Diferenciální fotometrie pomocí DSLR

Pozorovací kampaně, návody, výsledky, zajímavosti,...
Odpovědět
Uživatelský avatar
zdenek
Příspěvky: 867
Registrován: 07. 02. 2003, 14:36
Bydliště: Rousínov
Věk: 54

Diferenciální fotometrie pomocí DSLR

#106

Příspěvek od zdenek »

Mno to uz je otazka spise na zkuseneho promenkare. Muj (a v tomto smeru laicky) nazor je vyuzit vsechny pixely, na kterych se za danych podminek chova DSLR linearne. V pripade problemu bych doporucil sahnout po G kanalu (jsou k disozici vzdy 2 pixely). Ale jak rikam, k tomu se asi musi vyjadrit promenkari.
VK
Příspěvky: 1851
Registrován: 12. 12. 2008, 21:59

Diferenciální fotometrie pomocí DSLR

#107

Příspěvek od VK »

Přiznám se, že ačkoli sleduji vývoj v oblasti pozorování proměnných hvězd, úplně přestávám rozumět diskusi, která se tady vede.

Není to tak dávno, co se všude říkalo, že k fotometrii jsou nezbytné tyto vlastnosti čipu:
- CCD (ne CMOS)
- černobílý čip
- 16-bitový AD-převodník
- bez antibloomingu
- řízené chlazení (tj. s kontrolou a přesnou regulací teploty)
relativní otvor zobrazovací optické soustavy maximálně 1:4 (při větším už by docházelo k vinětaci uvnitř konstrukce kamery), ale zase větší, než asi 1:8, protože při menším vytvářejí případná prachová zrnka na krycím sklíčku čipu téměř bodové "stíny", které se špatně korigují flatfieldem
- zobrazovací soustava bez barevné vady nebo s její mimořádně dobrou korekcí v širokém rozsahu vlnových délek
- nutnost používání standardních fotometrických filtrů i při pozorování zákrytových proměnných hvězd (korekce rušivého vlivu celkové atmosférické extinkce, která nejde dobře kalibrovat a je závislá jednak spektrálně jednak na nepředpověditelných jevech)

Velkou část těchto - více než dostatečně odůvodněných - parametrů DSLR nemá. Sice chápu snahu najít způsob, jak DSLR využít k fotometrii, ale skutečnost, že až dosud mnoho let byly a jsou používány astronomické CCD-kamery s výše uvedenými parametry má přece nějaký důvod.

V. K.
Uživatelský avatar
brat
Příspěvky: 518
Registrován: 03. 12. 2004, 03:29

Diferenciální fotometrie pomocí DSLR

#108

Příspěvek od brat »

Ziskam farebnu snimku (teda RGB) a urobim split jednotlivych kanalov, resp. vyselektujem L-kanal. Ma zmysel merat krivku osobitne pre kazdy z tychto kanalov? Alebo len pre R ci L? Alebo mozem vhodnym zmiesanim kanalov (podla spektralnej charakteristiky cipu) vytvorit novy kanal, vhodnejsi na fotometriu? Alebo zrovnat jednotlive kanaly (via Ch. Buil) vhodnym nasobenim? Alebo predradit pred cip fotometricky filter a merat len prisluzny kanal? Hmm...?
Vzhledem k nízké citlivosti DSLR bych doporučoval udělat split všech kanálů s lineární odezvou a výsledek používat k diferenciální fotometrii. Používání jen jednoho barevného kanálu způsobí podle mne zbytečnou ztrátu signálu.
Ale toto se musí proměřit v praxi. Stále zde jen teoretizujem, ale v praxi jsem to ještě neviděl a nezpracovával.

Dávat před barevný čip fotometrický filtr podle mne nemá moc smysl. Výsledná spektrální charakteristika soustavy bude podle mne stejně na hony vzdálená nějakému standardnímu fotometrickému systému.

Takže doporučuji dělat výhradně diferenciání fotometrii - na měření zákrytových dvojhvězd. Či jiných krátkoperiodických proměnných.

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

Diferenciální fotometrie pomocí DSLR

#109

Příspěvek od brat »

To VK:
Je to asi tak, že pohodlnou a plnohodnotnou fotometrii půjde dělat jen se CCD kamerami, kterých charakteristiku jsi nastínil.

