Планетная съемка бытовой видеокамерой.

[Александр Л.]

В цветных камерах, за исключением камер с 3-мя ПЗС, один «цветной пиксель» занимает 4-е пикселя ПЗС чипа...

Александр, можно я немного разверну тему? Перед 50-ю% пикселей на матрице стоят зеленые фильтры, и по 25% приходится соответственно на красные и синие. Каждый пиксель "честно" воспринимает только свой цвет, а 2 других получает апроксимацией соседних пикселей соответствующего цвета. Таким образом, думаю будет правильным считать разрешение матрицы равным  2 пикселям для зеленого канала и 3 пикселя для красного и синего. В трехматричных камерах разрешение равно 1 пикселю для всех каналов.
 

   Давайте подробнее, помните в аудио системах верхняя частота 20 кгц, а частота дискретизации 44 кгц. Поскольку ПЗС матрица пространственно квантована с шагом в пиксель, то без искажения информации ей может быть оцифрована только вдвое меньше пространственная частота. Поэтому реальное разрешение ПЗС матрицы 640х480 составляет 320 на 240 точек изображения, и отсюда требование - кружок рассеяния должен составлять 4-пикселя, поскольку два никак не может, матрица не линейная. Но это верно только для монохромных камер, где каждый пиксель передает информацию о яркости. В цветных камерах для передачи информации о цветной точке (любого цвета) используется несколько пикселей, вот это число пикселей согласно критерию Найквиста и надо помножить на 2, а точнее на 4, поскольку матрица плоская, а не линейная, и обьектив не должен рисовать никакие кружки рассеяния, кроме круглых.

[Mihail Sedyh]

Давайте подробнее, помните в аудио системах верхняя частота 20 кгц, а частота дискретизации 44 кгц. Поскольку ПЗС матрица пространственно квантована с шагом в пиксель, то без искажения информации ей может быть оцифрована только вдвое меньше пространственная частота. Поэтому реальное разрешение ПЗС матрицы 640х480 составляет 320 на 240 точек изображения, и отсюда требование - кружок рассеяния должен составлять 4-пикселя, поскольку два никак не может, матрица не линейная. Но это верно только для монохромных камер, где каждый пиксель передает информацию о яркости. В цветных камерах для передачи информации о цветной точке (любого цвета) используется несколько пикселей, вот это число пикселей согласно критерию Найквиста и надо помножить на 2, а точнее на 4, поскольку матрица плоская, а не линейная, и обьектив не должен рисовать никакие кружки рассеяния, кроме круглых.

Александр, дык ведь никто и не спорит. Чтобы разрешить решетку абсолютного контраста со скважностью 0,5, надо чтобы пики ее изображения приходились не на соседние пиксели а через один. Т.о. матрица 640х480 дествительно может разрешить соответственно 320 и 240 линий. А за счет апроксимации еще минимум в 2 раза меньше. Т.е. разрешение одноматричной цветной камеры при условии идеальной оптики составит 4*угловой размер пикселя в пространстве предметов=4*лин. р-р пикселя/фокусное расст. об.*206370(в "дуги). Но слишком удалились от практики. Давайте разберем примеры:
Возьмем мою камеру: одна цветная матрица 1/4", 1,33Мпик, 3,8-38мм зум объектив, в построении изображения участвует кусок 720х576 пикселей. Путем расчетов получаем размер пикселя 0,0038мм,(кстати даже если умножить это на 2(апроксимация), что-то мне не верится, 10х панкратический объектив может дать такое маленькое пятно рассеивания на поле 3мм: у кого будут соображения?) и соответствующий ему угловой размер в пространстве предметов 210"-21" (в зависимости от зума). Заодно может кто-нибудь проверит мои расчеты... Умножив это на 4 получаем 840"-84" или разрешение 180 и 144 линии. Однако согласно практике и тестам реальное разрешение минимум в 2 раза больше. Отсюда следует, что мы где-то ошиблись, или чего-то не учли... Есть соображения?. Возможно используется больший участок матрицы, а потом ужимается?- не знаю....
Давайте примем все же угловое разрешение камеры 420"-42", или, что нам более интересно просто 42", и посмотрим что это нам дает например с телескопом Юрия (если правильно помню) - 150/750 Ньютон с 10мм окуляром. Разделив 42" на 75х получим требование к разрешению телескопа 0,56", что заметно выше реального разрешения (0,8-0,9" при идеальных условиях). Все, устал. Продолжите кто-нибудь логические построения по рекомендуемым увеличениям исходя из разрешения камеры....

Да тут напрашивается еще один вопрос: Увеличивается ли разрешение при сложении N кадров и как именно?

[Mihail Sedyh]

с выносом зрачка вообще чума получется. пучек света-то из телескопа идет параллельный. мне INPan писал, что иногда во время съемки камера отъезжала все дальше и дальше от окуляра вплоть до 20 см и при этом все ранво съемка шла нормлаьно. я проверил - точно. так далеко я правда не отъезжал, но сантиметров 10-15 - никаких проблем. правда при нормлаьной съемке я стараюсь держать камеру поближе к окуляру(но не касаясь его), чтоб уменьшить зазор для попадания паразитных лучей.

Юрий, наконец то я добрался и до ответа Вам - пришлось почитать кое-чего и поэкспериментировать.
Вот чего нашел:
1) Входной зрачек суть изображение апертурной диафрагмы в пространстве предметов, построенное предстоящими оптическими элементами. Т.е. входной зрачек видеокамеры может располагаться где угодно, например в полуметре перед объективом или даже сзади камеры (если перед диафрагмой стоят отрицательные компоненты). Причем, если диафрагма стоит после или внутри подвижной части объектива входной зрачек может носить как угодно.
2) В идеале зрачки должны совпадать как по положению, так и по диаметру. Можно провести почти полнюю аналогию с наблюдением глазом: если вых. зрачек болье зрачка глаза - режем апертуру, если меньше - падает яркость, на разных расстояниях можно увидеть и виньетирование.
3)

снимать надо при 1-ом варианте, при 2-м будет просто жуткое виньетирование.

Не уверен, попробовал провести эксперимент с фотоаппаратом и камерой (под рукой больше не было ничего). Происходит примерно так как Вы описали, но есть и нюансы, сделать какие либо систематизированные выводы из экспериментов не смог....

