Критерии качества астрофотографии

[Pluto]

>>Однако не понятно, чего все таки обсуждаем, цифровую фотографию или пленочную.

В идеале, хотелось бы не привязываться к конкретному типу приемника. Хотя, боюсь избежать этого не удасться.
Впрочем не важно, можно обсуждать параллельно, как получится. Можно начать с некоторых общих для пленки и ПЗС моментов. Жестких рамок нет, интерсны любые конструктивные предложения по теме.
Интересно было бы рассмотреть типовые ошибки, влияние разных факторов на конечный результат, научится грамотно оценивать техническое качество астрофотографии. А не так- нравится и все, а почему - сам не пойму.

>>Единственное в чем уверен на 100%, что по опубликованным где либо в сети фоткам качество их определить невозможно, просто нереально.

Целиком согласен, собственно поэтому и решил открыть эту тему. Публикация в интернете, особенно в условиях ограниченного размера вложений – не позволяет подробно анализировать фотографии.  Та же фотография “свежепойманного М13”, уважаемого kis, на форуме и в оригинале выглядит совершенно по разному. Ее достоинства (и недостатки тоже) видны гораздо лучше.

[Arkady Vodyanik]

> Вся информация содержится в снимках-оригиналах, до того как они пройдут любую обработку. Вот и можно предложить выкладывать сразу всё, то есть всю калибровку - bias, dark, flat, и сами кадры, сколько бы их не было, опять же до image processing.

Может, и так, но ведь это малоосуществимо как технически  (pазмеpы файлов большие), так и психологически. Я не думаю, что найдутся желающие показать свои тpуды столь детально; да и для чего - чтобы тебе ткнули чем-нибудь типа "a слабые звездочки пухлые"

По поводу обpаботки. Допустим, что ее нет. Но есть файл FITS или RAW, с pазpядностью выше восьми. Чтобы пpосто показать его на экpане, надо выбpать подходящую функцию сжатия динамического диапазона до 8-ми бит, или хотя бы то, что в iris называют threshold.  От пpавильного выбоpа (a это уже обpаботка) зависит все воспpиятие pезультата. Можно, конечно, не на звезды смотpеть, a на гpафики от slices чеpез них, и это познавательно, но мало кому интеpесно

[Денис Никитин]

Интересно было бы рассмотреть типовые ошибки, влияние разных факторов на конечный результат, научится грамотно оценивать техническое качество астрофотографии.

Вот и я об этом, то есть мы подходим к необходимости колличественной оценки качества фотографий, в противовес качественной.

Может, и так, но ведь это малоосуществимо как технически  (pазмеpы файлов большие), так и психологически.

Согласен, но как иначе? Тут самое то где нибудь, вне форума завести отдельную "будку", куда и публиковать материал.

Я не думаю, что найдутся желающие показать свои тpуды столь детально

Это уже вопрос культуры. Культуру надо воспитывать.

да и для чего - чтобы тебе ткнули чем-нибудь типа "a слабые звездочки пухлые"

Ну и пусть ткнут, задача в том, что бы разобраться в причинах, почему они пухлые, и по возможности устранить, иначе они так навсегда и останутся пухлыми.

Можно, конечно, не на звезды смотpеть, a на гpафики от slices чеpез них, и это познавательно, но мало кому интеpесно

Вот и надо смотреть на графики, на цифры, колличественную оценку давать, а не ориентироваться на то что монитор показал. А то, что это кому-то малоинтересно, опять же вопрос культуры, а культуру надо воспитывать. Затруднительно получать хорошие фотки не понимая, как "вся эта хрень работает".

[Pluto]

>>Тут самое то где нибудь, вне форума завести отдельную "будку", куда и публиковать материал.

В таких случаях можно публиковать увеличенные фрагменты фотографий, я уже видел на форуме такое. Павел Бахтинов и kis? (кажется) сравнивали увеличенные фрагменты М13 (диаметры звезд и разрешение). Очень поучительно получилось.
Подобные “разборки” могут быть особенно интересны для любителей из удаленных частей страны. Любитель из Москвы может всегда придти в астроклуб и получить грамотную критику по полной программе, а как быть ЛА, который один на целую область!?

