Snímání krátkými expozicemi (bez pointace)

[MMys]

Biker: tých 2500 snímkov som hodil do DSS a za dve hodiny som to mal prežuté a mohol prehnať Photoshopom. Darky, flaty ani bias už hodne dlho nepoužívam .

Nepoužít u 4sec. DF a FF bych pochopil. Ale nepoužití biasů (nebo krátkcých 3sec. DF místo nich) je dost zásadní chyba. Když tohle uděláš, nebude ti totiž už od určitého počtu snímků klesat šum v obraze. Zbyde ti tam fixní bias vzor (leda že bys dělal dithering, jenže ty nepointuješ). A také ti tam zbyl, to jsou právě ty různé pruhy. Které vylezou když se to víc zpracuje.

K těm velikostem hvězd - ano, vliv krátkých expozic tam je, ale 4 sec. už spíš řeší problém nepřesně jdoucí montáže, než seeingu. Pokud jsi vzal a seskládal všecky snímky, a nijak je nevybíral podle ostrosti, bude výsledek téměř identický s delšími expozicemi. (tedy pokud není opravdu mizerná montáž, která nelze upointovat). Ony se ti ty hvězdy rozlezou, až těch dat budeš mít víc, a bude možné to více zpracovat. Tedy pokud nebudeš dělat razantní výběr, že třeba 1/2 až 3/4 expozice zahodíš a seskládáš ty jen opravdu excelentně ostré. Pak by to přínos mělo.

Takhle ten efekt bude opravdu spíš tím, co píše Milan. Tím samozřejmě nepopírám, že ten refraktor v úzkopásmu kreslí opravdu maličké hvězdy, a že ten snímek je pěkně detailní. Sám jsem si ASI-nu 1600 koupil přesně na to samé, byť ji stejně zatím mořím 5min. subexpozicemi. Nějak mi nepřišlo, že by ty opravdu krátké expozice měly u mě extra přínos. Akorát je to pak šílená hromada dat ke zpracování.

Na závěr musím jen nutně poznamenat, že celkový čas se prostě ošidit nedá. A pokud má být snímek detailní a zároveň ne moc zašumněný, tak tam při tom průměru, světelnosti a rozlišení musí těmi 4sec. expozicemi padnout ne 2.7 ale 27 hodin.

[Maser]

No, ono to není tak jednoduché a přímočaré.
Rozhodující pro výsledek je vždy celková doba expozice( -není ale úplně jedno, jestli 100 x 1s nebo 1x 100s, ale v dosahu nebude rozdíl 5 mag, jak by z uvedené matematiky vyplývalo.

Co takhle se posunout do extrémních hodnot expozice, aby to pochopil i takový prosťáček jako já.

MilAN píše, že rozhodující pro výsledek je vždy celková doba expozice.

Proč není ale úplně jedno, jestli snímek exponuji 1.000.000x 0,001s nebo 10x 100s?

[Roman (Rick)]

MMys: ja tieto teoretické záležitosti ovládam ... A áno, vyberal som len tie najostrejšie expozície. Dithering tam v podstate bol, takže ani o ten Bias sa nebojím (pruhy som na fotke neregistroval).

Maser: fotenie krátkymi expozíciami má v praxi tú nevýhodu, že musím exponovať 2-3x dlhšie, aby som dosiahol rovnakú preexponovanosť objektu, ako pri dlhých expozíciách. A ďalšia vec, ako som tu spomínal, veľmi slabé objekty jednoducho nemusia vybudiť žiadny elektrón. Preto snímky s dlhou expozíciou mávajú pekné pozadie plné drobných galaxií.

[MMys]

Do takového extrému bych zase nešel Ale je to tak, protože s každým snímkem se ti do obrazu dostane vyčítací šum kamery. A je rozdíl jestli se ti tam započítá třeba 10 000x (10 000 x 1 sec.) nebo jen 10x (10x1000 sec.) Poissonovské a gaussovské šumy se sčítají v kvadrátech, takže první případ je 58x horší co se ovlivnění výsledku čtecím šumem týká.

