Bigos

ZbyT, jeśli w weekend znajdę dość czasu postaram się przygotwać jakieś wyjaśnienie stałości jasności powierzchniowej źrenicy wyjściowej. Dla źrenicy wyjściowej chyba będzie to łatwiejsze. Mam nadzieję, że zgodzisz się ze mną, że to z której strony patrzymy nie jest istotne - ze względu na symetrię układu, który w najprostszej wersji tworzą dwie soczewki o różnych ogniskowych. Piotr, Masz rację, że refleksy wewnętrzne na soczewkach mogą zawyżać wynik pomiaru. Główny udział mają tu płaskie, równoległe do siebie powierzchnie pryzmatów (wpływ wypukłych powierzchni soczewek jest zdecydowanie mniejszy). W przypadku samych pryzmatów BAK4 bez powłok na każdej powierzchni odbija się około 5% światła. Takich powierzchni jest 4. Idąc wraz ze światłem od strony obiektywu pierwsza powierzchnia pryzmatu daje tylko stratę światła. Światło, które odbija się od drugiej w ilości 5% odbija się ponownie w stronę okularu w ilości 0,25% od pierwszej powierzchni. Światło, które odbija się od trzeciej w ilości 5% odbija się ponownie w stronę okularu od drugiej i pierwszej w ilości 2x0,25%=0,5%. I wreszcie światło, które odbija się od czwartej odbija się ponownie w strone okularu od trzeciej, drugiej i pierwszej w ilości około 3x0,25%=0,75%. Zatem pomijając spadek jasności strumienia po każdum odbiciu do oka obserwatora trafia aż 6x0,25% =1,5% światła odbitego. W przypadku nawet najprostszych powłok dających odbicie średnie na poziomie 2% ilość ta spada do 6x0,04%=0,24%. Co do wyczernienia to moim zdaniem nie ma ono żadnego wpływu bo w badanym świetle śrenicy nie ma elemntów obudowy. Jeśli chodzi o pomiar dla trzech różnych kolorów to sprawdziłem to - charakterystyka matrycy jest identyczna. Poza tym dla mnie istotna jest informacja ile światła niebieskiego wycina lornetka, nawet jeśli średni wynik jest niezły. Pozdrawiam Bigos

jutomi, większość z moich lornetek nie jest przetestowana na optyczne.pl. Właściwie testowana była tylko jedna BPC 20x60 ale wykresu dla niej nie ma (nie znalazłem go). Na temat jej transmisji napisali tam: Łatwo więc policzyć, że dla światła żółtego teoretycznie lornetka powinna mieć sprawność 82.5% (zmierzona to 81.1%), dla światła niebieskiego już tylko 75.8%.. " Właśnie na podstawie powyższego oceniałem sprawnośc mojej BPC 20x60 na około 80%, tymczasem mój egzemlarz daje obraz prawie tak złóty i ciemny jak PZO 7x50 a wykres transmisji te ostatniejj załączam poniżej. Średnio jest chyba ponizej 60%. Prawdopodobnie, wberew temu co napisali na optyczne.pl, róznice między egzemplarzmi BPC 20x60 są duże. Dobrze będzie mieć sposób na domową ocenę sprawności własnej lornetki. Moim zdaniem lepiej nie polegać w pełni na cudzych pomiarach lub co bardziej niebezpieczne na danych producenta. Poza tym faktycznie satysfakcja, że możgę coś zmierzyć domowym sposobem dla mnie jest ogromna. Pozdrawiam