В свете вышесказанного было бы очень полезны схемы хода лучей при различном положении и диаметрах зрачков. Может кто сможет их опубликовать?
Есть у кого-нибудь идеи как определить полодение и диаметр входного зрачка камеры при отсутствии оптической схемы объектива ( т.е. предполагается эксперимент-измерение)? 

я когда смотрю на это, то потом долго размазываю сопли по щекам... "небоскребы, небоскребы, а я маленький такой... (с)

Дык, еще не вечер. Игорь вон чего вытворяет. Я бы посмотрел что у них получилось бы с апертурой 110мм (!), с аналоговой(!) видеокамерой в руках(!), при -20*С(!) и ногами "расставленными на ширину плеч слона"( ). Но если Игорь практически достиг теоретического предела, то на Вашем оборудовании можно достигнуть и больших результатов чем на этих картинках.

[GTA]

Не уверен, попробовал провести эксперимент с фотоаппаратом и камерой (под рукой больше не было ничего). Происходит примерно так как Вы описали, но есть и нюансы, сделать какие либо систематизированные выводы из экспериментов не смог....

на телескопе смотрите, на котором снимать планируете. я так выяснял примерное положение зума, начиная с которого можно снимать без виньетирования.

зрачек болье зрачка глаза - режем апертуру, если меньше - падает яркость,

да, первого варианта допускать нельзя, но обычно при планетной съемки мы находимся глубоко во 2-м варианте, поэтому яркость регулируется зумом (т.к. у меня например нет возможности выставлять выдержку в ручную)

что касаемо всех этих пикселей и разрешения... я пошел "ленивым путем"  я посмотрел на Игоревы наиболее удачные работы и выяснил, что он снимает при эквивалентном зуме около 2200. Так же неоднократно в конференции ему говорили, что мол масштаб великоват и неплохо бы уменьшить картинку вдвое. таким образом для приемлемого результата олучаем эквивалентный зум около 1100 на 110 мм апертуры. соответсвенно для меня это будет 1500. при 22х зуме камеры мне нужно увеличение телескопа около 68х (т.е. 11мм окуляр ). для тренировок я начл с 15мм, т.к. не знал чего ожидать от камеры. мой первый Сатурн, снятый таким образом мне очень понравился  да и в конференции о нем положительно отозвались. а вот с Юпом получилась промашка - весь пересвеченный оказался при такой съемке. поэтому теперь я снимаю или с 10мм или с 9мм окуляром (чаще со вторым, тк он все-таки плессл, в отличие от 10мм который кельнер, просто зум ставлю не на самй максимум если нужно). таким образом я чуть "перекрыл" требования - вместо положенных 11 ставлю 9 и если надо, то зум ставлю чуть меньше максимума (если дымка) или на максимум если вижу что прозрачность хорошая.
дальше начинается самое интересное. при таком увеличении Юп занимат почти 2/3 кадра - удержать его по центру становится задачей нетривиальной. по началу было очень тяжело, но после нескольких сессий тело стало вспоминать более 20-летней давности навыки когда я ходил в клуб ДОСААФ стрелять из винтовки-мелкашки. моя нынешняя поза при съемке очень напоминает позу стрелка-снайпера стоя  иногда он коенчно уползает у меня чуток за кадр, но я эти моменты выкусываю из видео перед реджистаксом.

[INPan]

     Так…  С чего начать-то? Михаил тему открыл… Неисчерпаемую!
     Поделюсь тем что накопилось за два года астрофотосъёмки своей видеокамерой.
     Ну во-первых хочу поблагодарить Антона (Tony) за то, что наставил меня на путь истинный в самом начале моих попыток астрофото. Это его снимок Сатурна, сделанный видеокамерой через окуляр Мицара и снимок Марса, на котором видна форма полярной шапки (!) вдохновили меня на освоение планетной астрофотосъёмки. В результате экспериментов с видеокамерой и Мицаром я пришёл к неожиданному для самого себя выводу. Оказалось, что на снимках сделанных при помощи видеокамеры в 110-миллиметровый Мицар можно увидеть такие подробности на поверхности планет, которые невозможно разглядеть в окуляр! Это меня поразило больше всего.

А теперь понемногу обо всём.

