Matryce CCD i CMOS

[rambro]

Zwracam jeszcze uwagę na jedną istotną różnicę. CMOS nie potrzebuje bramek przeciw bloomingowi. Ze względu na równoległy odczyt przez wiele przetworników ADC ładunek nie przelewa się do sąsiednich pixeli w kolumnie. Bramki w CCD zajmują miejsce, przez co QE jest niższe.  http://apogee-systems.net/apogee/ccd102.html

Możliwe, że to ograniczenie zostało rozwiązane, bo np. ICX674 ma bardzo wysokie QE i posiada ochronę anti-bloming. Równoległa konwersja przez wiele przetworników ADC w CMOS poprawia szybkość, ale zwiększa różnice w odczycie poszczególnych pixeli i sprzyja powstawaniu ampglow (więcej elementów w matrycy).

 

Obecnie CCD mają przewagę głównie dzięki dostępności kamer z większym pixelem i wysokiej jakości przetwornikiem ADC o 16 bitach.

 

 

[Adam_Jesion]

11 minut temu, rambro napisał:

Obecnie CCD mają przewagę głównie dzięki dostępności kamer z większym pixelem i wysokiej jakości przetwornikiem ADC o 16 bitach.

Tylko w "tanim" segmencie. W budżecie $10K+ już nie (sCMOS od gsense nawet z 11um pikselami i 120 000 elektronów studnia, przy 1,5-3e RN). Za chwilę ta łaska spłynie z góry na dół, czyli do tańszych kamer (segment 3-5K dolarów). Niżej pewnie nie, bo tam będą normalne CMOSy produkowane do zadań masowych (smartfony, foto-aparaty, etc.). Inaczej mówić - nic się dla zaawansowanego astrofoto nic nie zmieni w cenie - nadal będziemy wydawać kilkanaście, czy kilkadziesiąt tysięcy PLN na dobrą kamerę, choć oczywiście parametry i efektywność popędzi do przodu, bo to, co robią te nowe sCMOSy to jest miazga pod każdym względem. W zasadzie wystarczają pojedyczne klatki po 20 minuty na kanał i jest już zdjęcie.

[Adam_Jesion]

35 minut temu, Sebo_b napisał:

to dajcie znać - mogę przestać pisać

nawet nie próbuj  Ja też lubię wiedzieć, jak coś działa i dlaczego jest "lepsze"/"gorsze". Chłopski rozum i ludzkie oko nie jest tu dobrym miernikiem.

[Sebo_b]

14 minutes ago, Adam_Jesion said:

Tylko w "tanim" segmencie.

Czy tak jest? Porównywana tutaj STL-11000 nie jest jednoznacznie lepsza - (moim zdaniem jest inaczej ale) załóżmy remis. ASI1600 jest 5.5 raza tańsza niż STL-11000. Znasz rynek dużo lepiej, więc popraw mnie jak się mylę bo nie robiłem głębokiego researchu (nie ma moją kieszeń) - ale chyba w segmencie 3000-8000PLN wygrywa CMOS, później w segmencie 10-40k CMOSów nie ma, więc CCD walkowerem. Później znowu CMOS.

[Sebo_b]

32 minutes ago, rambro said:

wysokiej jakości przetwornikiem ADC o 16 bitach

Tutaj nie jestem pewien stwierdzenia, ale po co 16 bitów jeśli rozpiętość tonalna to i tak 12 bitów.

[Behlur_Olderys]

6 minut temu, Sebo_b napisał:

Tutaj nie jestem pewien stwierdzenia, ale po co 16 bitów jeśli rozpiętość tonalna to i tak 12 bitów.

Jeśli robisz precyzyjną fotometrię różnicową to nie obchodzi Cię rozpiętość tonalna, tylko jaką bezwzględną różnicę w sygnale uda Ci się zaobserwować.

Wydaje mi się, że wtedy 16bitów robi dużą różnicę.

[Adam_Jesion]

Patrzę w mój cennik i widzę, że Keplery zaczynają się od 9000 USD, do tego QHY ma też już kamerę na CMOSa od gsense (nie pamiętam za ile, ale pewnie ze 20K zł max). Więc jakaś dywersyfikacja już jest. Problem w rozdzielczości, bo te tańsze to 2000x2000, zaś 16mpix to już $15K+. Kepler KL400 kosztuje netto ponad $20K, no ale ludzie którzy to używali mówią, że... o Chryste Panie Nazarejski. Cytat z mojej rozmowy z Wolfgangem Promperem: "I think CCD will (...) be totally replaced by sCMOS. The back illuminated KL400 is the most sensitive thing I have ever seen plus the very low readout noise". Dla przypomnienia, WP jest/był totalnym fanem topowych CCDków  

[Sebo_b]

12 minutes ago, Behlur_Olderys said:

Jeśli robisz precyzyjną fotometrię różnicową to nie obchodzi Cię rozpiętość tonalna, tylko jaką bezwzględną różnicę w sygnale uda Ci się zaobserwować.