Ovšem majitelů DSLR je velká spousta a tak věnovat se tomuto tématu je jistě potřeba, abychom umožnili a naučili tomuto velkému zástupu pozorovatelů měřit proměnné hvězdy. To v konečném důsledku povede k rozšíření pozorovací základny proměnářů a k většímu počtu pozorování.

Zákrytových dvojhvězd, které jsou ideálním terčem pro pozorovatele s DSLR jsou tisíce a tisíce a spousta jich nemá dostatečně dobře pokryt O-C diagram.

V tom bych viděl největší přínos, pokud se podaří rozjet fotometrii s DSLR. Samozřejmě, že chyba měření bude větší než u 16ti bitových CCD kamer (počítám tak 0,05 mag), ale s vědomím tohoto limitu lze snadno najít vhodné objekty k pozorování.

Čau Luboš
Bc. Luboš Brát
Uživatelský avatar
zdenek
Příspěvky: 867
Registrován: 07. 02. 2003, 14:36
Bydliště: Rousínov
Věk: 54

Diferenciální fotometrie pomocí DSLR

#110

Příspěvek od zdenek »

Zkusim to vzit bod po bodu ze sveho uhlu pohledu.

- CCD/CMOS: dnesni CMOS u Canonu jsou co se tyce sumu (to byl jediny rozumny duvod uprednostnovani CCD) na velmi vysoke urovni a nijak za CCD nezaostavaji (mnohdy spise naopak). CCD si pak mohou "vypomoci" chlazenim. To u DSLR bezne nenalezneme, ale i tak ho jeho parametry dopredu s tohoto "nasazeni" nevylucuji.

- CB chip  a fotometricke filtry - ano to je podminka, paklize budu chtit pouzit standardni fotometricke filtry a promerovat pomoci nich. Existuji ale i fotometricke ulohy, kde mne zajima zejmena mnozstvi energie jako takove a ne konkretni spek. pasma. Prave pro dif. fotometrii vidim moznost vyuziti DSLR jako realne. Jen na okraj, pokud se nemylim, tak napr. G filtr v bayer. masce je relativne blizky fotometrickemu filtru V.

- Ad 16 bit. prevodnik: Ano 12 bit prevodnikem nenasnimam hodnotu s presnosti 0.01mag, ale rekneme napr. 0.05mag. I to je ale mnohdy vice nez dostacujici. Navic jsou DSLR mnohonasobne vice zastoupeny a je tudiz i realna sance vetsiho mnozstvi mereni.

- opticka soustava: to je obecne omezeni a plati naprosto stejne jak pro DSLR, tak i pro spec. CCD kamery. Zde zadna vyhoda spec. CCD oproti DSLR neni.
Uživatelský avatar
KDan
Příspěvky: 1469
Registrován: 15. 06. 2007, 16:40

Diferenciální fotometrie pomocí DSLR

#111

Příspěvek od KDan »

Ano 12 bit prevodnikem nenasnimam hodnotu s presnosti 0.01mag, ale rekneme napr. 0.05mag. I to je ale mnohdy vice nez dostacujici.
Nasnímám, právě za cenu velkého zmenšení maximálního dynamického rozsahu. Při 1600ASA už totiž jdu s citlivostí pod 1e-/ADU.

To VK: Časy se mění a v dnešní době se stav technologií mění velmi významně zhruba ob dva roky...
Uživatelský avatar
KDan
Příspěvky: 1469
Registrován: 15. 06. 2007, 16:40

Diferenciální fotometrie pomocí DSLR

#112

Příspěvek od KDan »

Ještě abych to doplnil: Rozdíl 0.001mag by se pozorovateli měl jevit přibližně jako rozdíl 0.1% (1 promile) v jasu pozorované hvězdy.

Při ISO1600 a 12ti bitovém převodníku máme k dispozici 4096ADU při citlivosti < 1e-/ADU (k větším citlivostem ani nemá příliš cenu jít, výstupní elektrický signál je stejně kvantovaný nábojem elektronu). Teoretická přesnost měření v měření jasu 12ti bitovým ADC je tedy při těchto podmínkách 0.025%, tedy čtvrtina promile. Při ISO800 je to pořád ještě zhruba bráno půl promile.

Pro diferenciální fotometrii, mají-li měřený a srovnávaný objekt blízké magnitudy, má 12ti bitový převodník poměrně přepychovou přesnost.

Spočítat pak, jak blízké ty magnitudy pro danou přesnost musí být, je velmi snadné.

