О разрешении в планетной фотографии

[Igor Nesterenko]

Почитайте вот эту тему - http://www.starlab.ru/showthread.php?t=7580&highlight=Orion+80ED
Там штриховые миры снимались в зеленом свете. При публикации гистограмма картинки с мирами линейно растягивалась в фотошопе, т.е. можно пользоваться для оценки ЧКХ объектива.

[kryptonik]

      А когда оно (время) появится, то его лучше потратить на что-нибудь более полезное.  Потому, что результаты эксперимента,  полученные  на конкретном телескопе  и фотооборудовании, нельзя безоговорочно распространять на другие сетапы, у которых могут быть совершенно иные характеристики.
 

Распространять как раз можно преспокойно. Характеристика тут одна: апертура. Общий закон природы: выше головы не подпрыгнешь. Просто очень наглядно видно, во что вырождается изображение. Это уже не изображение, а набор артефактов. Довольно интересно, иметь представление об этом желательно, но для практики малоприменимо. Имеем трехсекундную атмосферу, всеми правдами и неправдами пытаемся что-то вытянуть, до Релея еще как до Луны. В кои то веки получишь что-то близкое, начнешь в этом ковыряться, разменяешь разрешение на артефакты, которые можно как-то интерпретировать, но это для специалиста, а не для любителя.
Мой главный тезис: нет у нас реального материала для работы на уровне критерия Релея, вопрос преждевременен. Сколько я помню, только минчане тут результат получили по Марсу, и то «общественность» была крайне недовольна.

[Владимир Кузьмин]

      А когда оно (время) появится, то его лучше потратить на что-нибудь более полезное.  Потому, что результаты эксперимента,  полученные  на конкретном телескопе  и фотооборудовании, нельзя безоговорочно распространять на другие сетапы, у которых могут быть совершенно иные характеристики.
 

Распространять как раз можно преспокойно. Характеристика тут одна: апертура. Общий закон природы: выше головы не подпрыгнешь. Просто очень наглядно видно, во что вырождается изображение. Это уже не изображение, а набор артефактов. Довольно интересно, иметь представление об этом желательно, но для практики малоприменимо. Имеем трехсекундную атмосферу, всеми правдами и неправдами пытаемся что-то вытянуть, до Релея еще как до Луны. В кои то веки получишь что-то близкое, начнешь в этом ковыряться, разменяешь разрешение на артефакты, которые можно как-то интерпретировать, но это для специалиста, а не для любителя.
Мой главный тезис: нет у нас реального материала для работы на уровне критерия Релея, вопрос преждевременен. Сколько я помню, только минчане тут результат получили по Марсу, и то «общественность» была крайне недовольна.

Увы, Саша, но не в одной апертуре дело. Если апертура с кучей аберраций, зеркало "шершавое" то она не спасет. Так же и экранирование делает своё дело, снижая контраст. Ну, и правильно говоришь, атмосфера творит "чёрное дело".

Так что если распространять, то это как в известной фразе "средняя температура пациентов по больнице".

[kryptonik]

В данном конкретном случае, аберрациями можно пренебречь, поле, на котором обеспечивается дифракционное качество пара-тройка миллиметров, тут скорее надо точной юстировкой озаботиться. Разумеется, зеркало должно быть более-менее приличное, не хуже четверти волны. К минимальному ЦЭ надо стремиться и т.д.
А критерий Релея это реальный предел, с которым надо считаться, а не бороться. Так что температура не средняя, а максимальная, при 43-х все дохнут.

[Владимир Кузьмин]

В данном конкретном случае, аберрациями можно пренебречь, поле, на котором обеспечивается дифракционное качество пара-тройка миллиметров, тут скорее надо точной юстировкой озаботиться. Разумеется, зеркало должно быть более-менее приличное, не хуже четверти волны. К минимальному ЦЭ надо стремиться и т.д.
А критерий Релея это реальный предел, с которым надо считаться, а не бороться. Так что температура не средняя, а максимальная, при 43-х все дохнут.

Угу, верно. А зеркала-то как раз у всех разные и аберрациями пренебрегать нельзя. Системы тоже разные у всех, с разным экранированием. Условия съёмки тоже разные, кто-то на Барбадосе снимает, кто-то во дворе дома, кто-то в поле на выезде, кто-то на крыше или балконе.
Так что как раз средняя температура по больнице. А что касается борьбы с критерием, так речи об этом никто и не ведет. Он полностью справедлив для точечных источников света при визуальных наблюдениях. Бороться нужно, как раз, за раскрытие возможностей данного, своего инструмента.

