Reduktory ohniska

MP · #76

KDan napsal:
Pokud tyto principy popíráme, můžeme zapomenout na zákon o zachování energie - a oprášit třeba perpetuum mobile.
Promin, ale to uz je trochu silne kafe

Vis, ono dost zalezi na tom, co s tou energii udelame. Ze mnozstvi svetla, pochytane z jednoho objektu, zavisi pouze na prumeru objektivu a delce expozice, tady nikdo nepopira. Uvahy se toci kolem toho, jak to svetlo nejlepe rozlozit mezi pixely - tedy kolem ohniskove vzdalenosti, potazmo svetelnosti objektivu. A o zpusobu davkovani toho svetla mezi serie expozic. O pomeru signal/sum pri slozeni vetsiho mnozstvi kratkych expozic a mensiho mnozstvi dlouhych expozic - to zavisi predevsim na tech "specialnich pripadech a podminkach".

KDan · #77

Dobře. :)

Souhlasíš ale s tím, že když budu mít refraktor 4" f/6 a zkrátím ho reduktorem na f/3 a budu fotit v obou případech stejným časem M97 (tak, abych nic nepřeexponoval), bude obraz té planetární mlhoviny z toho delšího (nezkráceného) ohniska po binningu 2x2 stejný, jako ten za reduktorem? (Až na vyloženě nepatrné detaily?)

MP · #78

KDan napsal:
Souhlasíš ale s tím, že když budu mít refraktor 4" f/6 a zkrátím ho reduktorem na f/3 a budu fotit M97, bude obraz z toho delšího (nezkráceného) ohniska po binningu 2x2 stejný, jako ten za reduktorem?To bych si musel vyzkouset. Zalezi na tom, jak by se zmenila delka a pocet expozic a jak by vypadal pomer statisticke a systematicke slozky sumu. A priori s tim proste souhlasit nemohu, aniz bych tusil, ktery z vysledku by si zachoval vice informace. Jedine, co mohu zodpovedne tvrdit, je fakt, ze pri "optimalnim" postupu by se snimani pri f/3 skladalo z vetsiho mnozstvi kratsich expozic, coz dava vetsi moznosti pri statistickem zpracovani informace.

Nez jsem to dopsal, trochu jsi to zmenil. Pokud bys pouzil jednu expozici pro kazdou sestavu a ty expozice byly stejne dlouhe, obraz pri f/6 bude obsahovat mene informace, protoze vyuzijes jen polovinu dynamickeho rozsahu senzoru. Spravny postup by byl volit expozici tak, abys nic nepreexponoval pri f/6 a pri f/3 poridit ve stejnem case dve polovicni expozice.

KDan · #79

MP napsal: Nez jsem to dopsal, trochu jsi to zmenil. Pokud bys pouzil jednu expozici pro kazdou sestavu a ty expozice byly stejne dlouhe, obraz pri f/6 bude obsahovat mene informace, protoze vyuzijes jen polovinu dynamickeho rozsahu senzoru. Spravny postup by byl volit expozici tak, abys nic nepreexponoval pri f/6 a pri f/3 poridit ve stejnem case dve polovicni expozice.

Zpřesnil jsem to, protože vím, že jsi fyzik. Nevěděl jsem, že už odpovídáš.

Trochu Tě opravím - dokonce bych využíval jen čtvrtinu kapacity pixelu při dvakrát dlouhém ohnisku, ale to je fuk. Otázka zněla, jestli si myslíš, že by se ty dvě fotky v závěru nějak nezanedbatelně lišily, respektive, jestli si myslíš, že bys je od sebe vzájemně poznal, kdybys všechno dal do správného měřítka a ořízl to?

V praxi by se to nastavilo jinak, to je jasné, minimálně proto, že každý fotí jen jedním z těch způsobů, ne oběma zárioveň.