To, jak moc to vadí, záleží právě na poměru, jaký vyčítací šum má kamera a jaký fotonový šum má vlastní signál (tedy co a na jaké obloze se fotí). Pokud bys měl ideální kameru bez šumu, a jediný šum v obraze byl ten fotonový, tedy z oblohy+objektu, pak je jakákoli konstantní kombinace čas*počet snímků ekvivalentní.

Přesný výpočet jak moc čtecí šum vadí ale ještě vyžaduje znát plošnou jasnost objektu + parametry soustavy (prostě aby se dal spočítat fotonový tok na pixel).

Ta Lucky-imaging technika má v současné době s nízkošumovými kamerkami omezení pouze na jasnější DSO objekty. Ono je potřeba zvážit, zda přínos na ostrosti stojí za ztrátu na poměru S/N. Ten u expozic v řádu jednotek sekund bude stále ještě dost znatelný. A aby to fungovalo, je nutný bias nebo krátký DF, a to v hojném počtu, klidně jako je těch snímků. Tady prostě dominuje vyčítací šum a bias vzor senzoru (ty různé svislé a vodorovné prouhy).

[kolec]

MMs

Hral som sa s biasmi vyrobenymi z velkeho mnozsta (1000,2000,3000) kusov a vyslo mi ze superbias(vyrobeny v PIXI) bol pre vsetky uplne identicky. Superbias by mal byt podstate bez sumu.
Predpokladam ze vlastny bias nema ziadny sum a vsetok sum ktory ma je iba vycitaci sum. Potom sa da predpokladat ze odcitanim Superbiasu by mohlo odstranit tebou spominaný "vzor biasu" a nezaniest tam ziadna opakujuci sa bordel. Pri pouziti takej masy fotiek mozme predpokladat ze vycitaci sum( a vsetky sumy) bude konvergovat k nule.

Co sa tyka "ostrejsej fotky" to je podla mna na ukor slabsich intenzit . Hviezda ma gausovske rozdelenie jasu . Pri takto kratkych expoziciach mam silne pochybnosti , ze od urciteho sigma bude intenzita svietivosti taka mala- teda mnozstvo fotonov bude take male , ze nejaky ten foton dopadne naprikald na kazdu druhu , alebo tretiu , alebo 20 fotku. pri scitani a spriemerovani to system zacne vyhodnocovat ako 0. Ale pri dlhej expozicii(niekolko minutovej) tam je dostatocny pocet fotonov a tie sa prejavia ako sucast halo hviezdy a hviezda je vacsia.

Podobny, ale iba opticky efekt dostanes ak budes pomaly stahovat jasovu zlozku ( alebo orezes fotku zdola)a hviezdy budu mensie a osterejsie.

K tomu seeningu. Obavam sa , ze uz pri expoziciach 4 s je fotka vystavena seeningu v podstate s rovnakou amplitudou ako pri 15 s alebo 100s.
V com je rozdiel a prinos kratkych expozicii tak si myslim , ze eliminovatie inych faktorov - vietor, kmitanie montaze, otrasy atd

Je fakt , ze som i ja sa stretol s pouzitim kratsich expozicii a ich kombinovania s dlhsimi , ale to bolo v podstate s dovodu "HDR" fotografie

Palo

[MilAN]

Podobny, ale iba opticky efekt dostanes ak budes pomaly stahovat jasovu zlozku ( alebo orezes fotku zdola)a hviezdy budu mensie a osterejsie.

Tohle jsem přesně psal k porovnání obrázků
http://www.astrofotky.cz/~rick/1529474214.jpg
vs.
http://www.astrofotky.cz/~rick/1529584683.jpg

Vyrobit dokonalé malé hvězdy snížením dosahu výsledného snímku (bohužel, moje jméno u toho je jako rudý hadr , takže moje vyjádření je pouze pro jiné uživatele.)

