RGB fotografovani mono CCD kamerou

[Konihlav]

Ahoj,

tak podobne, jako jsem zde zalozil vlakno shrnujici zkusenosti a poznatky z praxe pri uzkopasmovem foceni (http://www.astro-forum.cz/cgi-bin/yabb/ ... 1249567238), bych rad rozvinul diskuzi na tema foceni RGB pres filtry, mono kamerou.

Jak jiste vite, RGB se dosud venuji minimalne (protoze napr. sehnat kvalitni oblohu je potiz, sehnat noc, ktera ma alespon par hodin jasne oblohy - kdo ma porad stelovat stejnou kompozici pres vice noci - je tez nadlidsky ukol).

Chtel bych se Vas proto zeptat, na par drobnosti, co me vcera po dlouhe dobe opet zaskocily. Prvni je, ze FWHM hvezd je mnohonasobne vyssi, nez pri narrow band (to lze pochopit a je v principu zrejme z mnoha duvodu, proc tomu tak je). Co me ale zarazilo je, ze kdyz zaostrim jeden barevny kanal, na FWHM treba 1.2 a otestuji 30ti vterinovou expozici, tak i pres 100% super extra ultra mega precizni pointaci (graf vodorovna cara) je po delsi expozici (napr. po 6ti minutach) ve snimku mnoho hvezd jakoby "presaturovanych" (ony presaturovane pochopitelne nejsou, kdyz max ADU je treba jen 5000), ale jejich polosirka (FWHM) je mnohem, mnohem vetsi...

no a muj dotaz - je to normalni? predpokladam, ze ano. Vysvetluji si to tak, ze pri sirokopasmovem foceni proste dojde k rozpliznuti hvezd, protoze tech fotonu, co cip nasbira je oproti ulta uzkemu pasmu mnohonasobne vice a tak jsou hvezdy vetsi... i kdyz, jak to ted pisu, tak tomu sam neverim (nechci)...

dale bych se zeptal, jake mivate bezne FWHM u R/G/B kanalu, pri dobrem zaostreni??? pozorujete u vetsiny objektu nejake vyrazne zmeny?

Pochopitelne to mereni FWHM napr. pres MaxIm DL a mereni kvality pred slozenim snimku je trochu osidne, protoze ho podle meho nazoru ovlivnuje i pripadna velmi jasna hvezda ve snimku, ktera zabere nekolik (az desitku/y) pixelu.

A posledni dotaz: jak ostrite RGB kanaly? Na velmi jasnou hvezdu Bahtinem (treba na Vegu), nebo naopak na stredne silnou a zda na stredu pole (kde spot nebyva 100%, alespon u vyrovnanych refraktoru), nebo v polovine ci jinak, jinde?

U me je problem v tom, ze nejsem schopen zaostrit spravne G a B kanal, protoze jsou vzdy hvezdy maxi knedliky a to i presto, ukazuje-li Bahtin perfektni difrakcni obrazec (pavouka). Takze bych mozna mel priste zkusit ostrit na stredne jasnou hvezdu a pres FWHM a MaxPixel Value mereni...

diky za Vase nazory

[honza.ho]

1) Na RGB nestačí jen tma (jasno), ale také co nejnižší vlhkost, prašnost apd. I to způsobuje různé gradienty. Stelovani kompozice s presnosti na pixel není nadlidský úkol ale stačí k tomu Registar. Používám už určitě 2 rokem s maximální spokojeností. Pokud máš funkční montáž a používáš souřadnice, měl by ses trefit na +- pár pixelů také.

2) FWHM ... tak záleží co fotím, ale třeba včera RGB stabilně fwhm 2,4 v DSS live. R+G zaostření mi sedí, Bčko musím přeostřit. Velikost hvězd musí být přibližně stejná - jakmile není kanál správně zaostřený, budeš mít ve složeném snímku halo daného kanálu, které vyleze při zvýšení saturace. Ostřím kdekoliv v rohu foceného pole a pak přes DSS live doladím i tvar hvězd ve 4 rozích (spolehlivé).