Wydaje mi się, że wtedy 16bitów robi dużą różnicę.

Jeśli z 16 bitów 3-4 bity to szum (13e- w przytaczanym SBIGu), efektywnie mierzysz 12-13 bit na klatce. Oczywiście przez stackowanie wytniesz ten szum, ale przez to samo stackowanie powiększysz głębię 12 bitowej matrycy o znacznie mniejszym szumie. Trzeba by policzyć, które da lepsze rezultaty przy tej samej ilości materiału (ale tutaj chyba wchodzi Shannon, Nyquist, entropia - więc cytując klasyka "duża kuweta").

[rambro]

3 minuty temu, Sebo_b napisał:

Tutaj nie jestem pewien stwierdzenia, ale po co 16 bitów jeśli rozpiętość tonalna to i tak 12 bitów.

Wydaje mi się, że rozpiętość tonalna matryc jest obecnie bliższa 14 bit.  Przykład:

https://astronomy-imaging-camera.com/product/asi071mc-pro

Większość kamer CMOS mono ma ADC 12bit.  4096 poziomów to trochę mało. Nie znam żadnej kamery CMOS mono z taniego, średniego segmentu z 14 bit przetwornikiem.  "Tanie" kamery CMOS z 14 bit mają kolorowe sensory z lustrzanek np. IMX071 - ASI071MC, QHY168C, Nikon D5100, D7000, Pentax K-5.

Dynamikę zwiększa stackowanie, dlatego w CMOS 12bit potrzeba dużo klatek. Jednak stackowanie jednakowo wykonanych klatek nie poprawi rozlanych, przepalonych gwiazd.

Kamerę kolorową kupiłbym obecnie CMOS, nad mono zastanawiałbym się nad konkretnymi modelami a nie technologią CCD vs CMOS.

 

 

 

 

[ZbyT]

3 minuty temu, rambro napisał:

Większość kamer CMOS mono ma ADC 12bit.  4096 poziomów to trochę mało. Nie znam żadnej kamery CMOS mono z taniego, średniego segmentu z 14 bit przetwornikiem

ASI178 ma ADC 14 bit

 

31 minut temu, Sebo_b napisał:

Jeśli z 16 bitów 3-4 bity to szum (13e- w przytaczanym SBIGu), efektywnie mierzysz 12-13 bit na klatce

użyteczna rozpiętość kamery z ADC 16 bit to od 13 do 65535 ADU

dla kamery 12 bit to od 1 do 4096 ADU

jesteś przekonany, że są choć odrobinę zbliżone?

 

poza tym skupiłeś się jedynie na szumie odczytu, a zupełnie pominąłeś inne szumy (znacznie większe). Potem próbujesz wyciągnąć bardzo ogólne wnioski. Nie tędy droga

 

pozdrawiam

[Sebo_b]

31 minutes ago, ZbyT said:

użyteczna rozpiętość kamery z ADC 16 bit to od 13 do 65535 ADU

dla kamery 12 bit to od 1 do 4096 ADU

jesteś przekonany, że są choć odrobinę zbliżone?

Masz rację! Błędnie przyjąłem, że 13e- przeliczam na bity - a to odchylenie bezwzględne.

 

31 minutes ago, ZbyT said:

poza tym skupiłeś się jedynie na szumie odczytu, a zupełnie pominąłeś inne szumy (znacznie większe). Potem próbujesz wyciągnąć bardzo ogólne wnioski. Nie tędy droga

Wydaje mi się, że tędy droga - musiałbym nie próbować żeby się nie mylić  Ale akurat tutaj moim zdaniem się nie mylę. Zamiast pisać "inne szumy (znacznie większe)" napisz jakie to inne szumy są większe - będziemy wtedy rozmawiać o konkretach. Nie boję się krytyki, ale niech ona będzie konstruktywna.

 

Szum odczytu podawany przez producenta jest efektywnym szumem odczytu. Zawiera w sobie łącznie cały szum układu m.in "dark noise", "ADC noise" i "amplifier noise" i cokolwiek jeszcze konstrukcja danego sensora wprowadza. Z tego powodu jego charakterystyka od gaina nie jest trywialna (dark noise jest stały, amplifier noise zależy od gaina, etc). Na potwierdzenie odsyłam do EMVA 1288 pkt 2.2 Noise Model.

