение угла освещенности приводит к большим изменениям альбедо Меркурия. Не доверять этому мнению нет причин. Совокупностью этих факторов уже можно объяснять различия. Конечно, полученный нами результат во многом находится в зоне вероятностей сигнал-шум, но совпадения я все же считаю очень существенными. Разобраться во всем этом может помочь только систематическая съемка и кадров в ролик нужно снимать еще больше…   

P.S. Что-то последнее время до форума не достучаться. Это только у меня так или у всех то же самое?

[Yuri_18]

А в чем проблема? Сегодня это уже не первая жалоба ... 

Странички не открываются - большую часть времени форум недоступен

[Yuri_18]

2 Юрий, Константин, Михаил!
Очередная титаническая работа!  Приятно смотреть на такие хорошие снимки!
Вопрос, немного не в тему. А не возникало ли у вас желание снять сейчас например Марс при дневном свете? В качестве  эксперимента так сказать...
Наверное и вам интересно было бы посмотреть на полученный результат?

С уважением и наилучшими пожеланиями, Дмитрий
 

Спасибо! Да были такие мысли - хотели снять недавнее покрытие Марса Луной на дневном небе, да погоды не было. Вообще это не проблема, но атмосфера днем более неспокойная. Если по Меркурию можно долго и много снимать (чтобы выбрать четкие кадры), то по Марсу такой номер не пройдет - вращается быстро. Да и цвета не будет, потому как с синим и зеленым фильтрами снимать днем не выйдет.

[Yuri_18]

Получить пупырчатую поверхность на Меркурии не так уж и сложно. Вопрос в том совпадает ли она с действительностью.

Когда снималось? С каким фильтром? Сколько кадров в ролике? Как велась обработка? Состояние атмосферы? Без этих данных очень сложно что-то говорить. Мы подписываем все фотографии не красоты ради, а чтобы снять все подобные вопросы...

[Yuri_18]

Снималось 21.04. в 19 часов. Красный светофильтр. Фокусное кажется 16 метров, выдержка 10мс.
Два ролика по 17 тыс. Атмосферу оценить трудно, но явно не очень хорошая, и небольшая дымка, для дневной может быть и нормальная. Наводился на резкость по экрану, кажется, не очень попал. Деинтерлейсинг, кроп, увеличение в два раза, сохранение в ВМР. Брал по тысяче кадров, обрабатывал в 5-ом Регистаксе. А потом сложил получившихся 34.
Серьезно не относился, просто попробовать, да и методику обработки эту забраковали. Поэтому и не распространялся. Фокусное, кажется, 16 метров, выдержка 10мс.

По поводу «методику забраковали» никого не слушайте и делайте как считаете нужным. Если это приносит результат, то проверьте эту методику еще раз на другой съемке. Только про классические способы сложения не стоит забывать – нужно и так и так сложить, чтобы понять разницу. В данном случае, если не ошибаюсь, речь идет о промежуточном сложении нескольких кадров для уменьшения шума. Так вот методика эта не нова. В Регистаксе, и к сожалению не все об этом знают, есть подобный инструмент – Create integrated avi file. Смысл его в том, что при сохранении выровненного ролика программа складывает (усредняет) заданное число кадров (по умолчанию 5). Т.е. в сохраненном выровненном ролике первый кадр будет результатом усреднения 1-5 исходных кадров, второй – 2-6 и т.д. Когда-то мы пробовали так делать и иногда это приносило результат. Нужно конечно понимать, что кадры, оставшиеся после обрезки инструментом Limit, должны быть близкого качества. Иначе, мы не только не улучшим наш результат, но можем даже потерять информацию.  Выбор методики для обработки – дело тонкое и зависит от многих вещей. В этом и состоит определенное искусство обработки – не бывает идеального метода, который бы годился для всех ситуаций… Кстати, каждый полуфинальный стек из двух на нашем снимке Меркурия, который вверху страницы, также являлся результатом сложения 3-х промежуточных стеков (причем подтянутых вейвлетами)…
Теперь непосредственно о планете. Сложность съемки Меркурия состоит не только в том, что его нелегко поймать, но и в том, что детали на его поверхности малоконтрастные и путаются с шумом (и наоборот). Мы долго и постепенно приходили (а я бы сказал, что все еще приходим) к оптимальному балансу детали-шум. Именно поэтому при наличии возможности мы снимаем две независимые серии роликов и независимо друг от друга их обрабатываем и смотрим, насколько совпадают детали. Такая метода требует длительной съемки и соответственно длительной обработки (как говорится, без труда не выловишь и рыбку из пруда), но позволяет более точно находить эту тонкую границу. Что касается Вашего снимка, как мне кажется, основные крупные светлые и темные пятна являются маркировками альбедо, т.е. реальны (хотя и шума многовато). Положения центрального меридиана на моменты наших съемок действительно близки, 84 и 88 градусов соответственно. Т.е. мы наблюдаем практически одинаковые зоны и эти снимки можно сравнивать и даже находить некоторую общность. Однако, в нашем случае атмосфера была явно получше. И дело здесь скорее в том, что мы снимали днем при высоком положении планеты – мы уже не первый год настаиваем на дневной съемке Меркурия в ближнем ИК  …
В любом случае приятно, что эта тема живет и здравствует, несмотря на скептическое отношение многих планетчиков к съемке Меркурия. Так что и Владимир и ХаД тоже молодцы  . Между прочим, Коперник никогда не видел этой «убегающей» планеты и очень об этом сожалел…

