Jak udělat kvalitní FLAT snímek?

Pozorovací kampaně, návody, výsledky, zajímavosti,...
Odpovědět
Uživatelský avatar
brat
Příspěvky: 518
Registrován: 03. 12. 2004, 03:29

Jak udělat kvalitní FLAT snímek?

#1

Příspěvek od brat »

Nemáte někdo zkušenosti s pořízením kvalitního FLAT snímku, který by plně kompenzoval nehomogenitu CCD snimku? Ať dělám co dělám, pořád mi po vyflatovani zustava snimek nehomogenni a z toho plyne i zhoršená kvalita fotometrie. Chyby způsobené špatnou FLAT korekcí při zpracování u mně přesahují 0,1 mag.

Pokud mi pak vlivem nerovnoměrnosti pohonu hvězda "cestuje" po snímku, vznikají falešné "vlny" a "skoky" na světelné křivce, což je dost nepříjemné.

Flat pořizuji na světlající obloze - cca 15s expozice, kdy dalekohledem mířím na opačnou stranu než vychází (nebo zapadá) slunce, do výšky 70° nad obzor. Tam by měl být gradient osvětlení nejmenší. Pořídím tak 5 snímků a pak je zprůměruji... Ale stejně to není ono...

Předem díky za radu
Čau Luboš
Bc. Luboš Brát
Uživatelský avatar
MMys
Příspěvky: 17620
Registrován: 02. 01. 2001, 05:03
Bydliště: Běleč nad Orlicí
Věk: 50
Kontaktovat uživatele:

Jak udělat kvalitní FLAT snímek?

#2

Příspěvek od MMys »

Pokud Ti v soustavě nestíní nic nesymetrického a máš zkolimováno, tak se tan gradient dá zlikvidovat tak, že po každém snímku pootočíš kameru ve výtahu, aby to na všech snímcích dalo dohromady úhle 360 stupňů. Tohle spolehlivě zlikviduje gradient od oblohy a zbude jen gradient od okrajového clonění soustavy (je-li tam), který by měl být symetrický kolem optické osy, a gradient od výrobní nedokonalosti senzoru.

Druhá možnost je udělat to za trochu většího světla a na vstup tubusu dát bílý kancelářský papír. To spolehlivě zlikviduje gradient, a s případným pootáčením je to už stoprocentní jistota.

Pokud nepomůže ani tohle, máš chybu jinde...

Pokud by se to z nějakého důvodu stále nedařilo, tak by pomohla pointace, která by udržela hvězdu na stejném místě. Nemuselo by to být zdaleka tak přesné jako pro fotografování, pár pixelů sem tam by nevadilo. Takže by šlo pointovat třeba nějakým fotografickým teleobjektivem nebo malinkým lehkým dalekohledem na kloubové fotografické hlavě, aby se dobře hledala pointační hvězda.
http://hvbo.cz/foto_astronomy_cz, http://hvbo.cz, e-mail: martin(*)myslivec(a)volny(*)cz, Dobson 400mm, N400/1600, Refraktor Borg 77ED, Montáž EQ6, Hvězdárna s montáží vlastní výroby, kamery MII C3-61000, ZWO ASI 1600MM
Uživatelský avatar
brat
Příspěvky: 518
Registrován: 03. 12. 2004, 03:29

Jak udělat kvalitní FLAT snímek?

#3

Příspěvek od brat »

Ještě mě napadlo, jestli je při snímání FLATu třeba odečítat DARK snimek. Ja to teda nedělam - ale možná je to chyba. Gradienty pozadi křížem krážem přes CCD snímek to ale asi nevyřeší... každopádně to zkusím.

Autopointace je dobrá věc, ale neřeší ten problém systémově. Pokud bych dělal fotometrii z více nocí, když pokaždé trochu jinak nastavím proměnnou na snímku (nebo je po otočení dalekohledu celé pole obráceně), opět se chyba projeví.

To s tím papírem jsem také zkoušel, ale výsledek za moc nestál - možná kvůli ostření na nekonečno, kdežto papír je blízko. Vignetace se pak asi jeví jinak, když není při pořizování FLAT snímku zaostřeno - ne?
Bc. Luboš Brát
Uživatelský avatar
Psion
Příspěvky: 11493
Registrován: 02. 01. 2001, 05:03
Bydliště: Praha
Věk: 61
Kontaktovat uživatele:

Jak udělat kvalitní FLAT snímek?