Zbytek nevím

[Konihlav]

a kdyz Bcko preostris, dostavas se s FWHM na cca radove stejne hodnoty jako u R+G ??? To me zajima. Kdyz se mi onedhy povedlo zaostrit (nejak nahodou) Bcko i Gcko perfektne, tak jsem mel najednou mnohem lepsi vysledky (tj. z 1.9 se mi povedlo udelat 1.22, coz vzhledem k R, ktere je vzdy o rad lepsi (1.1) byla super hodnota). Jenze vcera se mi proste nepovedlo zaostrit B ani G poradne a mam ho 2x vyssi nez R (jsou z toho tyrkysovo modre hvezdy s halem jako krava - resim SW upravou, ale dre to).

s tim prachem a vlhkosti, myslim, ze zrovna vcera to bylo docela divne (seeing velmi spatny - coz by ale zas teoreticky melo znacit pruzracnou oblohu - jsem se tu nekde docetl u vizualistu - nevim - tomuto nerozumim). Tak s tim prachem a vlhkosti bych k tomu pridal to, ze i kdyz ja podsamplovavam (undersampluji) s 4.02"/pixel, tak presto me seeing ovlivnil.

Co by me zajimalo je nejake vysvetleni proc 30ti vterinova expozice pekne zaostrena (FWHM 1.11) dava po 360ti vterinach stale pekne zaostrene expozice a perfektni pointace hvezdy mnohem vetsiho prumeru, resp. polosirky pri polovicnim maximu - FWHM az 2.3 !!!

Tohle mi nejde do hlavy.

Asi se zas vratim k narrow band ;D



P.S.: leda by to 1.1 stale nebylo perfektne zaostrene... priste proste zkusim u G/B ostrit na slabsi hvezdu, aby difrakcni paprsky od Bahtinovy masky nebyly tak tluste...

[honza.ho]

Tak B mám asi taky trochu větší, ale nebude to žádný extrém. Vidím to hlavně už při snímání, protože mi nad daty běží DSS live a fwhm vidím hned. Jinak nechápu jak můžeš mít problém s ostřením a nevím, proč vůbec používat Bahtinovu masku.

Pokud by to fakt nešlo, zkrátil bych u B expoziční dobu. To už jsem i zkoušel a taky se to dá vyrovnat (fwhm).

[Sasa3]

U me je to presne naopak v 80/480mm refracku mam FWHM hvezd pres LRGB filtry stabilne mensi nez pres Ha filtr (Baader 7nm). LRGB dava pri ostreni typicky FWHM~2.8" (0.8px), u Ha jsem rad za 3.5" (1.0px) (oboji s 0.8x rovnacem). RGB mi prijde stejne a vetsinou ani nepreostruji jenom pri vymene filtru zkontroluji FWHM. Apochromaticnost asi pujde nejak z polosirek v LRGB charakterizovat (napr. pokud bude L vyrazneji sirsi nez v jednotlivych barvach), ale nevim, k cemu to nakonec bude (pro porovnani dalekohledu by to musely byt stejne filtry a nejlepe za stejnych podminek). Nakonec rozhoduje vysledny vzhled fotky, obcas jde na nich ta ne uplna apochromaticnost poznat, ale pak uz zalezi na tom, jaky je clovek puntickar.

S tim seeingem si taky lamu hlavu. Taky jsem si vsimnul, ze na kratsich 30s expozicich dosahuji stabilne lepsi FWHM nez na nekolika minutovych (viz. treba muj posledni snimek M13, kde se FWHM pri ohnisku 480mm pohyboval na 30s expozicich od 2.6"-3.3" s prumerem 2.9" (1.05px), jinou noc pri minutovych expozicich NGC 6791 bylo prumerne FWHM 3.3" (1.20px)). Nevim cim to je. Nepresnost pointace asi nakonec hraje nejakou roli. Ale taky, co jsem si promeroval log fily z PHD, tak to asi neni cela odpoved. Pak uz me jenom napada, ze seeing nejde charakterizovat jednim cislem a ze se na skalach desitek vterin meni. To jde krasne videt pri pozorovani planet. No a holt na tech delsich expozicich chytnes holt casteji u to obdobi horsiho seeingu.

