Kamera ASI290

Gajowy · 21 Maja 2016

Cześć!

Po zakupie nowego montażu czas na nową (a właściwie pierwszą taką) kamerę.

Staram się z uwagą śledzić wątki związane z kamerami i wniosek jest jeden: najpopularniejsze (ze względu na stosunek jakości do ceny) są w tej chwili kamery marki ZWO ASI. Z mojego punktu widzenia kamery te mają jeszcze dodatkowe zalety (m.in. udostępnione SDK). Potrzebuję Waszej rady, który z modeli wybrać. Chciałbym na to przeznaczyć do 2 tys. zł.

Moje potrzeby

Chcę fotografować słabe obiekty gwiazdo-podobne, jak najsłabsze (konkretnie: chcę łapać najsłabsze planetoidy jakie zdołam; fotometria i astrometria). Zdjęcia to w większości będą "jednoklatkowce" o kilkunasto- lub kilkudziesięciosekundowych naświetleniach. Kamerę zamierzam podłączyć do teleskopu SCT o średnicy 20cm i ogniskowej 200cm.

ASI 290MM (Mono)

To nowy produkt, ma być dostępny od końca maja. Pixel 2.9 um, ADC 12bit. Matryca: IMX290LQR and IMX291LQR. Nie wiem, czy powinna niepokoić mnie następująca uwaga: improved sensitivity in the visible-light and near infrared light regions for industrial applications. Czy "near infrared" to nie jest to, co powinno się eliminować ze zdjęć, jako że w dużej mierze jego źródłem jest sztuczne światło rozpraszane w atmosferze?

Back-illuminated (to dobrze, czy źle?).

Szum odczytu: 1.0e @30db

QE max na ok. 610 nm.

Producent podaje, ze bezwględne QE jest jeszcze niezdefiniowane (?).

Charakterystyczne parametry mojego setupu przy zastosowaniu tej kamery: pole widzenia 9.5 na 5.4' łuku; 1pix=0.29"; 4.7pix na średnicę plamki Airego.

ASI 178MM (Mono)

Pixel 2.4 um, ADC 14bit. Matryca: 1/1.8” CMOS IMX178.

Back-illuminated (to dobrze, czy źle?).

Extremely low read noise(2.2e – 1.4e) , 1.44 @27db.

QE max na ok. 530 nm.

Producent nie podaje wartości QE.

Charakterystyczne parametry mojego setupu przy zastosowaniu tej kamery: pole widzenia 12.6 na 8.4' łuku; 1pix=0.24"; 5.7pix na średnicę plamki Airego.

ASI224MC (Color)

Pixel 3.75 um, ADC 12bit. Matryca: 1/3” CMOS IMX224/IMX225.

Extremely low read noise (1.5 e) and high sensitivity especially in IR range. (To dobrze, że czuła w IR?)

QE max na ok. 600 nm.

QE = 75-80%.

Charakterystyczne parametry mojego setupu przy zastosowaniu tej kamery: pole widzenia 8.1 na 6.1' łuku; 1pix=0.38"; 3.6pix na średnicę plamki Airego.

W ofercie zainteresowały mnie jeszcze ASI290MC (Color) i ASI178MC (Color), ale jakoś nie jestem przekonany do kamer kolorowych (czy mozaika filtrów barwnych na matrycy nie powoduje, że mają one 2 razy gorszą rozdzielczość, a część informacji - np. między dwoma czerwonymi pixelami rozdzielonymi pixelem zielonym - ucieka?).

To tyle. Proszę o sugestie...

Pzdr,

Gajowy

Edytowane 21 Maja 2016 przez Gajowy

riklaunim · 21 Maja 2016

Sprawność w podczerwieni (650-1100nm) jest przydatna i to bardzo. Długie fale ulegają najmniejszemu rozproszeniu w atmosferze jak i w najmniejszym stopniu ulegają dyspersji. Podświetlanie od tyłu (BSI) dla małych pikseli to konieczność by mogły efektywnie działać.

Do fotografii ciemnych obiektów na krótkich ekspozycjach matryce mono mają przewagę, ale kolorowe obecnie nie są już takie złe jak X lat temu a to dzięki lepszym algorytmom debayeryzacji takich zdjęć. Niemniej polecam ASI178MM lub ASI290MM. Obie mają raczej podobne osiągi, choć ASI290MM ma ciut niższy szum odczytu, a pik czułości jest przesunięty bardziej w kierunku czerwieni. Przy SCT f/10 obie kamery, a w szczególności ASI178MM będą pracować na bardzo wysokich rozdzielczościach więc może też być potrzebny reduktor/korektor.