Uživatelský avatar
KDan
Příspěvky: 1469
Registrován: 15. 06. 2007, 16:40

Diferenciální fotometrie pomocí DSLR

#113

Příspěvek od KDan »

Nechci ale jen teoretizovat. Pro představu cituji z mailu od Gregora Srdoce, který mně před nedávnem poslal:

I am very glad that you like my XO-4 LC. I must say it is not one of my best. You should take a look at latest DSLR photometry of HD68988 at:
http://brucegary.net/AXA/HD68988/hd68988.htm
grajda
Příspěvky: 1592
Registrován: 31. 03. 2008, 00:29

Diferenciální fotometrie pomocí DSLR

#114

Příspěvek od grajda »

Existuje konkrétní závěr, který z toho všeho plyne a který by, domnívám se, měl být zdůrazněn a řečen přesně a jednoznačně: Kdybychom využívali celý dynamický rozsah senzoru DSLR, nebude pro fotometrii při ISO100 zřejmě dostatečná ani linearita, ani jenom 12-ti bitová kvantizace, kdy je převodní poměr zesilovače mezi výstupním uzlem senzoru a ADC při ISO100 12e-/ADU. Zde skutečně 12-ti bitový ADC velmi pravděpodobně nestačí, protože rozlišovací krok vstupních úrovmí je pak příliš velký, i když charakteristiky měřených objektů z hlediska fotonového šumu neznám; nicméně, metrologicky bráno, fotonový šum by měl systémově vždy zajišťovat jistý "dithering" měřených výsledků.Domnívám se proto, že vzhledem ke kvantové účinnosti senzoru DSLR je třeba volit takové ISO, aby odpovídající zesílení bylo právě co nejbližší minimální hodnotě větší než 1, v našem případě tedy oněch cca 1.5e-/ADU.Nejsu si jist, zdalipak jsem tohle správně pochopil. Jádro pudla je v tom, že nechceme používat delší expozice a narozdíl od např. ISO 800 by jsme (bychom) měli při ISO 100 pro požadovanou přesnost při daných expozic příliš nízký počet ADU (pár set a míň)?

Díky za upřesnění.

12 bitů versus 16 bitů: Nedá se popřít, že dvanáctiitový převodník je omezením při slabších signálech- krátká expozice a/nebo slabá proměnka. Ale nedá se popřít, že i samotní proměnáři- profíci tvrdí, že pro každou sestavu musíme hlavně znát pozorovací program. To platí i pro "EOS"...

Máte někdo chuť pokusit se proměřit ty charakteristiky filtrů bayerovy masky a srovnat se standardním fotometrickým systémem? A navrhnout možná řešení? A pouvažovat nad rozptylem jednotlivých kusů, stejně jako nad dlouhodobou stabilitou jejich parametrů? Začíná se to rýsovat dobrým směrem, KDan díky své chytrosti a hlavně taktu dokázal získat něco, jako požehnání od profesionálů, bez čehož se nedá absolutně nic dělat, ale při vší úctě, linearitu čipu zrcadlovky při ISO 100 a míň si může změřit každý sám, stejně, jako si každý může při ISO800 ověřit, že ADC se vyrábí obyčejně, díky principu funkce, lineární (myslím si, že výsledky, jako linearita do 93% při ISO 800 jsou způsobeny omezeným počtem měření, nikoli vlastnostmi čipu, nebo eloniky, AD př. bude lineární až do 100%). Prahnu po informacích, co jako amatér nedokážu svépomocí dost přesně naměřit, protože nemám k dispozici optickou laboratoř.

Díky.

Ceres: Nemáš nějaký známý, co vyrábí CCD kamery? Co se jich poptat právě na ten rozptyl a stabilitu parametrů filtříků bayerovy masky?? Teda, pokud se dají filtříky "lepších" kamer zobecňovat na obyčejnou zrcadlovku... ...o technologii výroby masek CCD a CMOS nic nevím a nevím, jestli se u různých čipů různí, tj. jestli můžeme porovnávat a pod. Ale tohle je to, co mě teď zajímá nejvíc bez ohledu na odpověď- kladnou, nebo zápornou. Ve výzkumácích se ne nadarmo říká, že i záporný výsledek je výsledek. Zatím je místo pro spekulace...
SW planetary 58°-2,5/400/8,7 (f/zv/zp')
SW 1,25/2''-70°-3,5/286/15+5/200/21+8/125/34+13/77/55
SW 2''-80°-20/50/96
Hyperion zoom-24-8/42-130/72-33
Filtry:ATC-všechny barevné+FX2,polarizační OMEGON
grajda
Příspěvky: 1592
Registrován: 31. 03. 2008, 00:29

Diferenciální fotometrie pomocí DSLR

#115

Příspěvek od grajda »

Přiznám se, že ačkoli sleduji vývoj v oblasti pozorování proměnných hvězd, úplně přestávám rozumět diskusi, která se tady vede.

