О разрешении в планетной фотографии

[Леонид Руденко]

Я имел в виду, например, красные и зеленые объекты. Если разделить их светофильтрами поможет это их разрешить на меньшем расстоянии, чем, если бы они были одного цвета? Для некоторых планет это может быть актуально.

Думаю, что здесь имеет бОльшую роль градиент цвета, перепад яркости и опять же контраст. Леша хорошую аналогию привел про одуванчик на лугу.

Можно в пример привести последние фото Димы Маколкина, где участки Луны он снимал в цвете. Можно сравнить с ЧБ снимками. Ну, или можно сравнить ЧБ и цветное фото Марса.

Я бы сказал, что мы увидим больше деталей на  цветном фото, но их размер будет не меньше, чем позволяет предел Фуко.

При создании цветного изображения позиционируются ведь не сами детали, а волны разной длины, или же при создании композитного изображения дифракционные картинки от этих деталей. И шумы, к примеру, в синем канале, будут уменьшать разрешение в других каналах.

Или, иными словами, "смешивая" зеленый и красный цвета, мы же не сможем получить ультрафиолетового, в котором теоретическое разрешение выше

Думаю так.

Кто-то шумы убирает, а кто-то их превращает в детали!
 Контраст, это различие тональное. Что в черно-белом, что в цветном, каждый из цветов имеет свою тональную зону. Поэтому мнохром, и цветная, особо по детализации отличаться не будут.
 Правильно что есть теория, а есть и практика, но в силу существования атмосферы, практика хуже по результатам теории, и ни как не лучше,увы с этим надо считаться, и это приходиться соображать.
 Один раз был представлен Юпитер, из Австралии, на сколько помню, человек снимал на 350мм ШК, попал на состояние спокойствия атмосферы, чуть ли не полное. Вот по этому снимку можно было работать по разрешению. Но такое раз в жизни бывает!
 Вот  с этого и надо плясать, от возможности к реальности. Метры зачастую молчат и хикикают над нашими работами, да оно и понятно, знание есть сила  непреложная, некоторые ее чувствуют внутри, некоторые выводят на сознание, но те и другие единодушны во мнении.- Выше головы не прыгнешь, хотя и хочется!

[kryptonik]

Но всё-таки уточним для порядка: если разрешение зависит от длины волны, а надо разрешить объекты, излучающие волны разной длины, как выбрать длину для расчета, короткую, длинную, среднюю, опять же среднюю арифметическую или среднюю геометрическую?

[Mihail Sedyh]

По-моему, с предельной частотой и "критерием Фуко" (предлагаю далее Релея не упоминать) разобрались.
Хотел отметить , что в используемом в планетном астрофото диапазоне частот 365-1000нм критерий Фуко принимает значения от 75/D до 206/D - это в общем-то надо помнить.

Но всё-таки уточним для порядка: если разрешение зависит от длины волны, а надо разрешить объекты, излучающие волны разной длины, как выбрать длину для расчета, короткую, длинную, среднюю, опять же среднюю арифметическую или среднюю геометрическую?

Интересный вопрос.... Думаю, предельная частота для некоего вырезанного куска спектра будет все же несколько выше, чем критерий Фуко для его длиноволновой границы... Насколько - пока не очень понятно, но наверное это можно связать с фигурой под спектральной кривой....

[MadAlex]

при соотношении сигнал к шуму стремящемуся к бесконечности ( и при возможности детектировать контраст стремящийся к нулю) разрешение стремится к пределу Фуко.
На практике Фуко так же недостижим как абсолютный ноль температур, а разрешение болтается где-то между ним и Релеем (сигнал у шуму не хуже 5, контрастность не хуже 20%).
Если вспомнить что Фуко отстоит от релея всего на 20%, то превзойти Релея сколько-либо сильно нельзя.

[Mihail Sedyh]

при соотношении сигнал к шуму стремящемуся к бесконечности ...

Это в ответ на 2 предыдущих сообщения или так - общие соображения?

[Павел Бахтинов]

Однако, стенки кратера на темном участке Луны выглядят по-другому....

до жути подозрительные картинки - источник можно?

Источник - см. ссылку в моем предыдущем сообщениии.