>>Вот и надо смотреть на графики, на цифры, колличественную оценку давать, а не ориентироваться на то что монитор показал. … Затруднительно получать хорошие фотки не понимая, как "вся эта хрень работает".

Абсолютно верно!

P.S. Просветите про формат FITS, имею самое смутное представление.

[Arkady Vodyanik]

"Вопpос культуpы", говоpите OK. Попpобуем.

Я тут на соседнем фоpуме свое упpажнение с Canon 300D показывал:
http://www.starlab.ru/cgi-bin/ubb/ultimatebb.cgi?ubb=get_topic;f=7;t=000226;p=1

Вот маленький кусочек в натуpальный pазмеp - можно сказать без обpаботки: вычтен darkframe и слабый jpeg:



Этот же кусочек как 16-битный FTS:
http://www.starlab.ru/upload2/mizar-fts.zip

Желаю, чтобы меня констpуктивно покpитиковали

P.S. 2 Pluto:

FITS (Flexible Image Transport System) - гpубо говоpя, фоpмат файлов, в котоpом каждый пиксел может быть пpедставлен целым числом (8,16,32-бит) или числом с плавающей точкой. Вот напpимеp, вьюеp для таких файлов: http://www.sira.it/msb/avis.htm

[Pluto]

Представленная фотография явно пробная, т.е. не ставилось задачи “выжать” все из телескопа и камеры. Хотя я не эксперт в цифровой фотографии (мягко говоря), но попробую осторожно высказать некоторые свои соображения общего характера.

Ну, во первых, заметна ошибка ведения привода (вытянутось звезд средней и малой яркости). Хоть вытянутость и небольшая, но учитывая, что время экспонирования всего
1 мин, без гидирования при более длительных выдержках явно не обойтись.

Предельный блеск звезд на фото я оценил как 13.2-13.5m. Т.е. до предельных значений этого телескопа еще далеко. По моим прикидкам, для этого телескопа предельная величина может составлять 16-17m (конечно, при существенно большей выдержке).

Мне показалось, что я вижу шум. Т.е. не очень понятно, как камера будет себя вести при более длительных выдержках и на протяженных слабых объектах (той же М51), впрочем, тут я могу сильно ошибиться. Желательно мнение настоящих экспертов по цифре.

Диаметр изображений слабых звезд я оценил в 50-60мкм (сравнивал угловой размер изображений с расстоянием между Мицаром и Алькором, затем приводил к линейным величинам чере фокусное расстояние телескопа). Это несколько многовато, возможно есть запас по фокусировке или это собственное пятно рассеяния объектива.
Может размер изображений связан с характеристиками матрицы, или особым режим съемки (объединение соседних пикселей)?

Про виньетирование и лучи от ярких звезд, Вы уже поясняли.

P.S. Спасибо за информацию по FITS.

[Arkady Vodyanik]

Боpис, спасибо за отзыв. С Вашими оценками согласен, внесу только паpу уточнений. В самом деле, фокусиpоваться в моем setup'e нелегко - без закачки изобpажений в компьютеp. Так что 50-60мкм это пpосто по видоискателю (пpавда, долго подстpаивал его под свой левый глаз днем ). ЖК-экpан слабоват для этого дела - фокусиpовка по нему не пpедусмотpена, а пpи пpосмотpе кадpов он не дает достаточного увеличения. Поляpную ось я устанавливал гpубо - по кpесту в центpе искателя оси.

Все, иду готовиться к М51, да и к Мицаpу с Алькоpом тоже. Навеpное, все же возьму с собой ноутбук. Установке поляpной оси тоже уделю больше внимания.  В дpугих опытах видел, что до 2-3 минут без гидиpования пpотянуть можно; не на каждой экспозиции, конечно, да и тpамвай pядом ходит  

P.S.
Еще pаз насчет FITS и дpугих подобных. Не пpопустите момент! Несколько дней назад Cyanogen выпустил 4-ю веpсию пpогpаммы MaxIm DL/CCD. Тpиал веpсия - полнофункциональная (в пpедыдущих не было записи в файл). Очень pекомендую:
http://www.cyanogen.com/products/maxim_main.htm

[Денис Никитин]

У меня AIP4WIN выдаёт "FITS HEADER ERROR". What the fuck?

