CDD x fotoaparát

[jpirkl]

Dobrý den,

uvažuji o astrofotografii, sleduji diskuze, ale mám z toho spíše zamotanou hlavu. Jaké klady mi přináší CCD proti fotoaparátu ?

Čím je CCD lepší, např. DSI proti např. CANON 350D ? Obrazová velikost je přece mnohem menší. Navíc musím mít ještě notebook.

???

[MMys]

Vyšší dynamický rozsah, díky chlazení menší temný proud (podstatně méně hotpixelů). V našich podmínkách je největším přínosem větší rezerva v dynamice při zpracování snímků, kdy je objekt málo kontrastní vůči pozadí (díky světelnému znečištění). CCD kamery, které mají senzor bez antibloomingu jsou pak navíc jako jediné použitelné pro vědecké účely (třeba měření jasnosti objektů - fotometrii)

Na druhou stranu, práce s DSLR je velmi jednoduchá, nenáročná na vybavení a spotřebu proudu v terénu. Nepíšeš nic o zkušenostech, přístrojích, které máš, tak těžko soudit. Každopádně je rozhodnutí na tobě. Oba systémy mají své klady i zápory.

[jpirkl]

Díky.

[KDan]

Rozhoduju se mezi Canonem 40D (protože rád a hodně fotím i ve dne) a CCD astrokamerou a uvažuju nad tím takto:

Myslím si, že srovnání mezi CCD kamerami s "barevným" senzorem a DSLR vychází z hlediska základní maximální užitečné citlivosti (schopnosti zachytit slabé objekty) téměř fifty-fifty. Tato základní citlivost je totiž dána především kvantovou účinností senzoru a ta je v obou případech kvůli stejnému uspořádání senzoru s barevnou maskou prakticky stejná.

(Kvantová účinnost monochromatických senzorů v CCD kamerách je ovšem vyšší, v zajímavé oblasti spektra Halfa průměrně řekněme minimálně dvojnásobně. Z toho plyne i vyšší citlivost CCD kamery, vybavené monochromatickým senzorem.)

Chlazení CCD kamery je jednoznačným plusem, zvlášť v létě. Ve snímcích je podstatně menší podíl temného šumu a jejich další zpracování proto může být i poněkud razantnější. Příjemným důsledkem je, že nemusíme vždy nutně pořizovat sadu temných snímků (což zabere nějaký čas); anebo, pokud ji pořizujeme, nemusíme přesně hlídat teplotu, při níž je snímána.

Dynamický rozsah CCD kamery i DSLR je v základě dán rozdílem mezi nejslabším a nejsilnějším rozumně (tedy bez přílišné komprese, která v důsledku znamená ztrátu kontrastu v úrovních) zpracovatelným obrazovým signálem. Klíčovým parametrem je tedy kapacita pixelu. Pokud bereme v úvahu levnější "barevné" CCD kamery (třeba QHY8, nebo ST-4000XCM), je tento parametr ve srovnání s DSLR v podstatně stejný.

Další věc je použitý analogově-digitální převodník. Ten udává, pokud je kvalitní a správně použit, počet zpracovatelných úrovní, do nichž je ze senzoru načtený obraz rozdělen. Neudává tedy sám o sobě dynamický rozsah, už jen proto, že jemnější dělení signálových úrovní obrazu znamená automaticky i větší čtecí šum, když ho vyjádříme v těchto digitálních jednotkách (ADU).

Proč? To je jednoduché. Když budeme mít kameru nebo DSLR s 12-ti bitovým ADC (Canon 400D) a když vyrobím inovovanou DSLR (Canon 40D) s tím samým senzorem a se 14-ti bitovým převodníkem, který "umí" 4x víc kvantovatelných úrovní, neudělám nic jiného, než že užitečný obrazový i šumový signál vynásobím také 4x. Výsledek? To, co mě zajímá nejvíc, tedy poměr signál šum v obraze, zůstane prakticky stejný, čili i vizuálně se takový obraz bude jevit po nastavení příslušných úrovní v podstatě stejně.