#4

Příspěvek od Psion »

brat napsal: Ještě mě napadlo, jestli je při snímání FLATu třeba odečítat DARK snimek. Ja to teda nedělam - ale možná je to chyba. Gradienty pozadi křížem krážem přes CCD snímek to ale asi nevyřeší... každopádně to zkusím.
Od flat fieldu se neodečítá temný snímek, ale pouze ofsetový snímek (něco jako dark frame s krátkou expozicí)
Uživatelský avatar
Psion
Příspěvky: 11493
Registrován: 02. 01. 2001, 05:03
Bydliště: Praha
Věk: 61
Kontaktovat uživatele:

Jak udělat kvalitní FLAT snímek?

#5

Příspěvek od Psion »

brat napsal: Nemáte někdo zkušenosti s pořízením kvalitního FLAT snímku, který by plně kompenzoval nehomogenitu CCD snimku? Ať dělám co dělám, pořád mi po vyflatovani zustava snimek nehomogenni a z toho plyne i zhoršená kvalita fotometrie. Chyby způsobené špatnou FLAT korekcí při zpracování u mně přesahují 0,1 mag.

Flat field lze pořídit nejrůznějšími metodami. Jednou z nich je přes tzv. Flat field box (http://www.ghg.net/cshaw/flat.htm) nebo metodou T-shirt - bílé tričko přetažené přes objektiv a nasvícený rovnoměrným světlem, popř denním světlem.
Uživatelský avatar
MMys
Příspěvky: 17620
Registrován: 02. 01. 2001, 05:03
Bydliště: Běleč nad Orlicí
Věk: 50
Kontaktovat uživatele:

Jak udělat kvalitní FLAT snímek?

#6

Příspěvek od MMys »

brat napsal: Ještě mě napadlo, jestli je při snímání FLATu třeba odečítat DARK snimek. Ja to teda nedělam - ale možná je to chyba. Gradienty pozadi křížem krážem přes CCD snímek to ale asi nevyřeší... každopádně to zkusím.

Autopointace je dobrá věc, ale neřeší ten problém systémově. Pokud bych dělal fotometrii z více nocí, když pokaždé trochu jinak nastavím proměnnou na snímku (nebo je po otočení dalekohledu celé pole obráceně), opět se chyba projeví.

To s tím papírem jsem také zkoušel, ale výsledek za moc nestál - možná kvůli ostření na nekonečno, kdežto papír je blízko. Vignetace se pak asi jeví jinak, když není při pořizování FLAT snímku zaostřeno - ne?
Nejdříve musíš zjistit, co tu nerovnoměrnost FLATu způsobuje. Pokud je to nerovnoměrnost snímaného úseku čehokoli, rotace kamery pomůže. Po orotování po malých kouscích (řekněme minimálně na 10x) se všechny gradienty té plochy vyprůměrují a zbyde jen to, co vzniká v optice a na senzoru. Tohle mám osobně vyzkoušené. Pak můžu u snímku velmi výrazně "stretchnout" úrovně, a pozadí pořád zůstane rovnoměrné.

S tím papírem by to fungovat prostě mělo a běžně se to používá, s osvětlením denním světlem by to mělo být ještě více rovnoměrné než se žárovkou. Geometricky na tom není nic špatně, právě pokud pokud kameru necháš v poloze, jak je zaostřeno na nekonečno. Jakmile ji zaostříš jinak, je zaděláno na problém.

Pozor při použití toho papíru na nějaké štěrbiny a parazitní paprsky prošlé jimi přímo, ne rozptýlené. Ty tomu dokážou dát pěkně nafrak. Otáčení kamery opět vyeliminuje případné nehomogenity papíru. Ty se navíc nemohou projevit, protože papír na vstupu tubusu není zaostřený, naopak, je velmi výrazně mimo hloubku ostrosti.

Autopointace to systémově neřeší, to máš naprostou pravdu.

Zkus udělat FLAT na té obloze, když začíná světlat, a pak udělat na té samé světlé obloze snímky stejnou dobou expozice, a znormovat je tím FLATem, prostě pokusit se odstarnit nerovnoměrnost jednotlivých FlatField snímků pomocí průměrného FF snímku z nich vyprodukovaného, pokud mi rozumíš. Gradient by měl zmizet. Pokud nezmizí, je určitě chyba ve zpracování.