Není to tak dávno, co se všude říkalo, že k fotometrii jsou nezbytné tyto vlastnosti čipu:
- CCD (ne CMOS)
- černobílý čip
- 16-bitový AD-převodník
- bez antibloomingu
- řízené chlazení (tj. s kontrolou a přesnou regulací teploty)
relativní otvor zobrazovací optické soustavy maximálně 1:4 (při větším už by docházelo k vinětaci uvnitř konstrukce kamery), ale zase větší, než asi 1:8, protože při menším vytvářejí případná prachová zrnka na krycím sklíčku čipu téměř bodové "stíny", které se špatně korigují flatfieldem
- zobrazovací soustava bez barevné vady nebo s její mimořádně dobrou korekcí v širokém rozsahu vlnových délek
- nutnost používání standardních fotometrických filtrů i při pozorování zákrytových proměnných hvězd (korekce rušivého vlivu celkové atmosférické extinkce, která nejde dobře kalibrovat a je závislá jednak spektrálně jednak na nepředpověditelných jevech)

Velkou část těchto - více než dostatečně odůvodněných - parametrů DSLR nemá. Sice chápu snahu najít způsob, jak DSLR využít k fotometrii, ale skutečnost, že až dosud mnoho let byly a jsou používány astronomické CCD-kamery s výše uvedenými parametry má přece nějaký důvod.

V. K.Možná jde i o to, že takováto sestava je velmi blbuvzdorná. Fotometrie pomocí zrcadlovek (diferenciální, "nediferenciální", to je jedno), dokud nebude dostatek specializovaných programů a exaktních návodů, bude vždycky pro profesionály znamenat nebezpečí nekvalitních dat. Proto si myslím, že se tomu mnozí ti, kteří proměnky zkoumají, brání, popřípadě bránit budou.
SW planetary 58°-2,5/400/8,7 (f/zv/zp')
SW 1,25/2''-70°-3,5/286/15+5/200/21+8/125/34+13/77/55
SW 2''-80°-20/50/96
Hyperion zoom-24-8/42-130/72-33
Filtry:ATC-všechny barevné+FX2,polarizační OMEGON
Uživatelský avatar
KDan
Příspěvky: 1469
Registrován: 15. 06. 2007, 16:40

Diferenciální fotometrie pomocí DSLR

#116

Příspěvek od KDan »

Nejsu si jist, zdalipak jsem tohle správně pochopil. Jádro pudla je v tom, že nechceme používat delší expozice a narozdíl od např. ISO 800 by jsme (bychom) měli při ISO 100 pro požadovanou přesnost při daných expozic příliš nízký počet ADU (pár set a míň)?
Ano, s tím to taky souvisí. Podle různých doporučení a úvah je dobré používat expozice řádově kolem 30 vteřin. Ono už vzhledem k dynamice snímaných LC není možné používat dlouhé expozice.

Zkus si vyhledat DSLR LC v odkazu. Uvidíš, že se dají interpretovat obdivuhodně přesně. Je to samozřejmě náročnější na uvědomění si, co musím respektovat, ale spousta zajímavých úloh z oblasti diferenciální fotometrie je pomocí DSLR proveditelná.

Mimochodem, v době, kdy bylo napsáno to dnes už přece jenom zbytečně příliš dogmatické fotometrické sedmero, které zde prezentoval naposledy VK, ještě nic takového, jako současný CMOS senzor DSLR Canonu neexistovalo. Chápu ale, že je snaha sjednotit měřicí prostředky.

