Canon EOS 450D (Rebel XSi)

[Vladimir73]

При такой выдержке по Веге в самый раз будет ИСО100.

[ath]

По самой Веге — понятно.  Мне было важно, насколько сама камера шумит.  Вот, кстати, полные кропы на 1600 — где не только Вега, но и звёзды 8-9m (без шумодава, с шумодавом, блэк):





Т.к. подобные PNG-шные кропы весят много, остальные приведу ссылками:

http://www.ljplus.ru/img4/a/r/arvi/800-dis-full.png
http://www.ljplus.ru/img4/a/r/arvi/800-ena-full.png
http://www.ljplus.ru/img4/a/r/arvi/800-black-full.png

http://www.ljplus.ru/img4/a/r/arvi/400-dis-full.png
http://www.ljplus.ru/img4/a/r/arvi/400-ena-full.png
http://www.ljplus.ru/img4/a/r/arvi/400-black-full.png

[PavelB]

Уважаемый, вы могли бы яркость темнового кадра с вашего цифровика увеличить? Ну не бывает так, что на звездном небе куча шумов,а темновой кадр девственно черный. Или вы там выдержку 1 секунду на темновом кадре делаете?

Важный вопрос, который волнует любителей астрономии «а как у неё с шумами?».  Ниже публикую три высококачественных (PNG из 8-битного TIFF из 14-битного RAW) фрагмента изображений уже известной окрестности Веги, снятых на ISO 1600 с выдержкой 30 секунд.

В камере для борьбы с шумом есть две настройки: «Шумоподавление при высоких ISO» и «Шумоподавление при длительной выдержке».  Первое изображение снято, когда обе настройки выключены (Откл.).  Второе изображение было снято, когда обе настройки включены (Вкл.) — после каждого кадра мне приходилось ждать дополнительные 30 секунд.

Третье изображение представляет из себя чёрный кадр с закрытым объективом и выключенным шумодавом (взято примерно из той же области матрицы) — здесь уже никакой засветки неба, все шумы генерирует сама камера.

Все остальные параметры снимков совпадают.  Как и в прошлый раз, сделать окончательные выводы предоставлю вам (или более опытным коллегам).  Все пиксели сохранены (с точностью до 8 бит на каждый цветовой канал), поэтому можете увеличивать, строить гистрограммы, сравнивать с аналогичными данными других камер — применять любые методы исследования.

Исходные 14-битные RAW'ы, разумеется, у меня сохранились и могу желающим предоставить.  Каждый кадр снимал дважды, чтобы исключить случайные сбои (птица пролетела, сосед отбойный молоток включил и т.д.).  Впрочем, сбоев не было.

[ath]

Уважаемый, вы могли бы яркость темнового кадра с вашего цифровика увеличить? Ну не бывает так, что на звездном небе куча шумов,а темновой кадр девственно черный. Или вы там выдержку 1 секунду на темновом кадре делаете?

Выдержка у темного кадра 30 секунд, как и у остальных кадров серии.  Куча шумов на звёздном небе бывает, когда небо с городской засветкой — из кадров следует, что в Москве она источник основного шума, не матрица.

Ниже изображения тех же темновых кадров для ISO 1600, 800 и 400, яркость которых поднята до 63/127 (на 50%) в GIMP'е.

[ath]

Ниже — фрагменты 50x50 темновых кадров (из левого верхнего угла кропов) для 30-секундной выдержки на ISO 1600, 800 и 400 с завышенной яркостью, для наглядности увеличенные в четыре раза.

[Ivan7enych]

Ох, выкладывайте raw. В ваших "квадратах малевича" информации 0.1процента.

А лучше встретьтесь с кем-нибудь у кого есть 350d, и снимите одно и то же 2-мя камерами.
Тогда и будет смысл выкладывать обработанные кадры.

[ath]

Ох, выкладывайте raw.

RAW есть и могу прислать.  У вас есть, куда выкладывать?  А что вам не нравится в квадратах, шум незаметен? 