[Yuri_18]

Сто кадров маловато, 1000 много. В рекомендациях попадалась цифра 500.

Много не бывает... Но складывать нужно только хорошие кадры. Если атмосфера исключительная, то к примеру из ролика в 5000 кадров нужно складывать 5000 кадров. Если плохая, то иногда и 300 набрать проблематично. После режима выравнивания я всегда смотрю, как распределились кадры по качеству (движком внизу страницы) и примерно оцениваю, сколько кадров я хочу взять в стек (где кончаются хорошие). Также можно понять разброс качества кадров - это может влиять на дальнейшую методику обработки. Методика с усреднением, мне кажется, будет работать только при ровной во времени атмосфере, т.е. когда разброс качества кадров в ролике небольшой...

[Yuri_18]

Саша, Меркурий снимать нужно на высоте хотя бы 30 градусов.

[Yuri_18]

Добавлю свой комментарий к Сашиному посту.
Полученный по почте фитс я обработал классически безо всяких изысков (среднее фото в Сашином посте) - вариант с вейвлетами в Регистаксе пересложил с вариантом деконволюции в Максиме. Трудно было тянуть детали, не видя исходного материала, поэтому особо не усердствовал... Как выяснилось позже, положение терминатора почти точно совпадает с нашим снимком от 6 мая 2008, только планета повернута на 30 градусов. Это дало возможность сопоставить два изображения. Однако, поначалу я был разочарован, т.к. вообще никакого сходства не нашел. Я подумал, что не может такого быть и стал думать, в чем же причина. Мне в голову пришла мысль - а вдруг Сашин снимок зеркальный. И действительно, после преобразования данного изображения сходства были замечены. К счастью, Саша подтвердил мое предположение о зеркальности, т.е. совершенно точно можно говорить о реальных деталях на снимке Меркурия. Для более точного сравнения я разложил изображения в цилиндрические проекции (верхнее изображение в Сашином посте). Слева - наше изображение, а справа - Сашино. На мой взгляд, совпадений основных пятнышек достаточно. Разница обусловлена некоторым поворотом планеты (детализация на Меркурии сильно меняется от угла освещения и положения CM), а также разными условиями при съемке - низкое положение планеты над горизонтом в Сашином случае. Кроме того, будь у меня исходный ролик, возможно из этого можно было бы выжать еще больше, т.к. сложение Меркурия - это не всегда простое занятие. Иногда бывает нелегко подобрать параметры для хорошего отбора кадров по качеству - бывало, что и ручной отбор использовали... В любом случае, Сашу можно поздравить с удачным снимком , особенно учитывая редкие изображения Меркурия с деталями на диске.