Pokud ovšem signál, přečtený ze snímače, obsahuje už v tomto stavu pouze málo šumu a obrazová informace dominuje, má vícebitový převodník velký význam pro další zpracování, protože obraz lze razantně zpracovávat, aniž by došlo k přílišnému zřeďování jasových úrovní v jednotlivých kanálech (což tuším vede třeba k posterizaci).

Skoro ke stejnému výsledku bychom ale mohli dojít, kdybychom v obraze kvantovaném menším počtem bitů nejprve snížili šum (například zprůměrováním více snímků) a pak bychom ho sofistikovaným algoritmem před dalším zpracováním překvantovali příslušně větším počtem kvantizačních úrovní. Je tomu tak proto, že v šumech dodaných při snímání obrazu DSLR nebo běžnou CCD kamerou převažuje vždy čtecí šum a dynamické parametry obrazu nejsou dány dynamickým rozsahem ADC (který je z principu při převodu na více bitů vyšší). Bylo by ale systémově špatné, kdyby kvalitu výsledného obrazu určovaly elektronické obvody DSLR či kamery, umístěné až za senzorem - když senzor je jednoznačně tou nejnákladnější součástkou, základním způsobem určující pro běžného uživatele klíčové parametry celého zařízení (kvantová účinnost, full well kapacita pixelu).

Jednoduše se dá v tomto případě říct, že zákon o zachování informace platí stejně, jako zákon o zachování energie. Pokud senzor kamery či DSLR není schopen obrazovou informaci zaznamenat (nízká kvantová účinnost), můžeme dělat s obrazem psí kusy a stejně nám to nebude nic platné.

Výhodu v maximální užitečné citlivosti tedy mají CCD kamery s monochromatickým senzorem, který vyrábí například Kodak. Tam kvantová účinnost dosahuje v zajímavých oblastech spektra až 80%...

Podle mého názoru tedy není mezi běžnou dostupnou CCD barevnou kamerou a DSLR významný rozdíl, pokud umíme správně využít všechny parametry obojího...

[ceres]

MMys a KDan to uz popisali, ja by som len dodal par poznamok:

1. DSLR a farebne CCD kamery maju v mnohych pripadoch rovnaky cip. Rozdiel je zvacsa v elektronike, ktora cita a spracovava signal z cipu, a v urovni chladenia. Nezanedbatelnou zlozkou je aj moznost ovladania spracovavania a citania signalu z cipu, teda ovladace a prislusny software. Vo vseobecnosti by sa dalo povedat, ze CCD kamery maju oproti DSLR s rovnakym cipom vyhodu v tom, ze zachytenu informaciu vedia lepsie precitat, ulozit a potom ju mozno lepsie spracovat
2. Monochromaticke CCD kamery su v principe citlivejsie a maju vacsie rozlisenie. Je to dane tym, ze dopadajuce fotony sa nedelia na 4 casti do Bayerovej masky, ako v pripade farebnych cipov. Preto sa v skutocnom rozliseni vyrovna napriklad 1,5 Mpix mono kamera 6 Mpix farebnej... (je to este o kustik zlozitejsie, ale v principe to takto funguje).

Z tohto plynie nasledovny rebricek kvality/citlivosti:

1. monochromaticka CCD (+FW+filtre)
2. farebna CCD
3. DSLR

Keby som to zobral podla existujucich zaznamovych zariadeni, pouzivanych povedzme tu na AF, bol by ale rebricek takyto:

1. monochromaticka CCD astropix 4.0
2. farebna CCD QHY8
3. monochromaticka CCD astropix 1.4
4. monochromaticka DSI III Pro
5. upravena DSLR Canon 300D
8. neupravene DSLR 3. generacie (14 bit)
6. monochromaticka ATiK-16
7. monochromaticka DSI II Pro
8. neupravene DSLR 2. generacie (12 bit)
9. farebna DSI II
10. monochromaticke kamery typu DMK, Watec, Mintron
11. farebna NexImage
12. webcam Philips ToUCam Pro, Logitech 4000 Pro
13. webkamery s CCD cipom
14. webkamery s CMOS cipom