А лучше встретьтесь с кем-нибудь у кого есть 350d, и снимите одно и то же 2-мя камерами.
Тогда и будет смысл выкладывать обработанные кадры.

С этого предложения, кстати, и начинал.  Если у вас есть 350d, давайте встретимся.

[Ivan7enych]

С этого предложения, кстати, и начинал.  Если у вас есть 350d, давайте встретимся.

Можно, только после 15 мая. Завтра в отпуск улетаю.

[ath]

Можно, только после 15 мая. Завтра в отпуск улетаю.

Договорились.  Если никто за 10 дней не сжалится, значит проведём сравнительное тестирование 350 и 450 модели.

Ниже выкладываю те же темновые кропы, в которых первые 32 градации яркости ручками усилены на весь диапазон (0…255), то есть в восемь раз.  Напомню, это 30 секунд с закрытым объективом на ISO 1600, 800 и 400.

[ath]

Изучил гистрограммы яркости 30-секундных полных кадров на максимальной диафрагме и зуме: снимка (без шумодава) и темнового.  Подытожу опубликованные снимки численными данными, о засветке см. следующее сообщение.

На 1600 шум камеры в-основном (99,7% пикселей) группируется в области яркости 0…15 (16 градаций из 256), в целом по кадру составляя 2,5±2,6.  При том же ISO шумящее небо (99,7% пикселей) представлено яркостями 113…178 (66 градаций), в-среднем имея яркость 150,7±11,3.

Усреднённый шум неба, снятого 30 секунд китом Canon EOS 450D в Москве на ISO 1600 составляет 8,8% от имеющихся градаций яркости (13,4% из незасвеченных), из них 2,0% явная вина камеры.  Темновой шум камеры составляет менее четверти общего шума неба.

На ISO 800 99,8% шума занимает градации 0…8 (9 градаций), в целом по кадру составляя 1,2±1,5.  Небесный фон (99,9% пикселей) занимает градации 61…121 (61 градаций), в среднем имея яркость 94,7±9,5.

Усреднённый шум неба, снятого 30 секунд китом Canon EOS 450D в Москве на ISO 800 составляет 7,4% от имеющихся градаций яркости (8,5% из незасвеченных), из них 0,94% явная вина камеры.  Темновой шум камеры составляет меньше 15% от общего шума.

На ISO 400 99,8% шума камеры занимают градации 0…5 (6 градаций яркости), составляя в среднем по кадру 0,8±1,1.  Небо представлено пикселями с яркостью 27…62 (36 градаций), в среднем 46,6±5,2.

Любопытно, что хотя общий шум и снизился, на ISO 400 отношение шума камеры к шуму неба немного превысило 15%.  Усреднённый шум неба, снятого 30 секунд китом Canon EOS 450D в Москве на ISO 400 составляет 4,1% от имеющихся градаций яркости (4,3% из незасвеченных), из них 0,63% явная вина камеры.

Результаты могут быть проинтерпретированы и так, что камера в рабочем режиме шумит больше, чем в холостом — выдавая тем больше шумов, чем сильнее сигнал.  Насколько это верно, могут показать результаты испытаний камеры на небе с меньшей засветкой — насколько там общий шум будет ниже московского.

С другой стороны, 30 секунд на ISO 1600 это 60 секунд на ISO 800 — а за это время вырастут шумы и в темновом кадре, и при съёмке неба.  Неизвестно ещё, на какой чувствительности лучше будет.  Возможно, корректнее сравнивать шумы 20 секунд на ISO 400, 10 секунд на ISO 800 и 5 секунд на ISO 1600.  Если кому-нибудь интересно, ниже проведён такой тест.

[ath]

Продолжая рассматривать гистрограммы…

Ещё один важный эффект.  При выдержке 30 секунд городская засветка равномерно «приподнимает» значение яркости для всех пикселей.  В результате на ISO 1600 полностью «вымываются» низкие градации яркости 0…86 (не используются 87 градаций из 256).  Хотя это 34% всех градаций, эти значения не имеет ни один пиксель.

