Телескопы покупают здесь


A A A A Автор Тема: Теоретический подход к выбору пары камера/телескоп  (Прочитано 6618 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн GrinderАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 754
  • Рейтинг: +22/-0
    • Skype - grinder22
    • Show only replies by Grinder
По теореме Nyquist sampling theorem (http://en.wikipedia.org/wiki/Sampling_theorem), для точного воспроизведения сигнала, частота дискретизации при оцифровке должна быть в 2 раза больше частоты сигнала. Это утверждение справедливо и для цифровой обработки визуального изображения, получаемого с помощью телескопа: разрешение камеры должно быть в два раза больше разрешения телескопа. Здесь нужно сделать оговорку, что разрешение матрицы само по себе не существует - мы ведем речь о связке конкретного телескопа (фокусного расстояния) и конкретной матрицы. Рассчитывается разрешение по формуле:

(размер пикселя матрицы / фокусное расстояние) * 206.

Если линейный размер пикселя задан в микронах, а фокусное расстояние - в милиметрах, то результат получается в угловых секундах.

Для примера произведем рассчет "народного" комплекта QHY9 и SW BKP2501:
размер пикселя 5,4 микрона
фокусное 1000 мм
разрешение камеры = (5.4/1000)*206 = 1,1"
собственное разрешение телескопа = 0.47"

Получается, что эта камера где-то в 4 раза не дотягивает до трубы?
При увеличении фокусного расстояния до 3000 мм (тут нам придется сменить ньютона на кадиоптрик, например на Vixen VMC260) ситуация с разрешением выравнивается, но все равно до идеала не дотягивает:
разрешение камеры 0,37"
разрешение трубы 0,45"
при этом страдает светосила (фокусное f/11.5)

Вопрос: почему рекомендуют астрограф строить на телескопе с меньшим фокусным расстоянием? Ведь по рассчетам получается, что как бэ наоборот должно быть...
Астрограф: AG Optical 10" (F/3.8|F/7.2) + FLI Atlas + Wynne + SBIG STT-8300 + AO-8T + WS-180

Онлайн Олег Чекалин

  • *****
  • Сообщений: 15 256
  • Рейтинг: +573/-33
    • Skype - oleg-chekalin
    • Show only replies by Олег Чекалин
Турбуленция все расставит на свои места, и получится, что мы подгоняем пиксел к турбулентному кружку рассеяния, это примерно 2" и более.
А выборку лучше почаще делать, если разрешения хочется, на мой вкус не менее 3 пикс/FWHM.

Оффлайн GrinderАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 754
  • Рейтинг: +22/-0
    • Skype - grinder22
    • Show only replies by Grinder
Турбуленция все расставит на свои места, и получится, что мы подгоняем пиксел к турбулентному кружку рассеяния, это примерно 2" и более. А выборку лучше почаще делать, если разрешения хочется, на мой вкус не менее 3 пикс/FWHM.

Тогда все складывается - получается двойной запас по разрешению.
 
А вот про 3 пикс/FWHM не осилил - если можно чуть подробнее? :)

Thnx
Астрограф: AG Optical 10" (F/3.8|F/7.2) + FLI Atlas + Wynne + SBIG STT-8300 + AO-8T + WS-180

Онлайн Олег Чекалин

  • *****
  • Сообщений: 15 256
  • Рейтинг: +573/-33
    • Skype - oleg-chekalin
    • Show only replies by Олег Чекалин
2" это очень хорошее разрешение для телескопа с фокусом около метра. Обычно заметно хуже - 3"+

Чтобы максимально реализовать разрешение телескопа при съемке с длительными экспозициями, необходимо, чтобы на кружок рассеяния, измеренный по уровню 50%, приходилось не менее 3 пикселов.

Оффлайн GrinderАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 754
  • Рейтинг: +22/-0
    • Skype - grinder22
    • Show only replies by Grinder
Теперь понятно, спасип.