Jest też duża ASI1600

Edytowane 21 Maja 2016 przez riklaunim

JSC · 21 Maja 2016

A powiedzcie mi prosze, czy jest cos takiego jak parametr swiatłoczułości kamerki? Który to? Sam od jakiegos czasu rozgladam sie za kamerką. Do tej pory zawsze było tak, ze im wiekszy piksel tym bardziej światłoczuły. Ale teraz to już chyba nie jest takie oczywiste?

Edytowane 21 Maja 2016 przez JSC

riklaunim · 21 Maja 2016

A powiedzcie mi prosze, czy jest cos takiego jak parametr swiatłoczułości kamerki? Który to? Sam od jakiegos czasu rozgladam sie za kamerką. Do tej pory zawsze było tak, ze im wiekszy piksel tym bardziej światłoczuły. Ale teraz to już chyba nie jest takie oczywiste?

Matryca ma sprawność kwantową. A jak dodajesz do równania powierzchnię piksela to trzeba zadać pytanie - po co?. W przypadku planet i tak maksymalizuje się rozdzielczość, więc rozmiar piksela jest mocno drugorzędny. W fotografii DS jest ważny bo wpływa na skalę z danym astrografem. Idealnie byłoby mieć ogromne piksele z dużym i jasnym astrografem dającym przyjemne rozdzielczości. Tak łatwo z tym jednak nie jest. Bardzo duże piksele są rzadkie A najnowsze kamery mają te piksele ekstremalnie małe, przez co działają dobrze w fotografii DS z obiektywami, krótkimi refraktorami, czy w "lucky imaging" na X-sekundowych ekspozycjach z większymi teleskopami.

Gajowy · 21 Maja 2016

Jest też duża ASI1600

Okej, dorzućmy do porównania

ASI1600MM (Mono)

Pixel 3.8 um, ADC 12bit. Matryca: 4/3″ CMOS CMOS (...?)

Read noise 1.2e @30db

QE max na ok. 523 nm.

QE jeszcze nieznane

Charakterystyczne parametry mojego setupu przy zastosowaniu tej kamery: pole widzenia 29.9 na 22.6' łuku; 1pix=0.39"; 3.6pix na średnicę plamki Airego.

Niestety, cena 2x większa .

Sprawność w podczerwieni (650-1100nm) jest przydatna i to bardzo. Długie fale ulegają najmniejszemu rozproszeniu w atmosferze jak i w najmniejszym stopniu ulegają dyspersji. (...)

Do fotografii ciemnych obiektów na krótkich ekspozycjach matryce mono mają przewagę, ale kolorowe obecnie nie są już takie złe jak X lat temu a to dzięki lepszym algorytmom debayeryzacji takich zdjęć. Niemniej polecam ASI178MM lub ASI290MM. Obie mają raczej podobne osiągi, choć ASI290MM ma ciut niższy szum odczytu, a pik czułości jest przesunięty bardziej w kierunku czerwieni.

I tu zabiłeś mi ćwieka. Z tego co piszesz, fajnie byłoby mieć czułą kamerę na takie korzystne obserwacyjnie częstotliwości. Z drugiej strony - przy fotometrii planetoid podstawa to jasność wizualna V - 545-551 nm (wg różnych źródeł). Ale myślę, że to można osiągnąć stosując odpowiednie filtry, prawda?

BTW, z tego co czytam, wszystkie omawiane kamery charakteryzują się "linear response", prawda?

Przy SCT f/10 obie kamery, a w szczególności ASI178MM będą pracować na bardzo wysokich rozdzielczościach więc może też być potrzebny reduktor/korektor.

Dlaczego? Czy chodzi o to, by obraz pojedynczej gwiazdy/planetoidy zmieścił się na jak najmniejszej liczbie pixeli?

Pzdr,

Gajowy

riklaunim · 21 Maja 2016

Bardzo mały piksel podbije Ci rozdzielczość, co może ograniczyć to co rejestruje się na klatce - albo ekspozycja będzie musiała być dłuższa, albo mniejszy sygnał. Miejsce, na które przypada pik czułości nie ma aż takiego znaczenia. Przesunięcia są niewielkie i nadal można użyć wszystkich filtrów fotometrycznych. Dodatkowo mała matryca ma małe pole widzenia i może zabraknąć miejsca na gwiazdy referencyjne itp. - dlatego reduktor się wtedy przydaje.

