Profesjonalne kamery CCD - blaczego BW

[Grzegorz]

Witam.

Dlaczego profesjonalne kamery CCD wykorzystywane w astronomii sa czarnobiale. Czy wykonanie kolorowego elementu CCD dobrych parametrach jest takie trudne? Czy moze lepsza jakosc kolorowych zdjec jest wowczas gdy robimy trzy zdjecia przez filtry i skladamy je poxniej?

[Gość Janusz_P.]

Po części sam sobie odpowiedzialeś na tytułowe pytanie !!!

Kamera kolorowa mo co najmniej o rząd wielkości mniejszą czułość i nie nadaje się do badań naukowych słabych obiektów astronomicznych, kolorowe fotki to co innego, niosą wiele doznań estetycznych ale nie wiele danych naukowych niestety >

[jureq]

Witam,

przy stosowaniu kamery b/w + filtry, najczesciej nie naswietla sie jednakowo kazdego "koloru"; spowodowane jest to tym, ze charakterystyka widmowa przetwornika ccd nie jest liniowa (np. dla Kodakowskiego KAF-0401LE http://www.kodak.com/global/plugins/acroba...1LELongSpec.pdf ), czulosc przetwornika w zakresie np. czerwieni i nibieskiego jest rozna, wiec jedynie mozna to skompensowac stosowaniem filtrow i roznymi czasami naswietlania (co w przypadku przetwornika kolorowego jest trudne). Teoretycznie rzecz biorac mozna by skonstruowac odpowiedni filtr pasmowy, ktory splaszczalby charakterystyke widmowa przetwornika, ale po pierwsze powodowalby duze straty swiatla, po drugie nie mozna by wplywac na ostateczny wyglad fotografii (niekiedy trzeba naswietlac okreslony kolor dluzej - wezmy np. Oriona).

Pozdrawiam,

Jurek

[Grzegorz]

czy czasy naswietlania dla roznych filtrow mozna jakos obliczyc czy trzeba probowac az wyjdzie dobrze?

[jureq]

Jest nawet software do szacowania czasow naswietlen, ale jak zwykle najczesciej pozostaje empiria :-

I kopiowanie doswiadczen innych np.

http://www.newastro.com/wodaski/

http://www.sbig.com/sbwhtmls/app_notes.htm (tutaj jest ciekawy artykul SBIG Color Filters Alana Holmsa)

Pozdrawiam,

jurek

[Grzegorz]

Dzięki

 

A jak wygląda sprawa przy robienu zdję Vestą - to jest kamera BW czy COL?

[Gość Janusz_P.]

Oczywiście że C

[Grzegorz]

To w tym przypadku robimy zdjęcia kolorowe? Czy kombiniujemy ta żeby były czarno-białe?

[Gość Janusz_P.]

Opcja B&W jest też dostępna w Veście ale jak to się robi to zapytaj fachowców od CCD czy to jest sumowana barwa czy też inaczej ???

[Adam_Jesion]

Jest to barwa przetworzona przez soft! W oprogramowaniu jest przycisk, ktory wylacza kolor. W przypadku nagrywania filmow ma to znaczenia chociazby dla wielkosci plikow i szybkosci przechwytywania (znacznie mniej danych do zapisania).

[Gość Janusz_P.]

To Vesta ma większy zasięg jako B&W czy jako COLOR ???

Co znaczy przetworzony, zsumowany logicznie, odjęty, dodany czy przemnożony jest sygnał barwny na kanał B&W ???

[Gość]

Znowu trzeba troche poprostowac.

 

Nie wszystkie profesjonalne kamery CCD sa BW - przyklad to kamery firmy Starlight Express oparte o chipy SONY - sa modele BW a sa i kolorowe. Mysle ze wiekszosc chipow jest projektowana do zastosowan ogolnych (niekoniecznie astro) nie przewidujacych koloru.