Чтобы не создавать еще одну тему задам вопрос, на который я не смог найти готового ответа: если выбирать между камерами QHY9M  и QHY12 - у моно камеры есть какие-либо преимущества, которые могли бы перевесить недостатки более длительной съемки и необходимости иметь колесо фильтров?
Астрограф: AG Optical 10" (F/3.8|F/7.2) + FLI Atlas + Wynne + SBIG STT-8300 + AO-8T + WS-180

Онлайн Олег Чекалин

  • *****
  • Сообщений: 15 256
  • Рейтинг: +573/-33
    • Skype - oleg-chekalin
    • Show only replies by Олег Чекалин
Только моно. После начала наблюдений все станет понятно.

Оффлайн Graf

  • *****
  • Сообщений: 1 274
  • Рейтинг: +17/-21
  • "My God will fight for me!" A. Warhol
    • Show only replies by Graf
Олег, как всегда, меня опередил. Да, разрешение камеры должно быть в два раза больше разрешения телескопа - это правильное утверждение, вопрос лишь в том, что считать разрешением телескопа?

И тут есть 2 ответа на этот один простой вопрос.

Ответ первый. Если речь идёт о съёмках диип-ская, тогда однозначно стОит говорить лишь о FWHM. Учитывая тот факт, что о-очень хороший синг - это 2", то, естественно, оптимальное решение следующее: 1 пиксель ~ 1".

Ответ второй. Если мы говорим о планетарной съёмке, то есть, когда экспозиция - это десятые доли секунды, то, абсолютно очевидно, что в данном случае имеет смысл говорить именно о визуальном разрешении телескопа ~ 140/D. И тут, естественно, при небольших фокусных расстояниях (~1000мм) необходимо пользоваться чем-то вреде 5X Powermate, чтоб фокусное расстояние вышло, хотя бы, метров на 5, хоть и это не есть оптимально. Для планетарных съёмок оптимальное фокусное расстояние должно быть >10м.
Самоорганизация жизни есть маниакальный бред в гипертрофированном сознании шизофреника!

Оффлайн GrinderАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 754
  • Рейтинг: +22/-0
    • Skype - grinder22
    • Show only replies by Grinder
Олег, кратко и авторитетно.
А может пошлете мене по какой-нить ссылочке, где данная т.з. разжевана. Хочется опираться не только на авторитетность мнения, но и разумом понимать выбор :)
Астрограф: AG Optical 10" (F/3.8|F/7.2) + FLI Atlas + Wynne + SBIG STT-8300 + AO-8T + WS-180

Онлайн Олег Чекалин

  • *****
  • Сообщений: 15 256
  • Рейтинг: +573/-33
    • Skype - oleg-chekalin
    • Show only replies by Олег Чекалин
Рома, я в шоке - ты уже стал фотографом? :)
Тогда сам поищи ошибки в написанном.

Онлайн Олег Чекалин

  • *****
  • Сообщений: 15 256
  • Рейтинг: +573/-33
    • Skype - oleg-chekalin
    • Show only replies by Олег Чекалин
Олег, кратко и авторитетно.
А может пошлете мене по какой-нить ссылочке, где данная т.з. разжевана. Хочется опираться не только на авторитетность мнения, но и разумом понимать выбор :)
Ну, дык классика - The handbook of astronomical image processing
в сети есть, нужно поискать.

Оффлайн GrinderАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 754
  • Рейтинг: +22/-0
    • Skype - grinder22
    • Show only replies by Grinder
Похоже, что я в первом посте немного прогнал, когда говорил про выбор пары камера/телескоп на основе разрешающей способности. Ведь по сути, размер пикселя у камер, которые заслуживают внимания, колеблется в районе 5 (+-1) микрон на пиксель. То есть выбор камеры производится исходя из других факторов, связаных в основном НЕ с разрешающей способностью пары.

Астрограф: AG Optical 10" (F/3.8|F/7.2) + FLI Atlas + Wynne + SBIG STT-8300 + AO-8T + WS-180

Оффлайн Graf

  • *****
  • Сообщений: 1 274
  • Рейтинг: +17/-21
  • "My God will fight for me!" A. Warhol
    • Show only replies by Graf
Рома, я в шоке - ты уже стал фотографом? :)
Тогда сам поищи ошибки в написанном.
Ещё не стал - в процессе!