[Maser]

Takže když budu fotit expozicí 1/1000s v miliónových sériích, tak, že celková expozice bude v tisícovkách sekund, bude jediný problém velké množství šumu kvůli velkému počtu snímků?

P.S: pokud jde o ostrost a rozlišení : za tu expoziční dobu 10.000s tam na normálně podaném snímku a bez jakéhokoliv rušení musí být hvězdy minimálně 19. mag.

Takže bych na snímku exponovaném řekněme 10.000.000x 0,001s měl mít také hvězdy 19mag? Jen to bude hodně zašumělé? Je to přeci celkově 10.000s.

P.S. : A, když už jsme tady natolik OT i se snímky , tak tady je porovnání, jestli je dosah jednoho a více snímků stejný

Znamená to, že za 1x3min se ty slabé hvězdy, přes 20mag, vůbec nenaexponují? Nevytvoří žádný signál? A kvůli tomu je dosah snímku nižší?

[Howking]

Teoreticky ano. Pokud bude četnost u velmi slabého objektu 1 foton za sekundu, tak by mělo být v podstatě jedno zda se dělo pro 5s celkové expozice:
pro 0.25s expozice 1+0+1+0+0+0+1+0+0+0+1+0+0+0+0+0+0+1+0+0
pro 1s expozice (1+0+1+0)+(0+0+1+0)+(0+0+1+0)+(0+0+0+0)+(0+1+0+0)
pro 2.5s expozice (1+0+1+0+0+0+1+0+0+0)+(1+0+0+0+0+0+0+1+0+0)
pro 5s expozici (1+0+1+0+0+0+1+0+0+0+1+0+0+0+0+0+0+1+0+0)
v závorce je sčítání délkou expozice na čipu a ven ze závorky je sčítání snímků.

Jen pro dnešní software by neměl počet snímků přesáhnout 2^(32-b), kde b je bitová hloubka rozlišení kamery, jinak by došlo k ztrátám informace.
(pro 14bitovou kameru je to 262 144 snímků).
Samozřejmě pak záleží na tepelné stabilitě kamery a je třeba buď skvělý masterbias, nebo stejný počet stejně dlouho exponovaných darků jako lightů.

Pak už je omezením jen výpočetní výkon a kapacita počítače. (já pro svých 10000 lightů, 10000 darků a 1000 flatů potřebuju 1TB disku s zápisem a čtením 2GB/s, 4.5GHz osmijádro a 3 hodiny strojového času pro kalibraci a složení) A i s 1/3s expozicemi dosáhnu v 10" dalekohledu za celkovou hodinu expozice 17^m na čipu velikosti 3x2 mm s 0.25um pixely (celou skupinou rggb)

Hodinová expozice složená s 1/3s subexpozic.

PS: Všimněte si, že i pro 1s expozici jsem v čtvrtém snímku nevyfotil nic a první byl skvělý. A ničemu to nevadí.

[Maser]

Já ale psal o expozici 0,001s. Opravdu lze takto krátkou expozicí dosáhnou na 20mag?

[Howking]

Myslím, že s 64 bitovým zpracováním a s hyper přesnou teplotou čipu po dobu snímání a ultra stabilizovanou elektronikou kamery, superpočítačem ... ano.
Prostě dojde k tomuto:
0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+1+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0+0
- jedna expozice ten foton chytí.

(foton samozřejmě obrazně - reakci čipu může vyvolat až víc fotonů najednou [ne postupně!!!])

Zjednodušeně řečeno: jedna z tisíců 0.001s expozic zaznamená hvězdu 20^m

[Maser]

(foton samozřejmě obrazně - reakci čipu může vyvolat až víc fotonů najednou [ne postupně!!!])

Zjednodušeně řečeno: jedna z tisíců 0.001s expozic zaznamená hvězdu 20^m

Mě připadá, že si toto protiřečí.

[Howking]

Proč? Proud fotonů z hvězdy v konkrétním směru není homogenní. Já jen říkám, že foton může být málo. A to platí i pro dlouhou expozici. Že jeden foton s dostatečným odstupem nevyvolá nic i kdyby jich celkově během expozice padlo hodně. Ber tu 1 jako ne foton, ale dostatečnou energii k vyvolání reakce snímače a 0 ne jako nulovou energii, ale nedostatečnou.