[kryptonik]

Бороться нужно, как раз, за раскрытие возможностей данного, своего инструмента.

Вот-вот! И на этом поприще нам еще работать и работать, хотя телескопы у всех разные. Явным образом только минская команда выросла из своих 230мм, уже терпение кончается дожидаться, когда они перейдут на обещанный новый телескоп.

[Владимир Кузьмин]

Бороться нужно, как раз, за раскрытие возможностей данного, своего инструмента.

Вот-вот! И на этом поприще нам еще работать и работать, хотя телескопы у всех разные. Явным образом только минская команда выросла из своих 230мм, уже терпение кончается дожидаться, когда они перейдут на обещанный новый телескоп.

Ничего, думаю, перейдут и дадут жару!

[Павел Бахтинов]

ЧКХ - отношение контраста объекта к контрасту его изображения. В данном случае используется, как я понимаю, синусоидальная мира с единственной пространственной частотой. А если мира будет другого профиля? Или , например, можно ли утверждать, что если изображение синусоидальной миры - серое поле, то изображение миры того же периода, но с сильно отличающейся скважностью (10% скажем) также не будет иметь никакого градиента?

Если мы используем ЧКХ для определения предельной частоты (а не для того, например, чтобы посмотреть ее связанное с аберрациями поведение на средних частотах), то профиль полос миры (и скважность в частности) не имеет значения. Любой периодический сигнал, как известно, раскладывается на дискретный набор гармоник; первая гармоника соответствует как раз синусоидальной мире, а уже вторая (не говоря о более высоких) оказывается далеко за дифракционным пределом и не вносит вклада в изображение. Между гармониками же - ничего нет .
Поэтому дифракционный предел не зависит от профиля миры, и изображение миры любого профиля вблизи дифракционного предела будет одинаковым, от скважности же зависит только его амплитуда (яркость).

Ну и в качестве умственной разминки насчет "сверхразрешений"...
- для каких условий вычислена предельная частота Д/лямбда?

Насколько я понимаю - безаберрационная (идеальная) оптика, круглая апертура, некогерентное излучение. Все, вроде бы?

- можно ли как-то увеличить предельную частоту по одному направлению за счет ухудшения по другому?

Не выходя за габарит апертуры заданного диаметра? Не думаю

- можно ли повысить предельную результирующую предельную частоту какими-либо алгоритмами обработки, имея набор изображений объекта системами с различной (но точно известной) ФРТ? Т.е. получить большую предельную частоту, чем у любого из отдельно взятых изображений?

Это вряд ли. В рамках линейной обработки новым гармоникам просто неоткуда взяться, а нелинейная чревата артефактами.

----

А разрешение по Фуко жестко ограничено предельной частотой, выше которой ЧКХ обращается в ноль (т.е. D/λ , если считать в линиях на радиан), и этот предел не может быть преодолен ни при каком накоплении сигнала и повышении SNR.

Линия - это пара линий (белая и черная), или белая или черная?

Под периодом пространственной частоты подразумевается расстояние между двумя соседними черными (или соседними белыми) линиями. Между черной и белой - это полпериода

Понял свою ошибку. Был не прав.  Означает ли это, что в общем случае при наблюдении, съемке и после правильной обработки на хорошем телескопе и замечательной атмосфере деталь размером 57''/D не является артефактом гарантированно.

Не понял вопроса. Если речь об одиночной детали, то о ней можно сказать (с некоторой натяжкой) только то, что приблизительно с такого (и меньшего) размера она будет выглядеть пятном, по форме практически неотличимым от ФРТ. Размер пятна (FWHM) будет порядка 120"/D..140"/D чуть меньше 120"/D (для зеленого света). От оригинальных размеров такой малой детали будет зависеть только контраст изображения, но не его размер.
В принципе, применив деконволюцию, изображения таких малых одиночных (далеко отстоящих) деталей можно "стянуть" практически в точки, размеры которых опять-таки не будут связаны с оригинальными размерами деталей (но зато это даст повод некоторым любителям поговорить о "преодолении критерия Релея"  ).

[IGORЬ]

Распространять как раз можно преспокойно. Характеристика тут одна: апертура. Общий закон природы: выше головы не подпрыгнешь. Просто очень наглядно видно, во что вырождается изображение. Это уже не изображение, а набор артефактов.

  Саш, а как ты прокомментируешь вот этот набор «артефактов»  https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,59983.920.html  пост#933? Там критерий Рэлея превышен более чем на порядок. Да и с апертурами там всё с точностью до наоборот.    Например, замер ширины ЩЭ, полученной на апертуре 6,25 дюйма, даёт  значение 0,1”, а на апертуре 14 дюймов -0,5”.  Истинная ширина ЩЭ=0,06”.