Эти "чудеса" получаются из-за сильной нелинейности обработки: в результате ограничения отрицательных значений в зоне фона артефакты вблизи границ ненулевой части восстановленного изображения становятся более "жесткими". Добавление небольшого оффсета убирает ограничение и возвращает результату привычный вид .
К "сверхразрешению" все это отношения не имеет.

[Владилен]

Все так. Думаю, что уже  никто не выступит против того тезиса, что плотность переходов на один предел разрешения по Фуко не может быть больше 1 в пределах ширины функции (ФРТ).

Несколько утрируя, опять же "на пальцах", можно сказать, что это ограничения не столько на размер обнаруживаемых деталей, сколько на их максимальное количество на единицу площади изображения.

4Б и 4Г - это только подтверждают: "против миры нет приема".
4В - подвешена в воздухе, а потому не отличается от случая 1А как быть с ними надо думать.
Другое дело, что постараюсь доказать, что при среднем количестве переходов на предел <1 в пределах ФРТ провал между объектами может быть любым малым, и он может быть ограничен только масштабом и отношением с/ш.

[MadAlex]

Я буду. При чем тут вообще ширина ФРТ?

[Павел Бахтинов]

4Б и 4Г - это только подтверждают: "против миры нет приема".

Ну, я чисто из лени не привел еще и картинку с тремя "точками" - там результат качественно такой же. То есть тут не то, что мира - а вообще вариант с любым числом исходных объектов, кроме двух - не дает правильного (хотя бы по количеству восстановленных "точек") результата.

Другое дело, что постараюсь доказать, что при среднем количестве переходов на предел <1 в пределах ФРТ провал между объектами может быть любым малым, и он может быть ограничен только масштабом и отношением с/ш.

Если имелось в виду: "провал между двумя объектами может быть получен (нелинейной обработкой) при любом малом расстоянии между ними... если фон нулевой и вблизи этой пары нет иных объектов", то что-то может даже получиться. В сущности, это аналог различения двойных звезд по эллиптичности дифракционного изображения (напр., у Максутова), но с автоматической визуализацией .
Только вот применить подобный "визуализатор" к практической обработке планетных изображений будет, ИМХО, невозможно, из-за огромного количества артефактов, порождаемых им из реальной, сложной по морфологии, да еще и защумленной картинки...

[Владилен]

Мелкие кратерочки в Платоне у Алексея Прудникова - самая подходящая цель для такой обработки.

[Yuri_18]

Один раз был представлен Юпитер, из Австралии, на сколько помню, человек снимал на 350мм ШК, попал на состояние спокойствия атмосферы, чуть ли не полное. Вот по этому снимку можно было работать по разрешению. Но такое раз в жизни бывает!
 Вот  с этого и надо плясать, от возможности к реальности. Метры зачастую молчат и хикикают над нашими работами, да оно и понятно, знание есть сила  непреложная, некоторые ее чувствуют внутри, некоторые выводят на сознание, но те и другие единодушны во мнении.- Выше головы не прыгнешь, хотя и хочется!

Святое имя не поминайте всуе...

Рассмотрим упомянутый снимок Энтони Уэсли с пристрастием (рис.1), хоть я и не люблю делать подобные "вскрытия". Это фото было получено в телескоп 14.5" при исключительной атмосфере. Как выразился сам Энтони, атмосфера была 12 баллов по 10-ти балльной шкале. Поэтому атмосферой можно пренебречь и можно считать, что ее влияние на результат ничтожно. Это дает нам идеальные условия для определения предела разрешения наименьших деталей изображения. Хочу отметить, что на этом снимке наблюдается утончение детализации при переходе от красного канала к синему как и положено по теории (в живой практике такое наблюдается редко), что косвенно подтверждает отличное качество атмосферы. Снимок представляет собой чистый RGB. Обработка мягкая, классическая. Ни о каких специальных жестких методах здесь и речи быть не может, да они и не нужны при таком качестве атмосферы...

Измерения я проводил на самом "мутном" красном канале, хотя пределы чаще всего приводятся для зеленого канала. Просто решил таким образом загрубить результат, чтобы получить именно результат "по пессимистичным оценкам". Релеевский предел для данного телескопа D=368мм  0.38" для зеленых лучей.