Ниже приведены две 30-секундные фотографии на 1600 без шумодава.  Первая уже публиковалась.  Вторая получена путём убирания этих «незаселённых» уровней и растягивания полученного результата на всю шкалу яркости.  Отмечу, что при избавлении от незанятых уровней яркости существенных потерь информации не было.  Просто улучшился контраст, подача уже имеющейся информации.



Кстати, именно тут начинает играть роль преимущество 14-битного (или хотя бы 12-битного) АЦП, а особенно 16-битных TIFF'ов над 8-битными.  Даже если просто убрать описанную засветку из RAW до преобразования в TIFF, это существенно улучшит качество снимка.  Увы, ничего из этого делать пока не научился, поэтому данное улучшение продемонстрировать не могу.

При ISO 800 и 30 секундах такие незанятые уровни 0…32 (всего 33, то есть 13%), причём вплоть до уровня 40 (16% от всевозможных уровней) встречается лишь один-единственный пиксель.

При ISO 400 и 30 секундах нет пикселей с яркостью 0…14 (всего 15, то есть 6%).

[ath]

В Москве ночь облачная.  Сделал три темновых снимка (с закрытым объективом) с одинаковой экспозицией и разной чувствительностью.  Камера до этого не использовалась более десяти часов и была комнатной температуры, примерно 27°C.  Между снимками делался перерыв примерно 15 минут.  Шумодавилки и экран выключены, видоискатель закрыт фирменной резинкой, свет в комнате выключен.

Для наглядности на снимках представлены увеличенные до 200x200 квадраты 50x50 пикселей, взятые из середины 8-битных TIFF'ов, яркость которых для проявления шумов масштабирована примерно в 8 раз (0…32 на 0…255).  Изучаю гистограммы.  У одного пикселя яркость 255, независимо от всего остального.  И мне кажется, я знаю, где этот пиксель. 

• ISO 1600, 5 секунд.  Среднее значение шума 2,0±2,2.  99,5% шума лежит в интервале яркости 0…11.  Значения шумовых пикселей возрастают непрерывно на интервале 0…64, дальше 15 отдельных всплесков вплоть до 138.
• ISO 800, 10 секунд.  Среднее значение шума 1,1±1,4.  99,7% шума лежит в интервале яркости 0…7.  Значения шумовых пикселей возрастают практически непрерывно до 43, дальше 14 отдельных всплесков вплоть до 132.
• ISO 400, 20 секунд.  Среднее значение шума 0,7±1,0.  99,9% шума лежит в интервале яркости 0…5.  Значения шумовых пикселей возрастают практически непрерывно до 33, дальше 14 отдельных всплесков вплоть до 129.

Вывод.  Если есть возможность соответственно увеличить экспозицию, с целью уменьшения шума камеры лучше использовать меньшие ISO.  Большие ISO можно использовать, если нужна высокая чувствительность или невозможно установить большую выдержку, но при этом камера начинает шуметь.

Если же сравнить данные с 30-секундными выдержками (при увеличении выдержки, а значит и полезного сигнала в 6 раз шум на ISO 1600 вырос всего на 25%), то можно сделать более смелый вывод о том, что шумы самой камеры определяются температурой и значением ISO, в пределах 30 секунд практически не завися от длины выдержки.  Другими словами, с целью уменьшения шума большие ISO тоже лучше использовать на больших выдержках.

Камера любит выдержку.    Увеличивайте её, в том числе за счёт уменьшения ISO.

[ath]

Образцы шума, взятые по той же технологии из левого верхнего угла снимков 1600 iso 5 s, 800 iso 10 s и 400 iso 20 s.

[ath]

Из-за погодных условий проиллюстрировать специальными снимками не могу, но некоторый банк фотографий Лиры у меня уже накопился.  Ниже приведены кропы 5-секундной выдержки на ISO 1600 и 10-секундной на ISO 800, сделанные в две предыдущие ночи примерно в одно и тоже время.  Шумодав был включён и там, и там.