Kdysi jsem si zkousel skladat fotky z vyberu tech nejostrejsich. Nikdy to ale nevedlo k citelnemu efektu (samozrejme neberu v potaz vylozene zkazene fotky). Duvod je prosty, toho svetla bylo tak malo, ze k prokresleni 3" (tedy pixlovych detailu) to nestacilo. Kdyz clovek ubral data, tak v principu to vedlo k poklesu vysledneho FWHM snimku. Jenze pak byl snimek vic zasumely a tak ty detaily jeste vic zanikly. Dneska beru radeji prakticky vsechny snimky, protoze si myslim, ze je dulezitejsi pro ten muj maly dalekohled sebrat co nejvic svetla (samozrejme zavisi na typu objektu, u M13 to neni tak kriticke, ale u mlhovin a galaxii ano). Ale foceni kratkymi expozicemi pres velky dalekohled, jak jsi to delal ty, muze byt neco jineho. Toho svetla tam je dostatek a muzes si treba nakonec dovolit vybrat polovinu nejostrejsich snimku a porad ho muzes mit na 3" dost. Chce to ale poradne otestovat (nemerit FWHM pouze na jednotlivych snimcich, ale vysledne FWHM).

Pro moji sestavu je tu jeste jeden aspekt, je podsamplovana a vysledne FWHM nakonec vychazi o dost hur nez na jednotlivych snimcich (klidne i o 50%). Zkousel jsem ruzne programy na skladani a kazdy se v tom ohledu chova jinak (je tady o tom nekde separatni vlakno). Nejlip z hlediska FWHM vychazelo slozit obrazek metodou dightering a pak preskalovat zpet na puvodni rozliseni. U nepodsamplovanych soustav to neni treba resit (napr. FWHM pro N150/750 je kolem 2px a slozenina uz ho nema o moc vetsi).

[MMys]

S trefováním stejné kompozice mám za letošek už celkem zkušenosti. Chce to mít na výtahu stupnici pro úhel natočení nebo značky. Já si tam zatím lepím nálepku s ryskou a píšu poznámku. To je základ.  Natočím stejný úhel a naladění je už pak prkotina. Musím ít na notebooku stejný snímek z minula. Najedu an pole pomocí GO-TO, což sedí s dostatečnou přesností. Najdu si v předchozím snímku jasnou hvězdu, která je vidět už po sekundové expozici, zapamatuju si souřadnice a do nového náhledu proi ostření si v MaxIm DL myší namaluju maličký obdélníček na té správné pozici, pak pustím snímání a ovladačem do něj tu hvězdu naženu. Pak to +/- pár pixelů sedí

Ad zostření - problém je ten, že za krátkou expozici se nestihne seeing uplatnit v celém svém rozsahu. Seeing bude mít charakteristiku 2D gaussovského rozložení. Prostě ve výsledném kotoučku hvězdy do vzdálenejších oblastí světlo dopadá s mnohem nižší pravděpodobností, ale prostě čas od času dopadá, když se ten vzduch zrovna tak zachvěje. Podobným mechansmem se kumulují i občasné větší odchylky autopointace. Jenomže při dlouhé expozici a následném razantním stretchnutí se uplatní i to málo rozložené dále od středu, takže hvězda je pak mnohem větší, než na krátké expozici. Je to úplně normální jev a nic s tím neuděláš. Prostě když je seeing bídný, foť kratším ohniskem.

Další věc jsou optické vady. Při úzkopásmovém snímání se neuplatňuje barevná vada, spot diagram pro monochromatické světlo je většinou výrazně lepší, než spot v celém pásmu přes L filtr. RGB kanály jsou někde mezi tím, u většiny optiky nejlepší bývá ten zelený.

Neboj, v Chile je seeing výrazně menší než u nás. A ne že tam budeš provozovat narrowband  ;)

[Konihlav]

ad kompozice: to je u me v pohode, otazka par minut, tedy obzvlast pokud nemusim rotovat rotatorem. Delam to pres MaxIm DL s otevrenym puvodnim snimkem a na kompozici tam jebnu Ha a bin 4x4 a vidim perfektne cele DSO uz za 4 vteriny, takze to sekvencne jde rychle...

ad rozostreni seeingem - urcite to vliv ma, ale myslel jsem, ze kdyz mam 4.02" na pixel, tak bych preci mel byt v oukeji pri boji proti seeingu do FWHM 1 pixel ne??? nebo jsem blby? Proste fotim kratkym ohniskem (330mm) a seeing by me nemel poskodit, vubec, leda by byl znacne pres 4, napr. 6 by znamenalo FWHM cca 1.5...

spise vidim pouceni pro sebe v tom, ze RGB ostrit pres FWHM a MaxPix Value bez bahtinovy masky (a nebo to jeste priste zkusit s ni, ale na malo jasne hvezde, ci mnohem kratsi expozici, aby nebyla moc presaturovana). Musim jeste overit priste... (tj. v Chile).

