Как поступить с видеокамерой?

[Роман Чириков]

 Всем здравствуйте.
У меня есть видеокамера Sony Handycam DCR-TRV330E. С её помощью можно фотографировать с разрешением 640х480 и снимать,а потом закачивать на компьютер как AVI файл (хотя кто мешает перекодировать в другой формат?).
Так вот посоветуйте, как её лучше использовать для астрофотографии и какими программами пользоваться для сложения и обработки. То есть либо мне делать сотни кадров одного объекта с плохим качеством и складывать, либо снимать видео и опять таки складывать.
Спасибо.

[Tony]

Роман,

Видеокамерой лучше снимать видео. Делать видеокамерой фотографии не очень разумно по многим причинам. Прежде всего располагая телескопом и видеокамерой, можно задумываться о съемке таких ярких объектов, как Солнце, Луна и планеты. Об объектах с меньшей яркостью разговор отдельный – все-таки видеокамера делает кадры с достаточно короткой экспозицией. Это ее преимущество и, одновременно, недостаток. Преимущество потому, что за короткий интервал времени, скажем, 1 мин, видеокамера делает 25*60=1500 кадров. Понятно, что никакой фотоаппарат такого не позволит. Такое большое количество кадров хорошо тем, что для последующей обработки, можно отобрать наиболее контрастные четкие и не искаженные атмосферой кадры. А уже затем их совмещать, складывать и т.п. Это позволяет отбросить из рассмотрения периоды времени с плохим качеством изображения.  При съемке в фотографическом режиме, ты лишаешься такого преимущества. Снимать видеокамерой, достаточно просто. Поскольку объектив у камеры не съемный, то снимать можно только через окуляр телескопа, т.е. просто расположить камеру позади окуляра телескопа вдоль его оптической оси и совместитив входное отверстие камеры и выходное телескопа. Продолжительность съемки одного объекта выбирается исходя из его яркости, спокойствия атмосферы и качества слежения за объектом (т.е. насколько неподвижен объект в кадре). Чем эти показатели хуже, тем длиннее должен быть отснятый видеоролик. Ходя, нужно не превысить того времени, после которого заметно скажется собственное вращение планеты.
Затем отснятый материал нужно перегнать в компьютер. Поскольку камера цифровая, то нужно пользоваться интерфейсом i.Link = IEEE1394, а не различного рода платами видеозахвата. Только в этом случае производитель гарантирует, что во время передачи в сигнале не появятся дополнительные шумы и искажения. Сохранять на жестком диске видеофайл нужно в формате DV. Несмотря на большие размеры файла, этот формат следует выбрать для хранения перед обработкой отснятого видео, поскольку в этом формате информация сохраняется без потерь. Каким софтом пользоваться для сохранения в компьютере отснятого видео и последующей нарезки на фрагменты – дело привычки и вкуса. Мне больше всего понравился Adobe Premiere 6.0. Но у него на рынке много конкурентов и выбрать есть из чего. Следующий крупный этап – совмещение кадров так, чтобы положение снимаемого объекта оставалось постоянным, и их сложение. Но перед этим, если объект по каким-либо причинам смещался в поле зрения камеры, нужно совершить еще одну операцию – убрать артефакты, связанные с чересстрочной разверткой видеоизображения.
Камера обрабатывает вначале четные строки изображения, затем нечетные, а после этого из двух полукадров формирует кадр и сохраняет его. Это не имеет значения, если снимаемый объект неподвижен. Если объект во время съемки двигался, то на полученных кадрах его края будут похожи на расческу, потому, что за то время, пока камера обрабатывала первый полукадр, объект сместился и на втором полукадре находился уже в другом месте. Есть различные способы избавиться от этого эффекта – программы, плагины, и пр. Я только советую делать это до совмещения кадров и сложения. После этого можно переходить к дальнейшей обработке. Опять же на мой взгляд, самой удобной для обработки видеоматериала именно с видеокамеры является RegiStax (http://aberrator.astronomy.net/registax/index.html). Программа может обрабатывать набор отдельных картинок или видеофайл в формате AVI БЕЗ(!) какого-либо сжатия, длина которого не должна превышать 2Гб. Есть еще IRIS (ориентирован скорее на работу со снимками с ПЗС, пленки и веб-камер, http://www.astrosurf.com/buil/us/iris/iris.htm), K3CCDTools (ориентирован в основном на работу с веб-камерами, http://www.pk3.org/Astro/index.htm), AstroStack (http://www.astrostack.com/). Благодаря очень известному на форуме человеку, Александру Алексину, появилось на свет русскоязычное руководство по RegiStax - http://www.astronomer.ru/library.php?action=2&sub=2&gid=61.
Многи теоритические и практические аспекты съемок веб-камерой даны в работе Александра Мереминского и Андрея Остапенко - http://www.astroclub.ru/articles/2004/shot/. В ней есть небольшая часть, написанная мной, касающаяся съемки видеокамерами.
На последок несколько советов:
1)  не допускать вращения камеры вокруг оптической оси телескопа – RegiStax не умеет поворачивать кадры, а только смещать по двум осям; по этой же причине затруднены съемки через добсон;
2)  пользоваться только оптическим зумом на камере, цифровой обычно в лучшем случае не улучшает результат;
3)  для особо слабых объектов не забывать про режимы ночьной съемки;
4)  не сжимать до обработки видео алгоритмами с потерей качества, такими как, например, MPEG2-4, QuickTime,…
5)  снимать много и не бояться первых неудач.