P.S. Прыгнуть выше головы не даёт нам известный закон сэра Исаака Н. Критерий сэра Джона Р. – это не закон природы, а  условность,   в основе которой  лежат приведённые к апертуре свойства человеческого глаза.  Но отнюдь не фотокамеры.

[Владилен]

Не понял вопроса. Если речь об одиночной детали, то о ней можно сказать (с некоторой натяжкой) только то, что приблизительно с такого (и меньшего) размера она будет выглядеть пятном, по форме практически неотличимым от ФРТ. Размер пятна (FWHM) будет порядка 120"/D..140"/D (для зеленого света, точную цифру не помню). От оригинальных размеров такой малой детали будет зависеть только контраст изображения, но не его размер.
В принципе, применив деконволюцию, изображения таких малых одиночных (далеко отстоящих) деталей можно "стянуть" практически в точки, размеры которых опять-таки не будут связаны с оригинальными размерами деталей (но зато это даст повод некоторым любителям поговорить о "преодолении критерия Релея"  ).

Собственно вопрос сугубо практический; какой масштаб надо использовать, чтобы нам не потерять освещенность и вытянуть все детали из снимка. Я считал, что требуется три пикселя на предел, оказывается, что два так как точка отсчета начинается с половины пикселя, см. рис. синие горизонтальные черточки, но опять же у нас пиксели в лучшем случае квадратные, а по диагонали они в 1,42 раза больше, т.е. надо бы увеличивать масштаб на этот коэффициент, а еще пиксели могут лечь таким образом, что минимума будет не видно (зеленые черточки). В прошлом году путем порчи/восстановления изображений получил коэффициент 3-3,5 на предел. Теперь же вижу, что по линиям (ЩК, ЩЭ) можно замахнуться и на 5-6 пикселей. Нигде в литературе ничего подобного не видел.

[kryptonik]

  Саш, а как ты прокомментируешь вот этот набор «артефактов»

Игорь, кто там что получил, каким образом, я судить не берусь. Мы же не обсуждаем, что-то недоступное, не так уж сложно проверить самому. Но пока только я один удосужился. Несколько человек, например Павел Бахтинов, владеют  этим вопросом профессионально и относятся ко всему этому спокойно, это больше любители переживают. Я вот тоже подергался, но когда получил представление не из чужих слов, а из своего опыта, тоже успокоился. Изображение за пределами критерия Релея есть, но это совсем другое.

[IGORЬ]

    Саша, но ведь наши бесконечные фотосессии  и есть ни что иное как эксперимент,  а  снимки, которые мы тоннами выбрасываем на форум,  его результат. Какой смысл в каких-то иных экспериментах? Методология  доморощенных экспериментов весьма слаба, получить можно всё, что угодно.  Практика показывает, что большое значение имеет не только  апертура,  но и те самые «иные характеристики».  Не случайно же  Алексей почти всегда предпочитает 125мм рефрактор 200мм катадиоптрику.  Да и минчане по разрешению обходят более апертуристые  телескопы.
 
    Касательно  личного опыта по сверхрэлеевскому  разрешению по планетам. Предел разрешения моего телескопа по Рэлею 0,56”. На  снимках четвёрки вулканов  Фарсиды на Марсе уверенно с запасом видны объекты размером 0,3” https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,3022.3900.html посты ##3909 и 3925.   Есть  и помельче. Но 0,3” – это то, что не вызывало ни у кого сомнения. Имеется также опыт по визуалу и фото тесных  двойных.  Так, что я здесь не случайно и выражаю сугубо личную точку зрения по вопросу. Представления об объектах за рэлеевским пределом имею не из "чужих слов".  Поэтому громкие имена меня  не пугают.

    На всякий случай ещё раз напомню, что  тысячи  ЛА по всему миру, многие из которых  никогда не слыхали о критерии Рэлея, регулярно его преодолевают  более чем в 2 раза, когда наблюдают ЩК на Сатурне в свои 80-100мм дудки. Про тени спутников Юпитера в 70мм апертуру Олег довольно подробно рассказывал. Что мало?  Жирный крест на рэлее  для планет Михаил уже поставил,  ранее то же самое делал Виктор Жук.   А разговоры на сей счёт никак утихнуть не могут.

[varta]

Пока Луну не стали снимать с ИСЛ, с разрешением достаточном для выявления вплоть до следов космонавтов,никто с Земли ничего подобного не получил.Если Вас всех послушать,то Вы элементарно скоро разрешите на Луне и Марсе детали,которые невозможно увидеть даже с 10 метровыми телескопами.Все Ваши разрешения возможны в том случае,когда Вам известно,что в этом месте реально что то есть.Это давно установили психологи.Если все говорят,что видят НЛО,то и один сомневающийся с ними соглашается.