Телескоп и камера
     Поскольку я ни когда не видел телескопа крупнее Мицара (ну разве что на картинках) и не имел другой видеокамеры, то провести сравнение особенностей съёмки мне, к сожалению, не с чем, а по сему опишу что есть.
     При съёмке планет применяю 3хЛБ и 15 мм окуляр из стандартного мицаровского комплекта. И окуляр, и линза Барлоу абсолютно без всяких намёков на просветление. Вдобавок ко всему на поверхности ЛБ присутствуют какие-то пятна неизвестного происхождения. Они видны только в отражённом свете. На просвет ЛБ без дефектов. Таким образом результирующее увеличение при максимальном зуме камеры 16х получается 806/15*3*16=2579х, а поле зрения в кадре видоискателя становится равным примерно 1.5’х 2’. При этом присутствует небольшое виньетирование поля зрения. При совмещении (максимальном приближении камеры к окуляру) выходного зрачка телескопа и входного зрачка камеры виньетирование сводится к минимуму – слегка обрезаются только края кадра. Это сказывается только на крупномасштабной съёмке лунного ландшафта. Для планет это не помеха. При уменьшении зума вместе с уменьшением масштаба изображения растёт и виньетирование кадра.
     Возникает вопрос: что лучше большое увеличение телескопа и малый зум камеры или умеренное увеличение и большой зум.
     Я испытывал недавно, как будет себя вести Мицар с запредельными увеличениями с 2хЛБ с многослойным просветлением и 6,5 мм и 4 мм плёсслами с не менее качественным просветлением. Таким образом, увеличение получилось 248х и 403х. Оценить качество изображения не удалось из-за очень не спокойной атмосферы, за то удалось поглядеть на происходящее в окуляре через видоискатель камеры.
     Сочетание малого увеличения с большим зумом камеры позволяет, при определённом их соотношении полностью «пролезть» входным зрачком камеры в выходной зрачок телескопа, что полностью исключает виньетирование кадра. А при 248х увеличении я заметил, что размер диска Юпитера становится сравнимым с диаметром поля зрения. То есть получается, что мы видим планету, которая занимает почти 1/3 кадра через кружок, немногим больший, чем сама планета. 
     Казалось бы, вывод однозначен - малое увеличение и большой зум предпочтительнее, но если подумать что при этом происходит… Входной зрачок камеры при этом получается меньше выходного зрачка телескопа и при его совмещении с выходным зрачком телескопа «обрезает» его, а значит «обрезает» и апертуру телескопа!  Так за что, спрашивается, боролись?!
     Теперь проанализируем, что происходит, при большом увеличении и малом зуме. Входной зрачок камеры при этом получается больше выходного зрачка телескопа. Таким образом, через входной зрачок камеры проходит весь свет, собранный зеркалом, но теперь выходной зрачок телескопа ограничивает апертуру камеры. Это приводит к снижению яркости изображения на матрице. И соответственно чем больше разница в размерах обоих зрачков, тем темнее изображение на матрице. Хотя этот факт тоже не радует, но здесь хотя бы нет виньетирования апертуры телескопа, которая имеет место в первом случае.
     Вывод следующий: оптимален случай, когда входной и выходной зрачки равны. Допускается небольшое превышение размера входного зрачка камеры над выходным зрачком телескопа.
    Теория получилась, конечно «мягкая и пушистая». Но на самом деле всё гораздо сложнее. Ведь эти выводы справедливы только в том случае, если плоскости входного и выходного зрачков камеры и телескопа полностью совпадают. На практике же такого ни когда не бывает. При увеличении зума входной зрачок камеры приближается к передней линзе объектива, то есть идёт на сближение с выходным зрачком телескопа, но ни когда не выходит за пределы объектива и всегда остаётся внутри него. Выходной же зрачок телескопа находится в нескольких миллиметрах от глазной линзы окуляра и ни когда не достанет до входного зрачка камеры, даже если упереться её объективом в окуляр. Спасает только одно обстоятельство: выходной зрачок телескопа при планетных увеличениях всегда на много меньше входного зрачка камеры и даже при значительном удалении камеры от окуляра практически весь свет, прошедший через выходной зрачок окуляра охватывается входным зрачком камеры. На практике получается, что при съёмке с рук камера иногда отходит от окуляра на довольно значительное расстояние. А поскольку резкость телескопа и резкость камеры настроены на бесконечность, то при удалении камеры от окуляра масштаб изображения и резкость сохраняются. Усиливается только виньетирование поля зрения.
     В общем, моё мнение такое: увеличение телескопа нужно подбирать так, чтобы размер планеты в кадре позволял увидеть подробности, на которые способна данная апертура, а виньетирование при этом должно как можно меньше обрезать кадр. Камеру при этом нужно выставлять на максимальный зум.
     Всё это справедливо по крайней мере в случае с моим Мицаром и 16x SONY CCD-TR506E. Возможно с другим  телескопом или с другой камерой всё будет иначе. Проверить к сожалению не на чем.

Крепление камеры к телескопу.
     Полностью согласен с Антоном, камеру к телескопу всё же лучше прикрепить. Это, прежде всего, избавит от проблем, связанных с нестабильностью изображения в поле зрения, вращением изображения в поле зрения, дрожанием и рывками, связанными со случайным задеванием телескопа камерой при съёмке и с другими проблемами, присущими съёмке с рук. Но крепление камеры имеет смысл только в том случае если:
- телескоп установлен на хорошей жёсткой экваториальной установке или экваториальной платформе, обеспечивающей возможность тонкой подстройки по обеим осям с электроприводом полярной на оси или хотя бы с возможностью ручного гидирования;
- телескоп базируется на азимутальной установке, снабжённой деротатором поля зрения. При этом  камеру придётся крепить уже не к трубе, а к деротатору, что значительно усложняет конструкцию крепления, а возможно даже и не позволит установить камеру на деротатор, если камера массивная и деротатор не рассчитан на значительную дополнительную нагрузку;
- полярная ось экваториальной монтировки должна быть как можно более точно выставлена параллельно земной оси, в противном случае вращение поля зрения сведёт на нет все достоинства крепления камеры к трубе телескопа.
     Как видите, крепление камеры к телескопу выдвигает целый ряд жёстких требований к монтировке и её эксплуатации, но если их удастся выполнить, все усилия будут вознаграждены отличными результатами съёмки.
     Я пробовал крепить камеру к Мицару https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,7530.msg132610.html#msg132610 для съёмки Юпитера, но столкнулся с проблемами, которых не ожидал. Хотя конструкция крепления получилась достаточно жёсткой, произошла сильная разбалансировка монтировки, которую не возможно компенсировать противовесом. При ручном гидировании возникали сильные вибрации и без того хлипкой монтировки,  вызванные присоединённой массой, которые затухали лишь в течение 10-15 секунд, а также сильные смещения изображения в непредсказуемых направлениях. В результате Юпитер чрезвычайно трудно было удержать в кадре. А навести телескоп на Юпитер при таком малом поле зрения практически не возможно. Даже при наличии искателя. По этому приходилось снимать камеру с крепления и наводить телескоп, глядя в окуляр, а потом быстро устанавливать её обратно пока Юпитер не убежал из центра поля зрения. В общем, после недолгих мучений я отказался от этой затеи и продолжил снимать с рук.