Jak jsem už uvedl - myslím, že kdyby DSLR Canon měli šikovní astrofyzici k dispozici před dvaceti lety, už tím proměřili - a velmi přesně - kdeco.
ceres
Příspěvky: 2126
Registrován: 05. 01. 2006, 04:32

Diferenciální fotometrie pomocí DSLR

#117

Příspěvek od ceres »

Ceres: Nemáš nějaký známý, co vyrábí CCD kamery? Co se jich poptat právě na ten rozptyl a stabilitu parametrů filtříků bayerovy masky?? Teda, pokud se dají filtříky "lepších" kamer zobecňovat na obyčejnou zrcadlovku... ...o technologii výroby masek CCD a CMOS nic nevím a nevím, jestli se u různých čipů různí, tj. jestli můžeme porovnávat a pod. Ale tohle je to, co mě teď zajímá nejvíc bez ohledu na odpověď- kladnou, nebo zápornou. Ve výzkumácích se ne nadarmo říká, že i záporný výsledek je výsledek. Zatím je místo pro spekulace...
Tie filtre sa davaju uz vo vyrobe (Taiwan...) - proste ten, kto robi kameru, kupuje cipy uz kompletne, teda bud mono, alebo s Bayerovou maskou. Ta stabilita by mala byt podla mna porovnatelna so zivotnostou kamery/fotaku, tam by som ziadne obavy nemal. Ja si ale myslim, ze sa tu uz "nimrame" v nepodstatnych detailoch - treba nafotit data a zacat spekulovat o nich ;)
Vixen VC200L, EQ-6 Pro SynScan, Scopos ED 66/400, Celestron 102/500, Konus MC 90/1200, Sonnar 2,8/180, CCD astropix 1.4, Nikon D300, DMK 21AU04.AS, Creative NX Ultra, Watec 902H, ceres(slimak)astrofoto(bodka)sk
ceres
Příspěvky: 2126
Registrován: 05. 01. 2006, 04:32

Diferenciální fotometrie pomocí DSLR

#118

Příspěvek od ceres »

...myslím, že kdyby DSLR Canon měli šikovní astrofyzici k dispozici před dvaceti lety, už tím proměřili - a velmi přesně - kdeco.
jj, toto je podstata. Metodika pozorovania sa prisposobuje dostupnej technike. Malokedy je to naopak - chcem pozorovat to a to, tak si vymyslim/objavim nejaky pristroj. Cize, je na premenaroch, aby - ked chcu dobre data a rozsirenie pozorovatelskej zakladne - prisposobili metodiku rozsirenej technike 8-)
Vixen VC200L, EQ-6 Pro SynScan, Scopos ED 66/400, Celestron 102/500, Konus MC 90/1200, Sonnar 2,8/180, CCD astropix 1.4, Nikon D300, DMK 21AU04.AS, Creative NX Ultra, Watec 902H, ceres(slimak)astrofoto(bodka)sk
Uživatelský avatar
brat
Příspěvky: 518
Registrován: 03. 12. 2004, 03:29

Diferenciální fotometrie pomocí DSLR

#119

Příspěvek od brat »

Ahoj,
první krok jsme učinili, tedy jsme zjisili že je DSLR použitelné. Přesný návod jako ho používat vypracujeme v srpnu na praktiku pro pozorovatele v Peci pod Sněžkou, kde bude fotometrie s DSLR a stanovení limitů nosné téma.
Pokud by někdo kdo vlastní sestavu s DSLR chtěl přijet, je srdečně zván aby se zúčastnil. Během týdne vydáme přihlášky / návratky na akci.
http://var2.astro.cz/akce-detail.php?id=1238618993

Bc. Luboš Brát
grajda
Příspěvky: 1592
Registrován: 31. 03. 2008, 00:29

Diferenciální fotometrie pomocí DSLR

#120

Příspěvek od grajda »

Tie filtre sa davaju uz vo vyrobe (Taiwan...) - proste ten, kto robi kameru, kupuje cipy uz kompletne, teda bud mono, alebo s Bayerovou maskou. Ta stabilita by mala byt podla mna porovnatelna so zivotnostou kamery/fotaku, tam by som ziadne obavy nemal. Ja si ale myslim, ze sa tu uz "nimrame" v nepodstatnych detailoch - treba nafotit data a zacat spekulovat o nichHmm, čéče, leccos už naměřeno bylo (v praxi). Něco na způsob požehnání už se tady taky objevilo. Tak proč nepokračovat hlouběji, co Ty na to?
SW planetary 58°-2,5/400/8,7 (f/zv/zp')
SW 1,25/2''-70°-3,5/286/15+5/200/21+8/125/34+13/77/55
SW 2''-80°-20/50/96
Hyperion zoom-24-8/42-130/72-33
Filtry:ATC-všechny barevné+FX2,polarizační OMEGON
Odpovědět