 

Jedyny szum nie uwzględniony w read noise to shot noise - jest to szum samego sygnału elektromagnetycznego, taka fizyka światła. Jak pisałem dla tego szumu rms = sqrt(signal) i jest wzięty pod uwagę przy moim wyliczeniu SNR.

Edytowane 12 Września 2018 przez Sebo_b

[ZbyT]

szum fotonowy ... i wszystko jasne

 

jeśli nie jest jasne to tu konkret:

dla ADC 16 bit SNR dla szumu fotonowego wynosi 256

dla ADC 12 bit SNR dla szumu fotonowego wynosi 64

 

porównywanie matryc na podstawie zaledwie kilku wybranych parametrów bez uwzględnienia pozostałych oraz bez uwzględnienia zastosowań jest niemiarodajne. To co ważnie np. w fotografii lunarnej może być zupełnie bez znaczenia w fotografii planetarnej, a to z kolei zupełnie nieistotne w fotografii DSO w wąskich pasmach. Jeszcze inne parametry mogą być istotne w fotometrii czy lucky imagingu

 

uważam, że można porównać konkretne matryce jedynie w konkretnych zastosowaniach. Próby uogólnienia nie mają sensu bo zarówno CCD jak i CMOS potrafią się bardzo różnić między sobą

 

pozdrawiam

[Sebo_b]

17 minutes ago, ZbyT said:

szum fotonowy ... i wszystko jasne

 

jeśli nie jest jasne to tu konkret:

dla ADC 16 bit SNR dla szumu fotonowego wynosi 256

dla ADC 12 bit SNR dla szumu fotonowego wynosi 64

Wciąż dla mnie nie jest jasne, tego "znacznie większego" szumu nie wziąłem wg. Ciebie pod uwagę? Przy DR nie wziąłem, bo się go pod uwagę nie bierze, przy SNR jest wzięty pod uwagę. SNR dla STLa i 1600 są też "dość" podobne.

 

6 hours ago, Sebo_b said:

DR nie bierze pod uwagę "shot noise" (szum samego sygnału elektromagnetycznego, który ma rozkład Poissona, więc odchylenie standardowe to sqrt(FW)), podczas gdy szum ten jest brany pod uwagę w obliczeniu SNR.

 

36 minutes ago, Sebo_b said:

Jedyny szum nie uwzględniony w read noise to shot noise - jest to szum samego sygnału elektromagnetycznego, taka fizyka światła. Jak pisałem dla tego szumu rms = sqrt(signal) i jest wzięty pod uwagę przy moim wyliczeniu SNR.

Nie wiem co tutaj odkryłeś, po tym co już napisane.

 

shot noise rms 16bit = sqrt( 2^16) = 2^8 = 256 

shot noise rms 12bit = sqrt( 2^12) = 2^6 = 64

 

SNR będzie odpowiednio 256:1 i 64:1, bądź 48dB i 36dB

 

36 minutes ago, Sebo_b said:

Masz rację! Błędnie przyjąłem, że 13e- przeliczam na bity - a to odchylenie bezwzględne.

Po zastanowieniu się, nie jestem pewien tego stwierdzenia - ale nie jestem w stanie z marszu się ustosunkować.

 

Pozdrawiam.

Edytowane 12 Września 2018 przez Sebo_b

[Sebo_b]

23 minutes ago, ZbyT said:

porównać konkretne matryce jedynie w konkretnych zastosowaniach. Próby uogólnienia nie mają sensu

Porównanie parametrów ma sens. Jeśli było by to bez sensu to producenci nie powinni w ogóle publikować parametrów, bo bez sensu a nuż ktoś je porówna. Z tego porównania, w zależności od zastosowania powinieneś wyciągnąć odpowiednie wnioski i w zależności od zastosowania będą one inne.

 

23 minutes ago, ZbyT said:

na podstawie zaledwie kilku wybranych parametrów bez uwzględnienia pozostałych

I znowu - jakie jeszcze parametry (pierwotne, a nie wtórne) należało by wziąć pod uwagę?