MP · #80

KDan napsal:
Trochu Tě opravím - dokonce bych využíval jen čtvrtinu kapacity pixelu při dvakrát dlouhém ohnisku, ale to je fuk.Pravda, je to rozdil o 2 clonova cisla, mea culpa

Pokud jde o vysledek - opravdu nevim. Moc by zalezelo na zpracovani pred binovanim (potlaceni systematickych slozek sumu/ruseni) a vlastnim algoritmu binningu. Ta informace by v tech pixelech byla, ale s ni spousta "falesnych" bitu vcetne svetelneho pozadi, hotpixelu, elektroluminiscence apod. Takze jde o to, jak tu informaci vydolovat. V zasade by bylo mozne pojmout obraz jako 4 samostatne expozice ( z kazde ctverice pixelu vzit jeden ) a postupovat stejne, jako pri skladani 4 expozic s polovicnim ohniskem, 4x kratsich. A tady narazime na ty specificke podminky - kazdou serii expozic skladam trochu jinak, nic neni univerzalni, nejdriv ty obrazky musim videt. Takze plnym vyuzitim rozsahu pri kazde expozici si prinejmensim zjednodusime zivot

Sasa3 · #81

MP napsal:
No vidis - a to je presne to, o cem jsem psal v souvislosti s mou fotkou M16 a pripadnym pouzitim reduktoru. Stihl bych vice kratsich expozic, mohl bych mezi nimi lepe vybirat ty mene poznamenane mraky a seeingem ... celkova doba expozice by treba byla stejna, treba take delsi, ale pravdepodobnost lepsiho pomeru signal/sum by se zvysila.

V tomto smyslu můžeš ušetřit (je tu jedno ale, viz. níže)... Tady se ale snažíme vyvrátit základní poučku všech fotografů, že když si pořídím reduktor s faktorem 0.8x, tak že mi bude stačit 64% času k tomu, abych nasnímal daný objekt. To samé se týká šumu. Je jasné, že ten má nějaký vliv (a je to tak už popsané v tom prvním odkazu od cerese). Ale opět si troufám říct, že s dnešní digitální technikou je ten vliv malý a rozhodně nelze očekávat ušetření celkového expozičního času podle té základní fotografické poučky.

Jinak pokud jde o tvůj příklad s ohniskem f6 a f3, tak po 2x2 rebinování stylem součet budeš mít stejný dynamický rozsah jako při f3 a to při stejném čase. Pokud má navíc kamera hardwarové binování, tak si tam dokonce ani nepřidáš žádný další šum. Tj. jak při f6 tak f3 můžes mít jednotlivé expozice stejně dlouhé a o nic nepřijdeš. Budeš mít stejné množství zahozených snímků. Ale při f6 můžeš (ale nemusíš!) fotit 4x delší čas.

KDan · #82

MP napsal: Pokud jde o vysledek - opravdu nevim. Moc by zalezelo na zpracovani pred binovanim (potlaceni systematickych slozek sumu/ruseni) a vlastnim algoritmu binningu. Ta informace by v tech pixelech byla, ale s ni spousta "falesnych" bitu vcetne svetelneho pozadi, hotpixelu, elektroluminiscence apod. Takze jde o to, jak tu informaci vydolovat.
Kdybychom předpokládali, že všechny zdroje šumu jsou gaussovské, vyjma šumu fotonového, a vynechali bychom jakékoliv parazitní rušení - pak bys mohl uznat, že to ve výsledku musí vyjít prakticky stejně?

MP · #83

Sasa3 napsal:
Jinak pokud jde o tvůj příklad s ohniskem f6 a f3, tak po 2x2 rebinování stylem součet budeš mít stejný dynamický rozsah jako při f3 a to při stejném čase. Pokud má navíc kamera hardwarové binování, tak si tam dokonce ani nepřidáš žádný další šum. Tj. jak při f6 tak f3 můžes mít jednotlivé expozice stejně dlouhé a o nic nepřijdeš.
Tohle je jasne, ovsem plati to v idealnim pripade, kdy soucet 4 pixelu da to same ( ve vsech ohledech, vcetne sumu a ruseni ), jako jeden pixel, exponovany 4x vetsim mnozstvim svetla. Tomu v realnych podminkach moc neverim. To mi pripomina moje porovnani 3MPx a 10MPx kompaktu se stejnymi rozmery senzoru, jen jinymi rozmery pixelu. Ten sum pri scitani/prumerovani zkratka nejak neklesa podle teorie o jeho Gaussovskem rozlozeni ...