Jak velký rozdíl úrovně pozadí (v ADU) z jakého celkového rozsahu (asi 16bitů, že ?) je mezi nejsvětlejší a nejtmavší částí pozadí snímku ?
http://hvbo.cz/foto_astronomy_cz, http://hvbo.cz, e-mail: martin(*)myslivec(a)volny(*)cz, Dobson 400mm, N400/1600, Refraktor Borg 77ED, Montáž EQ6, Hvězdárna s montáží vlastní výroby, kamery MII C3-61000, ZWO ASI 1600MM
Uživatelský avatar
pesvo
Příspěvky: 383
Registrován: 08. 03. 2004, 17:19
Věk: 57

Jak udělat kvalitní FLAT snímek?

#7

Příspěvek od pesvo »

Ahoj Luboši,

s těmi Flaty jsem také bojoval (hlavně při zpracování Muniwinem od Davida Motla). Dovolím si zde uvést pár poznámek, na které jsme přišli a které se mi osvědčili:

1. Předně nevím, jestli jsem správně pochopil PSIONa, ale dle mě a rozborů s Davidem a Milošem Zejdou se od surových Flatů (tedy snímků pořízených s co největší rovnoměrností snímané oblasti) z principu MUSÍ vždy odečíst DARK, který je pochopitelně (tak jako u standardních fotometrických snímků) pořízen za stejných podmínek jako Flat (předně stejná teplota čipu a stejná expoziční doba). K tomu ještě David říkal (já jsem ale nebyl schopen to potvrdit nebo vyvrátit neb jsem rozdíl nenašel), že ty Flaty by se měly dělat pokud možno za stejných podmínek jako vlastní snímky (hlavně, co se týká exp. času) - ale to je problém, protože když budeš dělat Flat na obloze, kde by už neměly být hvězdy, tak těžko budeš moct exponovat desítky sekund, že ?

2. Metoda zpracování: David po konzultaci se Zdeňkem Milkuláškem udělal do posledních verzí Muniwinu Masterflat jako tzv. robustní medián z jednotlivých Flatů (co to přesně obnáší Ti asi řekne nejlépe on sám), ale v podstatě jde o to, abys měl těch Flatů dostatečně velký soubor (myslím, že minimálně 10 ks) a on si pak u každého pixlu odřízne minimální a max. hodnoty. Zkoušeli jsem např. dělat takovýhle MasterFlat z běžných snímků pole při měření proměnné na nepointované EQ-6 a díky jejímu nerovnoměrnému chodu a ne zcela přesnému ustavení + ručnímu udržování uprostřed čipu nám hvězdy po CCD prostě v průběhu noci cestovali. A když jsem na tyhle naprosto běžné fotometrické snímky pustili ten Masterflat, tak on ty hvězdy prostě vymazal a zůstal jen docela použitelný Flat (nedá se to ale absolutizovat, budeš-li mít v poli nějakou příliš jasnou hvězdu/-y, pak se Ti bude nacházet přibližně ve stejném místě a tady si s tím už ani ten robustní medián neporadí).

3. Nemohu moc ale souhlasit s MMYSem s tím otáčením. Možná jsem to špatně pochopil, ale vždy jsem četl, že když měříš proměnnou v nějaké konfiguraci dalekohledu, kamery, filtrů apod., tak Flaty MUSÍŠ dělat za naprosto stejných podmínek - předně s ničím mechanicky nehýbat, neměnit rosnici, nezaostřovat atd. no a představa, že budu povolovat nějaké šroubky a kamerou budu otáčet, i kdybych měl kolimaci sebelepší, tak si nedovedu představit, jak se doberu k nějakým rozumným výsledkům. Vždyť třeba taková drobnost jako je prach na čipu nebo šmouha na filtru (což ani jedno není vidět okem, ale při měření to vyleze), tak to přesně určuje nějakou oblast na čipu, kde bude mít CCD jinou citlivost než jinde. A uvědom si, že se pohybujeme v desítkách mikrometrů - tam už pomalu hraje roli i průhyb tubusu...