Съёмка с рук
    Съёмка с рук – это, пожалуй, единственная возможность получать фотографии планет при отсутствии серьёзной экваториальной монтировки. Основное достоинство этого метода – минимум оборудования. Действительно, только камера и руки.
Камера. Камера конечно лучше всего цифровая. Сам не пробовал, но это, в общем-то, и так понятно. При обработке цифрового видео сигнал не претерпевает ни каких изменений (PAL или NTSC кодирование/раскодирование), что безусловно сказывается на информативности будущих снимков.
    Руки.  Руки - главный инструмент. Чем стабильнее они держат камеру, тем лучше будет результат. Очень помогают навыки в стрельбе из пистолета. Я уже несколько лет еженедельно по долгу службы упражняюсь в этом ремесле, и достиг неплохих результатов (спасибо командованию ). Правая рука уже почти приняла форму родного, табельного ПМ-а. При съёмке с рук, как уже писал Антон (Tony), так как добиться неподвижности изображения не удастся, нужно добиваться, чтобы планета как можно плавнее перемещалась по кадру. Резкие рывки и вибрации размажут кадры и их всё равно придётся  вырезать.
    Ещё один неприятный момент. На морозе рука, которая держит камеру, быстро замерзает.  Перчатку не оденешь, потому, что через неё совершенно не чувствуешь кнопку стоп/пуск. Первым обычно отмерзает мизинец. Чтобы не получить увечье, приходится останавливать съёмку и отогреваться, теряя при этом драгоценные секунды съёмки.
    Положение окуляра и органов управления телескопом. Для бОльшего удобства съёмки я всегда разворачиваю телескоп таким образом, чтобы окуляр был легко доступен, и чтобы не приходилось к нему тянуться или наоборот сгибаться над ним. При визуальных наблюдениях это не так критично как при съёмке. Обычно труба телескопа располагается ближе ко мне, окуляр прямо передо мной. А чуть дальше и левее ручки тонкой настройки обеих осей. Удобное их расположение позволяет свободно «взводить» планету в исходное положение в поле зрения окуляра, не отрываясь от видоискателя камеры в случае, если нет часового привода полярной оси.
    Поза. Удобство съёмки наряду с вышеперечисленными составляющими во многом зависит и от позы, в которой находится при этом планетосъёмщик. Эту позу я назвал позой треноги (не ищите в древних писаниях шаолиньских монахов, в Камасутре тоже нету ). Ставите ноги на ширину плеч слона. Спина ровная, вперёд наклонена только голова, смотрящая в камеру. Попробуйте принять эту позу и почувствуете, как жёстко фиксируется нижняя часть тела, и ваше внимание уже не отвлекается на удержание тела в равновесии. При необходимости допускается небольшой наклон спины вперёд, но при этом спина быстро устаёт.  Попробуйте, почувствуйте себя треногой!
    Ширина плеч слона – величина эмпирическая, равная приблизительно 1 метру. Точного значения я не знаю т.к. слоны в Ставропольском крае давно не водятся  (и вообще, есть ли у слонов плечи ).
    Психологический аспект.
    Перед съёмкой очень важно настроиться на получение качественного исходного видеоматериала. Поймав в видоискатель планету, убедитесь в её правильном положении относительно сторон кадра (нет ли наклона). Для этого на Юпитер нанесена специальная разметка в виде поясов , а у Сатурна есть кольца. С Марсом сложнее, но ориентиры тоже можно найти. Обычно это полярная шапка, которую я всегда ориентирую на 12 часов. Если всё ОК, сосредоточьте внимание на этом важнейшем моменте и после того, как планета перестала прыгать по кадру, нажимайте кнопку пуск.
    Во время съёмки старайтесь удерживать планету в центре кадра и постоянно следите за её положением, чтобы не допустить вращения. Ваш внутренний деротатор поля должен работать как часы! Для этого нужно забыть обо всём, кроме того, что видно на экране видоискателя. Устранить всё, что мешает съёмке. Если мешает дыхание, нужно прекратить дышать! Вот почему так важны положение окуляра и удобная поза.
Ну вот пожалуй и все так сказать "Особенности русской национальной астрофотографии" .

    Об особенностях съёмки планет немного позже.

[GTA]

приветсвую господа, это опять я.
по поводу дрожжания рук - пробелма действительно есть. но я пришел к выводу, что вполне можно полагаться на стабилизатор изображения, похоже если он реализован нормально, то детали съедены не будут. вообще, потенциал съемки с рук еще не до конца раскрыт  например у нас есть американские коллеги, которые этим тоже не гнушаются, вот хороший пример с астромарта:
http://www.buytelescopes.com/gallery/view_photo.asp?c=17165&pid=1364

там же на астромарте я наткнулся на Юп, снятый через 11" Ш-К, примерно сутками позже чем его снимал я. ракурс совпал почти до нескольких градусов для центрального меридиана! вот оригинал:
http://www.buytelescopes.com/gallery/view_photo.asp?pid=5432&sg=1

а вот мое сравнение моего снимка Юпа и уменьшенного оригинала. оказывается то, что я считал артефактами обработки или шумами, на самом деле оказалось деталями в поясах и зонах 
прошу:

[INPan]

а вот мое сравнение моего снимка Юпа и уменьшенного оригинала. оказывается то, что я считал артефактами обработки или шумами, на самом деле оказалось деталями в поясах и зонах 
прошу:

Юра, поздравляю! Ты упорно движешься вперёд!
Тут уже начинает прорезаться одна закономерность. Кольца возникают там, где есть наибольшее потемнение.
По-моему во 2-м Регистаксе была такая функция, Antiring называлась. Может её попробовать?

[GTA]

Юра, поздравляю! Ты упорно движешься вперёд!

Спасибо Игорь!
Я вот думаю, если бы я начал астрофотосъемку тогда же, осенью 2003-го, то сейчас наверно тоже уже был бы корифеем 

По-моему во 2-м Регистаксе была такая функция, Antiring называлась. Может её попробовать?

сожно будет попробовать, но честно говоря особых надежд я на нее не возлагаю. насколько я помню, она убирала светлые кольца вокруг ярких объектов (звезд), разделенные некоторым темным промежутком. тут же получается что-то вроде ступенек яркости, которые вылезают как полумесяцы или кольца.

[Mihail Sedyh]

Ага, ну вот и Игорь подтянулся.
Однако, что-то обсуждение слегка расползается на рассмотрение частностей, при этом теряется виденье основных целей. Я попробую сейчас сформулировать, к чему же мы хотим придти в конце и примерный список вопросов....

Итак, основная цель: формулировка рекомендаций для  получения максимально качественных(далее в основном буду иметь в виду разрешение) изображений планет, Луны, Солнца на КОНКРЕТНОМ оборудовании по КАЖДОМУ из объектов (т.к. специфика съемки (может) меняется(меняться) от объекта к объекту). Напоминаю, что имеется в виду съемка исключительно бытовыми видеокамерами.
Глобальные вопросы:
1) Оценка теоретических пределов возможностей оборудования для ориентира(т.е. к чему надо стремиться) и оценка влияния параметров всех частей системы на эти пределы. Т.е. теоретическая база.
2) Рекомендации по подбору оборудования (за исключением быть может объектива телескопа ) для согласования, например по разрешению, всех частей системы (т.е. определение "слабого звена") и для максимального приближения получаемых результатов к теоретическому пределу (см. п.1)). А также оптимизация системы в случае, если "слабое звено" исключить затруднительно (атмосфера, объектив телескопа, камера).
3) Рекомендации по "технике" съемки, режимам видеокамеры, обработке материала (в ограниченном объеме - см. 1-й топик) с учетом п.2) для достижения п.1) ( почти Азимов получился).

