Průměr vs. světlenost v astrofotografii

MilAN · #16

Tak proč laborují fotografové s tak přesným měřením času na 1/4 EV, když by jim nevadil poměr 1:200 ?
Proč si komplikují ty fotoaparáty složitým měřením a nastavováním času a clony ?

Sasa3 · #17

Tak proč laborují fotografové s tak přesným měřením času na 1/4 EV, když by jim nevadil poměr 1:200 ?
Proč si komplikují ty fotoaparáty složitým měřením a nastavováním času a clony ?
Protože se chtějí vejít do dynamického rozsahu čipu. To u astrofota moc nehrozí, notabene pokud se bavíme o zachycení slabých detailů.

FunTomas · #18

Protože se chtějí vejít do dynamického rozsahu čipu. To u astrofota moc nehrozí, notabene pokud se bavíme o zachycení slabých detailů. Sasa3: od MilAna to bola básnická otázka...

Psion · #19

Saša: tak nějak bych to napsal i já. Od Milana mi to spíš přišlo jako provokativní, neboť moc dobře ví, že oko se chová v určitém aspektu jako CCD a tedy jde o to, dostat co nejvíce fotonů na plochu sítnice. Každý rozumný člověk si umí přece spočítat, že musí být rozdíl v 1000 fotonech a 100000 fotonech, jinak by nemohly platit fyzikální vlastnosti CCD.

-karneades- · #20

a pokud snímky zvětším na stejnou velikost, tak bude ten objekt prokreslený prakticky stejně. Zvýraznil jsem slovo stejnou, protože to je u astrofota důležité (snažíme-li se o detailní snímek). potom ano, o tom-to ale nepadlo ani slovo a nikdo to ani asi nepopírá, nejde o "prokreslení", jde o původní myšlenku, např. u průmyslové ccd kamery s malým 1/3" čipem a malým počtem pixelů (proto ten pidiobjektiv) se dostanu při "vizualizaci" výsledného snímku (plošného objektu, ne hvězd) při expoziční době dejme tomu 1/50s a s objektivem o průměru 30mm/f1 na stejnou hodnotu "dříve" (v kratším expozičním čase) než s objektivem 60mm/f2 a tak to prostě je a jestli tvrdíte opak, nebo shodu, tak se zřejmě hluboce pletete

Psion · #21

karneades: to "zřejmě" je opravdu na místě. Při výpočtu množství signálu od objektu potřebujeme znát mimo jiné průměr dalekohledu, nikoliv jeho ohnisko. Objekt v ohnisku objektivu 30/30mm bude 4x menší (rozměrově a tedy bude se jevit jasnější) než v objektivu 60/120mm, nicméně bude celkově obsahovat méně "signálu", než z objektivu 60mm. Máš ovšem pravdu v tom, že dělat bining 4x z průmyslové kamery je skoro nesmysl.

MilAN · #22

to: Sasa3 a Psion: pánové, pokud platí ve fotometrii reciproční zákon, což mi asi nepopřete , tak je situace asi itaková :
Z daního plošného objektu (definované úhlové velikosti ) dopadne všechno světlo, prošlé objektivem o průměru 10 mm při světelnosti 1:2 na plochu 10 x 10 pixelů. Při světelnosti 1:4 dopadne na plochu 20x 20 pixelů. Chcete stále tvrdit, že na každý z těchto pixelů dopadne stejně fotonů ?, a že tedy výsledek bude stejný ? Co s tím dále uděláte SW, jak to budete zvětšovat nebo zeslovat je vedlejší. V prvním případě bude prostě každý pixel vykazovat hodnotu dejme tomu 1000 ADU, v druhém případě 250 ADU. A to to od začátku jde. Nějak mě připadá, že jste si do původní tázky vložili další svoje podmínky. které tam nepatří. Pak si nemůžeme asi rozumět. Při stejném průměru je odezva závislá na světelnosti. ( U plošného objektu.) A přesně obráceně to přece funguje při biningu.
Je samozřejmě jasné, že z daného objektu počet fotonů závisí na průměru objektivu, ale o to přeci vůbec nejde Na jedné straně je objekt, na druhé jeho obraz. A jasnost obrazu závisí na světelnosti . Při stejné světelosti přeci můžete zvětšovat průměr, ale zrovna tak se změní ohnisko . Množství prošlých fotonů se zvětší v poměru kvadrátu průměrů, ve stejném poměru se zvětší plocha, na kterou ty fotony dopadnou.