P.S. Ошибок в написанном найти не смог, хотя они могут место быть иметь.
Самоорганизация жизни есть маниакальный бред в гипертрофированном сознании шизофреника!

Оффлайн Tvi.dubna

  • *****
  • Сообщений: 3 432
  • Рейтинг: +51/-3
    • Show only replies by Tvi.dubna
Похоже, что я в первом посте немного прогнал, когда говорил про выбор пары камера/телескоп на основе разрешающей способности. Ведь по сути, размер пикселя у камер, которые заслуживают внимания, колеблется в районе 5 (+-1) микрон на пиксель. То есть выбор камеры производится исходя из других факторов, связаных в основном НЕ с разрешающей способностью пары.

Не понял! У серьёзных камер пиксел может быть и 9 микрон, поэтому выбирается именно пара. И именно по означенному Олегом критерию плюс атмосфера в месте установки астрографа. В Подмосковье явно 1"-1.3" на пиксел нормально будет.

WS-180GT, Ньютон 10" 1:3.3, Альтер М809, АПО 80/480, ТАЛ125-Коронадо, QHY9, КФ TrueTech (Baader LRGB, Ha(7nm)-OIII-SII-Hb 2"), внеосевой гид Lodestar.

Оффлайн GrinderАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 754
  • Рейтинг: +22/-0
    • Skype - grinder22
    • Show only replies by Grinder
Не понял! У серьёзных камер пиксел может быть и 9 микрон, поэтому выбирается именно пара. И именно по означенному Олегом критерию плюс атмосфера в месте установки астрографа. В Подмосковье явно 1"-1.3" на пиксел нормально будет.

Так то у серьезных камер, и это скорее исключение из правила. Потому что если рассматривать цены на камеры до $3K - там пиксель в районе 5 мкм. Так ведь?
Астрограф: AG Optical 10" (F/3.8|F/7.2) + FLI Atlas + Wynne + SBIG STT-8300 + AO-8T + WS-180

Оффлайн zlyden

  • *****
  • Сообщений: 5 542
  • Рейтинг: +80/-8
  • Сергей Ларионов
    • Show only replies by zlyden
    • разговоры об астрономии
Для планетарных съёмок оптимальное фокусное расстояние должно быть >10м.
C какого перепугу то? :D

Предпочитаю наблюдать под Петербургом....

Оффлайн Алексей Юдин

  • *****
  • Сообщений: 26 759
  • Рейтинг: +1105/-147
  • Так-с, где тут у Вас Кровавое Мясное Бодалово?
    • Show only replies by Алексей Юдин
ST7/8 б/у, а также новые QHY6/StarShoot II - вот вполне бюджетные 9мкм варианты!
"В стране, в которой вместо законов господствуют ложь и произвол, вместо разума – конспирология, а вместо общественного диалога – уголовные преследования за мирное выражение своего мнения, нет места науке. У такой страны нет будущего."
https://trv-science.ru/2019/08/22/protiv-repressiy/

Оффлайн Graf

  • *****
  • Сообщений: 1 274
  • Рейтинг: +17/-21
  • "My God will fight for me!" A. Warhol
    • Show only replies by Graf
C какого перепугу то? :D

 Для того, чтобы на 1 pix приходилось 0,1 - 0,2 arcsec
Самоорганизация жизни есть маниакальный бред в гипертрофированном сознании шизофреника!