4. Naopak zcela souhlasím s MMYSem ohledně té pointace. Pokud jsem fotometřil na nepointované EQ-6, tak mi hvězda lítala po čipu jak splašená a na křivce se objevovali různé artefakty, které tam být neměly. Od té doby, co používám Martinův TVGuider mi hvězdy sedí na pozici jak vyšité a přesnost (nebo spíš hladkost) křivek výrazně stoupla. Takže to bych vřele doporučoval.

V tuhle chvíli by to chtělo nějaké konkrétní hodnoty, ale já jsem skoro měsíc testoval tu novou kompaktní kameru od SBIGu ST-402ME a na vlastní měření jsem neměl vůbec čas, takže víc konkrétního napsat nemůžu. Navrhuju ale, že bychom to mohli pečlivě probrat na konferenci včetně ukázek snímků apod., protože udělat dobrý Flat je jedna z nejobtížnější věcí ve fotometrii.

Zdraví Petr
Petr Svoboda (tribase.net@volny.cz)
Uživatelský avatar
Psion
Příspěvky: 11493
Registrován: 02. 01. 2001, 05:03
Bydliště: Praha
Věk: 61
Kontaktovat uživatele:

Jak udělat kvalitní FLAT snímek?

#8

Příspěvek od Psion »

pesvo napsal:
1. Předně nevím, jestli jsem správně pochopil PSIONa, ale dle mě a rozborů s Davidem a Milošem Zejdou se od surových Flatů (tedy snímků pořízených s co největší rovnoměrností snímané oblasti) z principu MUSÍ vždy odečíst DARK, který je pochopitelně (tak jako u standardních fotometrických snímků) pořízen za stejných podmínek jako Flat (předně stejná teplota čipu a stejná expoziční doba).
Možná myslíme stejnou věc. V IRISu (který dělá i fotometrii) se nejprve vyrobí Master darkframe, Master flatfield a Master offsetframe. Master darkframe a Master flatfield se vytvoří složením více obrázků a od nich se odečtě Master offset. Nakonec se od vlastního obrázku odečte Master darkframe a Master flatfield, tzn. že rozdíl oproti Tvé metodě je pouze v tom, že se odečítá navíc offsetframe.
Uživatelský avatar
pesvo
Příspěvky: 383
Registrován: 08. 03. 2004, 17:19
Věk: 57

Jak udělat kvalitní FLAT snímek?

#9

Příspěvek od pesvo »

To MMYS:

Martine, dle mých zkušeností není hlavní problém v tom, že na té obloze je nějaký gradinet, ale hlavní nepříjemnost je v optické soustavě, bordelu na čipu, poškrabaných filtrech apod. Jo, jestli někdo dělá Flaty tak, že zakryje tubus hadrou a pak na tu hadru svítí baterkou, tak to je jiná věc, tam to musí hrát hlavní roli (ta nerovnoměrnost osvětlení), ale nikdy jsem se nesetkal při pořizování flatů na obloze, že bych tam měl nějaký gradient. Nebo jinak řečeno, gradient tam byl vždy, ale byl nezávislý na poloze dalekohledu vůči obloze - prostě vznikal přímo na čipu (!). Něco takového, jako jste probírali tu fotoluminiscenci (nebo co to bylo) u těch vašich Canonů. Tuhle vlastnost mají ale jak staré ST-7, tak i nové ST-7XMEI ne 8XMEI. Tipl bych, že to nějak souvisí s technologickými vlastnostmi toho CCD čipu...

A pozor, ještě jedna věc - ty CCD kamery na rozdíl od běžných foťáků jsou velice ciltivé i na nepatrný rozdíl jasu (však taky proto se používají na fotometrii, že), ale když máš na obloze třeba okem vůbec nepostřehnutelné cirry, tak ta kamera Ti tam ukáže dovolím si říct přímo bouřkové mraky. Pak samozřejmě takový Flat bude k ničemu.
Petr Svoboda (tribase.net@volny.cz)
Uživatelský avatar
MMys
Příspěvky: 17620
Registrován: 02. 01. 2001, 05:03
Bydliště: Běleč nad Orlicí
Věk: 50
Kontaktovat uživatele:

Jak udělat kvalitní FLAT snímek?