Если все участники дискуссии согласны с вышеприведенными формулировками (если не согласны или хотят дополнить - прошу высказываться в первую очередь), то рассмотрим эти вопросы более подробно (далее жирным шрифтом выделены моменты, в которых я не полностью уверен, и комментарии/соображения/уточнения на которые я особенно хотел бы услышать):
   
1) Наиболее важным параметром для нашей системы (от атмосферы до окончательной картинки на компьютере) будем считать разрешение. Выделим все элементы, которые влияют на этот параметр:
     а) состояние атмосферы,
     б) объектив телескопа,
     в) окуляр, ЛБ,
     г) точность фокусировки,
     д) вибрации камеры/монтировки,
     е) объектив камеры,
     ж) разрешение матрицы,
     з) режимы съемки и алгоритмы обработки/оцифровки/компрессии в камере,
     и) сложение и обработка в Регистраксе.
Атмосфера - вещь особая, с одной стороны она не поддается управлению, но с другой ее состояние сильно меняется и в значительной степени может быть скомпенсирована п.и). Думаю будет правильным для теоретических оценок либо не рассматривать вовсе, либо принять эквивалентной атмосфере высоко в горах, без засветки и турбулентности (с учетом Регистракса еще даже немного лучше). Пункты б) и ж)(вместе с е) и частично з)) как правило заданы и изменить их затруднительно, правда они же в основном и задают(ограничивают) разрешение системы в целом, поэтому расчет теоретических пределов разрешения логично основывать именно на их параметрах. Влияние качества окуляров и ЛБ на результат я затрудняюсь оценить, и хотел бы услышать мнение более опытных коллег на этот счет. Но т.к. поменять их относительно просто - будем считать их идеальными. Влияние пунктов г) и д) очевидны и при теоретических оценках разумеется не должны учитываться (можно их рассмотреть в третьем вопросе). Ну и п.и); помимо компенсации атмосферной турбулентности способен ли Регистракс(сложение и вейвлеты) увеличить разрешение системы? - не знаю, но, в любом случае данная поправка будет носить систематический и исключительно эмпирический характер и может быть учтена простым поправочным коэффициентом для любых условий съемки.

Итого: Теоретический предел разрешения системы в основном определяется объективом телескопа и МАКСИМАЛЬНО ВОЗМОЖНЫМ разрешением видеокамеры (определяемым пп. ж), з), и)). Попробуем оценить разрешение количественно. Пойдем от приемника. Тут надо сказать что же мы имеем в виду под разрешением. Если мы имеем в виду, что нам нужно зафиксировать перепады яркости на изображении миры, то я оцениваю максимальное разрешение трехматричной цветной (или монохроматичной матрицы) при идеальном объективе где-то к_мах=1,8 размера пикселя, спроецированного в пространство предметов объективом видеокамеры, для одноматричной цветной камеры к_мах= 2,1-2,5. Например для моей камеры на максимальном зуме(10х) разрешение составит 44-53" (Формулу см. ответ №21, общие соображения – ответы №№ 2,17,18,20 в этой теме). Далее оценим разрешение объектива телескопа.
Попробуем оценить разрешение по результатам. Работы Игоря а рассматриваю, как в наибольшей степени приближенными к теоретическому пределу оборудования. Я оцениваю разрешение на лучших его фотографиях Юпитера в 0,9", с учетом того, что контраст Юпитера далек от абсолютного , максимально возможное разрешение можно принять равным 0,8-0,7", учитывая это, а также то, что в основном нас интересуют темные детали на светлом фоне, мощнейшую статистическую обработку в Регистраксе, а также

Оказалось, что на снимках сделанных при помощи видеокамеры в 110-миллиметровый Мицар можно увидеть такие подробности на поверхности планет, которые невозможно разглядеть в окуляр! Это меня поразило больше всего.

... я предлагаю эмпирическую формулу, для оценки предела разрешения телескопа ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО ДЛЯ ДАННОГО ПРИМЕНЕНИЯ ф=80"/Д.

Отсюда получаем формулу согласования телескопа и камеры по разрешению:
ф_{макс. тел}*Г_тел>=ф_{макс.кам}

80"*Г_тел/Д_тел>=к_{мах.кам.}*л_пикс*206370/Ф_{объет. кам}

где ф_{макс. тел} - предельное угловое разрешение телескопа (в "дуги);
Г_тел - увеличение телескопа;
ф_{макс.кам} - предельное угловое разрешение видеокамеры (в "дуги);
Д_тел - диаметр объектива телескопа (в мм);
к_{мах.кам.} - коэффициент "добротности" матрицы (см. выше);
л_пикс - линейный размер стороны пикселя матрицы камеры (в мм);
Ф_{объет. кам} - фокусное расстояние объектива видеокамеры (в мм).

Чего-то я слегка припух столько писать...
По поводу теории я высказался, остальные два вопроса чуть попозже - там поинтересней должно быть....

[Mihail Sedyh]

Итак продолжим.
Как ни странно при рассмотрении второго вопроса о рекомендациях по оборудованию (см. предыдущий топик) у нас остается не так уж много тем обсуждений. Так как камера и телескоп в большинстве случаев уже есть (критерии покупки видеокамеры уже рассматривались в этой теме), то  остаются следующие вопросы:
а)Согласование зрачков телескопа и камеры. Игорь шикарно расписал данную тему в своем ответе, однако со следующим утверждением:

При увеличении зума входной зрачок камеры приближается к передней линзе объектива, то есть идёт на сближение с выходным зрачком телескопа, но ни когда не выходит за пределы объектива и всегда остаётся внутри него.

я не согласен. Как я уже писал:

1) Входной зрачок суть изображение апертурной диафрагмы в пространстве предметов, построенное предстоящими оптическими элементами. Т.е. входной зрачок видеокамеры может располагаться где угодно, например в полуметре перед объективом или даже сзади камеры (если перед диафрагмой стоят отрицательные компоненты). Причем, если диафрагма стоит после или внутри подвижной части объектива входной зрачок может носить как угодно.