Tento rebricek zohladnuje citlivosti, vycitavanie, chladenie a ovladanie tychto zariadeni. V principe je to aj tabulka podla cien... Aj tu totiz plati, ze za viac penazi viac muziky... V tabulke je vynimkou hadam len upraveny Canon 300D, ktory mozno ziskat za ±20.000 Kc/Sk. Ma sice vacsi sum, je vsak aj citlivejsi a pri spracovani z neho mozno ziskat obraz porovnatelny z monochromatickymi kamerami (najma pri spravnom preprocessingu a naslednom zbinovani sa mozno s tymto zariadenim dostat naozaj hlboko...).

Pri zvazovani kupy vsak treba okrem financneho hladiska zvazit aj ucel pouzitia. Univerzalnych je v tomto rebricku len malo kamier, vhodnych na vedecke ucely este menej... Cize, otazku v nadpise tohto vlakna nemozno zodpovedat bez informacii o ucele pouzitia...

[Apophis]

mám otázku, rád bych si pořídil přenosný dalekohled, pomocí kterého bych mohl fotit i deep-sky objekty, jenže bydlím v praze a potřeboval bych aby byl přenosný, protože z okna paneláku bych toho asi moc neviděl, může mi prosím někdo poradit co si mám vybrat? děkuji moc

[MMys]

Mám obavy, že na skutečné focení deep-sky objektů se vším všudy (tedy malým refraktorem či reflektorem, nikoli teleobjektivem) ta sestava bude vždy převozná, přenosná nikoli. Odpovídající paralaktická montáž+protizávaží, Dalekohled+pointační dalekohled, foťák a nějaký pořádný zdroj, který to pár hodin dokáže živit + jeden kufřík s nezbytnými udělátky (okuláry, mapky, zdroj, případně autopointer). Vše dohromady to stěží někam odneseš. Prostě je to zralé na výjezdy mimo Prahu.

Je tady na to sekce, pokud auto nemáš, někdo tě třeba vezme sebou. Pokud bys to myslel vážne, stejně nakonec nějaké přibližovadlo bude nutností.

[Sasa3]

To Apophis: já jsem před 3 roky řešil stejný problém. Neměl jsem auto a bydlel jsem v Praze na Suchdole. Rozhodl jsem se pro montáž Losmandy G8 (pořádná montáž je základ) a malý 80/480mm refraktor (ten teď slouží pro pointování) + EOS350. K tomu jsem si pořídil malý 4.5Ah 12V akumulátor. Sestava je přenosná natolik, že jsem s ní byl schopen doputovat tak 1km na trochu tmavší místo (ideální bylo, ale když jsme byli dva). Bez pointace s ní šly dělat bez problému 30-ti sekundové snímky. Pro ilustraci, fotky z první noci: http://www-hep2.fzu.cz/~kupco/astro/2005/2005_07_31/
Nic moc, ale na ošahání si věcí to stačilo.

Jinak MMys má pravdu, pro trochu slušnější fotky je potřeba tmavé místo a delší expoziční doby (tzn. pointaci - druhý dalekohled, autoguider, popř. notebook, atd...). Ale člověk nemusí a většinou ani nemůže mít všechno hned. Já tu svoji sestavu postupňě doplňuji a snad se brzo k těm výjezdům za tmou dostanu.

Co ještě nemám vykoušené, a co by snad mohlo fungovat, je focení přes úzkopásmové filtry (viz. některé obrázky tady na fóru). To by snad šlo rozumně dělat i v Praze.

[Lukas_Moravec]

Příspěvky netýkající se probíraného tématu byly přesunuty [link=http://www.astro-forum.cz/cgi-bin/yabb/ ... 1202723935]SEM[/link] - MMys.