Diferenciální fotometrie pomocí DSLR

#151

No já nevím, měl jsem naposledy v ruce Nikon D50 a NEF raw tam má stejnou vlastnost, prostě určitě je nějak komprimovaný, ten "vzorek" tam je trochu vidět. Ve výsledných astro-snímcích se to viditelně neprojeví, ale co to udělá pro účely fotometrie, to nedokážu odhadnout. Můžu ještě nechat zkusit švagrův Nikon D200.

Jak jsou an tom poslední modely s CMOS senzory, netuším.

Vypínání Nikonu, aby uložil nezpracovaný raw, je z praktického hlediska nesmysl, to nejde nijak slušně automatizovat.

VK · #152

Tak jsem misto reci radeji vzal fotoaparat a sel to vyzkouset. Zatim jen par snimku hvezdneho pole a porovnaval jsem vzajemne jasnosti hvezd vuci sobe a tabulkovym hodnotam. Vse pomoci SW IRIS.
Muj odhad - presnost 0.05 je mozne dosahnout zcela bez problemu. V mem pripade byla necelych 0.02 a to jsem jeste mel "technologicke mezery". Pri peclive praci a dostatecnem poctu sniku dosahnout onech 0.005 vidim jako teoreticky realne, byt v praxi bude hodnota asi o neco horsi (+/- kolem 0.01?).
To by znamenalo, že DSLR by potom měly větší přesnost fotometrie, než astronomická CCD-kamera.

A tomu prostě nevěřím. Jednak je tady antiblooming u senzorů DSLR, jednak tady není žádná teplotní stabilisace senzoru ani kontrola.

Také pokud se omezíme "jen na diferenciální fotometrii", bude se negativně projevovat i nepoužívání fotometrických filtrů v případě, že srovnávací hvězdy budou jiného spektrálního typu, než proměřovaná proměnná hvězda. To se sice zpravidla nestáává, když pozorovatel dostane vyhledávací mapku už s vyznačenými srovnávacími hvězdami (protože výrobce mapky si zpravidla dá tu práci, aby zvolil srovnávací hvězdy "správného" spektrálního typu). Pokud bychom ale byli nuceni sami volit srovnávací hvězdy, mohli bychom s tím mít problém. Ale dejme tomu, že tento odstavec není tolik důležitý.

V. K.

KDan · #153

To by znamenalo, že DSLR by potom měly větší přesnost fotometrie, než astronomická CCD-kamera.

A tomu prostě nevěřím. Jednak je tady antiblooming u senzorů DSLR, jednak tady není žádná teplotní stabilisace senzoru ani kontrola.
To samozřejmě není pravda. Ona totiž byla podceněna i ta zde uváděná přesnost měření (0.01 mag) CCD kamerou.

Pokud ale té maximální dosažitelné přesnosti DSLR Canon nevěříš, tak si ji sám změř, měření je jednoduché - a budeš překvapený; jinak ale i samotný selský rozum stejně jako pár technicky hlubších úvah a výpočtů by mělo samo o sobě stačit k uvěření. Dovedu si ale představit, že ne každý rád přistupuje k věcem tímto způsobem a uznávám, že pro člověka, který o astrofotometrii něco klasického přečetl, přičemž ale sám příliš moderní fotonice, fotoelektronice a teorii měření nerozumí (nebo se těmito obory hlouběji nezabývá), může být těžké tomu uvěřit.

Stejně je to zajímavé. Co by vlastně bylo potřeba k tomu, abys uvěřil? Třeba z těch podmínek něco splňuji. ;)

Pokud jsi ale zavilý nevěřící Tomáš, předem to vzdávám.

brat · #154

Ahoj, výsledky publikované Zdeňkem jsou velmi velmi zajímavé a o Zdeňkově odbornosti nepochybuji.

Už se nemohu dočkat až uděláme kompletní srovnávací pozorování - simultálně s CCD a DSLR nějaké zákrytovky nebo tranzitu exoplanety.
Zdá se, že minimálně pro ty zákrytové dvojhvězdy to bude velký přínos.

Co se týče počtu potenciálních pozorovatelů s objektivní fotometrickou technikou, lze v případě pozitivních výsledků hovořit o skutečné revoluci nebo snad i otevření nového pozorovacího okna!