Желаю успехов!

[Дмитрий Чулков]

     Какую видеокамеру стоит выбрать для астрономии? На какие параметры стоит ориентироваться (размер матрицы, чувствительность, масса,..)?

[Роман Чириков]

 Огромное спасибо Tony за ответ. Обязательно попробую!

[Tony]

Я не могу дать однозначных рекомендаций о том нужно ли любителю астрономии специально покупать видеокамеру для занятия астросъемкой. Ведь сопоставимые результаты можно получить с помощью модифицированных веб-камер, AUDINE, LPI от Meade и т.п. Вопрос о том, что лучше видео- или, скажем, веб-камера еще не исследован. Другое дело, что можно покупать камеру для бытовых целей, но задуматься о ее использовании в астрономии.
Выбирать лучше цифровую камеру (Digital8 или, лучше, MiniDV), такие камеры в основном отличаются от аналоговых камер следующим:
1. принципиально другим форматом записи сигнала на магнитную ленту, обеспечивающим большее разрешение, меньшее кол-во шумов и пр.;
2. в среднем большей чувствительностью по сравнению с аналоговыми камерами;
3. возможностью легкой перезаписи на другую цифровую видеотехнику без преобразования сигнала (неограниченное количество подобных операций практически без потерь качества сигнала, что немаловажно для наших целей);
4. более длительное, по сравнению с аналоговыми, хранение записей без потери качества;
5. существенно меньшими размерами и весом;
6. также некоторые модели цифровых камер имеют возможность цифровой фотосъёмки с записью информации на флэш-карту (правда, качество фото сравнимо лишь с результатами, получаемыми с простейшими цифровыми фотоаппаратами).
Единственным недостатком, по сравнению с аналоговыми, может быть только более высокая цена.

Цифровые камеры формата Digital 8:
Камеры данного формата представляют собой фактически аналоговые камеры класса Hi8, переделанные под запись отснятого видео в цифре. Поскольку в них используются большие кассеты, то сами камеры имеют большие габариты и вес около или больше килограмма. Среди камер этого формата нет дорогих камер, но их вес и характеристики не позволяют отдать им предпочтение в качестве навесного оборудования для любительского телескопа малой и средней апертуры, поэтому лучше не приобретать их.

Цифровые камеры формата MicroMV:
Камеры данного формата довольно миниатюрны, что дает им преимущество в качестве дополнительного оборудования к любительскому телескопу. Основным недостатком является то, что формат записи сигнала MICROMV использует стандарт сжатия MPEG2, т.е. сжатие с потерей данных. На астрономических сюжетах такой метод сохранения отснятого материала может приводить к образованию различных артефактов на итоговом изображении. Цена камер и кассет довольно высока.

Цифровые камеры формата miniDV:
Формат miniDV сейчас стал самым распространенным для любительских цифровых видеокамер. Абсолютно все производители выпускают камеры в этом формате. Ценовой диапазон для miniDV-камер от $400, поэтому среди них можно легко выбрать подходящую камеру в пределах практически любого выделенного на эти цели бюджета. В этом полупрофессиональном цифровом формате используются небольшие видеокассеты, имеющие размеры 66х48х12 мм. Отсюда малые габариты и вес самих камер. Типичное время записи/воспроизведения в режиме SP - до 80 мин., LP - до 120 мин. Вероятно, являются оптимальным выбором для любителя астрономии.