Zmierzyłem dokładnie to co zamierzałem. Powiększenie nie ma tu żadnego znacznia podobnie jak wielkosc soczewki ocznej bo mierzymy jasnośc powierzchniową. Wyobraź sobie, że patrzysz na białą scianę przez dwa otwory o srednicy np. 5 mm i 10 mm. Ta większa przepuszcza 4x więcej światła, ale jasnośc powierzchniowa wnętrza każdej z nich jest taka sama i równa jasności powierzchniowej ściany. Jeśli chodzi o winietowanie lornetki i ścinanie źrenic to zauważ, że pomiar dokonywany jest w osi instrumentu z dużej odległości, a więc dla bardzo wąskiej wiązki. Winietowanie ani ścinanie śrenicy nie występuje. Można zastanawiać się nad wpływem winietowania obiektywu aparatu, którym robiłem zdjęcie. Natomiast fakt, że wspomniałeś o wyczernieniu i rzeczywistej aperturze świadczy tylko o tym, że nie zrozumiałeś tej metody pomiarowej. Ta metoda jest idealna dla układów bezogniskowych właśnie dlatego, że mierzymy jasnośc powierzciową! Sprawnośc 96% to faktycznie świetny rezultat dla lornetki, jednak osiągalny. Gdyby taki wynik miała BPC 20x60 zdziwił bym sie niepomiernia ale w przypadku Nikona tego się spodziewałem. Jeśli chodzi o sprawnośc obiektywu to istotna jest liczba przejśc między szkłem a powietrzem i rodzaj zastosowanych powłok oraz jkość i grubośc szkła. Współczesne dobre szkło optyczne a takiego zapewne używa Nikon ma transmisję bliską 100% dla całego zakresu widzilnego. Wszystko zależy od powłok. Dobre powłoki wielowarstwowe odbijają poniżej 0,2% światła. Pozdrawiam Bigos

To co napisałeś budzi moje największe obawy. Właśnie dlatego zrobiłem serię zdjęć o różnym naświatleniu. Stosunkwo mało rozbiezne wyniki raczej przemawiają, że gamma była raczej stała. Pewności jednak nie mam. Czy gamma nie jest zapisywana gdzieś w zdjęciu? Chyba jednak gamma jest stała. Nie mam w lustrzance możliwości regulacji tego parametru a nie sądzę aby lustrznaki zmieniały tak podstawowe ustawienia bez kontroli fotografa. Natomiast trzeba zwrocić uwagę aby wyłączona była opcja D-Lighting, bo jesli się nie mylę to jest właśnie obróbka polegająca na zmianie charakterystyki kwantowania poziomów jasności.

Na zakończenie warto zastanowić się nad dokładnością opisanej metody i czynnikami, które potencjalnie mogą mieć istotny wpływ na jakość pomiarów. Parametry zdjęcia. Każde zdjęcie wykonywane jest z innymi parametrami takimi jak balans bieli czy poziom naświetlenia. W praktyce jednak, ponieważ pomiaru zawsze dokonujemy w obrębie tego samego zdjęcia to wszelkie różnice z tego tytuł kompensują się, bo tak samo wpływają zarówno na poziom sygnału mierzonego jak i poziom odniesienia. To cecha typowa dla różnicowych metod pomiarowych. Tak, więc parametry ekspozycji, o ile tylko nie doszło to nasycenia poziomu bieli nie mają istotnego znaczenia dla pomiaru. Szum matrycy. Przy im niższym poziomie jasności dokonujemy pomiaru, tym większy wpływ mają szumy matrycy, z tego powodu lepiej jest analizować zdjęcia jasne, dobrze naświetlone. Jednak, ponieważ analizie poddajemy nie pojedyncze piksele, ale średnią wartość ich kilkunastu tysięcy to szum nie wpływa znacząco na wyniki. Nierównomierności jasności powierzchniowej monitora. Tego czynnika nie można zaniedbać. Z moich pomiarów wynika, że jedynie w centralnych obszarach monitora jasność powierzchniowa jest stała i waha się w obrębie +/- jednego poziomu kwantowania. Niestety to dość sporo, bo odpowiada blisko 2% odchyłkom rzeczywistej jasności. Dobrze jest przygotować sobie białe zdjęcie do wyświetlenia podczas testu z zaznaczonym przetestowanym obszarem, w którym zmienność jasności powierzchniowej monitora jest mała. Niska dokładność filtrów użytych do kalibracji. Jeśli filtr NDx2 ma rzeczywistą przepuszczalność 45% a nie 50% to mogłoby to spowodować, że wyznaczona charakterystyka matrycy będzie błędna. Dlatego do kalibracji należy użyć kilku filtrów o różnych parametrach. Każda niedokładność któregoś filtru już rzędu 2% będzie łatwo zauważalna na wykresie jako odchyłka w górę lub w dół od wyznaczonej funkcji aproksymującej i nie dałoby się jej dopasować. Jak widać na rys. 6 wyznaczone pomiarami poziomy kwantowania dla wszystkich filtrów leżą niemal dokładnie na wyznaczonej charakterystyce co świadczy, że dokładność filtrów jest wysoka. Ten czynnik można moim zdaniem zaniedbać całkowicie ze względu na zgodne uchwycenie charakterystyki aż w 6-ciu punktach. Lokalne nierównomierności charakterystyki pomiędzy wyznaczonymi punktami. Być może na odcinkach pomiędzy empirycznie wyznaczonymi poziomami charakterystyka matrycy nie jest dokładnie wykładnicza i np. różnica między jakimiś dwoma kolejnymi poziomami kwantowania nie wynosi dokładnie 1,0175 ale np. 1,019. Takie lokalne odchyłki są możliwe, dlatego w przypadku pomiarów jasności o bardzo małej różnicy błąd może się nasilać, jednak sądzę, że współczesne matryce nie maja takich zaburzeń gdyż byłyby bardzo widoczne na zdjęciach przy łagodnych przejściach tonalnych. Dla większych rozpiętości jasności lokalne nierównomierności niwelują się. W kilkunastu wykonanych przeze mnie pomiarach tych samych lornetek ale na różnych zdjęciach i o różnym stopniu naświetlenia maksymalne różnice wyników jakie zarejestrowałem mieszczą się w przedziale +/- 3%. Taki największy błąd wystąpił przy pomiarze dużej różnicy jasności (ciemna BPC 20x60) na zdjęciu o słabym naświetleniu. Pomiary niewielkich rozpiętości jasności do typowych dla współczesnych konstrukcji optycznych wyniki zawsze mieściły się w przedziale +/- 1%. Opisana metoda może znaleźć zastosowanie przy badaniu refraktorów oraz teleskopów katadioptrycznych. Wkrótce postaram się przetestować w ten sposób mój stary Tal 200k. Pozdrawiam Bigos