Оффлайн Garmisch

  • ASTRONOMY.RU
  • *****
  • Сообщений: 8 016
  • Рейтинг: +293/-1
  • Награды Неоднократный победитель конкурса астрофото
    • Show only replies by Garmisch
    • http://500px.com/ybeletsky
А может пошлете мене по какой-нить ссылочке, где данная т.з. разжевана. Хочется опираться не только на авторитетность мнения, но и разумом понимать выбор :)

Выбор обьясняется следующим:

Изображение звезды, создаваемого телелескопом, описывается так называемым диском Эйри (http://en.wikipedia.org/wiki/Airy_disk). Турбленция в атмосфере "размывает" эту красивую картинку и на практике мы получаем то, что называется "сиингом" (seeing) - т.е. мы видим размытую структуру диска Эйри. Для характеризации сиинга используется такой параметр, как FWHM (Full width at half maximum = полная ширина профиля на половине максимума). Одномерный профиль которого может быть описан Гауссианой (http://mathworld.wolfram.com/GaussianFunction.html), FWHM которой пропорциональна ~2.3548.

Оптимальный сэмплинг в математике определяется теоремой Найквиста (Nyquist's theorem, http://en.wikipedia.org/wiki/Nyquist%27s_theorem), которая в применении к изображением говорит о том, что для описания изображения звезды достаточно двух пикселов на разрешающий элемент (увеличение же числа пикселов, или oversampling, не приведет к увеличению эффективности, т.к. из-за "размазывания" сигнала по бОльшей площади резко падает значиение сигнал/шум для каждого пиксела). В общем случае критерий Найквиста будет равняться "размеру" звезды (точнее ее сиинг-диска) и соответственно нам необходим сэмплинг в 2.3548 пиксела.

Но Найквист описывает одномерный профиль. У нас же звезда является двумерным изображением. Чтобы учесть разрешение по диагонали пиксела (в данном случае квадратного), нам нужно домножить критерий на квадратный корень из 2. В результате получаем: sqrt(2)*2.3548  = 3.33. И еще немного - как правило при обработке желательно иметь небольшой запас по сэмплингу (например, это важно для последующей деконволюции и т.п.), таким образом оптимальное значение можно поднять до 3.5.

Итого, оптимальным выбором будет величина в ~3.5 пиксела.

Экспедиция в Атакаму: https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,117810.0.html
Моя галерея: http://500px.com/ybeletsky
Моя страница в Google+: http://google.com/+YuriBeletsky
Twitter: https://twitter.com/YBeletsky

Оффлайн zlyden

  • *****
  • Сообщений: 5 542
  • Рейтинг: +80/-8
  • Сергей Ларионов
    • Show only replies by zlyden
    • разговоры об астрономии
C какого перепугу то? :D

 Для того, чтобы на 1 pix приходилось 0,1 - 0,2 arcsec
КАКОЙ пиксел??? Планеты снимают разными камерами! Чудак. Пиксел у всех разный! И наилучшее разрешение определяется, в данном случае, не камерой, а возможностями телескопа. Планеты это не DSO. Планеты снимают с максимально возможными скоростями камеры, сигнал не копят. Каша в голове.
Простой пример, на моём телескопе, с имеющейся камерой, наилучшее фокусное в районе 8 метров. МАК 150мм с фокусным 2134мм. С другой камерой, с другим размером пиксела, придётся считать по новой, и не факт что будет больше.
P.S. Для съёмки планет Powermate не нужен. Любая нормальная 4х-5х барлуха. Powermate (любой) великолепен для визуала с широкоугольными окулярами.
« Последнее редактирование: 09 Мар 2012 [00:21:31] от zlyden »

Предпочитаю наблюдать под Петербургом....

Оффлайн Graf

  • *****
  • Сообщений: 1 274
  • Рейтинг: +17/-21
  • "My God will fight for me!" A. Warhol
    • Show only replies by Graf
Итого, оптимальным выбором будет величина в ~3.5 пиксела.

Браво! Прекрасная теоретическая выкладка!

Иными словами, при синге в 3,5", оптимальная характеристика системы телескоп-камера будет 1 pix=1". А синг в 3,5" - это, я бы сказал - средний синг, который очень часто бывает - отнюдь не хорошее значение. Так что при выборе камеры надо задумываться не только и не столько о ширине поля, сколько о соответствии данной камеры заданным параметрам телескопа (о чём я неоднократно упоминал, но многие с этим очевидным утверждением не согласны и поныне).
Самоорганизация жизни есть маниакальный бред в гипертрофированном сознании шизофреника!