Если предположить, что передние(до АД) компоненты объектива камеры имеют положительную оптическую силу (что довольно логично), то входной зрачок располагается перед объективом в диапазоне 1-10фокусных расстояний объектива (скорее всего).
Почему я так настаиваю на согласовании зрачков? Дело в том, что любое рассогласование ведет в первую очередь на потерю яркости изображения. В отличие от Юрия на моей камере можно выставлять выдержки вручную (1\50, 1\120,.....,1\4000). Короткие выдержки могут кардинально уменьшить влияние вибраций и турбулентности, особенно актуально это должно быть для Луны и Солнца.   
Сюда же можно отнести виньетирование.
Как ИЗМЕРИТЬ положение входного зрачка камеры и его диаметр?
Как влияет применение ЛБ на выходной зрачок окуляра?
Можно ли как-нибудь согласовать зрачки введением дополнительных оптических элементов, если непосредственно согласовать  их невозможно?

б) Рекомендации по окулярам и ЛБ.
Какое влияние оказывает качество окуляра на разрешение системы?
Какой эквивалентный зум оптимален? Пока прозвучала оценка Юрия =10Диаметров объектива(в мм), однако Игорь упорно снимает на 20Д. Есть еще какие-нибудь соображения?

в) Монтировка и "ручная съемка". Понятно, лучше снимать с монтировкой Д6 или подобной с автогидом и крепить камеру. Но вопрос в том как обойтись меньшими средствами. Впрочем на мой взгляд данный вопрос уже довольно хорошо освещен.

г) Использование насадок на объектив камеры, светофильтров и т.д.
д) Методы фокусировки. (кстати на моей камере есть режим фотоаппарата с записью на СД-карту, интересно насколько точно можно сфокусироваться по пробным снимкам?)

По большому счету это вроде все. Хотя может кто-то дополнит - не могу же я предусмотреть все...   

Ну и наконец "техника" съемки. Вот тут очень широкое поле для обсуждений и экспериментов....
Уже не могу подробно писать - будет в виде тезисов. В основном интересует практический опыт использования.

а) Особенности съемки различных объектов
б) Степень влияния выдержки на качество изображения
в) Использование "ночных" режимов. Обычно применяется следующее: встроенная подсветка (Гы,  ), увеличение выдержки (смаз), увеличение электронного усиления (лезут шумы), выведение ИК-фильтра (рефракторы?), или все это сразу.
г) Эффективность стабилизатора изображения?
д) Обычно разрешение камеры из-за особенностей развертки отличается (м.б. на десятки процентов) по горизонтали и вертикали. Особенно заметно должно быть в аналоговых камерах. Кто-нибудь проводил эксперименты по выявлению таких особенностей?. Если будет сильно заметно этим можно пользоваться...
е) Может кто чего сказать о влиянии баланса белого на фиксирование слабоконтрастных цветных деталей? Т.е. если подсунуть камере например розовый лист бумаги и сказать, что это "белый", то как изменится изображение Марса или Юпитера?
ж) Рекомендации по съемки через неподвижный телескоп. Оптимальная продолжительность ролика в зависимости от скорости убегания объекта, соотношение размера изображения к размеру кадра и т.д.

Уф, ну в общем мало ли какие еще нюансы вылезти могут....

[INPan]

Как ИЗМЕРИТЬ положение входного зрачка камеры и его диаметр?
Можно ли как-нибудь согласовать зрачки введением дополнительных оптических элементов, если непосредственно согласовать  их невозможно?

Попробую ответить. Изменить положение входного зрачка камеры, я думаю не возможно без последствий. А вот положение выходного зрачка телескопа...
Обычно при съёмке планет применяются довольно короткофокусные окуляры. А у них, как известно очень малый вынос выходного зрачка. Даже при максимальном оптическом зуме камеры зрачёк не выходит за пределы полевой линзы её объектива. Я долго думал как решить эту проблему, вынести зрачёк хотя бы на 5-7 сантиметров от глазной линзы окуляра. И только сегодня наконец-то идея созрела и тут же была воплощена (пока в чертеже). Используя два ахромата например от небольшого бинокля, поместив их на расстоянии равном двойному фокусному расстоянию кадого из них и раположив эту систему от выходного  зрачка телескопа на рсстоянии равном фокусному расстоянию одного из них, получаем очень простую систему, способную вынести выходной зрачёк телескопа на несколько сантимеров вперёд, а именно на расстояние равное фокусному расстоянию одного из вхроматов.
Не знаю, может я опять велосипед изобрёл, но система вполне работоспособная, а главное простая, легко реализуемая. По мере постепенной "тонкой шлифовки" идеи родилось равенство, которому должны удовлетворять все компоненты. Как видно по чертежу такое устройство позволяет вынести выходной зрачёк телескопа на довольно значительное расстояние, достаточное для совмещения со входными зрачками практически любой фото- видеотехники. Расстояния между компонентами подобраны таким образом, что оба ахромата работают в своих штатных режимах, обеспечивая тем самым максимальную коррекцию хроматизма.
Основной недостаток у этой системы - это довольно большая длина. Действительно длина устройства, обеспечивающего вынос зрачка за его пределы всего на 5 см, составляет 15 см. Многовато конечно, но за то всё предельно просто и дёшево. Как видите, размер выходного зрачка не изменился и угол схождениия лучей тоже. А увеличивать размер зрачка - в любом случае это значит уменьшать увеличение, а значит и масштаб изображения в кадре. А за чем нам это нужно.
Что скажут оптики по этому поводу?

P.S.

Как влияет применение ЛБ на выходной зрачок окуляра?

Применение ЛБ - это увеличение фокусного расстояния объектива, а значит и уменьшение выходного зрачка пропорционально кратности ЛБ. А положение зрачка не меняется и зависит только от окуляра.

[GTA]

Как ИЗМЕРИТЬ положение входного зрачка камеры и его диаметр?

я все-таки считаю, что входной зрачек камеры находится внутри объектива и при максимальном зуме приближается к внешней поверхности. доказать не могу  а размер вроде должен быть F/A, где F - фокусное расстояние объектива, А - диафрагма. например у моей камеры при макс зуме F=88 А=3.6, таким образом входной будет 24.4мм.

Какой эквивалентный зум оптимален? Пока прозвучала оценка Юрия =10Диаметров объектива(в мм), однако Игорь упорно снимает на 20Д. Есть еще какие-нибудь соображения?