Из гистрограмм следует, что небо на ISO 1600 представлено яркостью 32,7±9,2 (шум 2,0±2,2).  Несмотря на одинаковую экспозицию, небо на ISO 800 имеет более высокую яркость, хотя и с меньшим шумом, а именно 41,2±6,8 (шум 1,1±1,4).  Видимо, меньшие ISO не только имеют меньшие шумы, но и лучше накапливают сигнал (в том числе городскую засветку), чем это следует из теории.

Зашумлённость, гранулированность снимка на ISO 1600 хорошо видна и на глаз.  Слабые звёзды на ISO 800 видны отчётливее, т.к. меньше смешиваются с шумом.  С другой стороны, выдержка в 10 секунд уже начинает превращать звёзды из точек в чёрточки — это та причина, по которой 10 секунд на ISO 1600 могут всё же оказаться предпочтительнее 20 секунд на ISO 800, не взирая на повышение шума в полтора-два раза.

[ath]

Чтобы не было скучно, рассматривать одну и ту же Вегу да сухие цифры, вот снимок Дельфина.  Картинка кликабельна.  Разрешение родное, только в GIMP'е убрана засветка и кривыми убрано небо практически в ноль, оставив звёзды с родной яркостью.  Также убран один битый пиксель.

[Dim@n]

Вместо отлюченного стаба делайте задержку на 10 секунд,сделайте пожалуйста снимок в jpg с такими параметрами: объектив 18 мм, диафрагма максимально открытая,ISO 1600, выдержка 30 секунд.

Я снимаю сейчас с ноутбука, так что задержка (от времени последнего прикосновения к камере до начала экспозиции) не 10 секунд, она измеряется минутами и десятками минут.

При объективе на 18 мм действительно угловой сдвиг звёзд слабее и стаб должен влиять меньше, но для снимка он по-прежнему разрушителен.  Линии выровнялись сразу же, как я прекратил использовать стаб (проверял и с ноутбука, и кнопочками), так что причина искажений в нём родимом.

Зачем снимать в JPEG, если можно в RAW, тоже не очень понятно.  Для публикации на форуме придётся его разжимать и сжимать заново.  Можете пояснить смысл подобных действий?

Ниже выложил два кропа с двух последовательных JPEG'ов.  Снятых без ноутбука, с 10 сек. задержкой, на ISO 1600 и 30 секундной выдержке, 18 мм и F3.5, со включённым стабом.  Кстати, почему на втором кропе звёзды поехали куда-то вниз, для меня загадка.    С другой стороны, на предыдущих снимках стаб их вообще по букве W заставлял выплясывать. 

Небо над Москвой сейчас замечательное, могу делать любые снимки.  Но всёж хочется заниматься чем-нибудь осмысленным, а не шаманством.

Посмотреть как снимок сама камера обрабатывает,ясно одно что шумов явно больше чем в 400D.

[PavelB]

Шумов там и должно быть больше,так как размер пикселя очень маленький + дефектов при изготовлении матриц с меньши пикселем больше.

Вместо отлюченного стаба делайте задержку на 10 секунд,сделайте пожалуйста снимок в jpg с такими параметрами: объектив 18 мм, диафрагма максимально открытая,ISO 1600, выдержка 30 секунд.

Я снимаю сейчас с ноутбука, так что задержка (от времени последнего прикосновения к камере до начала экспозиции) не 10 секунд, она измеряется минутами и десятками минут.

При объективе на 18 мм действительно угловой сдвиг звёзд слабее и стаб должен влиять меньше, но для снимка он по-прежнему разрушителен.  Линии выровнялись сразу же, как я прекратил использовать стаб (проверял и с ноутбука, и кнопочками), так что причина искажений в нём родимом.

Зачем снимать в JPEG, если можно в RAW, тоже не очень понятно.  Для публикации на форуме придётся его разжимать и сжимать заново.  Можете пояснить смысл подобных действий?