Sasa3 · #23

potom ano, o tom-to ale nepadlo ani slovo a nikdo to ani asi nepopírá, nejde o "prokreslení", jde o původní myšlenku, např. u průmyslové ccd kamery s malým 1/3" čipem a malým počtem pixelů (proto ten pidiobjektiv) se dostanu při "vizualizaci" výsledného snímku (plošného objektu, ne hvězd) při expoziční době dejme tomu 1/50s a s objektivem o průměru 30mm/f1 na stejnou hodnotu "dříve" (v kratším expozičním čase) než s objektivem 60mm/f2 a tak to prostě je a jestli tvrdíte opak, nebo shodu, tak se zřejmě hluboce pletete
Dá se to definovat i bez toho zvětšení na stejnou velikost, viz. moje pozdější příspěvky. Já tvrdím, že na snímku pořízeném 1/50s objektivem f=30mm/f1 nenajdeš detail, který by jste nezachytil na stejný čip časem 1/50s objektivem f=60mm/f2. Tohle je, pro mne jako astrofotografa rozhodující kritérium "proexponovanosti", "prokreslenosti", prostě čehokoliv. Bacha, netvrdím, že nemá smysl pořizovat si světelnou techniku. Tvrdím jenom, že o tom jak "hluboko" se na snímku člověk dostane, záleží pouze na průměru, a to i pro plošné objekty. Není to jen z mé hlavy, viz. ta zmiňovaná diskuse v tématu o reduktorech, aby jsme to tady zbytečně nezaplevili.

Psion · #24

Milane, Ty jsi přece velký propagátor průměru dalekohledu, tak přece víš, že je průměr rozhodující. Jestliže budu pouze ohniskem zvětšovat či zmenšovat obraz na čipu je jenom matematická záležitost a součet všech registrovaných fotonů z objektu na čipu bude vždy stejný (tedy pokud rozměr objektu nepřesáhne rozměr čipu).

Vabra · #25

Asi by bylo dobre pozadat admina, aby vzniklo nove tema: Prumer vs svetlenost v astrofotografii a presunout do nej poslednich n prispevku, ktere nemaji nic spiolecneho s tepelnym sumem Nikonu...

Jinak nektera zdejsi tvrzeni se zdaji opravdu jiz za hranici prirodnich zakonu :o

Sasa3 · #26

to: sasa3 a Psion: pánové, pokud platí ve fotometrii reciproční zákon, což mi asi nepopřete , tak je situace asi itaková :
Z daního plošného objektu (definované úhlové velikosti ) dopadne všechno světlo, prošlé objektivem o průměru 10 mm při světelnosti 1:2 na plochu 10 x 10 pixelů. Při světelnosti 1:4 dopadne na plochu 20x 20 pixelů. Chcete stále tvrdit, že na každý z těchto pixelů dopadne stejně fotonů ?, a že tedy výsledek bude stejný ? Co s tím dále uděláte SW, jak to budete zvětšovat nebo zeslovat je vedlejší. V prvním případě bude prostě každý pixel vykazovat hodnotu dejme tomu 1000 ADU, v druhém případě 250 ADU. A to to od začátku jde. Při stejném průměru je odezva závislá na světelnosti. ( U plošného objektu.) A přesně obráceně to přece funguje při biningu.

Jak jsem psal, to, že na světelnosti prakticky nezáleží platí díky linearitě odezvy dnešních čipů a relativně malému šumu kamer, kdy je za běžných podmínek dominantní příspěvěk šumu fotonový šum pozadí oblohy. Např. pro moji CCD kameru můžu na tmavé obloze fotit při f/14 přes L filtr a pořád bude šum oblohy na 15ti minutovém snímku dominantní. Proto není vedlejší, co s tím softwarově nebo harwarově (binování) udělám. Na rozdíl od klasického filmu, kde není u slabých světelných toků lineární odezva, ta linearita a malý šum umožní sečíst biny a nezaplatit za to téměř žádnou penaltu. Dneska proto na světelnosti záleží stále míň a míň. Hezky to demonstruje ten obrázek od cerese, kde je vidět, že u dnešních CCD kamer není handikapem ani světelnost f/12. Mimochodem, proč by jinak snímky pořízené s 10-12" RC dalekohledy (se světelností kolem f/8) stačilo jen 30minut na slušnou fotku?