[IGORЬ]

… Если Вас всех послушать,то Вы элементарно скоро разрешите на Луне и Марсе детали,которые невозможно увидеть даже с 10 метровыми телескопами…

   Совершенно верно, поскольку мы находимся на самом дне атмосферного океана, то 10 метровый   телескоп может запросто слить 10 дюймовому.     10  метровые  телескопы  строят не для супер разрешения, а для супер собирания.  А с учётом  земных реалий оптимум по разрешению приходится примерно на 300-350мм. Хотя есть мнение, что для балконно –форточного варианта и 250мм достаточно.

[kryptonik]

В общем-то, да, бытует такое мнение, но у меня сложилось представление, что в одинаковых условиях, что на балконе, что в других условиях (за форточку не знаю) большая апертура в смысле разрешения всегда имеет преимущество. Даже если атмосфера и не позволяет получить паспортное разрешение, оно будет выше, чем у меньшего телескопа. При одном масштабе яркость изображения выше, а это или больший контраст или более короткая выдержка. Возможно, граница апертуры, выше которой ее увеличение не дает эффекта и есть, но никак не 300-350, может быть 600.

[IGORЬ]

  Мне доводилось в своё время общаться с одним  оптиком, автором сантелов.  Он утверждал, что 600мм телескопы в условиях нашей средней полосы вторые пары эпсилон лиры  практически  не разрешают.

[Gera]

  Мне доводилось в своё время общаться с одним  оптиком, автором сантелов.  Он утверждал, что 600мм телескопы в условиях нашей средней полосы вторые пары эпсилон лиры  практически  не разрешают.

В этом не диаметр виноват, а обычно безграмотность конструкции как трубы, так и башен. Отсутствие охлаждения монструозных конструкций.   Ближайший для меня пример - АЗТ-8 (700мм) под Харьковом. Раз в пятилетку кружок до 1 сек доходит, обычно гораааздо хуже.  Отсюда и берутся мифы о бесполезности диаметра.
 Лет 20 назад делали на ХАО 52см Кассегрен. Испытывая его в полях нашей средней полосы, обрывки дифракции видели в первую же ночь, по воспоминаниям очевидцев.  Это все, как говорится, из первых рук.  Так что большой диаметр надо "правильно готовить", только и всего.

[IGORЬ]

… тысячи  ЛА по всему миру, многие из которых  никогда не слыхали о критерии Рэлея, регулярно его преодолевают  более чем в 2 раза, когда наблюдают ЩК на Сатурне в свои 80-100мм дудки.

    Виноват,  что ввёл общественность в заблуждение. Оказывается, открыть для себя ЩК и оценить её ширину можно и в 66мм апертуру  https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,75585.0/all.html пост#29 . А это 46/D по линиям, причём раскрытие колец  далеко не самое благоприятное.

P.S.  Имея в арсенале ZS 66, я даже и не подозревал о его замечательных свойствах по части разрешения.  Жалко, что  вовремя  это не оценил.  А вот по дипскаям он «лупит» будь здоров, сам видел   https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,1893.3540.html?PHPSESSID=oaqjse51phil9pub719k1mef67 

[MadAlex]

… тысячи  ЛА по всему миру, многие из которых  никогда не слыхали о критерии Рэлея, регулярно его преодолевают  более чем в 2 раза, когда наблюдают ЩК на Сатурне в свои 80-100мм дудки.

    Виноват,  что ввёл общественность в заблуждение. Оказывается, открыть для себя ЩК и оценить её ширину можно и в 66мм апертуру  https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,75585.0/all.html пост#29 . А это 46/D по линиям, причём раскрытие колец  далеко не самое благоприятное.

P.S.  Имея в арсенале ZS 66, я даже и не подозревал о его замечательных свойствах по части разрешения.  Жалко, что  вовремя  это не оценил.  А вот по дипскаям он «лупит» будь здоров, сам видел   https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,1893.3540.html?PHPSESSID=oaqjse51phil9pub719k1mef67

то есть ты утверждаешь что смог превысить критерий Релея минимум вдвое?

[Владилен]

Для одиночных линий критерий совсем другой, а именно 2/D, поэтому будет не удивительно (хотя и жутко сложно), если кто сможет поймать щель Кассини и в 1см. телескоп.  А для наблюдений темных точек (теней спутников на Юпитере) - 18/D. Почему только люди все время связывают критерий Рэлея с этими случаями?