Uzyskane wyniki potwierdzają, że rosyjska lornetka jest najsłabsza. Zaskoczyło mnie, że aż tak dużo światła ulega pochłonięciu przez jej optykę. Sądziłem, że jej sprawność jest na poziomie 80% tymczasem okazuje się, że zaledwie 65%. Celestron ze średnią sprawnością 79% jest od niej znaczenie efektywniejszy lepszy, ale zdecydowanym liderem jest Nikon o sprawności powyżej 96% (rys. 8), choć trochę zaskoczyło mnie, że on również ma nierówną charakterystykę, bo obrazy, jakie daje wydają się czysto białe.

Wreszcie można przystąpić do rzeczywistych pomiarów. Ja w tym celu wybrałem moje trzy ulubione lornetki: kultową Kronos BPC 20x60, Celestron 25x100 oraz doskonałą optycznie Nikon 12x50 SE. Wszystkie trzy wyraźnie różnią się sprawnością i zabarwieniem obrazu. Krosno daje ciemny i żółtawy obraz, Celestron jest jaśniejszy i wydaje się lekko różowawy natomiast Nikon jest czysto biały. Poniżej prezentuję tabelki z uzyskanymi wynikami oraz charakterystyki sporządzone na ich podstawie. Obliczenia wykonałem niezależnie dla każdej barwy składowej, dzięki czemu możliwe było nie tylko obliczenie średniej sprawności badanych lornetek, ale również wyznaczenie prostych charakterystyk widmowych (rys. 7).

Pozostaje jeszcze jedynie ustalić, jaką podstawę ma funkcja, ale wiedząc, że różnicy 40 poziomów odpowiada rzeczywisty dwukrotny stosunek jasności wystarczy obliczyć pierwiastek 40-go stopnia z 2 i otrzymujemy wartość 1,0175. Różnica pomiędzy dowolnymi dwoma poziomami kwantowania odpowiada stosunkowi jasności 1,0175. Dla większej różnicy poziomów kwantowania trzeba wartość 1,0175 podnieść do potęgi równej tej różnicy. Weźmy przykład podany wcześniej w artykule: „Załóżmy, że nasz pomiar białej powierzchni monitora w kanale szarym dał wynik 217,3 a dla światła po przejściu przez układ optyczny 198,06” i obliczmy, jaką sprawność ma badany układ optyczny. Różnica poziomów wynosi: 217,13 – 198,06 = 19,07 Odpowiada to stosunkowi jasności: 1,0175 ^ 19,07 = 1,392 Czyli badany układ na sprawność: 1/1,392 = 0,718 ≈ 72% Na koniec kalibracji przygotowałem na podstawie wyznaczonej funkcji aproksymującej ciągłą charakterystykę matrycy, aby sprawdzić czy funkcja ta pokrywa się z wyznaczonymi wcześniej punktami (rys. 5 i rys. 6). Jak widać poniżej zbieżność aproksymacji z pomiarami jest dobra.