 

Uzyskanie koloru od razu na kamerze wymaga nalozenia na chip maski mikrofiltrow co nie jest procesem latwym. Ponadto filtry oczywiscie zatrzymuja czesc swiatla a wiec obnizaja czulosc. Przyjmuje sie ze filtry RGB (czerwony, zielony, niebieski) przepuszczaja od 25 do 33% padajacego swiatla (nie w swoim zakresie ale sumarycznie) w porownaniu do BW, filtry CMY od 55 do 65%. Oznacza to spadek czulosci kamery od 40 do 70%, a tym samym koniecznosc stosowania dluzszych ekspozycji.

 

PONADTO, sygnal odebrany z kamery kolor wymaga skomplikowanej obrobki aby wydobyc z niego informacje "podramki" luminancji i koloru (oczywiscie programy robia to za nas). Poniewaz kazdy z filtrow ma jakas swoja charakterystyke ktora dodatkowo naklada sie na charakterystyke czulosci samego chipu, obraz musi byc nieco lepszy niz do samego BW - inaczej np. ramka niebieska bedzie zbyt zaszumiona.

 

W kamerach BW kolor uzyskuje sie stosujac technike LRGB lub LCMY - niefiltrowany sygnal jasnosci (luminancja) ma informacje duzej rozdzielczosci i odpowiada za szczegoly, a do uzyskania koloru stosuje sie filtry (najlepiej interferencyjne), przy czym czasy ekspozycji dla poszczegolnych filtrow sa rozne. Zasadniczo latwiej jest uzyskac poprawny balans kolorow z filtrami RGB ale trzeba uzywac dobrych filtrow specjalnie projektowanych do CCD, inaczej jest spore ryzyko ze wazne linie emisyjne np. Hbeta trafia na obszar w ktorym charakterystyki filtrow na siebie nie zachodza. Przy CMY nie ma tego niebezpieczenstwa, a poniewaz filtry przepuszczaja wiecej swiatla, mozna sotosowac krotsze ekspozycje. Niestety czesto przy zmianie filtrow trzeba ponownie ustawiac ostrosc - o ile filtry nie sa projektowane jako "parfokalne". Reczna zmiana filtrow jest dosc klopotliwa, trzeba wiec przygotowac sie na inwestycje w urzadzenie ulatwiajace automatyczna lub polautomatyczna zmiane filtrow (filter holder, filter wheel).

 

Poniewaz sygnal koloru nie musi miec tak samo wysokiej rozdzielczosci, przy klatkach kolorowych czesto stosuje sie binning polegajacy na sumowaniu sygnalu z 4 sasiednich pixeli.

 

Trzeba jeszcze pamietac o jednym - kamery CCD sa bardzo czule na podczerwien wiec najlepiej pracuja na reflektorach (wiekszosc refraktorow, nawet APO, jest optymalizowana dla zakresu widzialnego R..V ale nie IR). Silny sygnal podczerwony pozwala na skrocenie czasu ekspozycji ale zabija kolory (spada nasycenie). Z reguly trzeba stosowac filtr -IR ktory z kolei dalej obniza ogolna czulosc ukladu.

 

Moja kamerka MX7C ma chip kolorowy, czulosc QE okolo 40% i daje bardzo ladne obrazy. Zasadniczym problemem jest jakosc prowadzenia montazu ktora ogranicza ekspozycje do 20 - 30s. Zeby zlozyc ladny obrazek BW musze zmontowac okolo 100 klatek, do kolorowego 4 x 100 (LCMY), wiec czesto rezygnuje (chociaz czas ekspozycji jest ten sam bo "podklatki" L, C, M i Y uzyskuje z tej samej klatki co sama L).

 

Podsumowujac, na poczatek sugeruje kamerke BW a zabieranie sie za kolor jak umiejetnosci wzrosna i reszta sprzetu dociagnie (CCD niestety bezlitosnie obnaza wady montazu i optyki).

 

Pozdrawiam,

 

Pawel