#10

Příspěvek od MMys »

Nemohu moc ale souhlasit s MMYSem s tím otáčením. Možná jsem to špatně pochopil, ale vždy jsem četl, že když měříš proměnnou v nějaké konfiguraci dalekohledu, kamery, filtrů apod., tak Flaty MUSÍŠ dělat za naprosto stejných podmínek - předně s ničím mechanicky nehýbat, neměnit rosnici, nezaostřovat atd. no a představa, že budu povolovat nějaké šroubky a kamerou budu otáčet, i kdybych měl kolimaci sebelepší, tak si nedovedu představit, jak se doberu k nějakým rozumným výsledkům. Vždyť třeba taková drobnost jako je prach na čipu nebo šmouha na filtru (což ani jedno není vidět okem, ale při měření to vyleze), tak to přesně určuje nějakou oblast na čipu, kde bude mít CCD jinou citlivost než jinde. A uvědom si, že se pohybujeme v desítkách mikrometrů - tam už pomalu hraje roli i průhyb tubusu...
Petře, tak dramaticky bych to tady neviděl. Prach je na filtru a na senzoru, ten se hýbe s otáčením kamery a na Flat snímku bude tedy na stále stejném místě, bez ohledu na natočení kamery.

Vinětace rozhodně nepodlehne změně, pokud pohneš kamerou v ohnisku třeb ai o milimetr. O větším přeostření jsem mluvil, že se nesmí provést, no, a rosnice je jasná, to je velký zásah.

Jediný problém při tom pootáčení může být nezkolimovanost, a to jen v případě, že soustava na ploše senzoru už vinětuje. Ale tady se mi to nezdá. Myslím, že máte poměrně malé senzory a ty by měly ležet v části zorného pole se 100%-ním osvětlením, ne ?

Jasně, pokud dokážeš udělat naprosto rovnoměrnou plochu, tak to není potřeba. Byl to jen námět, který u mě funguje.

Pokud se dělá flat expozicí 15 sec, tak i dark musí mít 15sec. To je jisté. Jinak tam zbyde kromě nerovoměrnosti flatu i nějaký offset, který závisí na temném proudu a expoziční době, a ten offset tam bude při dělení flatem zanášet chybu.

A darků i flatů musí být dost. Já jich dělal při výrobě 10-15.
http://hvbo.cz/foto_astronomy_cz, http://hvbo.cz, e-mail: martin(*)myslivec(a)volny(*)cz, Dobson 400mm, N400/1600, Refraktor Borg 77ED, Montáž EQ6, Hvězdárna s montáží vlastní výroby, kamery MII C3-61000, ZWO ASI 1600MM
Uživatelský avatar
pesvo
Příspěvky: 383
Registrován: 08. 03. 2004, 17:19
Věk: 57

Jak udělat kvalitní FLAT snímek?

#11

Příspěvek od pesvo »

Psion napsal:

Možná myslíme stejnou věc. V IRISu (který dělá i fotometrii) se nejprve vyrobí Master darkframe, Master flatfield a Master offsetframe. Master darkframe a Master flatfield se vytvoří složením více obrázků a od nich se odečtě Master offset. Nakonec se od vlastního obrázku odečte Master darkframe a Master flatfield, tzn. že rozdíl oproti Tvé metodě je pouze v tom, že se odečítá navíc offsetframe.
Tak to pak jo. SBIG nebo Bisque (CCDSoftV5) tomu zase říká Bias a v podstatě je to Dark snímek při minimální exp. době, kteou je kamera schopna udělat (něco jako takový ofset). Dle mě ale u fotomerie je zbytečné u tomto uvažovat, protože při měření se vždy dělá standardní snímek (obvykle označovaný za Light) a od něj se pak následně odečítá MasterDark (vytvořený také tím robustním mediánem) a na výsledek pustíš převrácenou hodnotu MasterFlatu (nebo to tím MasterFlatem vynásobíš - to záleží jak máš konstruovaný SW). Nopak při vytváření fotografií (předpokládám, ale nejsem fotograf, tak mě neberte za slovo) nebo absolutního zjišťování energie dopadající na čip je ten Bias nutný brát v úvahu, protože Ti posunuje úroveň nuly, což u proměnnářů nehrozí (díky tomu odečtení neb stejný Bias by měl být jak u Light, tak u Darku).
Petr Svoboda (tribase.net@volny.cz)
Uživatelský avatar
pesvo
Příspěvky: 383
Registrován: 08. 03. 2004, 17:19
Věk: 57

Jak udělat kvalitní FLAT snímek?