Co do fotometrii z matrycami CMOS - jest możliwa, ale trzeba pamiętać że np. wraz ze zmianą ustawień mogą się rekalibrować, np. by ograniczyć FPN. Dlatego warto mieć dobrą referencję bo "nagle" coś się może zmienić i pomiędzy klatkami pojawi się jakaś różnica w sygnale. Trochę o tym na Cloudynights było poruszane. Będąc dokładnym to i dobry guiding by się przydał żeby obiekty trzymały się danych miejsc w kadrze.

Edytowane 21 Maja 2016 przez riklaunim

Gajowy · 21 Maja 2016

Matryca ma sprawność kwantową. A jak dodajesz do równania powierzchnię piksela to trzeba zadać pytanie - po co?. W przypadku planet i tak maksymalizuje się rozdzielczość, więc rozmiar piksela jest mocno drugorzędny. W fotografii DS jest ważny bo wpływa na skalę z danym astrografem. Idealnie byłoby mieć ogromne piksele z dużym i jasnym astrografem dającym przyjemne rozdzielczości. Tak łatwo z tym jednak nie jest. Bardzo duże piksele są rzadkie A najnowsze kamery mają te piksele ekstremalnie małe, przez co działają dobrze w fotografii DS z obiektywami, krótkimi refraktorami, czy w "lucky imaging" na X-sekundowych ekspozycjach z większymi teleskopami.

W jednym z sieciowych poradników (sprzed 10 lat) dot. fotometrii planetoid przeczytałem:

A second issue of importance when choosing a CCD camera is matching the pixel size to the focal length of the system, which also affects the Field of View (see What Field of View Do I Need?). Often you'll hear a rule of 2 arcseconds per pixel. This is not the best rule. Instead, you should have a scale such that each pixel is about ½ the Full Width at Half Maximum (FWHM) for your average seeing. For example, say the average seeing at your location is 4-5 arcseconds. In this case, 2 arcsecond pixels would be acceptable, as it would take two pixels to cover the full image of the star. On the other hand, if you live where the seeing is down around 1-2 arcseconds, not only are you lucky, you need to use much smaller pixels, those that scale to about 0.5 to 1 arcseconds.
If you have pixels that are too small, you "oversample" the image and are less efficient as the light of the star is spread over a much larger number of pixels. This increases noise and, therefore, decreases the signal-to-noise ratio (SNR).

Z tego wynika, że przy seeingu 4 arcsec, pixel u mnie powinien mieć rozmiar... 20 um ! Dla seeingu 2 arcsec to byłoby 10um... Chyba niewiele jest kamer spełniających ten warunek, ale może powinienem dążyć do tego, by pixel był jak największy? Czy to błędne myślenie?

Pzdr,

Gajowy

riklaunim · 21 Maja 2016

Możesz użyć krótkiego refraktora, obiektywu i rozdzielczość będzie odpowiednio niska. Piksele 9 i większe to tylko dedykowane kamery DS. CCD mają też hardwarowy binning, ale przy odpowiednio dobranych zestawach nie powinien być konieczny.

WielkiAtraktor · 21 Maja 2016

Z mojego punktu widzenia kamery te mają jeszcze dodatkowe zalety (m.in. udostępnione SDK).

Point Grey też udostępnia SDK, działa śpiewająco pod Windows i Linuksem (sam używam). Poza tym wszystkie kamery PGR (na USB 2.0/3.0 i FireWire) działają poprzez uniwersalne API IIDC (DC1394).

Gajowy · 22 Maja 2016

Point Grey też udostępnia SDK, działa śpiewająco pod Windows i Linuksem (sam używam). Poza tym wszystkie kamery PGR (na USB 2.0/3.0 i FireWire) działają poprzez uniwersalne API IIDC (DC1394).

Używasz SDK czy może pisałeś jakiś soft w wykorzystaniem SDK?

Pzdr,

Gajowy

WielkiAtraktor · 22 Maja 2016

To można SDK użyć inaczej niż pisząc coś? Tak, od czasu swojego pierwszego Chameleona (2012 r.) korzystam z własnego programu do nagrywania (głównie pod Linuksem, ale pod Windows też działa). Miałem to kiedyś wypuścić, ale JamesF ubiegł mnie ze swoim znacznie uniwersalniejszym oaCapture. Jakbyś chciał zacząć coś samodzielnie, przykłady w SDK są przejrzyste; ja też służę radą.