Я выбрал произвольный участок близко к центру и для большей точности измерений ресемплировал его до 500%. Критерием достоверности детали была видимость этой самой детали и в других каналах, фактически снятых в другое время. Результаты измерений мелких деталей снимка представлены на рис.2 . Усреднение измерений дает значение углового размера наименьших деталей на снимке 0.2", что соответствует 74/D. В зеленом канале детализация чуть потоньше, поэтому должно получиться еще лучше. Но ограничимся хотя бы этим - цифра получилась очень уж близкой к практическому результату, который уже озвучивался в этой теме. Вы можете сами полазить по данному снимку с линейкой, учитывая, что экваториальный диаметр Юпитера на момент съемки равнялся 49"... Хочу обратить внимание, что я говорю о деталях снимка. Угловые размеры реальных деталей на Юпитере могут быть и меньше, но никак не больше...

[Леонид Руденко]

Но Вы  то сами не считаете, что возможность некоего артефакта, существовать и на очень идеальных снимках.
 При этом если довести Ваш до такого параметра, то линейки и калькулятора  уже не хватит, для под чета Ваших артефактных изобилий.
 Даже ели и этот господин смог надурить публику, то он это сделал гораздо мудрее, по той же мягкости и равномерности.
 Моя же задача заключалась в следующем. Рассмотреть реальность возможностей телескопа, а не вымышленного состояния, и при представлении этого снимка в размере, который представил австралиец, не заметно этих артефактов, и деталь воспринимается более равномерно.
 Я смотрел и на Ваши сырые изображения в RGB, и они не вызывают сомнений, пока не приобретают целлюлит заеженности шума, и рыхлости земляного покрова простите по газовому гиганту. Но так как это может достаточно красиво смотреться, но не из ряда вон выходяще за приделы, многих тоже способных на обработку людей. То началась утопия в прелести, простите где фотография как таковая перестала быть, и превратилась еще хуже чем глюк визуальщика, потому что у того хоть один, а в Вашем случае сотни, это мягко сказано!!!
 Не ужели нет возможности остановится вовремя? Там много чего можно сделать, того чтоб снимок отличался от других в более лучшую сторону, а не в стройку вышек на планетах, где их сроду не было.
 Самое главное уметь мыслить а не ходить с линейками, и видеть свои бревна, у других оправдывая себя,  и цепляться за то что к астрономии не имеет ровным счетом никакого дела. Мягкость этого снимка, не дает столько ощущений не приязни, а тем более количества артефакта. Можно и припомнить ролик безцветнный с 300мм, многие на нем тренировались. И чем он плох?
 Чем плох Ваш сырец прошлого года с началом формирования полосы, пока не приобрел лишнего? Да ни чем.
 Я уважаю всех, пока не имеют простите безмерного показушничества, а это у нас частенько проявляется.

[MadAlex]

Господин Yuri_18,
Мне кажется вы как-то очень вольно провели свои штрихи. "на глаз" если угодно.
Многие пятна продолжают простираться и за пределы отмеченной вами области и их действительный угловой размер больше чем вы указали
Далее, пусть красный у нас будет 600нм, тогда ultimate limit - 600E-9/368E-3=1.63E-6
Размер Юпитера - 49/60/60*3.14/180 = 2.37E-4  или  около 450 пикселей, откуда пиксель = 5.3E-7.
Итого максимальное теоретическое расстояние между двумя максимумами - не менее 3х пикселей. (~4 если оперировать релеем)
или, другими словами минимум, 2 пикселя горки, и снова минимум.
То есть если Вы найдете ситуацию когда
минимум-максимум-минимум, то это порвет волновую теорию. но я такого не вижу что-то

[Yuri_18]

Господин Yuri_18,
Мне кажется вы как-то очень вольно провели свои штрихи. "на глаз" если угодно.
Многие пятна продолжают простираться и за пределы отмеченной вами области и их действительный угловой размер больше чем вы указали...

Мне так не кажется. Я даже не заострял внимание на деталях изображения, которые меньше 0.2", а взял среднее значение как более-менее надежное. Понятно, что измерения могут нести некоторую ошибку и не всегда понятно где край (кстати, я не знаю, может вообще правильно измерять деталь по линии 50%-ой яркости по отношению к окружающему фону). Я предполагал, что мои оценки вызовут сомнения и для этого в качестве аргумента у меня есть еще зеленый канал - в случае чего буду апеллировать к нему ...