[Arkady Vodyanik]

У меня AIP4WIN выдаёт "FITS HEADER ERROR". What the f**k?

У меня нет AIP4WIN. Но только что пpовеpил: загpузил аpхив, pаскpыл - в нем файл gggggg.fts, этот файл ноpмально загpузился в avisv. Может быть, имеет смысл пеpезаписать этот файл из avis; пpи этом файл будет модифициpован, и, возможно, понpавится AIP4WIN.

[kis]

Да тема конечно весьма интересная но вместе с тем и весьма болезненная.
Я бы расположил вне зависимости от типа приемника а так же апертуры и прочего железного дела критерии именно фотографии ( полученного результата ) в следующей последовательности.
1. Масштаб снимка. пикселов на гдадус. В любом случае потом все сканируется так что для пленки это так же все подходит. Величина весьма важная так как при увеличении масштаба сложности растут геометрически.
2. Достигнутая звездная величина
3. Размер маленьких звездочек при само собой разумеющемся условии что звезды круглые.
пожалуй эти величины говорят о техническом качестве снимков. При реализации желаемого по этим параметрам можно говорить что необходимый снимок с фильтрами чем угодно потом будет получен. Дальше уже эстетика накопление материала монтаж если хотите ну и т .д.
А без этого никуда.
Вот сейчас полужу кусочем Ориона так же оригинала. Можно будет его поразбирать.

[Agregat4]

для подсчёта оптимального масштаба изображения на матрице: FOV=206 265*CCD size/ focal length,  где фокусное расстояние и размер матрицы в одинаковых единицах измерения. Зная же поле зрения, мы можем подобрать фокусное расстояние так ( с помощью редюсеров или Барлоу), чтобы максимально эффективно использовать каждый пиксел для высочайшего на данные погодные условия разрешения. Самое высокое разрешение необходимо при съёмке люминисцентного канала. При съёмке цветных же обычно применяют биннинг ( жетыре или более пиксела работают как один), снижая при этом разрешение в каналах, но повышая чувствительность.  Гидирование - тоже головная боль. Ошибку при гидировании приходится уменьшать за счёт  разбиения выдержки на серию.

Как правильно согласовать размер изображения конкретного телескопа с разрешением пленки/матрицы, чтобы выявить наибольшее количество деталей?
Какой уровень шума на фотографиях считать “приличным”?
и т.д. и т.п.

Тут уже лучше почитать литературу, желательно на английском - у них просто практического опыта побольше IMHO.

А откуда взялось магическое число  206 265 в формуле для подсчета фокуса ? Может ты напишешь мне как и из чего выводится эта формула ?

Как это опыта у них больше ?  Про  теорему Котельникова  слыхал ?

Скажу тебе - как художник художнику - для достижения вероятности распознавания шпал на трехшпальной свободноориентируемой мире абсолютного контраста (K=1) равной P=0.8 теоретически нужно С/Ш 4 к 1
Пикселей для достижения наилучшего разрешения  в кружке рассеяния (кружке Эри) должно быть ЧЕТЫРЕ штуки или больше (в этом случае между двумя двойными звездами с центрами расположенными на радиусе кружка рассеяния например, пикселы обнаружат небольшой провал яркости).

[Денис Никитин]

А откуда взялось магическое число  206 265 в формуле для подсчета фокуса ? Может ты напишешь мне как и из чего выводится эта формула ?

Можно я отвечу? Спасибо! Магическое число 206 265 это приблизительное число угловых секунд в одном радиане, то есть формула дает размер поля зрения матрицы в угловых секундах. Только в посте Хрюнделя произошла подмена понятий, поскольку так определяется не оптимальный масштаб изображения, как он пишет, а просто угловой размер одной из осей матрицы при данном линейном размере одной из осей матрицы и данном фокусном расстоянии. Кстати это приблизительная формула, работает только при небольших полях зрения.

А вот для оптимальности, действительно должен удовлетворяться критерий Найквиста, как пишет Agregat4, то есть кружок рассеяния должен приходиться не менее чем на 4 пикселя.