Wreszcie można zrobić w Excelu wykres punktowy uzyskanej charakterystyki (rys. 3). Jedną rzecz o tej charakterystyce można powiedzieć na pewno: nie jest ona liniowa! Ponieważ odstępy pomiędzy poziomami odpowiadającymi zmierzonym jasnościom są mniej więcej stałe i wynoszą około 40 a skok jasności jest zawsze dwukrotny to można przypuszczać, że jest to funkcja wykładnicza. Po zmianie skali wykresu na logarytmiczną (rys. 4) wszystkie punkty układają się w jednej linii co potwierdza, że matryca ma charakterystykę logarytmiczną.

Filtry powinny znajdować się w okolicach centralnej części monitora, bowiem jasność powierzchniowa monitorów LCD nie jest stała na całej powierzchni. Maleje ona w okolicach krawędzi, dlatego tych obszarów należy unikać. Z moich pomiarów jasności wynika, że na w obszarze centralnym różnice średniej jasności nie przekraczają jednego poziomu kwantowania. Dobrze jest wykonać serię zdjęć z różnymi parametrami naświetlania aby później wybrać takie, dla którego jasność centralnych obszarów monitora będzie miała poziom minimalnie poniżej 255. Należy jednak pilnować, aby nie dopuścić do nasycenia poziomu bieli. Zdjęcie, na którym doszło do nasycenia nie nadaje się do kalibracji! Po skopiowaniu zdjęć do komputera analizujemy je w Photoshopie i wybieramy jedno takie, które spełnia powyższe warunki. Teraz za pomocą funkcji Histogram po kolei mierzymy i zapisujemy średnie poziomy kwantowania odpowiadające kolejnym malejącym dwukrotnie jasnościom. Uzyskujemy w ten sposób 6 punktów charakterystyki matrycy. Poniżej tabela, jaką otrzymałem podczas mojej kalibracji:

Kalibracja Kalibracja ma na celu możliwie precyzyjne ustalenie, jakiej rzeczywistej jasności odpowiada każdy z 256 poziomów kwantowania, przy czym poziomowi bieli „255” przyporządkowujemy wartość 1 a poziomowi czerni wartość 0. Wszystkie poziomy pośrednie między czernią a bielą przyjmują wartości z przedziału między 1 a 0. Po przeczytaniu znalezionych w sieci kilku artykułów na temat charakterystyki matryc aparatów fotograficznych nabrałem jak się później okazało błędnego przekonania, że w przeciwieństwie do logarytmicznej charakterystyki oka matryce mają liniową charakterystykę. A więc każdemu kolejnemu poziomowi kwantowania oznaczałby wzrost jasności o stałą wartość. Obszary ciemne byłby wówczas kwantowane względnie rzadko a jasne bardzo gęsto. Dla pewności postanowiłem wykonać pomiar charakterystyki matrycy mojego aparatu Nikon D90. W tym celu zastosowałem kilka szarych filtrów fotograficznych o znanej gęstości optycznej (przepuszczalności) NDx2 przepuszczający 50% światła, NDx4 przepuszczający 25% światła, NDx8 przepuszczający 12,5% światła, oraz kombinacje tych filtrów uzyskując gęstości NDx16 czyli przepuszczającą 6,25% światła i NDx32 przepuszczająca 3,125% światła. Bardzo ważne jest aby na jednym zdjęciu ująć na raz wszystkie filtry, tak jak pokazuje to rysunek 2.