[Sasa3]

Ad zostření - problém je ten, že za krátkou expozici se nestihne seeing uplatnit v celém svém rozsahu. Seeing bude mít charakteristiku 2D gaussovského rozložení. Prostě ve výsledném kotoučku hvězdy do vzdálenejších oblastí světlo dopadá s mnohem nižší pravděpodobností, ale prostě čas od času dopadá, když se ten vzduch zrovna tak zachvěje. Podobným mechansmem se kumulují i občasné větší odchylky autopointace. Jenomže při dlouhé expozici a následném razantním stretchnutí se uplatní i to málo rozložené dále od středu, takže hvězda je pak mnohem větší, než na krátké expozici. Je to úplně normální jev a nic s tím neuděláš. Prostě když je seeing bídný, foť kratším ohniskem.

Pokud jde o to strechnuti, kde se prepali stred hvezdy, tak tam mas pravdu. Tam s vysvetlenim souhlasim.

Otazka je, proc se ale zhorsuje FWHM nestrechnuteho snimku pri prodluzovani expozic. Tady ten tvuj argument neberu. Sirka gaussova rozdeleni a tedy i FWHM (full-width in half maximum - tedy sirka pro polovicni hodnotu signalu nez je maximum) nezavisi na intenzite. Podle me v tom musi byt i ta casova promennost seeingu, tj. ze sirka toho 2D gausse se meni na urovni vterin az desitek vterin. Kdyby byla sirka toho 2D gausse v case stejna, musis namerit stejne FWHM pro nepreexponovane hvezdy (je to sirka v pulce maxima, takze kdyz exponujes 2x delsi dobu, zvetsi se ti i maximum 2x, ale FWHM zustane stejne). Takze si to predstavuji spis tak, ze vysledny obraz hvezdy je souctem mnoha gaussovskych rozdeleni s ruznymi polosirkami.

[MMys]

No, ale já to přesně takhle myslel, jen jsem ten výklad nechtěl komplikovat

A druhá věc je ta, že při ostření (1 sec), do těch krajů gaussovky nemusí přiletět žádný foton, resp. tak málo, že je to v obraze nedetekovatelné.

[Sasa3]

ad rozostreni seeingem - urcite to vliv ma, ale myslel jsem, ze kdyz mam 4.02" na pixel, tak bych preci mel byt v oukeji pri boji proti seeingu do FWHM 1 pixel ne??? nebo jsem blby? Proste fotim kratkym ohniskem (330mm) a seeing by me nemel poskodit, vubec, leda by byl znacne pres 4, napr. 6 by znamenalo FWHM cca 1.5...

No ciselne je ten 3" seeing docela blizky 4". Takze pokud mas FWHM kolem 1px, tak ten seeing hraje porad jeste podstatnou roli a muze byt porad rozdil mezi noci s dobrym (treba <2") a horsim (>4") seeingem (ve smyslu FWHM hvezd, ne az tak moc ve smyslu, jak bude vypadat vysledny obrazek, viz. nize).

Jak jsem psal, u podsamplovanych snimku (s FWHM ~1px a niz) budes mit daleko vetsi problemy pri skladani. Ruzne programy ti z toho klidne vyrobi i o 50% horsi FWHM. Koukni se do toho vlakna, je tam par cisel. Pro sebe jsem si udelal zaver, ze to  neni zas tak treba resit. Az na vylozene par programu, ktere daji horsi FWHM tak i horsi SNR, se vetsina chova tak, ze sice pri slozeni vyprodukuje horsi FWHM, ale zato mensi sum. Ten mensi sum pak dovoli snimek vic doostrit a nakonec to vyjde prakticky nastejno, jako v programu, ktery dostane mensi FWHM ale horsi sum (jak by rekl KDan, proste zakon zachovani mnozstvi informace). Tim chci rict, ze posoudit, co je nakonec lepsi neni tak trivialni - FWHM byt o sobe dulezity udaj, neobsahuje veskerou informaci. Je nutne brat do uvahy cely retezec a ne jen se soutredit na FWHM jednoho snimku. Dokonce ani FWHM vysledneho snimku nerika jeste vsechno. Stejne po vsech tech cvicenich zjistis, ze je to nakonec prakticky jedno a ze vysledny snimek vypada temer uplne stejne, a ze i ten rozdil mezi nejlepsim a nejhorsim algoritmem skladani neni nijak markantni (opet stylem za ti na 5vterin ukazu jednu fotku a na dalsich 5 vterin druhou a zeptam se te, ktera je lepsi).