[Денис Никитин]

Еще хочу добавить почему формула приблизительная и работает при малых углах - потому что отношение размера ПЗС к фокусному расстоянию - это тангенс угла поля зрения в радианах. При малых углах поля зрения тангенс угла грубо можно принять равным самому углу. Вот. А более точная формула будет выглядеть как 206 265 * arctan(размер ПЗС/фокусное расстояние). Помоему так.

[Agregat4]

На том и порешим - четыре пикселя. Но тогда вопрос - откуда берутся бублики при гидировании о которых говорит хрюндель ? Это же надо так постараться чтобы пиксель был больше чем кружек рассеивания !

[Павел Бахтинов]

Удалил некоторые не в меру горячие высказывания Agregat4 и XRUNDEL. Извините, если при этом пропали какие-либо ценные, с вашей точки зрения, мысли, но хочу напомнить, что личные качества участников, в т.ч. грамотность (обычная или техническая), уровень образования и т.п., не могут быть предметом обсуждения на данном форуме. Достигнутый (не достигнутый) уровень мастерства в любительском астрофото также не должен быть поводом для личных "наездов". Прошу учесть это на будущее.

[Павел Бахтинов]

Магическое число 206 265 это приблизительное число угловых секунд в одном радиане, то есть формула дает размер поля зрения матрицы в угловых секундах. Только в посте Хрюнделя произошла подмена понятий, поскольку так определяется не оптимальный масштаб изображения, как он пишет, а просто угловой размер одной из осей матрицы (...)
А вот для оптимальности, действительно должен удовлетворяться критерий Найквиста, как пишет Agregat4, то есть кружок рассеяния должен приходиться не менее чем на 4 пикселя.

Интересно, что если понимать FOV в вышеприведенной формуле, как размер поля матрицы не в угловых секундах, а в пикселях, то формула выглядит не столь тривиальной, как могло бы показаться на первый взгляд. Тогда она выражает простое правило: масштаб должен выбираться из расчета одна угл.секунда на один пиксель. При детальной съемке дип-ская (т.е. съемке с длительными выдержками) такая рекомендация выглядит разумной, т.к. долговременное пятно рассеяния, определяемое атмосферной турбулентностью в некоторых "средних" (для любителей) погодных условиях, имеет размер как раз порядка 3-4". В этом случае, выходит, что именно из теоремы о выборках данная формула и следует.

[SF]

2Pluto, корневой пост:

Интересно понять, какую астрофотографию можно считать технически совершенной.

?!...

Очевидно ту, для которой осуществима надежная редукция и которая возможно полно использует динамический диапазон системы - из такой астрофотографии можно получить максимум достоверной информации. Фактически это набор снимков: вуаль, фотометрические клинья; плоские поля, темновые токи, стандартные объекты и проч.

хотелось бы выработать некий свод критериев

Это уже сделано для различных детекторов и методов - фотопластинок и ПЗС, фото- и спектрометрии - и более-менее реализовано в системах компьютерной обработки изображений. Некоторые астрономические обзоры имеют объем данных в несколько терабайт - так как вручную столько информации не перелопатить, то очевидно, что некий свод критериев уже достаточно хорошо формализован.

Но все эти занятия "правильной", "политически выдержанной" фотографией - дело (по моим ощущениям) крайне тягомотное. Так что я бы эту тему закрыл, по крайней мере на какое-то время - весна, авитаминоз...

[Pluto]

>> Очевидно ту, для которой осуществима надежная редукция и которая возможно полно использует динамический диапазон системы - из такой астрофотографии можно получить максимум достоверной информации. Фактически это набор снимков: вуаль, фотометрические клинья; плоские поля, темновые токи, стандартные объекты и проч.

Зачем так усложнять. Я имел ввиду ЛЮБИТЕЛЬСКУЮ астрофотографию, т.е. некоторой набор понятных грамотному любителю критериев (легко доступных измерению). Полезно было бы провести анализ типовых ошибок.

[SF]

2Pluto:

Зачем так усложнять.

Такая уж сейчас используется техника - вплоть до весьма приличных в техническом смысле ПЗС. А ведь даже для простых визуальных наблюдений ("смотрения в глазок") надо иметь понятие об увеличении, фоне неба, равнозрачковости etc...