Некоторые характеристики цифровых видеокамер:
Оптическое увеличение
один из основных параметров, т.к. позволяет при использовании одного и того же окуляра получать изображение разного масштаба и компенсировать возможное виньетирование. Обычно величина оптического увеличения колеблется в диапазоне от 10 до 25. Дорогие видеокамеры с хорошей оптикой и электроникой имеют оптическое увеличение в пределах 10-12, что является признаком качества.
Цифровое увеличение
измеряется зачастую трехзначными цифрами, но практической пользы от него нет. Рекомендуется им не пользоваться при астрономической съемке.
Стабилизатор изображения
бывает оптический и электронный. Призван компенсировать дрожание рук оператора. Алгоритмы работы стабилизаторов достаточно сложны и вносят некоторые ограничения в параметры съемки. Не рекомендуется использовать (отключать, если возможно) оба вида стабилизатора при астрономической съемке, когда предполагается применять различные способы совмещения и сложения кадров, даже если камера не закреплена жестко на телескопе.
Количество пикселей у ПЗС (CCD)
Количество пикселей, необходимых именно для фиксации видеоизображения, зависит ТОЛЬКО от системы телевидения и составляет для PAL ~ 415000, для NTSC ~350000. Если в параметрах видеокамеры указывается приблизительно в два раза большее число пикселей, это вполне определенно указывает лишь на то, что в камере электронный стабилизатор изображения, но НИКАКОГО ОТНОШЕНИЯ такое большое количество пикселей в ПЗС к качеству видеосъемки не имеет. Оно может отразиться только на качестве фотосъемки.
Количество ПЗС (1 или 3)
в лучшую сторону влияет на качество цветопередачи, уровень шума на изображении и на разрешение. Единственный, но очень важный недостаток камер с тремя ПЗС, - высокая стоимость, которая крайне редко бывает ниже $1500.
Тип развертки (чересстрочная или прогрессивная)
влияет на качество съемки неподвижной камерой движущихся объектов. Чересстрочный тип предполагает последовательное считывание с ПЗС четных и нечетных строк. При этом края быстро движущихся объектов при просмотре на компьютерном мониторе превращаются в подобие расчески. Этот эффект убирается специальной последующей обработкой на компьютере, именуемой деинтерлейсингом. При прогрессивном сканировании считывается весь кадр целиком.
Чувствительность
обычно всегда указывается в числе прочих характеристик видеокамеры и обычно бывает в диапазоне от 0 (полная темнота) до 15 люкс. Существует широко распространенное заблуждение в том, что чем меньше указанное в паспорте значение, тем лучше видеокамера будет снимать в условиях пониженной освещенности. Мнение формально правильное, но по сути неверное совершенно. Указанное производителем значение минимальной освещенности нужно просто игнорировать по той простой причине, что рядом с этой цифрой всегда «забывают» написать, при каком уровне яркостных и/или цветовых шумов получилось такое значение.
Размер матрицы
обычно чем больше размер матрицы, тем больше площадь пикселя и тем выше чувствительность. Некоторые производители при увеличении количества пикселей идут на уменьшение размера ПЗС. Потребитель взамен получает очень неважную чувствительность при съемках с плохой освещенностью. А ведь в категорию таких съемок попадают практически все астрономические съемки. Поэтому не следует приобретать камеру с размером матрицы менее 1/4 дюйма.

[Роман Чириков]

 Да. И ещё, скажите, а что делать, если разъёма i.Link на компе нет (но есть на ноутбуке у друга )?

[sigiss]

Здравствуйте!
А я посадил охранную камеру Watec WAT202D в главном фокусе Мака 100мм 1/14. Подключил её к ТВ и наслаждался видом Луны на экране. Увеличение в кадре по сравнению со штатным объективом (8мм) получилось около 175х. Изображение очень чёткое! Вот только с захватом на комп пока не очень получается. Никак не хочет моя карта (ATI TV Wonder под Win XP) захватывать изображение с камеры в полном PAL формате и даже 640х480, а только 320х240. Маловато. А может на видик записать, а потом найти где в цифру обернуть?

[Дмитрий Маколкин]

Да. И ещё, скажите, а что делать, если разъёма i.Link на компе нет (но есть на ноутбуке у друга )?

Надо пойти в любую фирму торгующую компьютерными комплектующими и за 10 - 15у.е. купить PCI-карточку 1394. Получите как минимум 2 таких порта.