Takze bych se drzel pravidla : pokud muzes dostat na kazdy pixel vice svetla, tak ho tam dostan

Ovsem samozrejme pod podminkou, ze tim neztratis realne rozliseni detailu.

Sasa3 · #84

MP napsal:

Takze bych se drzel pravidla : pokud muzes dostat na kazdy pixel vice svetla, tak ho tam dostan ;)

Ovsem samozrejme pod podminkou, ze tim neztratis realne rozliseni detailu.

S tím bych souhlasil. Ještě bych to ale doplnil pravidlem, pokud si pořídíš reduktor 0.5x nečekej 4 násobné zkrácení času. Čím lepší šumové charakteristiky bude mít chip, na který fotíš, tím méně ušetříš. Pokud fotíš chlazenou CCD kamerou, tak s reduktorem neušetříš prakticky žádný čas.

Takhle nějak si představuji práci panelu pro výzkum globálního oteplování. Tam taky musí volit věty tak, aby všichni byly šťastni a nakonec skončí s nic neříkající, ale politicky korektní větou, že na 95% člověk podstatným způsobem to oteplování ovlivňuje...

ceres · #85

Pani, uz sa tu v tom moc "nimrate"

MP dobre napisal, ze zalezi aj na tom, ako rozlozime signal na pixely. Prave to rozlozenie podlieha vplyvom ako je seeing a sum a je funkciou dlzky ohniska (pri rovnakom snimaci). Citoval som tu ale testy a skusenosti ludi, ktori sa tomu venuju (Stan Moore, Johannes Schedler). V tych textoch je teoria dokazana pozorovanim. Ako fyzici by ste to mohli akceptovat

To, o com tu diskutujete v poslednych dvoch strankach, je vlastne uz rozlozenie expozicii, inak povedane, ci fotit napr. 50x2 minuty, alebo 5x20 minut. Vysledkom je v oboch pripadoch sice uhrnny cas 100 minut, ale nemusi byt rovnaky obrazok. To preto, ze povedzme za 2 minuty s nizsou svetelnostou nemam dostatocny odstup S/N a nespravi to ani tych 50 expozicii. Za 20 minut zasa mozem mat pri kratsom ohnisku presvihnutu dynamiku (asi urcite)... Cize, ide o to, zvolit spravnu kombinaciu expozicii vzhladom na priemer objektivu, rozlisenie na senzore, seeing a stav oblohy.

Napriklad Sasa3 chce dosiahnut lepsie prekreslenie detailov (teda zachytit aj slabe nuansy). Podla prepoctov by mu na to mali stacit 2/3 Schedlerovych casov, ktory fotil NGC6888 7x30 minut. Teraz je na zvazenie, ci ma Sasa3 spravit 7x20 minut, alebo 5x28 minut. Odpoved je pomerne jednoducha a vychadza z Schedlerovej prednasky - fotit co najdlhsie a co najviac obrazkov Co najdlhsie znamena tak dlho, aby dosiahol co najvyssi dynamicky rozsah jednotlivej expozicie. Co najviac znamena, aby sa pri naslednom spracovani este eliminoval (vyhladil) dalsi sum. A teraz nastava ta alchymia celeho tohto odvetvia - pri vysokej svetelnosti sice mam pixel saturovany rychlejsie (to je to zdanlive skratenie expozicie), nezachytim vsak detail a nemusim dosiahnut potrebnu dynamiku. Pri nizsej svetelnosti sa dlzka saturacie pixela natahuje (musim mat dlhsie expozicie), dynamika obrazka vsak klesa ovela pomalsie, resp. dokonca nemusi dosiahnut maximum. Tu nastava ten okamzik, ked si musim vybrat podla toho, co chcem dosiahnut.

Cele sa to ale zacalo tym (opakujem znova), ci ma zmysel redukovat ohnisko 0,8x. Odpoved sa tu uz objavila niekolkokrat...