(i když o dnešních snímačích se říká, že už opravdu registrují jednotlivé fotony)

[Maser]

Tak píšeš, že během mnoha expozic 0,001s ta jedna expozice ten jeden foton chytí. A pak píšeš, že jeden foton nestačí, že jich je potřeba víc.

Mě jde o to, že když budu mít příliš krátké expozice, tak se od slabých objektů nevytvoří na čipu žádný signál. A když pak budu skládat třeba tisíce takových subexpozic, tak můžu dělat s hodnotu "0" matematické operace jaké chci, a výsledek bude pořád "0".

Ale jestli i při takto extrémně krátkých expozicích (0,001s) přeci jen časem se nějaký minimální signál od hvězd 20mag vytvoří, jak je potom možné, že na snímku s expozicí 180s ty hvězdy přes 20mag nejsou vůbec naexponované, jak to porovnává MilAN v příspěvku #24?

[Roman (Rick)]

Podobny, ale iba opticky efekt dostanes ak budes pomaly stahovat jasovu zlozku ( alebo orezes fotku zdola)a hviezdy budu mensie a osterejsie.

Tohle jsem přesně psal k porovnání obrázků
http://www.astrofotky.cz/~rick/1529474214.jpg
vs.
http://www.astrofotky.cz/~rick/1529584683.jpg

Vyrobit dokonalé malé hvězdy snížením dosahu výsledného snímku (bohužel, moje jméno u toho je jako rudý hadr , takže moje vyjádření je pouze pro jiné uživatele.)

Milane, ja som neznižoval dosah snímku ... Nikdy som to nerobil a ani nechápem zmysel toho, prečo by som to robil. Nikdy som Vás tu nepotreboval klamať, hoci ste mi tu častokrát neverili, že sa mi podarilo nafotiť to čo inému nie ... To porovnanie tých snímkov je blbosť. To už vám tam zrazu nevadia ani tie prepálené hviezdy? Jeden snímok som spracoval decentne = len som jemne zaťahal za krivky, pri tom druhom som razantne zatlačil na pílu a bolo použitých menej snímkov (~2000 vs ~700). Ale zas sa bavíme úplne mimo pôvodnej témy a pochopil som, že nemá zmysel tu o tom veľmi diskutovať.


Všeobecne k teóriám okolo krátkych expozícií. Čo tak si to skúsiť v praxi? Teória bude vždy len teória a prax vždy pridá zopár premenných do rovnice ... Netreba ani fotiť rovno nejaký deepsky objekt. Stačí nejaký strom v diaľke a nasekať tam napr. 100x1s a 10 000x0.01s ...

[MilAN]

To : Maser:
ad 0,001s : tady si myslím, že už jsme mimo rozumný rozsah recipročního zákona. Tady už se uplatňují více vlastnosti snímače než "fotony".
A už i snímač - snímáš 0,001s a snímek vyčítáš v příznivém případě 0,01s. Takže z hodinové expozice se stává hned 360s. A podud je ten fotonový tok hodně malý ( a pro 20. magnitudu to bude hodně malé, tak se s 10 x větší pravděpodobností zrovna ten " potřebný foton" trefí do mezery )
ad 1x3 minuty :
Při hodně "dolování" a za vzniku jinak na nekoukatelném snímku dovedu z 3s expozice vytáhnout i 17 mag z 10" - ale více už to nejde. A při 1 minutové expozici je to tak 18. mag - ještě použitelné s hodně výrazným strečnutím a všemi možnými artefakty. .
Z dalekohledu 107 mm mám dosah 14.mag za 0,5s expozici
Bylo by možné do těch úvah zavést matematiku, ale je tu tolik proměnných a tolik neznámých, že je daleko jednodušší si to zkusit. Tady si myslím, že teoretizování je na úrovni šarlatánství