A hlavne prokreslit snimek vetsiny objektu  na uroven pixlu 6.45x6.45 mikronu ti i s f/4 zabere desitky hodin (zalezi na typu objektu, na NGC6995 ti staci par hodin, ale pro vetsinu emisnich mlhovin, zvlaste pak v Ha potrebujes desitky hodin). Az na takovych snimcich podle me zacne mit smysl resit nejake drobne 20-30% rozdily ve FWHM hvezd. Takhle to u foceni kratkymi a malymi refraktory aspon vnimam. Neni to ani tak moc o FWHM a seeingu, ale o tom, kolik svetla seberes, protoze stejne ho u maleho refraktoru neseberes dostatek, aby jsi mohl dobre vykreslit detaily na urovni seeingu.

[Miloš Hroch]

Po delší odmlce opět všechny zdravím a měl bych dotaz. Co jsem začal fotit CCD kamerou, tak některých problémů jsem se sice zbavil, ale spousta nových se objevila. Jednen z nich souvisí právě se seeingem, který se tu řešil.

Vzhledem k tomu, že při světelnosti mého refraktoru (f/6,7) je prakticky nereálné nafotit luminanci i RGB za jednu noc, tak teď bojuju při zpracování snímků se zásadním problémem a tím je nestejná velikost hvězd v jednotlivých kanálech focených za různých podmínek a s tím souvisejícími nepěknými barevnými haly okolo hvězd.

Chtěl jsem se zeptat, jak to řešíte při zpracování? Nechce se mi to totiž odsaturovávat, nebo to nějak vyloženě ručně odmalovávat. Jediné co mě zatím napadlo je přes "Color range" v tom nejhůře postiženém kanále vybrat hvězdy, pomocí contract-expand-feather vybrat ty největší a pak pomocí filtru minimum s pološířkou 1 px trochu zmenšit, ale nepovažuju to také za optimální způsob, i když do jisté míry funguje.

Jinak pokud jde o zaostření, tak i když během noci fotím třeba dva kanály, tak pokaždé změně filtru minimálně zkontroluju zaostření a případně přeostřím. Pokud jde o FWHM tak za průměrného seeingu se dostávám na hodnotu okolo 1,3-1,5 px, to mi přijde docela hodně pokud to porovnám s tím, co zde psali Pavel, Saša nebo Honza. Nicméně líp to zaostřit opravdu nejde, dokonce se na ostřící stupnici dostávám pokaždé na stejnou značku, výtah je velmi precizní.

------------------------------------------------------------------------------

A nakonec ještě drobná poznámka přímo nesouvisející s předchozím, nicméně související s tímto vláknem. Vzhledem k tomu, že barevné vyvážení, které jsem používal s DSLR (bílý papír vyfocený sestavou za poledne na Slunci a dopočítané RGB koeficienty pro každý kanál) zde nelze použít vzhledem k absenci mechanické závěrky a možnosti exponovat krátké časy, rozhodl jsem se koeficienty dopočítat z integrálu součinu křivky propustnosti jednotlivých filtrů a spektrální charakteristiky senzoru (dle očekávání vyšly pro senzor KAF-8300 a k tomu dodávané CCD filtry Astronomik blízké hodnotě 1.0).

Jak jsem ale časem zjistil, tak představa použití takto získaných koeficientů byla naprosto iluzorní, protže po rozchození G2V kalibrace pomocí programu ExCalibrátor jsem z reálných dat došel ke zcela diametrálně rozlišným koeficientům, hlavně pro modrý a zelený kanál. Zároveň podotýkám, že bylo foceno okolo meridiánu, takže ovlivnění extinkcí nebylo významné. Takže pozor na teorii  ;).