...Итого максимальное теоретическое расстояние между двумя максимумами - не менее 3х пикселей. (~4 если оперировать релеем)
или, другими словами минимум, 2 пикселя горки, и снова минимум.
То есть если Вы найдете ситуацию когда
минимум-максимум-минимум, то это порвет волновую теорию. но я такого не вижу что-то

Уважаемый MadAlex, Вы меня не очень поняли. У меня и в мыслях нет порвать волновую теорию и никогда такого я не предлагал. Я подхожу исключительно как практик и как практик утверждаю, что планетные изображения могут содержать элементы изображения меньше теоретического предела, которые хорошо коррелируют с реальными деталями планет. Почему так происходит - пусть думают теоретики. Лично я не собираюсь никому ничего доказывать, поэтому и не участвую в активном обсуждении. Я это просто знаю, я это много раз видел, и не только на наших снимках, но и на многих снимках других астрофотографов. У меня нет больших иллюзий по поводу деталей за пределом разрешения - ни о форме (если это не линия), ни о размере таких деталей мы ничего сказать не можем, мы можем только говорить, что там что-то есть. Такие детали искажены дифракцией, но это реальные не шумовые детали изображения, за которыми стоят реальные детали на планете. Мне с практической точки зрения не столь важно как это называется - разрешение, обнаружение или различение. Мне важно фиксировать деталь, чтобы заметить какое-то явление и возможно проследить его динамику. Поверьте, практикующие ЛА никогда не занимаются подобными замерами и я бы этим не занимался, если бы не вынудили. Ведь весь сыр-бор пошел от того, что было утверждение, что за 140/D все это шум и артефакты, а я с этим не согласен. Да, за пределом находится область неуверенного отображения, где все весьма неопределенно - на одном и том же снимке можно увидеть деталь 0.4", но потерять 0.5". Но тем не менее, эти элементы изображения несут определенную информацию о планете и это причина, по которой мы стараемся их оставлять вместе с некоторым небольшим количеством шума и артефактов, которые бы не портили общую эстетику изображения. Это всегда трудный баланс...

Что касается "теоретического расстояния между двумя максимумами - не менее 3х пикселей". Менее 3-х не нашел, но 3 есть (см. рис.), а это как я понимаю и есть предел Фуко. Деталь похожа на правду, видна в трех каналах. Мы уверенно делим минимум-максимум-минимум и даже с небольшим запасом. Если же измерить размеры отдельных элементов детали (темных и светлого промежутка), мы получим значения для каждого порядка 0.15".  Может здесь собака и порылась? Минимальный элемент изображения составляет примерно половину от предела разрешения? Такое мнение уже звучало между прочим.

[Владилен]

Юрий, масштаб на изображении ок. 0.11''/пиксель по короткой стороне и 0,15''/пиксель по диагонали, а это значит что после масштабирования минимальная деталь может быть обнаружена в этом промежутке. Обнаружение такой детали критерию 18''/D (для точки) не противоречит, вопрос собственно к методу и отягощающим обстоятельствам при обработке. Два минимума - это еще не тест Фуко, можно найти и минимальную деталь в 0.11''/пиксель по горизонтали/вертикали.

[MadAlex]

Согласно критерию Фуко синусоидальная мира с периодом лямбда на D перестает быть различимой принципиально.
Напомню, что периодом синусоидальной функции является расстояние от минимума до минимума, или 2 горба (один отрицательный, другой положительный).
Считать размер деталей не от минимума до минимума можно, но это уже за рамками моего понимания добра и зла.
Я долго искал Вашу детальку из последнего сообщения на оригинальном изображении, но так и не нашел, не подскажите где она? (координаты)

PS: поскольку у нас пиксель составляет 0.1'', то результат вашего замера нужно записывать как 0.3''+/-0.05'', а никак не 0.32'' как записали Вы.
Спасибо

[Дядя Лёша]

 При этом если довести Ваш до такого параметра, то линейки и калькулятора  уже не хватит, для под чета Ваших артефактных изобилий.
 Даже ели и этот господин смог надурить публику, то он это сделал гораздо мудрее, по той же мягкости и равномерности.

Леонид, вы не могли бы высказывать свои мысли более определённо  и привести примеры "попыток надурить" и "артефактных изобилий". 
 