Я имел ввиду ЛЮБИТЕЛЬСКУЮ астрофотографию

Ну, во-первых, какому-нибудь M13 совершенно безразлично, кому оно "позирует" - профессионалу или любителю ;-) Да и законы физики одинаковы для всех.

Во-вторых, любительские запросы подчас побольше профессиональных - где-то в сети встретил несколько лет назад переписку группы американских любителей о синтезе true-color изображения газовой туманности аж с учетом экстинкции, корректируемой в пределах поля зрения снимка. Совсем уж ребята зажрались! Объект с эмиссиями, с учетом чувствительности глаза, с выносом за атмосферу... В общем очевидно, что приличного уровня любительское-LRGB-или-как-оно-там по сути вырождается во вполне профессиональную поверхностную фотометрию.

Критерии можно обсудить, но это в значительной мере конкретные вопросы, зависящие от аппаратуры и цели наблюдений. Например, не всегда нужно стремиться даже к получению максимального количества информации на снимке - знаменитая команда LINEAR сначала "увлекалась" проницанием каждого отдельного кадра, но затем оказалось, что стратегия максимизации обозреваемой площади  выгоднее. Техническое совершенство индивидуального кадра оказалось вредным.

И еще раз - мне кажется, технические подробности _реально_ мало кому интересны. Per example...

В теме Nikon D70 обсуждают вроде бы именно их. Гистограмма для Никона мне кажется сомнительной. По плоскому полю кроме "мертвых колонок", градиентов и "битых пикселов" проверяют также младший(-ие) разряды АЦП. Обычно данные 15/16-битные. По всем пикселам кадра подсчитывается количество 0 и 1 в этих 15/16 разрядах. В младшем разряде количество 0 и 1 должно быть ~50:50 - "отсчет трясется из-за шума", в старший разрядах соотношение определяется двоичным представлением величины плоского поля. В статье гистограмма построена для другого параметра, но два младших разряда уж слишком подозрительно "залипают". Это и для 16-разрядного АЦП немало, а тут вообще можно "попасть на деньги". Делаю тонкий намек на это толстое обстоятельство. (Возможно слишком лаконичный.) Никакой общественной реакции, однако, не следует, полное благодушие. При том, что обсуждается Никон - а это далеко не последний парень на деревне фототехники.

Другой пример, на мой взгляд очень полезно-интересный, из Фотографирование планет:

Вчера вечером в Московском Дворце пионеров [...] пытались приспособить Philips ToUCam к Цейссу. Снимали Венеру, Сатурн, Юпитер и Луну. Первое впечатление - как удобно, когда есть стационарный инструмент. Второе впечатление - да, механика-то у него не ахти [...] Третье - прямо-таки мистическое - Сатурн виден довольно хорошо, а на экране видно, что по камере идет страшная помеха, зависящая от уровня усиления (Gain), но не пропадающая с его уменьшением до минимально допустимого для Сатурна значения. В то же время при наведении на Юпитер и Венеру этой помехи нет! Потом удалось разобраться - перед открытым люком башни - ПРЯМО НА ЮГЕ - стоит какая-то антенна. Если она не закрыта куполом, на камере помеха.

Это к необходимости получения дополнительных калибровочных снимков - помехи более низкого уровня навскидку могут быть и не замечены, а следующим утром искать проблемы в заземлении будет поздно. ...Итак, даже мистика "народ не пробирает".

Ну и эволюционные соображения - если бы все эти критерии, измерения, типовые ошибки и пр.хр. были community интересны, мы бы уже давно наблюдали эту тему на 30+ страницах.

[Денис Никитин]

Ну и эволюционные соображения - если бы все эти критерии, измерения, типовые ошибки и пр.хр. были community интересны, мы бы уже давно наблюдали эту тему на 30+ страницах.

Сначала community нужно литературу соответствующую почитать, что бы знать о всех этих критериях и типовых ошибках и пр. хр. Тогда будет о чем поговорить. А есть она эта литература?....А нэту! Интернет форумы и вебстраницы почти не в счет, слишком в них SNR маленькое, очень много дезы. Вот и темы для разговора как таковой нет.