Jak matematycznie dobrać ogniskową guidingu do rozmiaru pixela kamery guidującej np. N-150/750?

serwa · 23 Marca 2017

Może i temat już wałkowany, lecz niestety nie znalazłem jednoznacznej odpowiedzi

Mam tubę newtona 150/750 i kamerkę do guidingu ASI120mm.

Chcę robić zdjęcia Nikonem D90.

Słyszałem różne teorie, dotyczące ogniskowej optyki do guidingu.

Jedni piszą, że taka sama jak tuby głównej, inni, że co najmniej 1/2 ogniskowej tuby głównej, a jeszcze inni, że przynajmniej 1/4.

Można się zgubić, w tych "złotych" zasadach

Jest jeszcze jedna dokładniejsza szkoła, która coś wnosi do tematu, a mianowicie wyliczanie rozdzielczości dla pixela każdego z setupów.

Podobno rozdzielczość dla pixela powinna być w stosunku 1:1 dla tuby głównej i guidującej.

Rozdzielczość, musi być zbliżona, aby program guidujący nie korygował nam pojechania pixela niewidocznego jeszcze dla DSLR, bądź odwrotnie - pojechanie widoczne dla DSLR, nie pozostawało bez korekcji guidingu. Czy dobrze to rozumiem i faktycznie tak jest?

I tutaj mój przykład, nie wiem czy wyliczam to poprawnie:

pixel Nikon D90 = 5,51 um

pixel ASI120mm = 3,75 um

Więc rozdzielczość per pixel tuby głównej:

206,265*5,51/1000 = 1136,60/750 = 1,51arcs/px

Aby zachować stosunek 1:1 ogniskowa guidingu dla kamerki ASI120mm powinna wynosić ok. 510 mm

206,265*3,75/1000 = 773,55/510 = 1,51arcs/px

To dość duża ogniskowa i tu pytanie czy tak duża dokładność jest wymagana i dlaczego tak jest lub nie, no i jak to wyliczyć, aby było idealnie, jeśli się mylę?

Jeśli jednak powyższe wyliczenie jest poprawne, to można dać ogniskową 260 z barlowem 2x, ale tracimy światłosiłe, więc to też nie rozwiązanie chyba?

Niejaki Piotrek L. pisze o subpixelingu programów do guidingu i ich korekcji z dokładnością od 1/10 do nawet 1/25, a więc nie ma konieczności stosowania aż takich ogniskowych.

>> http://astropolis.pl/topic/34188-guiding/

Jeśli faktycznie tak jest to przy najniższej zakładanej dokładności programu, rzędu 1/10 pixela, w idealnym seeingu, można byłoby uzyskać stosunek 1:1 arcs/pixel dla obu setupów już od ogniskowej 51 mm guidingu, trochę to dziwne?

OTA: 206,265*5,51/1000 = 1136,60/750 = 1,51arcs/px

GUIDING 1/10: 206,265*3,75/1000 = 773,55/51 = 15,16/10 = 1,51arcs/px

GUIDING 1/25: 206,265*3,75/1000 = 773,55/51 = 15,16/25 = 0,60arcs/px

Ostatecznie jak to jest z tym subpixelingiem czy subfarme pixelami? zwał jak zwał?

Z kolei tutaj,kolega philips, zaznacza, że gwiazda do guide z subframe powinna mieć co najmniej 10 px i małe ogniskowe guidingu nie mają sensu. Więc cała idea subframe przestaje być sensowna, bo po co subframe, skoro potrzebujemy dużej gwiazdy, a ciężko będzie raczej o taką przy tak małych ogniskowych?

>> http://astropolis.pl/topic/21241-co-do-guidingu/page-2

Byłbym wdzięczny za wszelkie informacje i proponowane metody prawidłowego wyliczenia i zaproponowanie złotego środka dobrania ogniskowej, pomijając metodę prób i błędów

Edytowane 23 Marca 2017 przez serwa

Piotr4d · 23 Marca 2017

Niepotrzebnie dzielisz włos na czworo. Poprawnie skonfigurowany program do guidingu, przeliczy wszystko za ciebie.

Wyliczona przez ciebie ogniskowa 51mm, to pewnie trochę mało, ale taki szukaczoguider 50/180 da radę na pewno.