[serzg]

Tony! В Ваших сообщениях содержится практически вся информация по съемке ярких объектов (Солнце, Луна, планеты).
Очень полезная и доступно изложенная информация. Думаю, вполне можно считать руководством к действию для всех начинающих, и не только... Единственная поправка, с AUDINE очень не просто получить качественное изображение планет по двум причинам: 1) Юпитер - считывание полного кадра 768 * 512 по LPT около 20 сек, по USB - 8 сек, и то не все программы это могут, пока пользуюсь "AUDELA", остальные - "IRIS", "PISCO" - не годны. Хотя и "AUDELA" не без изъянов. Понятно, что отснять приличную серию снимков с такой "скоростью" считывания не получится. А он
все-таки вертится! Пробовал, результаты ниже среднего. С вэб камерой получалось гораздо лучше! 2)  Яркость объектов Солнечной системы для этой камеры слишком велика, конструкция моего затвора позволяют отрабатывать выдержки не более 0.04 сек. Можно, конечно, использовать фильтры или уменьшить выдержки, но для этого придется усложнить конструкцию затвора. Но ИМХО это и не надо. AUDINE больше подходит для deep sky, хотя не оставляю надежд снять с ее помощью Сатурн, а может даже и Юпитер при бининге меньше чем 1*1 и USB, если что-то получится, сообщу.
 

[Роман Чириков]

Да. И ещё, скажите, а что делать, если разъёма i.Link на компе нет (но есть на ноутбуке у друга )?

Надо пойти в любую фирму торгующую компьютерными комплектующими и за 10 - 15у.е. купить PCI-карточку 1394. Получите как минимум 2 таких порта.

Зато у меня на звуковой карте есть гнездо под именем IEEE 1394, но оно большое, гораздо больше, чем в видеокамере (и чем у друга на ноутбуке). Это то же самое?

[Дмитрий Маколкин]

Да. И ещё, скажите, а что делать, если разъёма i.Link на компе нет (но есть на ноутбуке у друга )?

Надо пойти в любую фирму торгующую компьютерными комплектующими и за 10 - 15у.е. купить PCI-карточку 1394. Получите как минимум 2 таких порта.

Зато у меня на звуковой карте есть гнездо под именем IEEE 1394, но оно большое, гораздо больше, чем в видеокамере (и чем у друга на ноутбуке). Это то же самое?

Да, это оно. Есть 2 вида разъема для 1394: 4-х и 6-и контактный. Можно купить разные шнуры, в зависимости какие разъемы на соединяемых устройствах.

[Tony]

Tony! В Ваших сообщениях содержится практически вся информация по съемке ярких объектов (Солнце, Луна, планеты).
Очень полезная и доступно изложенная информация. Думаю, вполне можно считать руководством к действию для всех начинающих, и не только... Единственная поправка, с AUDINE очень не просто получить качественное изображение планет по двум причинам…

serzg, очень хорошо, что Вы написали при AUDINE. Я специально всего лишь упомянул про нее. Строго говоря, ее упоминание было просто в качестве оборудования, доступного любителю астрономии вообще, а не только для съемки ярких объектов. Полностью согласен, что AUDINE видеокамере не конкурент, а, скорее, дополнение.
По поводу съемки планет с AUDINE думаю, что, прежде всего, надо попробовать поснимать Уран, Нептун и Плутон (если апертура позволяет). Скорее всего проблем с яркостью объекта не будет, но вот время считывания кадра, конечно, не «планетное» 

Здравствуйте!
А я посадил охранную камеру Watec WAT202D в главном фокусе Мака 100мм 1/14. Подключил её к ТВ и наслаждался видом Луны на экране. Увеличение в кадре по сравнению со штатным объективом (8мм) получилось около 175х. Изображение очень чёткое! Вот только с захватом на комп пока не очень получается. Никак не хочет моя карта (ATI TV Wonder под Win XP) захватывать изображение с камеры в полном PAL формате и даже 640х480, а только 320х240. Маловато. А может на видик записать, а потом найти где в цифру обернуть?

Если Вы делаете первые шаги в астрономической видеосъемке, то разрешения 320x240 будет вполне достаточно, чтобы понять, как и что нужно делать, какими программами пользоваться и т.п. Я бы не рекомендовал записывать на обычный VHS видеомагнитофон с целью последующей оцифровки и обработки, т.к. при любой операции с аналоговым сигналом происходит потеря качества.