на самом деле эквивальентный зум будет зависеть не только от разрешения, но и от яркости объекта. реально его надо подбирать эмпирически. формула 10Д это скорее стартовая, для начальной ориентировки, дальше все будет зависеть от конкретной камеры. в частности, это палка о 2х концах. с одной стороны хорошо увеличивать экв.зум что повысить разрешение и облегчить реджистаксу выравнивание кадров и уменьшить влияние турбуленции. с другой - при этом начинает падать яркость изображения и оно тонет в шумах, что утежеляет работу реджистаксу и хоронит мелкие детали под шумами, что даже усреднение не может их вытянуть. поскольку требуется очень много кадров, чтоб полезный сигнал вырос над шумами, но такое количество кадров сведет на нет работу реждистакса по выброру наименне расходящихся кадров т.к. тут атмосферная турбуленция возьмет свое в результирующей картинке. так что нужно искать золотую середину между зумом, выдержкой и яркостью.

режимы съемки и алгоритмы обработки/оцифровки/компрессии в камере,

видео должно быть или непожатое или пожатое lossless кодеком, чтоб без потери информации. как правило мы имеем дело с очень зашумленными источниками, поэтому кол-во кадров для сложения нужно брать сотни, а то и тысячи (одну-две). это суммированные кадры. если учесть, что годных кадров из ролика надо взять процентов 20 (т.е. суммируем каждый пятый), то общее число для обработки в идеале должно быть  4000-7000 кадров! на непожатом видео реджистакс просто подавится. а вот пожатое lossless кодеком (который уменьшает размер видео раза в 3) и при разрешении 640х480 исправно кушает ролики по 5000-7000 кадров.

Эффективность стабилизатора изображения?

 я пришел к выводу, что на него вполне можно полагаться - см. иллюстрацию чуть выше. если бы он не работал исправно, то  те мелкие детали и намеки на овалы протсо съелись бы его работой. а так вроде ничего. но лучше перепроверить на конкретной камере - снять рлики со стабилизатором и без и сравнить.

[Mihail Sedyh]

я все-таки считаю, что входной зрачек камеры находится внутри объектива и при максимальном зуме приближается к внешней поверхности. доказать не могу   а размер вроде должен быть F/A, где F - фокусное расстояние объектива, А - диафрагма. например у моей камеры при макс зуме F=88 А=3.6, таким образом входной будет 24.4мм.

Юрий, мне удалось немного поэспериментировать с биноклем, и если я правильно интерпретировал результаты, то также склоняюсь к мнению, что входной зачек будет находится внури объектива или в непосредственной близости от передней линзы (может при максимальном зуме апертурной диафрагмой является оправа передней линзы?  ). Доказать также не могу... И все-таки может кто-нибудь предложить методику измерения положения и диаметра входного зрачка камеры (обектив несъемный, напросвет недоступен) или кстати цифрового фотоаппарата? С другой стороны как тогда объяснить "пролезание" в выходной зрачок телескопа при увеличении зума с расстояния 10-20см?
Для моей камеры я не смог найти значение относительного отверстия для максимального зума (примем 1\4, скажем), для минимального у меня получился диаметр ВхЗ =2,1мм, для максимального с учетом предположения =9,5мм. В общем мне надо быть осторожней, чтобы не срезать апертуру....

видео должно быть или непожатое или пожатое lossless кодеком, чтоб без потери информации.

Только где ж его взять то? МиниДВ -формат предполагает компрессию где-то 7:1, профессиональный ДВ - 5:1, меньше не бывает - плата за частоту кадров. И хрен его знает что там теряется, а что нет....

я пришел к выводу, что на него вполне можно полагаться

Юрий, у Вас цифровой или оптический стабилизатор?

но лучше перепроверить на конкретной камере - снять рлики со стабилизатором и без и сравнить.

В любом случае согласен...

И только сегодня наконец-то идея созрела ....

Вроде как должно работать.... Недостатки: длина, конечно, (можно сделать несимметричную, но тогда надо поднимать увеличение телескопа); дополнительные оптические элементы.
Достоинства: увеличение выноса зрачка (собственно это и было целью), прямое изображение, возможность использовать короткофокусные окуляры со скольугодно малым выносом зрачка.
Можно попробовать для ньютона собрать такую штуку в корпусе поворотного зеркала (изображение зеркальное), заодно решив проблему крепления крупногабаритной камеры....
В любом случае городить огород стоит только если результаты неприемлемы с точки зрения виньетирования и все прочие варианты решения неприемлемы.....

Применение ЛБ - это увеличение фокусного расстояния объектива, а значит и уменьшение выходного зрачка пропорционально кратности ЛБ. А положение зрачка не меняется и зависит только от окуляра.

Хм, странно, с точки зрения окуляра расстояние до объекта (оправа ГЗ=АД) увеличивается, а его изображение (выходной зрачек) должен вроде приблизиться, но я неуверен. Но если это правда, то взяв например 32мм окуляр НПЗ я на своем добе(  будушем  ), получу 36х увеличение и вынос зрачка 22мм (0,7Ф). Вынос меня вполне устроит (зрачок будет глубоко внутри объектива камеры), а увеличение нет, если я смогу применить 2-3х ЛБ, не уменьшая вынос, то собственно больше мне ничего и не надо городить. Или я снова туплю? 

ЗЫ Напоследок пара ссылок по тенденциям современного рынка видеокамер (или "почему камеры становятся все хуже?"):
http://tech.stolica.ru/article.php?id=2003082701
http://www.computerra.ru/offline/2003/501/28197/?print

[GTA]

Только где ж его взять то?

есть прекрасный, быстрый и главное бесплатный кодек Huffyuv - я им пользуюсь уже много лет когда захватываю и конверчу мои домашние видео с камеры в VCD формат.
http://www.videohelp.com/tools?tool=HuffYUV

МиниДВ -формат предполагает компрессию где-то 7:1, профессиональный ДВ - 5:1,

не, это не приемлемо. профессиональный еще можно было бы попробовать на зуб (и то сомнения), а обычный точно не стоит.

С другой стороны как тогда объяснить "пролезание" в выходной зрачок телескопа при увеличении зума с расстояния 10-20см?