Prezentowane na forach astronomicznych recenzje lornetek skupiają się głównie na zniekształceniach obrazu oraz mechanicznej jakości wykonania. Brakuje natomiast bardziej szczegółowych pomiarów rzeczywistych parametrów optycznych. No może z wyjątkiem metody latarkowej, umożliwiającej wyznaczenie czynnej średnicy obiektywu. Jednak na ilość światła docierającego do oka obserwatora wpływ mają również straty światła w samym układzie optycznym. Poniżej prezentuję metodę wyznaczenia przepuszczalności światła domowym sposobem. Jej główna siła tkwi w prostocie, bowiem potrzebny sprzęt znajduje się niemal w każdym domu. W najprostszej wersji, umożliwiającej jakościową ocenę wizualną potrzebny jest tylko aparat cyfrowy i komputer z programem do obróbki graficznej. W celu dokładniejszej oceny ilościowej dodatkowo potrzebnych jest kilka szarych filtrów o znanej gęstości optycznej w celu kalibracji. Opis: Potrzebne będzie wzorcowe powierzchniowe źródło światła, którym w warunkach amatorskich może być monitor komputerowy. Na jego ekranie wyświetlamy białe tło np. pustą kartkę w Wordzie a następnie badaną lornetkę ustawiamy w odległości ok. 10 cm przed monitorem okularami w jego stronę. Teraz z odległości kilku metrów trzeba wykonać fotografię jednego obiektywu lornetki, przy czym aparat fotograficzny należy ustawić w osi przyrządu tak, aby w obiektywie lornetki widoczny był otwór wejściowy okularu. Ponieważ okular skierowany jest na świecący na biało monitor będziemy widzieli światło monitora po przejściu przez cały układ optyczny lornetki. Ważne jest, aby na tym samym zdjęciu ująć również bezpośrednie światło monitora, które posłuży nam za poziom odniesienia. Ponieważ zdjęcie wykonywane jest z odległości kilku metrów przydatny jest duży zoom. Obraz będzie miał wówczas większą skalę a to ułatwi jego późniejszy pomiar. Jeśli badamy lornetkę o niskiej jakości prawdopodobnie już gołym okiem zauważymy różnicę w jasności lub kolorze pomiędzy światłem białego monitora a światłem po przejściu przez układ optyczny. W przypadku sprzętu renomowanego producenta gołym okiem nie da się zauważyć żadnej różnicy Teraz zdjęcie przenosimy na komputer i otwieramy w programie graficznym np. w Photoshopie. Zaznaczamy fragment obszaru świecącego z wnętrza obiektywu i przekopiowujemy go na bezpośrednie światło monitora. Nawet drobna różnica w jasności stanie się widoczna (fot. 1). Przy wykorzystaniu funkcji Histogram możemy odczytać średni poziom jasności każdego koloru dla zaznaczonego obszaru światła po przejściu przez optykę lornetki oraz dla obszaru bezpośredniego światła monitora. Przypomnę jeszcze, że w formacie JPG poziom każdego koloru piksela zapisany jest na 8 bitach, co daje 256 poziomów kwantowania pomiędzy czernią, której odpowiada poziom „0” a bielą, której przypisany jest poziom „255”. Ponieważ na zaznaczonym obszarze z reguły znajduje się kilkanaście tysięcy pikseli wartość średnia wyznaczona jest z bardzo dużą dokładnością do 0,01 poziomu. W praktyce aż taka precyzja nie jest potrzebna ze względu na inne czynniki, które obniżają dokładność całej metody. Załóżmy, że nasz pomiar białej powierzchni monitora w kanale szarym dał wynik 217,3 a dla światła po przejściu przez układ optyczny 198,06. Aby ocenić jak te liczby przekładają się na rzeczywisty stosunek jasności konieczne jest wykonanie kalibracji.

To co napisałeś dotyczy przypadku kiedy patrzymy przez okular i w tym przypadku masz jak najbardziej rację. Zwiększając powiększenie spada jasność powierzchniowa obserwowanych obiektów. Jednak w przypadku gdy patrzymy od strony obiektywu, tak jak w przypadku opisywanego testu, jedynym efektem większego powiększenia jest mniejsza średnica widocznej przez obiektyw żrenicy wejściowej. Jej jasność powierzchniowa pozostaje stała i zależna jest wyłącznie sprawności układu optycznego i jasności powierzchniowej żródła światła. Właśnie dlatego ta metoda pozwala błyskawicznie porównać sprawność dowolnych dwóch lornetek . Zresztą popatrz na zdjęcia. Poniewaz od pewnego czasu noszę się z zamiarem zakupu tej lornetki chciałem poprosić właściciela lornet TS 28x110 aby zrobił takie zdjęcie aby móc ocenić sprawność jej optyki. w tkim kolosie musi być dużo szkła na drodze światła a to istotnie wpływa właśnie na sprawność. Bardzo istotne jest aby nie poprawiać na komputerze poziomów jasności zdjęcia testowego. Pozdrawiam Maciej