[Yuri_18]

Ну вот, наконец-то осилили... Целый год лежал материал. Не то чтобы совсем лежал - было несколько подходов, но не получалось нормально обработать. В апреле 2010-го я собрался духом и отважился на ручной отбор кадров. Именно это и сыграло решающую роль. Более подробно о сложностях и нюансах обработки читайте на нашей страничке...

Итак, первое прикрепленное фото:
Меркурий 25 апреля 2009 года, ~15UT. Максутов-Кассегрен Сантел-230, D=230mm, F=3000mm, F/65. Камера Unibrain-702, Baader IR-pass фильтр 685nm+. Высота планеты над горизонтом в момент съемки 39гр., высота Солнца 21гр.

Второе прикрепленное изображение - это сумма двух фото, снятых 6 мая 2008-го и 25 апреля 2009-го. Сложение было сделано через цилинрические проекции в WinJUPOS. Так что накоплением отснятого материала для последующего суммирования теперь могут похвастаться не только дипскайщики, но и планетчики .

[Yuri_18]

Спасибо за добрые отзывы. Этот снимок можно сказать был выстрадан, но по итогу также принес нам удовлетворение.

Jбсерватория Скинакас Ираклионского университета о. Крит

http://galspace.spb.ru/index150.html

Спасибо, эту статью раньше не видел, хотя использованные в ней материалы мне уже попадались. Тем не менее было интересно почитать...

[Yuri_18]

Еще раз спасибо за добрые отзывы.

Порядком устав от обработки этого снимка , я думал, что выложим фото - и дело с концом. Ан нет, не отпускает чертяка. Просидел всю прошлую ночь за изучением топографии Меркурия по имеющимся спутниковым снимкам и картам (коих как выяснилось не так уж и много) в попытках найти соответствия с нашими пупырышками. Не сразу, но все же нашел снятую нами зону. После размытия спутникового изображения увидел знакомые пятнышки. Совпадений оказалось достаточно и это очень обрадовало (см. прикрепленное изображение).

Некоторые различия присутствуют также, но это вполне объяснимо. Во-первых, карта, с которой я сравнивал наше изображение, составлена фактически из 3-х кусков, снятых при разном освещении. На фрагменте, взятом для сравнения мы имеем участок в долготах 57-92 градуса. При этом освещение на отдельных частях спутниковой карты следующее:

долготы 57-72 градуса - Солнце близкое к полуденному.
долготы 72-86 градусов - косое освещение утреннего Солнца (соответствует освещению на нашем снимке).
долготы 86-92 градуса - косое освещение вечернего Солнца.

Т.е. только небольшой участок шириной 14 гр. полностью соответствует нашей ситуации. А вид деталей на Меркурии, ровно как и на Луне, сильно зависит от направления и угла освещения.
Во-вторых, я долго не мог понять, почему светлые и темные пятнышки вроде правильно чередуются, но не совсем точно совпадают по положению на сравниваемых картинках, если их поставить одна над другой - одно изображение как будто растягивается к краям. Позже я понял - спутниковая карта сделана в проекции Меркатор (тип цилиндрической проекции, которая используется в картографии и для которой характерно растягивание к полюсам), а наша карта была сделана в простой цилиндрической проекции. Кроме того, возможная ошибка при измерениях нашего снимка в WinJUPOS на краях изображения также будет возрастать.
Ну и в третьих, не стоит все же забывать, что съемка на пределах возможности телескопа может вносить некоторые дифракционные искажения - изменять форму деталей, их размер и т.п..

Тем не менее, для такой непростой съемки, а с Меркурием всегда нелегко, я результатом остался удовлетворен. Выяснилось, что многие светлые пятнышки соответствуют ярким лучевым системам. Приятным моментом также стал тот факт, что удалось фактически разрешить кратер Вивальди. На нашей цилиндрической проекции можно видеть (при наличии небольшого воображения ) освещенный вал кратера и предгорья (светлое пятнышко), тень от вала (темное пятнышко) и в целом кольцевую структуру бассейна этого кратера.

[Yuri_18]

На исходном снимке видны две кольцевые зоны, представляющие собой артефакты обработки. Можно ли в таком случае говорить о соответствии пятнышек паттерна модельной схеме?

О каких конкретно кольцевых зонах идет речь? Укажите стрелочками.