Edytowane 12 Września 2018 przez Sebo_b

[ZbyT]

Sebo. parametry są oczywiście ważne ale dopiero wtedy gdy są istotne w konkretnym zastosowaniu

jeśli palimy klatki po 20 minut to nie ma znaczenia czy szum odczytu to 1e czy 13e bo przykryją go szumy termiczne

jeśli robimy klatki po kilka sekund lub krótsze to szum termiczny praktycznie nie ma żadnego znaczenia

 

sprawność kwantowa podawana przez producentów to maksymalna wartość dla konkretnej długości fali. Dla osób fotografujących w linii Halfa nie ma ona żadnego znaczenia. Kamerka o mniejszej sprawności w 560 nm może mieć większą w linii wodoru

 

dla jednych zastosowań ważny jest mały piksel, a dla innych duży. Na jakiej więc podstawie chcesz stwierdzić, która matryca jest lepsza? Przeliczanie czułości czy studni na um² nie ma najmniejszego sensu, a w tym drugim przypadku nawet nie wiadomo czy lepiej gdy jest większy czy mniejszy

porównanie CCD vs CMOS to jak porównanie refraktor czy reflektor. Możesz porównać parametry wybranych modeli ale nadal niczego prawdziwego nie wywnioskujesz na temat samych technologii

 

porównaj konkretne modele w konkretnym zastosowaniu, a wtedy masz jakieś szanse powodzenia. Tak właśnie zrobił Wessel. Porównał dwie posiadane kamerki i wybrał tę, która dla jego potrzeb okazała się lepsza. Nie wystarczyły suche parametry jak szum odczytu, bo ten okazał się bez znaczenia. Ważniejszy okazał się charakter szumu, który w CCD jest jednorodny co wynika z pojedynczego wzmacniacza odczytu i ADC. W CMOS mamy miliony wzmacniaczy i konwerterów, a każdy ma nieco inne parametry więc pracuje po swojemu, ma  nieco inne wzmocnienie, offset itd. Dla kogoś kto robi fotometrię to nie będzie miało znaczenia ale dla fotografów parających się fotografią estetyczną będzie to jak najbardziej konkretna informacja

 

pozdrawiam

[LibMar]

Lubię tego typu wątki, bowiem bardziej interesuje mnie praktyka niż teoria, tak więc posty te wyrównują co o tych różnicach wiem

 

Odpowiedzią CCD vs CMOS jest "to zależy", gdyż tak naprawdę sami musimy zastanowić się nad jego zastosowaniem. Taką samą odpowiedź uzyskasz w astrofotografii i fotometrii. Widzę nawet coraz więcej analogii. Są przypadki, kiedy interesuje Cię bardziej rozpiętość tonalna, w innym np. prędkość. CMOS to zabawy z większą ilością materiału, skoro stosujemy krótsze czasy ekspozycji. I stackowanie ich po większą rozpiętość może sporo pomóc

 