MateuszW · 23 Marca 2017

Podobno rozdzielczość dla pixela powinna być w stosunku 1:1 dla tuby głównej i guidującej.

Rozdzielczość, musi być zbliżona, aby program guidujący nie korygował nam pojechania pixela niewidocznego jeszcze dla DSLR, bądź odwrotnie - pojechanie widoczne dla DSLR, nie pozostawało bez korekcji guidingu. Czy dobrze to rozumiem i faktycznie tak jest?

Wiele rzeczy można wymyślać na ten temat, ale akurat powyższy cytat to z pewnością nieprawda

Dobrze zauważyłeś, że tak na prawdę decydującą rolę odgrywa skala w głównym i guidującym zestawie. Pisane o ogniskowych to tylko przybliżenie, choć najczęściej wystarczające (bo piksele mają na ogół ok 4-5 um). Jedno jest pewne - stosunek jednej do drugiej skali na pewno nie musi być 1:1, tylko mniejszy Ale zasadniczo trudno podać jakieś lepsze, jednoznaczne ograniczenie - to już tylko domysły i doświadczenie, stąd tyle różnych i sprzecznych informacji. Pewne jest również to, że programy guidujące wyliczają pozycję gwiazdy dokładniej, niż 1 pix. Ale czy jest to 1/10, czy 1,25 - tego już nie wiadomo (chyba, że znalazł ktoś taką konkretną informację w jakiejś instrukcji programu, to chętnie się dowiem). No i stąd wynika cały problem ustalenia, jaka to ta ogniskowa jest faktycznie potrzebna.

Na pewno nie jest problemem, gdy guider posiada lepszą dokładność (po uwzględnieniu subpikselowych pomiarów), niż główna tuba. Jeśli np rzeczywisty błąd pozycji gwiazdy wynosi np 0,3522 pix i mamy dwa guidery, jeden o dokładności 0,5 pix, a drugi 0,005 pix, to pierwszy powie, że błąd wynosi 0,5 pix, a drugi, że to 0,350 pix. W efekcie pierwszy guider wykona korektę o 41% za dużą, natomiast drugi tylko o 0,6% za małą. Po prostu, dokładniejsze próbkowanie może poprawić dokłądnosć korekt, ale na pewno nic nie pogorszy. Tak czy siak określamy, jaki zmierzony błąd musi wystąpić, żeby korektę brać pod uwagę (min move). Czyli jak super dokładny guider stwierdzi przesunięcie o 0,0001 pix, a min move ustawimy na 0,1 pix, to i tak żadna korekta nie zostanie zastosowana.

Natomiast jasne jest, że guider nie może być mniej dokładny (subpikselowo), niż główna tuba. Najczęściej przyjmuje się, że korektę jest sens robić, gdy błąd wynosi połowę piksela głównej tuby. Ale ot też jest jakaś tam przyjęta wartość, która jest sensowna, ale można przyjąć coś innego. Z tego też wynika, że dokładność guidera powinna być co najmniej 2x lepsza, niż skala głównej tuby. Ale to nie znaczy, że jak gwiazda przesunie się o 0,25 pix na głównej tubie, to nie będzie to widoczne na zdjęciu - będzie, ale w sposób akceptowalny. Coś po prostu trzeba przyjąć.

Jeśli chodzi o pomiar subpikselowy, to należy zastanowić się, skąd to wynika. Gdyby gwiazda guidera mieściła się na jednym pikselu, to nie ma opcji, żeby ustalić jej pozycję dokładniej. Ale gwiazda to placek, który zajmuje co najmniej kilkanaście pikseli. Można więc wykorzystać informację z nich wszystkich i wyliczyć pozycję gwiazdy na zasadzie pewnej średniej ważonej. Osobiście robiłem takie próby obliczeń, gdzie wagami była jasność piksela (w stosunku do maksymalnej jasności wszystkich pikseli gwiazdy), a wartościami pozycja (w pix), liczona niezależnie dla X i Y. Efekty były dość dobre, ale trudno powiedzieć, czy tak to liczą programy i czy nie da się lepiej (np pewną niejednoznacznością jest określenie, ile pikseli brać pod uwagę, gdzie się "kończy" gwiazda).