думаю только за счет параллельности пучка и очень малого поля зрения при этом - всего пара угловых минут (мы ведь снимаем планету и она занимает бОльшую часть кадра).
это так же как если отодвигаться от телескопа все дальше и смотерть в окуляр - достаточно долго еще что-то будет видно, но поле зрения при этом резко падает.

[Ding]

Вот все-таки гады вы все Почитаешь ваши посты - "хочется спрятаться в угол, затихнуть и умереть"
Как же мне теперь снимать Сатурн, скажите на милость, если я ни бельмеса в

Влияние пунктов г) и д) очевидны и при теоретических оценках разумеется не должны учитываться

О Боги мои....

[INPan]

Как же мне теперь снимать Сатурн, скажите на милость, если я ни бельмеса в

Просто забыть про все эти бельмесы и снимать. Мы ведь так и делаем, сначала снимаем, а потом думаем. По этому всё и получается.  
Не буду копаться в цитатах, проблемы ясны и так.
Проблема - 1. Как измерить положение входного зрачка у камеры?
Думаю, что без разборки камеры это не получится. Камеру придётся вскрывать, чтобы выяснить где у неё матрица, то бишь фокальная плоскость. Это пожалуй всё, что мы можем выяснить при вскрытии. А дальше читать документацию. Если в описании есть информация о фокусном расстоянии объектива при разных значениях зума, то эти фокусные расстояния и есть положения зрачка по отношению к матрице. Сейчас модно переводить фокусные расстояния на плёночный эквивалент. На пример у моей Minolt-ы DiMAGE Z2 с 10х оптическим зумом на корпусе написано: 38-380mm (Equiv.135) GT LENS 1:2,8 - 3,7. Информация исчерпывающая. Зная размер матрицы и её положение внутри камеры можно легко расчитать положение зрачка и его диаметр при разных значениях зума.
Гораздо сложнее, когда мы не знаем значения максимальной диафрагмы при разных значениях зума. В этом случае размер зрачка определить не удастся, а его положение без проблем, если конечно удастся добраться до матрицы.
Вот например фото морды моего Хендикамыча. Как видите фокусные расстояния здесь даны реальные, а диафрагма...
1/1,4  - это что, на любом зуме такая большая дырка? Не может быть.
Так что положение входного зрачка покажет только вскрытие.

[Diskus]

Вот все-таки гады вы все Почитаешь ваши посты - "хочется спрятаться в угол, затихнуть и умереть"
Как же мне теперь снимать Сатурн, скажите на милость, если я ни бельмеса в

Влияние пунктов г) и д) очевидны и при теоретических оценках разумеется не должны учитываться

О Боги мои....

Если -бы я , например , вникал в такие тонкости , то никогда ничего бы не снял , главное практика , теорию потом подгоним
Предлагаю не парится с видеокамерами а переходить  сразу на вебки, посчитайте сколько оптических поверхностей (и какого качества)  между зеркалом телескопа и матрицей видеокамеры....

[INPan]

Для вебки-то хорошая монтировка нужна, с приводом. А ещё и ноут нужен в поле на морозе. Вебкой с рук не поснимаешь.

[GTA]

1/1,4  - это что, на любом зуме такая большая дырка? Не может быть.

не, это только на минимальном. на максимальном - надо в документации смотреть. у мой хитачи на морде написано 1:1.6, а в доке - от 1.6 до 3.6 при изменении фокусного от 4 до 88мм.

[Mihail Sedyh]

Только где ж его взять то?

есть прекрасный, быстрый и главное бесплатный кодек Huffyuv - я им пользуюсь уже много лет когда захватываю и конверчу мои домашние видео с камеры в VCD формат.
http://www.videohelp.com/tools?tool=HuffYUV

МиниДВ -формат предполагает компрессию где-то 7:1, профессиональный ДВ - 5:1,

не, это не приемлемо. профессиональный еще можно было бы попробовать на зуб (и то сомнения), а обычный точно не стоит.

Юрий, под "где ж его взять?" я имел в виду "непожатое видео". А под
"режимы съемки и алгоритмы обработки/оцифровки/компрессии в камере,"  режимы работы электроники камеры, которые нельзя отключить.
Проф.ДВ - это формат, в котором снимают то, что потом показывают по телевизору. Наверное существуют специализированные камеры для каких-нибудь научных применений, которые могут снимать непожатое видео. Но все профессиональные операторы имеют дело только с пожатым видео.
VCD формат(как и DVD) предполагает использование MPEG2, который дает компрессию где-то 7:1 - 15:1 ОТНОСИТЕЛЬНО ДВ-формата. (т.е. 35:1-75:1). Кстати MPEG4 жмет MPEG2 еще раз в 5.
Давайте прикинем что такое "непожатое" видео. Примем что объем аудио информации пренебрежимо мал (хотя это не совсем так) и рассмотрим систему ПАЛ(т.к. у меня в камере такая). Итак сколько займет честное непожатое видео продолжительностью 1 час: 720*576(р-р кадра)*3(байта)*25(кадров/сек)*3600(сек. в часе)=110Гигов. Час ДВ-записи -17Гбайт, миниДВ -12Гбайт - о, я даже был слишком оптимистичен - компрессия 7:1 и 9:1 соответственно. Юрий, а сколько места занимает оцифрованное видео в используемых Вами форматах?
В приводимых мной ссылках (выше в теме) довольно много информации по форматам видео, обработке и монтажу.
Юрий, так какой же у Вас все-таки стабилизатор?
 

Вот все-таки гады вы все  Почитаешь ваши посты - "хочется спрятаться в угол, затихнуть и умереть"
Как же мне теперь снимать Сатурн, скажите на милость, если я ни бельмеса в

Как снимали, так и снимайте. Получать удовольствие можно от любых результатов. А мы тут "теорию подгоняем"((с) Diskus), потому как у кого погоды нет, у кого времени, а у меня - так и вовсе телескопа (пока), и все жутко завидуем тем, у кого есть возможность снимать (даже и без теории).

Предлагаю не парится с видеокамерами а переходить  сразу на вебки...

1) Я не уверен, что на вебке результаты будут лучше.
2) Мне проще выкроить 500$ на общебытовой девайс, чем 100$ на чисто астрономический.
3) посностью согласен с Игорем:

Для вебки-то хорошая монтировка нужна, с приводом. А ещё и ноут нужен в поле на морозе. Вебкой с рук не поснимаешь.

4) С количеством поверхностей приходится мириться.