Pytanie czy CMOS nadaje się w fotometrii rodzi też sporą dyskusję nawet na AAVSO. Owszem, długie czasy przy takiej studni nie wnoszą już nic nowego i wprowadzimy już spory błąd w momencie zapisu. Rozrzut wynika z aspektów takich jak scyntylacja, szumy oraz zapis wartości. Trzeba wiedzieć jak do tego podejść, stąd przychodzi z pomocą praktyka. Fotometrię przeprowadzam zawsze na wysokim gainie (150-225), gdzie studnia jest nieco mniejsza niż 4096. Pomimo, że jest to 14-bitowa kamera, to informacja zmieściłaby się w 12-bit. A po co tak robię? Rozpiętość jest nadal tak szeroka, że zmiana wartości o jeden spowoduje różnicę w wartości magnitudo pewnie o jakąś dziesięciotysięczną część. Jeśli wszystkie pomiary wahają mi się o +/- 0.05 mag, to w zasadzie mało mnie interesuje czy pomiar ma dokładnie 0.9483 mag zamiast 0.9484 mag, skoro wszystkie i tak znajdą się między 0.90 a 1.00 mag. Jak damy bardzo długi czas i gwiazda przez seeing zdąży się "ustabilizować", to zwiększa się potrzeba ustalenia dokładniejszej wartości pomiaru i rozpiętość może nie wystarczyć. Takie klatki sobie stackuję zwiększając jednocześnie rozpiętość, nie martwiąc się w zasadzie o dodatkowe szumy wprowadzane większą ilością klatek - one i tak są bardzo niskie. No i wchodzi też kwestia selekcji klatek - pewnie kontrowersyjne (jak pisał w sąsiednim wątku @Gajowy), jednak po raz kolejny wskazujące, że delikatnie poprawiają wynik. Nawet ostatnio opisana metoda całkowicie unika problem ze stosowaniem średniej kroczącej. Bowiem stackuję sobie klatki, które w żaden sposób nie nachodzą na siebie. Równie dobrze ktoś może poprosić mnie o materiał do analizy, a ja wyślę takie stacki - na nich nie dowiesz się czy było po 30x4s lub 25x4s. One i tak po selekcji są dokładniejsze i sam zauważy, że są precyzyjne. Na dowolnych referencyjnych wyjdzie to samo, nawet tych, których nie brałem do analizy przeprowadzając selekcję. Coś na styl superstacków Ba, są nawet dokładniejsze niż ręczne kalkulowanie średnich pojedynczych pomiarów z takimi samymi odrzutami (to ciekawe, ale istotnie tak jest za każdym razem). Astrofotografów jest dużo i robią masę eksperymentów na różnych parametrach i istnieje masa wniosków. Fotometria to wąska dziedzina, trudna do ogarnięcia z powodu dziesiątek zmiennych od których zależy dokładność pomiarowa. Nie eksperymentuje się zbytnio, ludzi takich jest mało. Ja chcę eksperymentować i nadal nie przesiadłem się na CCD o podobnej cenie. Dochodzę do wniosków, o których sam pewnie nie dowiem się czytając w Internecie - bo tego po prostu nie robi się i nie ma konkretnego przepisu na CMOS. Wiedza pozostaje tutaj nadal na poziomie ograniczeń CCD, gdzie żadnych selekcji nie robi się. To doskonale rozumiem, skoro wywalenie klatki 120s bardzo boli. Nastały czasy, kiedy wywalenie klatki 4s, których mam już tysiące, wcale nie boli. Dobrze wiadomo czemu nie robi się 4s z CCD - długi czas zapisu, większy poziom szumu, przewaga 16-bit w zasadzie niczego nie wnosi. Mogę powiedzieć, że jest to nawet przepis na pracę naukową, która mogłaby znaleźć się w prestiżowych czasopismach naukowych. Ale temat ten jest tak szeroki i wymaga wieeeeelu prób (moje 100 nocy obserwacyjnych na różnych celach to za mało, w dodatku robione ciągle tą samą kamerą i obiektywem), że nie chciałbym się podjąć. Minusem jest jedno - czasochłonność. I sporo miejsca na dysku Ale uzyskanie danych z 10-cm obiektywu porównywalnych dokładnością do wyników robionych z CCD i 20-30 cm teleskopem już cieszy Ale później nie jest tak różowo. W pewnym momencie okazuje się, że większym teleskopem brakuje Ci pola widzenia, a gwiazdy stają się coraz bardziej rozmyte przy tak małym pikselu. Obecne droższe kamery CMOS (tak jak 294 czy 071) spisywałyby się doskonale i mielibyśmy widoczny "level wyżej". Poza jednym - są to kamery kolorowe, a więc kończą się schody. Dla jednych (wybrani astrofotografowie) to okno na przyszłość, dla innych (np. w fotometrii) jest ono zamknięte.

 

Tak jak pisałem wcześniej - widzę dużo analogii w astrofoto i fotometrii. Tutaj porównam sobie sytuację, gdzie ktoś fotografuje M51 metodą "lucky imaging", a do stacka dobiera najostrzejsze klatki. Łukasz nie bez powodu to robi Nie każda klatka musi zawierać potrzebną informację. Te, które zostały obarczone seeingiem w największym stopniu, Łukasz sobie odrzuci - takie są w zupełności niepotrzebne. Fizycy ostro krytykujący tego typu zabiegi trzymają się stałych zasad, uważanych zawsze za niezmienne. Jeśli jest udowodniona przewaga w dokładności po wywaleniu (mówię tylko o tym przypadku w tym poście, w innych może nie działać!!!), którego nie można było określić nigdy wcześniej, to dalsze tego typu komentowanie rozumiem coś w stylu wyparcia... Cenne są zdania, co zawiera nie tak lub należy poprawić - możemy wtedy pogadać. Stąd jestem zwolennikiem krótszych czasów niż dłuższych. I teraz znajdzie się taki jeden, któremu CMOS ma wszystko co potrzeba, a inny potrzebuje kamerę do czegoś innego, gdzie nie wystarczy. Każdy działa w tym kierunku, co lubi. Dyskusja tak jak tutaj, murowana.

 

Wesselowi interesują długie czasy ekspozycji i wyciąganie słabych detali, które w 16-bit mają lepszą szczegółowość. W 12-bitowym CMOSie różnica o jeden robi już diametralną zmianę. Trzeba najpierw wystarczająco dobrze naświetlić słaby obiekt. O ciemnych mgławicach z ASI nie wypowiem się - nie wchodzę powyżej 30s, więc trudno mi ocenić jak to jest. Tak samo ze słabymi obiektami, bowiem swoje cele obserwacyjne zawsze doświetlam do pożądanej minimalnej wartości w histogramie.