 

[Anatoly]

...и как практик утверждаю, что планетные изображения могут содержать элементы изображения меньше теоретического предела, которые хорошо коррелируют с реальными деталями планет. Почему так происходит - пусть думают теоретики...

ни в коей мере не утверждаю, что я теоретик, но идея, как почему такое возможно, у меня есть: исходя из определения критерия Релея (наличие падения яркости между дифракционными дисками разрешаемых объектов) - ИМХО можно доказать, что атмосферная турбулентность при статистически значимом накоплении сигнала способна работать "динамическими микролинзами" (думаю, все видели, как "кипит" и "пузырится" изображения из-за атмосферы) - т.е. статистически (в случае рассмотрения суммового кадра, но не для одиночных кадров!) этот эффект сработает как некое "увеличение апертуры" - и при стандартной цифровой обработке изображения (путем попиксельного суммирования и анализа смещения и искажения изображения) можно вытащить детали заведомо меньшие, и чем расстояние между "неразрешаемыми точками", и чем размер дифракционного диска - но чтобы это сделать, "коэффициент умножения" фокуса должен быть в несколько раз (возможно даже на порядок) больше ситуации "одна единица разрешения - на один пиксел".
То есть, обобщая, с одной стороны никуда "предел Релея" не пропадает и никакая волновая теория не рушится - а с другой стороны при общепринятой суммирующей съемке в турбулентной атмосфере и последующей цифровой обработке для получения итоговых суммирующих кадры снимков - можно получить изображения, по разрешению превышающие предел Релея, что ИМХО подтверждается у любого желающего при наличии сколько-нибудь длительной практики астрофото по планетам со значительным оверсемплингом.
И, соответственно, на основании в том числе и своей личной практики астрофото планет я полностью и однозначно поддерживаю высказанное в нижеследующей цитате мнение (только вот насчет теории о "минимальная деталь равна половине разрешения" точно не уверен, ибо пока что предполагаю, что в силу вышеописанного эффекта возможно и меньше)

Я это просто знаю, я это много раз видел, и не только на наших снимках, но и на многих снимках других астрофотографов. У меня нет больших иллюзий по поводу деталей за пределом разрешения - ни о форме (если это не линия), ни о размере таких деталей мы ничего сказать не можем, мы можем только говорить, что там что-то есть. Такие детали искажены дифракцией, но это реальные не шумовые детали изображения, за которыми стоят реальные детали на планете ... важно фиксировать деталь, чтобы заметить какое-то явление и возможно проследить его динамику.
... весь сыр-бор пошел от того, что было утверждение, что за 140/D все это шум и артефакты, а я с этим не согласен. Да, за пределом находится область неуверенного отображения, где все весьма неопределенно - на одном и том же снимке можно увидеть деталь 0.4", но потерять 0.5". Но тем не менее, эти элементы изображения несут определенную информацию о планете и это причина, по которой мы стараемся их оставлять вместе с некоторым небольшим количеством шума и артефактов, которые бы не портили общую эстетику изображения. Это всегда трудный баланс...
.... Минимальный элемент изображения составляет примерно половину от предела разрешения? Такое мнение уже звучало между прочим.

А эксперименты по предельному разрешению ИМХО лучше проводить по статичной и хорошо откартографированной Луне - не будет причин для спора реальная деталь там или артефакт обработки - чтобы снять любое сомнение достаточно посмотреть спутниковые снимки данного участка поверхности

[MadAlex]

Считаете что можно доказать - доказывайте.
А до этого момента все эти рассуждения о микролинзах - пустое сотрясение воздуха.

PS: ни в коем разе не хочу Вас обидеть, честно-честно.
Просто лично мне это утверждение кажется уж очень сомнительным.

[bigol]

Как раз люди (разные) своими снимками - ДОКАЗЫВАЮТ. А вот то, чем вы здесь занимаетесь - и есть "пустое сотрясение воздуха".
"Необходимо много экспериментов, чтобы создать теорию, но достаточно одного, чтобы ее опровергнуть" (с), точно не помню, но типа того. В данном случае эксперименты по астросъемке с использованием специального программного обеспечения, сложения большого количества кадров и т.п. дают тот самый "ОДИН" результат, который опровергает теорию. Именно для данного случая. Как это объяснить - пусть маются теоретики.