Ниже выложил два кропа с двух последовательных JPEG'ов.  Снятых без ноутбука, с 10 сек. задержкой, на ISO 1600 и 30 секундной выдержке, 18 мм и F3.5, со включённым стабом.  Кстати, почему на втором кропе звёзды поехали куда-то вниз, для меня загадка.    С другой стороны, на предыдущих снимках стаб их вообще по букве W заставлял выплясывать. 

Небо над Москвой сейчас замечательное, могу делать любые снимки.  Но всёж хочется заниматься чем-нибудь осмысленным, а не шаманством.

Посмотреть как снимок сама камера обрабатывает,ясно одно что шумов явно больше чем в 400D.

[PavelB]

Судя по темновым кадрам, ничего страшного нет. Все шумы в пределах разумного и их спокойно можно уменьшить вычитанием темнового кадра.
А первоначальные снимки звезд меня напрягли, какая-то буроватая муть вместо фона.

Видимо в камере используется сильно-шумящий усилитель, судя по снимкам режим с ISO 1600 для астросьемки непригоден.

Сам собрался купить 450Д через месяц, но пока буду думать.

В Москве ночь облачная.  Сделал три темновых снимка (с закрытым объективом) с одинаковой экспозицией и разной чувствительностью.  Камера до этого не использовалась более десяти часов и была комнатной температуры, примерно 27°C.  Между снимками делался перерыв примерно 15 минут.  Шумодавилки и экран выключены, видоискатель закрыт фирменной резинкой, свет в комнате выключен.

Для наглядности на снимках представлены увеличенные до 200x200 квадраты 50x50 пикселей, взятые из середины 8-битных TIFF'ов, яркость которых для проявления шумов масштабирована примерно в 8 раз (0…32 на 0…255).  Изучаю гистограммы.

• ISO 1600, 5 секунд.  Среднее значение шума 2,0±2,2.  99,5% шума лежит в интервале яркости 0…11.  Значения шумовых пикселей возрастают непрерывно на интервале 0…64, дальше отдельные всплески вплоть до 138.
• ISO 800, 10 секунд.  Среднее значение шума 1,1±1,4.  99,7% шума лежит в интервале яркости 0…7.  Значения шумовых пикселей возрастают практически непрерывно до 43, дальше отдельные всплески вплоть до 132.
• ISO 400, 20 секунд.  Среднее значение шума 0,7±1,0.  99,9% шума лежит в интервале яркости 0…5.  Значения шумовых пикселей возрастают практически непрерывно до 33, дальше отдельные всплески вплоть до 129.

[ath]

Видимо в камере используется сильно-шумящий усилитель, судя по снимкам режим с ISO 1600 для астросьемки непригоден.

В 450'ом применён двухкаскадный АЦП, который расширяет диапазон до 14 бит.  Пишут, что такая схема даёт характерный «ступенчатый» шум.  Но в некоторых условиях, комбинацию которых ещё предстоит нащупать (слабый сигнал или наоборот, сильный; долгое или короткое время выдержки; малое или большое ISO) дополнительные биты могут использоваться по назначению.

Насчёт ISO 1600 я спокоен.  Он более требователен к условиям съёмки (засветка не должна быть такой, как в Москве) и способам обработки (мои 8 бит оставляют слишком мало уровней яркости для динамического диапазона).  Опять же, 14 бит здесь могут сыграть свою роль, я пока даже 12 бит не использовал.

Но даже в этих условиях на 30-секундных снимках (да и на 6-секундных) с ISO 1600 можно распознать больше звёзд, чем на меньшей чувствительности.  Если выдержка фиксирована (пример: неподвижная камера), ISO 1600 незаменим, хотя и требует более аккуратного обращения, чем меньшие чувствительности.