 

W zasadzie nie zwracam teraz uwagi na drogie kamery powyżej 10 tysięcy, bo są poza zasięgiem ponad 95% amatorów, a te mają zastosowanie bardziej profesjonalne. Myśląc o zastosowaniu kamer CMOS, myślę tylko o tych tańszych, z pokroju 178 czy 1600. ASI183 to jakby taki mix obu modeli, czego efektem jest wielka rozdzielczość i pliki ważące dziesiątki megabajtów. No to znowu wracamy do CCD, gdzie tracimy sporo czasu na zapisanie klatek o krótkich ekspozycjach... nie moja droga

[Sebo_b]

4 hours ago, ZbyT said:

Na jakiej więc podstawie chcesz stwierdzić, która matryca jest lepsza?

Przeczytaj jeszcze raz moje porównanie - powoli ze zrozumieniem. Porównuję parametry techniczne. Nie piszę tam która jest lepsza*, piszę że tutaj jest większy SNR a tutaj mniejszy DR. Wnioski do konkretnego zastosowania musi wyciągnąć każdy sam a forum jest doskonałym medium, żeby się tym podzielić i przedyskutować. Nie było moją intencją bezwzględnie odpowiadać co dla wszystkich będzie lepsze bądź gorsze. Nie wiem skąd wziąłeś takie przekonanie i jak mantrę je powtarzać w każdym poście.

 

* - stwierdzenie takie pada tylko w dyskusji z Adamem o segmentach - może rzeczywiście niefortunnie.

 

Twoje wypowiedzi to typowa metoda zdartej płyty - powtarzasz to samo (że porównanie nie ma sensu) używając innych słów i wymyślając przy okazji kolejne argumenty. Piszesz w liczbie mnogiej o "innych dużo większych szumach" których nie biorę pod uwagę. Na pytanie jakie to szumy, odpowiadasz, że szum fotonowy, który pod uwagę jest wzięty w SNR. To w kolejnym poście piszesz o "zaledwie kilku wybranych parametrów bez uwzględnienia pozostałych", na pytanie jakie to parametry odpowiedzi brak. Za to można przeczytać o szumie termicznym przy 20 min naświetlania. Pomijając to, że chyba niewiele osób aż tyle naświetla, to szum termiczny się dość dobrze odejmuje darkami. Później czepiasz się "peak QE", który jest użyty tylko żeby odpowiedzieć na pytanie, która kamera jest bardziej czuła (zaznaczałem, że to jedna z możliwych interpretacji tego pytania).

 

Chcesz konstruktywnie pokazać co w danym zastosowaniu ma sens - zrób techniczne porównanie dla danego zastosowania, wylicz parametry, dołóż może do tego jeszcze zdjęcia i praktykę. Ja się naprawdę z wielką chęcią nauczę czegoś nowego w tym temacie - na razie nic nowego się tutaj nie pojawiło (ale fajnie, że przypomniałeś o jednorodności szumu w CCD). Jak chcesz zobaczyć jak to się robi porządnie, o niebo lepiej niż ja to zrobiłem, na sąsiednim forum Jon Rista robi to jednocześnie technicznie i praktycznie, wiele osób z jego wyliczeń w tabelach Shiraza korzysta tutaj na forum. Dużo z jego wypowiedzi się nauczyłem. Poczytaj, zrób swoje porównanie - pokaż, że się mylę.

 

4 hours ago, ZbyT said:

Przeliczanie czułości czy studni na um² nie ma najmniejszego sensu

A może idąc Twoim tokiem rozumowania, w pewnych zastosowaniach może to mieć sens. Czy uważasz, że bezwzględnie nigdy sensu nie ma?

 

4 hours ago, ZbyT said:

Tak właśnie zrobił Wessel.

Wessel porównał kamery na własnej skórze i sprzedał CMOSa, teraz twierdzi, że CMOS gorszy i nikt go nie przekona. Oczywiście szanuję jego zdanie (i doskonałe prace). Jeśli tylko takie porównanie Cię przekonuje, to już takie masz gotowe - Wessel robi doskonałe zdjęcia DSów, chcesz robić zdjęcia DSów to nie kupuj CMOSa tylko CCD. Temat zamknięty po co dalej dyskutować.

 

Dopóki nie pokażesz, które ze zrobionych przeze mnie wyliczeń jest błędne (nie twierdzę, że takich nie ma, nie uważam się za eksperta), bądź które nie przekłada się na żadne praktyczne zastosowanie, bądź gdzie wyciągam niewłaściwe wnioski - nie będę dalej bezkonstruktywnie dyskutował. To po prostu nie ma sensu.

 

[Sebo_b]

1 hour ago, LibMar said:

Fotometrię przeprowadzam zawsze na wysokim gainie (150-225), gdzie studnia jest nieco mniejsza niż 4096. Pomimo, że jest to 14-bitowa kamera, to informacja zmieściłaby się w 12-bit. A po co tak robię? Rozpiętość jest nadal tak szeroka, że zmiana wartości o jeden spowoduje różnicę w wartości magnitudo pewnie o jakąś dziesięciotysięczną część.