Kompletní porovnání práce s CCD a DSLR provedeme ne srpnovém praktiku v Peci pod Sněžkou. Zde bude velké množství CCD techniky a snad i DSLR fotoaparátů a všichni si zde "osaháme" celou problematiku v praxi.
Pro zájemce o účast na tomto experimentu - zde je více informací o praktiku, pozvánka a přihláška:
http://var2.astro.cz/akce-detail.php?id=1238618993

KDan · #155

Protože noční obloha byla dlouho zatažená, trochu jsem si hrál a vzal jsem některé svoje staré snímky (konkrétně M27). které jsem měl pořízené ve velkých sadách Newtonerm 200/1000. Tím pádem jsem měl k dispozici velké množství minimálně seeingem patřičně rozplizlých obrazů hvězd. Všechny snímky jsem zkalibroval, nastavil rozsah úrovní a pak jsem na nich proměřil co se dalo. Protože jsem líný, udělal jsem si na to procedurku v Matlabu, tudíž jsem jenom koukal na výsledky. "Změřil" jsem tak pomocí primitivní fotometrie v jednotlivých kanálech Bayerovy masky asi 50 hvězd. Zajímal mě hlavně rozptyl výsledků. No a pokud jsem si vybral hvězdy vhodně exponované, hjodnoty rozptylu napovídaly, že výsledky používání DSLR pro diferenciální fotometrii by mohly být docela přesné.
Já jen skromně dodám, že k principiálně podobným výsledkům jako Zdeněk jsem dospěl nejen úvahou už tehdy docela snadno a rychle taky a jsem rád, že se obě měření ve svých závěrech v podstatě shodují.

A nikomu nijak nezazlívám, že mé odbornosti v tomhle ohledu nijak věřeno nebylo a není. ;)

grajda · #156

Takže, první zajímavost. Filtr G u canonu EOS 300D/10D má rozhodně dost daleko od standardního filtru V, hlavně směrem ke kratším vlnovým délkám. Vzal jsem pomyslně filtr V a předřadil ho před CCD KAF1603, vznikla tak červená křivka QE kamery s tímto čipem a filtrem V (vynásobená nějakou konstantou). Pro porovnání, černá křivka je původní propustnost filtru V- závislost QE na vln. délce u KAF1603 posouvá maximum trochu do "červenější" oblasti, což bude každý čip dělat malinko jinak... Protože je filtr G u 300D jako záměna za V+ typický CCD nepoužitelný, zkusil jsem mu pomyslně předřadit filtr ATC Y (žlutý) a protože se mě výsledná zelená křivka zdála být docela slušně použitelná, tak jsem ji sem předhodil:

Kdyby byly pro každý neexotický spektrální typ proměnky známé nevelké korekce (tím pádem klidně známé s relativní chybou např. 10%), dovolím si tvrdit, že by mohlo jít s 300D a podobnými dělat i pořádnou fotometrii. Trochu tam zavazí jen malinko doleva posunutý bok pravé části zelené křivky, ale to by bylo otázkou těch korekcí, případně dalšího experimentování s přidáním kanálu R...

grajda · #157

Ještě poznámka: Když mě někdo dá typ na lepčí softwérstvo na fitování křivek, co by si aspoň trochu rozumělo s formátem xls, můžu dál, za předpokladu omezení časových možností, podobně experimentovat (třeba i s (R+CCD)/(R+filtr) a (B+CCD)/(B+filtr), nebo (B, V, R+ filtr)/("celý"+filtr) nejen V/G)... Teda, pokud je zájem, nikomu nic nevnucuju

KDan · #158

Koneckonců, spoustu si toho můžeme změřit sami, takže absence podobných technických papírových informací mně zase tak moc nevadí, i když je to škoda - podle mě by se Canon tím CMOS senzorem klidně chlubit mohl, jenže jeho firemní politika může být úplně jiná.
Se svou snahou získat datasheet od CMOS Canon jsem dopadl jako sedlák u Chlumce; přesně, jak někteří prorokovali. Možná dokonce hůř, pokud bychom to srovnávali v historické rovině. Narazil jsem na hradbu, přes níž žádné nové informace, které by k něčemu byly, vůbec nepřelezly. :-/

grajda · #159

Hmm... To je radosti na starým bělidle. Díky za ten pokus...

VK · #160

Četl jsem Návod k proměření linearity od Z. Řehoře a L. Bráta na str. var.astro.cz. Obsahuje přesně to, co jsem očekával. Principiální problém je u čipů bez regulace teploty.

V. K.

P. S.: To KDan: jaká je podle Tebe přesnost astronomických CCD-kamer, když není 0,01 mag, ale lepší?

brat · #161

Ahoj, Robert udělal pokusné pozorování V2388 Oph (zákrytová dvojhvězd s amplitudou 0,27 mag) pomocí DSLR Canon 350D.

Zpracované pozorování - světelnou křivku si můžete prohlédnout zde:
http://nyx.asu.cas.cz/~lenka/dbvar/obs. ... &constel=x

Rozptyl dat je 0,02 mag, což je výborné. Pozorováno pomocí teleobjektivu Sonar 135. ISO bylo nastaveno na 400.