Poniżej zdjęcie, o którym mówiłem czyli porównanie dwóch lornetek o tej samej śerdnicy obiektywu 50mm. Jedna na małe powiększenie 7x i żrenicę wyjściową aż 7,1 mm - PZO 7x50 a druga ma duże powiększenie 12x i żrenicę wyjściową tylko 4,1 mm - Nikon 12x50. Mimo to obraz w przelocie w tej drugiej o dużym powerze jest nieporównanie jaśniejszy. Ten test porównawczy wnosi bardzo wiele i pozwala na proste, ale dokładne, jakościowe porównanie sprawności lornetek. Pozdrawiam Maciej

To co napisałeś nie tylko nie nie jest oczywistą prawdą. To jest poprostu nieprwda. Zastosowanie przy tej metodzie w lunecie/teleskopie innego (krótszego) okulara lub dołożenie barlowa spowoduje tylko, że obraz źrenicy wyjściowej widziny poprzez obiektyw będzie mniejszy. Jasnosc powierzchniowa obrazu w źrenicy pozostanie niezmienna. To o czym napisałeś to Twoje subiektywne wrażenie. Pomijam znikomy wpływ barlowa. Dla pewności, a właściwie jako dowód, jak tylko będę miał czas, zrobię jeszcze analogiczne zdjęcie jasnej, ale kiepskiej lornetki PZO 7x50 oraz znacznie ciemniejszej ale wyśmienitej Nikon 12x50 SE. Wracając do zaprezentowanej metody oceny to główną jej zaletą jest prostota. Każdy może w domu wykonac takie zdjęcie, a następnie skopiować wycinek światła po przejściu przez optykę na sfotografowane na tym samym zdjęciu bezpośrednie źródło światła czyli na ekran. Metoda jest bardzo czuła, zresztą jak każda metoda różnicowa. Proszę zerknąć na zdjęcie dla lornetki Nikona o transmisji całkowitej 96% (jesli dobrze pamiętam). Nawet tak mała różnica jest wykrywalna. Można też ocenić podbarwienie obrazu. W Nikonie brak jakiegokolwiek zabarwienia (przynajmniej ja go nie widzę), lekko podkolorowany jest obraz w Celestronie a w rosyjskiej lornetce jest mocno przebarwiony. Pozdrawiam Maciej

No to chyba DO 25x100 nie jest tą samą konstrukcją co Celestron 25x100. Robiłem test latarkowy mojego Celestrona 25x100 i wychodzi równe 100mm czynnej źrenicy. Ale wracając do TS 28x110 czy mógłbym prosić o zdjęcie "w przelocie"? Ciekaw jestem jak jest z jej sprawnością bo pewnie jest niezła ale nie ma to jak się upewnić. W praktyce takie zdjęcie najlepiej wychodzi jeśli lornetkę ustawi się przed monitorem z białym tłem okularami do monitora. Następnie z dużej odległości robi się zdjęcie aparatem z zumem tak aby widoczne było zarówno tło monitora jak i światło w obiektywie po przejściu przez całą optyke lornetki. Załączam przykładowe zdjęcia dla moich lornetek czyli BPC 20x60, Celestron 25x100 i Nikon 10x70. Kwadraciki to przekopiowane światło po przejściu dla łatwiejszego porównania. Pozdrawiam Maciej

Witam, zamierzam zakupić niedrogi mantaż paralaktyczny pod katadiopryk 200 mm. Waga tuby ok. 8 kg. Waham się pomiędzy: 1. Sky-Watcher EQ-5 - 1500 PLN 2. Vixen GP2 - 1500 PLN 3. Celestron Omni CG-4 - 1300 PLN W przyszłości ma na nim zawisnąć jakieś APO lub ED około 110 mm. Który z wymienionych będzie Waszym zdanim najodpowiedniejszy? Pozdrawiam Maciej