#12

Příspěvek od pesvo »

Martine,

možná máš s tím otáčením pravdu, ale v žádné knížce o fotometri jsem to fakt nečetl, vždy tam důrazně varovali s čímkoliv hýbat. Ale je dost možný, že jsem jich asi nepřečetl dost, takže budu-li mít trochu času, tak to prubnu. Jinak i když měřím teď se starou ST-7 přes LPT a asi před půl rokem jsem měl půjčenou ST-7XMEI (takže čipy o velikosti 4.6x6.9mm), tak na tom mým NWT 200/1000 je vidět vinětace jako hrom. Rád bych to vložil do příspěvku, ale nevím jak. Neměl jsem to sice nejlíp zkolimovaný na kameru (ona má ten čip trochu mimo osu, a já mám kolimaci na klasické vizuální pozorování), ale pro představu: při normování Flatu na 10.000 byly uprostřed hodnoty kolem 10.260 a na krajích 9.600 a to už musí hrát sakra roli při měření na setiny mag.

PS: Tvůj TVGuider je geniální: Momentálně testuju tu starou ST-7 LPT a měřím AE Cyg, občas mrknu přes z pecku u které kecám na fóru pomocí vzdáleného řízení (VNC) na ovládací PC u dalekohledu a jednou za čas si nechám vykreslit křivku, co proměnná dělá. TV Guider drží pole jak helvétská víra, tak tomu říkám pozorování !
Petr Svoboda (tribase.net@volny.cz)
Uživatelský avatar
brat
Příspěvky: 518
Registrován: 03. 12. 2004, 03:29

Jak udělat kvalitní FLAT snímek?

#13

Příspěvek od brat »

Panove dekuji vsem za uzitecne rady.

Zkusil jsem udelat ten master flat z normalniho nocniho mereni, ale nebylo to k nicemu - tady v Peci je asi moc tmava obloha a ten flat vypadal spis jako dark...

Projel jsem funkci Masterflat me surove flat snimky, ale porad se to nezlepsilo...

Zkusim tedy priste odecist od flatu ten offset (nebo darkframe) a uvidime...
Dost si slibuju i od toho nataceni kamery kvuli vyeliminovani gradientu oblohy. Jen to nebudu delat otacenim kamery v okularovem vytahu, ale abych nehybal optickou soustavou otocim cely dalekohled! Vyhoda trojnožky :-)

Jinak se Petre kazdopadne uvidime na Konferenci!

Čau Luboš
Bc. Luboš Brát
Uživatelský avatar
brat
Příspěvky: 518
Registrován: 03. 12. 2004, 03:29

Jak udělat kvalitní FLAT snímek?

#14

Příspěvek od brat »

Martine,

možná máš s tím otáčením pravdu, ale v žádné knížce o fotometri jsem to fakt nečetl, vždy tam důrazně varovali s čímkoliv hýbat. Ale je dost možný, že jsem jich asi nepřečetl dost, takže budu-li mít trochu času, tak to prubnu. Jinak i
Já si nemyslím, že je to dobře. Právě protože CCD kamery SBIG (tedy i ta má ST8) mají mírně vyosený čip z osy okulárového výtahu, bude hrát jakékoliv otočení kamery roli - vzhledem k vignetaci. Pokud se do toho přidá ještě nějaká nečistota na filtru nebo čipu, tak jsme v rejži, pánove! :-)

Bc. Luboš Brát
Uživatelský avatar
pesvo
Příspěvky: 383
Registrován: 08. 03. 2004, 17:19
Věk: 57

Jak udělat kvalitní FLAT snímek?

#15

Příspěvek od pesvo »

To máš vlastně pravdu. Protože SBIGy mají čip mimo optickou osu T-závitu, kterými jsou přichyceny na ok. výtah, tak sice můžu seštelovat naklonění zrcadla, abych měl optickou osu zrcadla na středu čipu, ale pak bude optická nebo spíš mechanická osa toho šroubení posunutá v milimetrech vůči optické ose zrcadla. A když s tím kolem té mechanické osy otočím, tak se dostanu někam úpně jinam...
Petr Svoboda (tribase.net@volny.cz)
Odpovědět