Czyli jednak da się zrobić fotometrię CMOSem wbrew opinii ekspertów w tym wątku. Dla mnie fotometria to jeszcze niezbadany temat. Zainspirowany tym wpisem postanowiłem to policzyć, proszę skomentuj czy to się spina z Twoimi wynikami.

 

Dla posiadanej przez Ciebie ASI178:

FW = 15 000 e-
ADC = 14 bit = 16 384 ADU

gain@0 = 15 000 / 16 384 = 0.92 e- / ADU

przy gain200 wzmocnienie to 20db = 10x
gain@200 = gain0 / 10 = 0.092 e- / ADU
FW@200 = 16 348 * 0.092 = 1 504 e-

Zakładając że:

- naświetlasz do połowy FW = 1504/2 = 752 e- = 928 fotonów,

- stackując wyeliminujesz szum odczytu, tylko 1.4 e-rms,

- stackując wyeliminujesz shot noise, aż 27 e-rms,

- nie zrobisz wystarczająco dużego stacka, żeby mierzyć poniżej 1 fotona (nie wiem na ile to jest poprawne założenie),

Δ magnitudo = 2.5 * log ( 929 / 928 ) = 0.001169344

Minimalna rejestrowalna zmiana magnitudo to 0.001169344, spowoduje ona wzrost ADU o ~9  

[Gość wessel]

" Wessel porównał kamery na własnej skórze i sprzedał CMOSa, teraz twierdzi, że CMOS gorszy i nikt go nie przekona. Oczywiście szanuję jego zdanie (i doskonałe prace). Jeśli tylko takie porównanie Cię przekonuje, to już takie masz gotowe - Wessel robi doskonałe zdjęcia DSów, chcesz robić zdjęcia DSów to nie kupuj CMOSa tylko CCD. Temat zamknięty po co dalej dyskutować."

Jeśli już próbujesz podeprzeć się jakąs opinią to cytuj dokładnie. Nigdy nie twierdziłem że CMOS jest gorszy od CCD w taki sposób jak ty sugerujesz. Twierdziłem natomiast że w pewnych warunkach np. dużego  LP CMOS W MOIM SETUPIE SPRAWDZA SIĘ GORZEJ OD CCD. 

Za chwilę przypniecie mi metkę głównego wroga CMOSa którym nie byłem i nie jestem. Dotknąłem, powalczyłem trzy miesiące i stwierdziłem  że to nie dla mnie. Nie potrafię korzystać z tej tej technologii i tyle. 

A swoją drogą czekam na jakieś wybitne prace wykonane kamerą CMOS w grupie ciemnych mgławic i póki co widzialem jedną i to taką co od razu dostała IoTD i chyba Apoda też. Jedną! Nie z Polski. Z naszych polskich prac to może ze trzy, cztery narrowbandy w tym połowa Jesiona. Nic Wam to nie mówi?

 

Edytowane 13 Września 2018 przez wessel

[Sebo_b]

Przepraszam @wessel jeśli coś przekręciłem i dziękuję za sprostowanie. 

[rambro]

7 godzin temu, Sebo_b napisał:

...Pomijając to, że chyba niewiele osób aż tyle naświetla, to szum termiczny się dość dobrze odejmuje darkami. ..

Darkami można odjąć prąd ciemny (dark current), który rośnie liniowo z czasem ekspozycji. Szumu termicznego (dark noise) nie da się tak zredukować. Darkami można dodać szumu do stacka, dlatego trzeba stackować ich odpowiednio dużą ilość. Szum termiczny jest na poziomie pierwiastka z prądu ciemnego zakumulowanego w czasie ekspozycji. Chłodzenie jest potrzebne przy dłuższych czasach. Tutaj jest ciekawy kalkulator pokazujący SNR w zależności od różnych parametrów  https://www.microscopyu.com/tutorials/ccd-signal-to-noise-ratio

 

ASI178 ma ADC 14 bit

 

Jedna jaskółka wiosny nie czyni. Pixel 2.4um i problemy z ampglow utrudniają wykorzystanie dla długich ekspozycji. Nadaje się do lucky imagining. Mała matryca nie pozwala skutecznie wykorzystać do astrofotografii estetycznej.

 

[LibMar]

4 minuty temu, rambro napisał:

Jedna jaskółka wiosny nie czyni. Pixel 2.4um i problemy z ampglow utrudniają wykorzystanie dla długich ekspozycji. Nadaje się do lucky imagining. Mała matryca nie pozwala skutecznie wykorzystać do astrofotografii estetycznej.