Idealne by bolo, keby sme mali pristroj s velkym priemerom, dlhym ohniskom a velkym cipom pod dokonalou oblohou. Kedze to tak nie je, treba pouzivat finty, ako to cele obist a vydolovat maximum z realnych podmienok. Tych trikov je niekolko:

1. uzkopasmove filtre
2. optimalne rozlisenie (zhruba 40 % hodnoty seeingu)
3. maximalna dynamika obrazka
4. velky pocet ciastkovych expozicii
5. korektny preprocessing

Ta "svetelnost" je zakomponovana v bodoch 2. a 3.

KDan · #86

Mě by ještě zajímala Markova odpověď na můj příspěvek #81.

KDan · #87

ceres napsal: Pani, uz sa tu v tom moc "nimrate" :D

MP dobre napisal, ze zalezi aj na tom, ako rozlozime signal na pixely. Prave to rozlozenie podlieha vplyvom ako je seeing a sum a je funkciou dlzky ohniska (pri rovnakom snimaci). Citoval som tu ale testy a skusenosti ludi, ktori sa tomu venuju (Stan Moore, Johannes Schedler). V tych textoch je teoria dokazana pozorovanim. Ako fyzici by ste to mohli akceptovat ;)
Při vší úctě, nimrají se v tom i ti, co tomu věnují.

Jedná se jen a jen o speciální případ přenosu informace, nic víc, nic míň. Já vím, že na to každý máme jiný pohled, ale fyzika je jen jedna. Není přece špatné tohle si uvědomit. Tento princip stojí nad vším, i nad těmi pokusy, jejichž výsledky by neměly nikoho překvapit, pokud akceptuje tyto jednoduché zákonitosti.

MP · #88

Jasne.

Shrnul bych to takhle : Kdyz si poridite kameru s nekonecnym rozlisenim ( pixely 0um ), nulovym sumem a nekonecnym rozmerem senzoru, je uplne, ale opravdu uplne jedno, jakou ohniskovou vzdalenost idealniho objektivu ( se zornym polem 180 stupnu, nulovym zkreslenim a difrakci omezenym spotem v celem poli ) pouzijete.

Presne takhle uvazuji politici, odtrzeni od reality ...

Ale ted vazne : zakladem zpracovani snimku je statistika. Jinak z tech dat tu uzitecnou informaci nevydolujeme. Jde o to, jak to delame a co k tomu, krome tech puvodnich dat, potrebujeme - tedy jaka nam vyhovuje struktura tech "falesnych", pridanych dat, abychom je umeli odstranit. A jestli je k tomu lepsi pouzit statistiku, skrytou v samotnem fyzikalnim principu ( velikost pixelu x svetelnost, delka x pocet expozic, ... ) nebo postprocessing. Je to namet pro grant celeho vyzkumneho ustavu na 10 let, tady to nevyresime, jen si muzeme vymenovat zkusenosti ...

KDan · #89

To ses tedy z té mé otázky #81 hezky politicky vykroutil. ;D

MP · #90

KDan napsal: Mě by ještě zajímala Markova odpověď na můj příspěvek #81.Odpovedel jsem o prispevek nize, i kdyz to byla reakce na Sasu. V idealnim pripade neni co resit. Nastesti zadny pripad neni idealni a tak se mame porad cim bavit

Jen jsem mozna udelal chybu v tom predpokladu "idealniho" pripadu. Signal na ctverici pixelu bude stejny, jako na jednom pixelu, exponovanem 4nasobkem svetla, ale sum ne, ani kdyz bude ciste Gaussovsky. Nikdy. Takze pro 1 pixel vyjde i pri HW binovani vzdycky horsi vysledek. Ale kdyz vezmeme v uvahu vice pixelu, tak uz to neplati, protoze sum toho jednoho pixelu bude vice podlehat statistickym fluktuacim, nez secteny sum te ctverice. Takze si jeste musime definovat, co je to "lepsi" obraz - to neni minimum sumu v kazdem pixelu, ale minimalni rozdily mezi pixely.