Tak więc pomiar subpikselowy to coś w rodzaju ważonego uśrednienia kilkunastu pomiarów (jak w fizyce). Ile "miejsc po przecinku" można z tego wycisnąć? Trzeba by policzyć odchylenie standardowe. Ale zależeć to będzie np od snr gwiazdy i nie tylko. Tak wiec ostatecznie i tak trzeba coś przyjąć, nie ma tu jednoznacznej odpowiedzi - "to jest 0,1 pix i kropka". To jest po prostu jakaś liczba rzeczywista wyliczona z jakiegoś wzoru i posiadająca jakieś odchylenie standardowe. Tyle.

Konkludując Z mojego doświadczenia i tego, co wyczytałem na forum, przyjmuję, że ten stosunek powinien wynosić jakieś 1:4 (stosunek stali guidera i głównej tuby). Jak widać, szukaczoguider powinien się tu załapać i tak jest w istocie - wiele osób nim guiduje ogniskową 750 mm. Ale jeszcze raz zaznaczam - jednoznacznej odpowiedzi nie ma. To tylko kwestia doświadczenia swojego, innych i trochę analizy teoretycznej zagadnienia

Piotrek L. · 23 Marca 2017

"Niejaki Piotrek L. pisze o subpixelingu programów do guidingu i ich korekcji z dokładnością od 1/10 do nawet 1/25, a więc nie ma konieczności stosowania aż takich ogniskowych.

>> http://astropolis.pl/topic/34188-guiding/

Byłbym wdzięczny za wszelkie informacje i proponowane metody prawidłowego wyliczenia i zaproponowanie złotego środka dobrania ogniskowej, pomijając metodę prób i błędów :)"

Niejaki PiotrekL pisał nie raz (tak jak wielu kolegów pisało setki razy), że trzeba w pierwszej kolejności mieć w pełni sztywny układ astrograf - > guider.

Pytanie tylko brzmi, czy Twój newton ma sztywną tubę, solidny wyciąg i obejmy do których zamocujesz guider? Bo co z tego, że do Twojego zestawu można by spokojnie napisać, że teoretycznie szukaczoguider z ogniskową 180mm da radę, ale jak sztywność będzie kiepska, to wszystkie założenia teoretyczne będą tylko ładnie wyglądać na papierze.

W przypadku refraktorów problem ze sztywnością jest mały, ale w newtonach wielu kolegów przekonało się, że to nie jest rodzaj teleskopu do takiego guidowania (problemy z gięciem się tubusu pod wpływem obciążenia go wyciągiem i kamerą).

Poszukaj troszkę na forum, albo poczekaj może koledzy doświadczeni z newtonami napiszą coś więcej, bo ja mam tylko doświadczenie z refraktorami i makami, a to zupełnie inna bajka w guidingu.

Pozdrawiam :Beer:

DominikRD · 23 Marca 2017

Hmmm... sztywność połączenia głównej tuby z guiderem... coś o tym wiem Piotrek L. mądrze prawi.

serwa · 25 Marca 2017

Dziękuję, za rozwinięcie wątku i wasze odpowiedzi

MateuszuW, troszkę mi uświadomiłeś istotę działania korekcji guidera i jej precyzji.
Mi się nasuwa jeszcze jeden wniosek wobec powyższego.

Wpływ na guiding, ma też rozmiar gwiazdy.

Im większa gwiazda guidująca tym stosunek dokładności tuba/guider może być większy, bo gwiazda rozlewa się na więcej pixeli, przez co program ma więcej informacji do wyliczenia średniej ważonej i ustalenia precyzji subpixelowej, która niweluje dysproporcje pomiędzy dokładnościami.

Przy małych gwiazdkach, chyba jednak wskazana jest większa ogniskowa, bądź mały pixel, stąd też problem jednoznacznie określić jak dobrać guider.
Co o tym myślicie?

PiotrkuL fajnie, że też coś dodałeś o sztywności.
Stąd wziął się cały ten wątek, ponieważ nie chciałem pakować się w ciężki guider, ale też nie wiedziałem, czy stosując szukacz nie wpłynę bardziej niekorzystnie na setup, aniżeli wieszając większy refraktor na setupie, no i jaki ten szukacz ma być Jak damy 400-500 na guiding to mamy pewność (hipotetyczną), że da radę, ale jak dużo krótszy to budzą się wątpliwości.

Gość od którego kupiłem newtona 150/750 kupił go jako tubę guidującą, nie spytałem dla jakiego setupu