Планетная съемка бытовой видеокамерой.

[Александр Л.]

   Небольшое и чисто теоретическое рассуждение о выборе камеры, из доступных. Камера должна удовлетворять двум условиям как минимум, большая частота кадров и отсутствие компрессии. Таких камер может быть всего два типа, либо варианты WEB камер на  интерфейс 1394, либо видеокамеры. Первые либо отсутствуют в продаже, либо имеют некоторые недостатки, например отсутствие регулировок в драйвере – выдержки и усиления. Специализированные камеры на 1394 интерфейс, применяемые в промышленности очень дорогие. Остаются видеокамеры, но не бытовые, а охранные, наверное цветные, и модульные для уменьшения веса и стоимости, на ПЗС с большим квантовым выходом. Цветные и ч/б камеры практически сравнялись в цене. Такая камера еще должна иметь возможность регулировки усиления и ручной установки выдержки.

[Александр Л.]

 В математической теории информации существует теорема Найквиста, следствием которой является вывод о том, что чтобы всю информацию с одного дискретного носителя без потерь передать на другой, разрешение приемника должно быть, по крайней мере, в два раза лучше, чем источника. Следовательно, масштаб получаемого камерой изображения должен быть таким, чтобы дуга небесной сферы, соответствующая угловому разрешению телескопа, укладывалась в более чем 2 пикселя. …

 

    Данное утверждение верно для монохромных камер. В цветных камерах, за исключением камер с 3-мя ПЗС, один «цветной пиксель» занимает 4-е пикселя ПЗС чипа, видимо поэтому разрешение растет при дальнейшем росте масштаба изображения и совпадает с теми числами  которые Вы называете.



     Еще одно замечание. Наличие скоростного цифрового интерфейса 1394 или usb2.0 абсолютно не означает, что камера имеющая данный интерфейс обеспечивает скорость передачи данных, соответствующую максимальной заявленной скорости интерфейса и передает данные без упаковки. В формате 640х480 пикселей и 24 бита на пиксель необходимая скорость передачи данных составляет примерно 180 мбит/сек. Обеспечение такой скорости передачи данных при помощи внутреннего контроллера  камеры затруднительно и ведет к его удорожанию, в то же самое время такое свойство бытовой камеры абсолютно не нужно потребителю, поскольку снимают при помощи камеры объекты имеющие значительно больший цветовой контраст чем планеты.
 

[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.