 

Widziałeś jaki jest ampglow w ASI224, ASI174 i ASI290 (ten akurat najmniej)? Nie bez powodu wybrałem ASI178. Czasem robię testowe ekspozycje na 60s i ampglow nie robi większego problemu, że nawet nie stosuję darków. A jak ktoś bardziej wymaga, to sobie je dorobi. 60 sekund ekspozycji to jeden z uniwersalnych stosowanych czasów w CMOSach do astrofoto.

[Sebo_b]

22 minutes ago, rambro said:

Darkami można odjąć prąd ciemny (dark current), który rośnie liniowo z czasem ekspozycji. Szumu termicznego (dark noise) nie da się tak zredukować.

No i teraz się czegoś nauczyłem - dzięki  Choć moim zdaniem szum termiczny to "dark current", dark noise jest odpowiednikiem szumu fotonowego na poziomie elektronów i z oczywistych powodów nie da się odjąć darkami, powinno dać się go zminimalizować "wielkością stacka". Merytorycznie nie ma to w sumie znaczenia, bo tak czy siak, wracając do technicznego porównania:

(nie znalazłem pełnej charakterystyki dla STLa, więc jest dla 0℃)

STL-11000M dark current at 0℃ = 0.5 e-/pixel/second
ASI1600MM dark current at 0℃ = 0.03125 e-/pixel/second

Więc wg danych producenta dark current, a co za tym idzie dark noise w przypadku ASI1600 powinien być mniejszy niż w STL-11000.

[ZbyT]

W dniu 13.09.2018 o 01:45, LibMar napisał:

Fotometrię przeprowadzam zawsze na wysokim gainie (150-225), gdzie studnia jest nieco mniejsza niż 4096. Pomimo, że jest to 14-bitowa kamera, to informacja zmieściłaby się w 12-bit. A po co tak robię? Rozpiętość jest nadal tak szeroka, że zmiana wartości o jeden spowoduje różnicę w wartości magnitudo pewnie o jakąś dziesięciotysięczną część. Jeśli wszystkie pomiary wahają mi się o +/- 0.05 mag, to w zasadzie mało mnie interesuje czy pomiar ma dokładnie 0.9483 mag zamiast 0.9484 mag, skoro wszystkie i tak znajdą się między 0.90 a 1.00 mag. Jak damy bardzo długi czas i gwiazda przez seeing zdąży się "ustabilizować", to zwiększa się potrzeba ustalenia dokładniejszej wartości pomiaru i rozpiętość może nie wystarczyć. Takie klatki sobie stackuję zwiększając jednocześnie rozpiętość, nie martwiąc się w zasadzie o dodatkowe szumy wprowadzane większą ilością klatek - one i tak są bardzo niskie

@Gajowy

stosując wysoki gain i krótkie ekspozycje rejestrujesz niewielką ilość fotonów (studnia się nie zmienia) i rzeczywiście można je opisać za pomocą 12 bitów lub może nawet mniej. To nie wystarczy do precyzyjnej fotometrii ale przecież gwiazda nigdy nie rejestruje się na jednym pikselu ale na kilku. Już 4 piksele pozwalają uzyskać 16k zliczeń fotonów czyli 14 bitową informację, a przy FWHM w okolicy 2 daje to już około 20 pikseli czyli przynajmniej 16 bitową informację, a to już na tyle dużo by precyzyjnie wyznaczyć jasność. Jeśli dodatkowo zestackować wiele klatek to ilość informacji wzrośnie jeszcze bardziej. Wystarczy tylko zadbać by nie przesaturować gwiazdy

 

w CCD zamiast stackować stosuje się dłuższe czasy ekspozycji czyli sumowanie odbywa się sprzętowo, a nie programowo ... choć nic nie stoi na przeszkodzie by stosować podobne podejście

 

pozdrawiam

[Gość wessel]

Znalazłem taką tabelkę na stronie ATIKa. Wrzucam, bo po pierwszym okresie zachłyśnięcia się technologia CMOS co raz częściej koledzy słabsi ( tak jak ja) w teorii zadają proste pytania - a czym to się właściwie różni?

 

The Pros and Cons – A Summary

CCD

+ Pros– Cons

Very little signal added by other circuits on CCD

Expensive

Binning to modify pixel size

Slow to readout

Pixel to pixel reproducibility

High quality ADC

 

CMOS

+ Pros– Cons

Cost

Amp glow

Read speed

12 bit ADC can limit image quality

Low read noise at high gain settings

Variations in linearity and sensitivity between pixels

No on-chip binning

Edytowane 27 Listopada 2018 przez wessel