Znova opakuji, pro astrofotografii není určující, kolik ADU nasbírám na jedné expozici na jednom pixlu (pokud bude signál rozmně nad šumem kamery). Pro astrofotografii je rozhodující, jestli tam ten daný detail uvidím po nějaké celkové expoziční době.

MilAN · #27

Znova opakuji, pro astrofotografii není určující, kolik ADU nasbírám na jedné expozici na jednom pixlu (pokud bude signál rozmně nad šumem kamery). Pro astrofotografii je rozhodující, jestli tam ten daný detail uvidím po nějaké celkové expoziční době.
S tím samozřejmě souhlasím, karneadis ale psal o kameře, tam se jedná a jednotlivý snímek, o jednu , limitovanou expozici. Jakmile mohu sčítat/průměrovat a binovat, dostávám se samozřejmě úplně jinam,začíná se projevovat úroveň pozadí a ostatní vlivy .... ale stále platí reciproční zákon,, výsledek je dán součinem a v tom tu hodnotu expozice u více fotek mohu sčítat... Tohle ale u jednotlivé fotky neudělám a k tomu jsem se vyjadřoval.

Sasa3 · #28

Nebo ještě jinak, u astrofota na film je právě díky tzv. "reciprocity failure" důležitý světelný tok a ten kontroluje světelnost dalekohledu. Dnešní CCD a DSLR kamery ale registrují jednotlivé fotony a není pro ně důležité, jak daleko jsou od sebe v čase. O tom jestli daný detail uvídím, rozhoduje, kolik světla (fotonů) se mi z něj podaří nashromáždit a o tom rozhoduje průměr.

K efektu reciprocity failure dochází samozřejmě i u CCD a DSLR kamer, ale až pro mnohem menší světelné toky než u filmu. Takže od nějaké hodnoty začně světelenost zase hrát významnou roli jako u filmu, ale ty hodnoty jsou mnohem výš. Viz. ten příklad pro moji kameru Atik314L, kde pro LRGB fotografii můžu efektivně fotit až do světelnosti f/14 bez toho, že bych byl nějak významně zasažen reciprocity failure, u uzkopasmove to bude treba pro světelnosti kolem f/6. U DSLR se asi dostanem k f/5-f/6 pro širokopásmovou fotografii (tohle nevím přesně, je to jenom takový rychlý odhad).

Sasa3 · #29

S tím samozřejmě souhlasím, karneadis ale psal o kameře, tam se jedná a jednotlivý snímek, o jednu , limitovanou expozici. Jakmile mohu sčítat/průměrovat a binovat, dostávám se samozřejmě úplně jinam,začíná se projevovat úroveň pozadí a ostatní vlivy .... ale stále platí reciproční zákon,, výsledek je dán součinem a v tom tu hodnotu expozice u více fotek mohu sčítat... Tohle ale u jednotlivé fotky neudělám a k tomu jsem se vyjadřoval.
Aha, tak to jsem nepochopil. Já totiž pořád uvažuju o celkové expoziční době a o tom co jde vidět nakonec po složení snímků (tak nějak mi to u astrofotografie sedí). Pořád ale platí, to co jsem psal i pro jednu expozici 1/50s s f=60mm f/2 zachytí stejné detaily jako 1/50s f=30 f/1 na stený čip.

MilAN · #30

Ne neměl jsem na mysli oblast, kde neplatí reciproční zákon, t.j. oblast mimo přímkovou charakteristiku, a ani vliv Schwarzschildova jevu, s kterým se také počítalo. Čistě oblast E*t= konst. , čili na přímkové charakteristice tak, jako na přímkové části charakteristiky CCD.
..............
Je jasné, že na rozdíl od fotografie na film se u CCD dají expozice celkem v libovolném množství sčítat,takže zdaleka neplatí omezení jasem oblohy , resp. světelnosí optiky při daném jasu oblohy .... Kdyby tomu tak nebylo, nešlo by ani využít řádově vyšší kvantovou účinnost současné techniky.