К тому же, не следует забывать общее улучшение модели по сравнению с 300/350/400, как то (если что забыл, напомните):

• улучшенный видоискатель и больший размер экрана (3")
• на экране можно выставить чёрный фон, что меньше мешает аккомодации зрачка
• два уровня просмотра картинок: по 4 или по 9
• управлять камерой дистанционно можно по тому же USB-шнуру, с которого поступает информация на ноутбучный LiveView (в частности, по USB можно задавать выдержки более 30 секунд)
• встроенный LiveView, который можно использовать для «живой» гистограммы, фокусировки при недоступности ноутбука и наведения при особенно экзотических ориентациях телескопа
• 9 удобно расположенных точек фокусировки управляются новой микросхемой фокусировки (удобно для земных применений)
• три режима автофокусировки при съёмке с видоискателем — покадровый (фокусируешься один раз и снимаешь),  AI Focus AF (постоянная автофокусировка/автоэкспозиция при отслеживании объекта) и AI Servo AF (автомат сам переключается между первыми двумя вариантами)
• два способа фокусировки в режиме LiveView — быстрый (с подъёмом зеркала) и по контрасту (как в цифромыльницах)
• более распространённые SD- и SDHC-карточки, разъём для чтения которых часто встроен в ноутбук
• лучшее управление: кнопка ISO под рукой, отображение ISO в видоискателе (взято из 40D)
• улучшенный хват за счёт увеличенной ручки с кожзаменителем
• улучшенная скорострельность (по паспорту 3,5 кадра в секунду)
• новый таймер автоспуска "Multi-shot self-timer mode": 10с плюс серийная съёмка
• изменение экспозиции ½ или ⅓
• Авто ISO работает в творческой зоне, причём способно устанавливать ISO 800 (начиная с ISO 100; тоже с шагом ½ или ⅓, то есть можно встретить снимки, скажем с ISO 500 или 640)
• более шустрый процессор DIGIC III и 14-битный АЦП (взяты из 40D), которые мы найдём, как использовать   — в потенциале это в четыре раза чётче прорисовка деталей для дипскаев, а возможно, что и прорисовка в четыре раза более слабых (или наоборот, засвеченных) объектов
• 12 мегапикселей (4272 x 2848) могут позволить разрешить больше двойных (если есть хорошая оптика) и как минимум немного точнее измерять угловые расстояния — преимущество тем больше, с чем более старой моделью сравнивать
• точечный замер экспозиции "Spot metering" (4%), раньше был только частичный замер (центральные 9% от площади видоискателя)
• режим шумоподавления при высоких значениях ISO "High ISO noise reduction" (C.Fn-4) (взят из 40D)
• режим приоритета светов "Highlight Tone Priority" (C.Fn-5) (взят из 40D; возможно, что влияет на RAW)
• режим автокоррекции яркости "Auto Lighting Optimizer" (C.Fn-6) (влияет лишь на JPEG и бесполезен для астрофото)
• немножко меньше весит, 524 грамм (475, если брать лишь корпус) против 556 грамм (510 корпус) у 400D
• больший заряд аккумулятора (LP-E5; 1080 мАч при 7,4В) — но надо учитывать, что увеличенный экран и кушает больше
• улучшенная оптика китового объектива, зум которого аккурат подходит для съёмки созвездий (не все считают его подходящим для астрофото)
• экранчик "My Menu", куда можно собрать шесть пунктов из других меню, например чаще всего используемые настройки
• ресурс затвора 100,000 срабатываний, вместо 50,000 у 350D/400D

[Грин]

К тому же, не следует забывать общее улучшение модели по сравнению с 300/350/400, как то

• улучшенный хват

Это, а также всё вышеперечисленное, для серьёзного астрофото значения не имеет.
 Заодно уж неплохо было бы убрать явную неправду из этого списка (например, про преподъём) и вспомнить, что же стало хуже по сравнению с тем же 350д. А то прям рекламу продавца напоминает.
 А все "тесты" по шумам, чутью, и их "выводы" у Вас - от простого незнания тонкостей предмета. Так что кончайте играться новой игрушкой, займитесь практическим астрофото, почитайте архивы форума. Через годик будете смеяться над тем, что тут наснимали и написали.
 Успехов!