[honza.ho]

Pokud ti to nejde lépe doostřit, zkus prostě zkrátit expozici pro daný kanál a sledovat jeho FWHM (třeba v DSS Live, Maximu ...). Jednou jsem to zkoušel a vyřešilo to problém taky - u mě ale pomohlo přeostření toho kritického kanálu (B).
U softw. zmenšování jsem měl zkušenost, že mi to většinou nějak rozhodilo barvy.

Ekalibrátor neznám, používám metodu od Sašy. Trvá mi to vždycky tak půl hoďky na objekt než se k těm koeficientům proklikám, ale zase tolik mi to nevadí, barvy jsou pak vždy v pohodě.

[Miloš Hroch]

No a to je právě problém, vzhledem k tomu, že převažující šum ve snímku mám fotonový, tak bych expozice potřeboval spíš prodlužovat, než je selektivně zkracovat pro vybraný kanál. Zkrácením expozice zase přijdu o světlo, kterého už tak moc nepoberu. Někde to vadit nemusí, ale spousta objektů přece svítí i v této oblasti a okrádám se tedy o signál z mlhovin.

Taky jde o to, že to není problém vybraného jednoho kanálu, někdy vyjde hůře B a někdy zase G, záleží na seeingu té noci, červený kanál je vzhledem ke své povaze seeingem poznamenán nejméně. nemyslím si, že by to byl primárně problém ostření, s tím si dám vždycky práci a průběžně kontroluju.


Vyvážení bílé ke kterému jsem začal používat eXcalibrátor je skvělá věc, pokud se použije s rozmyslem, počítá koeficienty RGB z G2V hvězd ve snímku, které mu dám jako datový soubor z katalogu. Chvilku trvá, než se tím člověk prokouše, ale pak už to jde samo.

[Sasa3]

Pokud mi vylozene ujede v zaostreni nejaky kanal, tak to resim tak, ze v PixInsight LE aplikuji redukci sumu pouze v kanalech ab. Redukce sumu znamena "rozmazani" objektu, v tomto pripade pouze barev. Tim se to trochu srovna. Zaroven ty barvy ale vyblednou a tak je potreba trochu pridat na saturaci.
Ted me napadla trochu prirozenejsi metoda, nez ta, kterou pouzivam (viz. nize). V RGB snimku staci rozmazat ty ostre kanaly (dejme tomu, kdyz bude mirne vetsir pouze kanal B, tak rozmazat gausovsky kanaly R a G tak, aby hvezdy mely v jednotlivych barvach stejnou velikost). Z takto zistaneho RGB snimku se pak vytahnou kanaly ab a ty se skombinuji s Lkem.

To co delam, je hodne podobne (taky rozmazavam ab kanaly, ale az ve slozenem LRGB snimku). Jenze prevod mezi ab a RGB neni trivialni funkce a trochu pak vyblednou barvy. To pak musim dohanet saturaci barev. To, co jsem ted navrhnul, by mohlo fungovat prirozeneji, intenzita barvy by se nemela menit.

[Sasa3]

No a to je právě problém, vzhledem k tomu, že převažující šum ve snímku mám fotonový, tak bych expozice potřeboval spíš prodlužovat, než je selektivně zkracovat pro vybraný kanál.
Je to presne naopak. Pokud ti na snimku prevazuje fotonovy sum, tak si muzes dovolit zkratit expozicni dobu jednotlivych snimku bez toho, ze by jsi nejak znatelne zhorsil SNR vysledneho snimku.

Naopak zbytecne protahovani expozic pro jednotlive barvy muze byt kontraproduktuvni. Snizujes si tim dynamicky rozsah. Budes tam tak mit vic preexponovanych hvezd, u kterych ztratis informaci o barve. Myslim si, ze to s tim ale nebude tak horke, protoze ta informace tam zustane v tom slabem halu okolo. Takze budou zabarvene aspon trochu.

V nejakem vlaknu jsem tady daval k dobry takovy jednoduchy vzorecek, ktery ti rekne, jaka je optimalni expozicni doba pro tvoji CCD kameru (pro Atik 314L je to takova expozice, pri ktere pozadi dosahne hodnot kolem 800ADU).