Robert zpracovával všechny barvy bayerovy masky dohromady (převedl .CR2 soubory do ČB Fits snímků).

Já jsem zkoušel pozorování (s menším vzorkem dat) zpracovat vyseparováním jednoho barevného kanálu a křivka je obdobná.

Tolik první krůčky, které jsou ovšem velmi nadějné a ukazují přesnost, které lze dosáhnout pomocí DSLR.

Čau Luboš

grajda · #162

P. S.: To KDan: jaká je podle Tebe přesnost astronomických CCD-kamer, když není 0,01 mag, ale lepší?Možná totiž nepůjde ani tak o přesnost použité techniky- ta je přímo excelentní a za hranicí reálné přesnosti měření jak u CCD, tak i u perfektně zvládnuté zrcadlovky (teda, pokud se nepohybujeme např. v první desetině rozsahu... ...to by vítězila na celé čáře CCD...), jako spíš o jiné, těžko popsatelné vlivy, co té přesnosti nesvědčí... Např. převodník zrcadlovky má sice např. o skoro dva řády horší přesnost, než u CCD kamery, ale na přesnost měření působí tolik reálných vlivů, že si myslím, že praktická přesnost bude téměř stejná u zrcadlovky i u profesionální kamery, bude- li precizně popsáno chování zrcadlovky v závislosti na podmínkách měření. Což u kamery prakticky není potřeba, protože se hodně podmínek udržuje na konstantní úrovni.

Neboli, měříme- li malý signál a chceme- li měřit přesně, tak i když použijeme velmi přesná měřidla, budeme se potýkat s úplně jinými problémy, než je jejich přesnost, ale spíš s mnoha rušivými vlivy. Přesnost měření zrcadlovky a CCD proto vidím jako srovnatelnou (skoro sžtejnou).

Příklad z jinýho soudku- AFM (atomic force microscope) je úžasně přesná a citlivá věc. No jo, ale jakmile skenuje vzorek a někdo v blízkosti přístroje hlasitěji promluví, můžeme naměřený reliéf vzorku vyhodit a začít znovu... A to bez ohledu na přesnost zařízení...

grajda · #163

Ahoj, Robert udělal pokusné pozorování V2388 Oph (zákrytová dvojhvězd s amplitudou 0,27 mag) pomocí DSLR Canon 350D.

Zpracované pozorování - světelnou křivku si můžete prohlédnout zde:
http://nyx.asu.cas.cz/~lenka/dbvar/obs. ... &constel=x

Rozptyl dat je 0,02 mag, což je výborné. Pozorováno pomocí teleobjektivu Sonar 135. ISO bylo nastaveno na 400.

Robert zpracovával všechny barvy bayerovy masky dohromady (převedl .CR2 soubory do ČB Fits snímků).

Já jsem zkoušel pozorování (s menším vzorkem dat) zpracovat vyseparováním jednoho barevného kanálu a křivka je obdobná.

Tolik první krůčky, které jsou ovšem velmi nadějné a ukazují přesnost, které lze dosáhnout pomocí DSLR.

Čau Luboš
Mohl by ses, prosím, trochu rozepsat o podmínkách měření? Hlavně by mě zajímala teplota a napájení foťáku (klesá- li napájecí napětí např. akumulátorků, klesá i teplota přístroje). Předpokládám, že před měřením byl foťák chvilku zapnutý pro stabilizaci teploty. V jakých ADU jste se pohybovali u proměnky i porovnávačky? A zesílení e-/ADU, to bylo tak 3e-/ADU, či co?

Dík.

Alien_MasterMynd · #164

(klesá- li napájecí napětí např. akumulátorků, klesá i teplota přístroje)Teplota spis poroste, fotaky pouzivaji spinane zdroje a kdyz klesa napeti, musi se pro prenos stejneho vykonu odebirat vetsi proud Fotak neni baterkou napajen primo, ale pres ty menice.

grajda · #165

Teplota spis poroste, fotaky pouzivaji spinane zdroje a kdyz klesa napeti, musi se pro prenos stejneho vykonu odebirat vetsi proud Fotak neni baterkou napajen primo, ale pres ty menice.
Hehe, no vidiš, to o těch spínaných zdrojích jsem nevěděl... No, ale stejně, pokud markantně neklesne účinnost těch zdrojů (právě kvůli zvýšení proudu a různým parazitním odporům)... A teď by jsme (bychom) mohli špekulovat... A ve skutečnosti to bude mnohem složitější. Takže si budu drze stát za svým, s tou teplotou, ale možná se tím pádem nepřestávám mýlit.