Jedna klatka vs stack

[MateuszW]

Godzinę temu, Jakub J napisał:

A takie coś  

https://deltaoptical.pl/montaz-eq3-2-statyw-stalowy?from=listing

Plus napęd plus lunetka  Jak calla mówi, szukaj używanego.

[Jakub J]

Opłaca się kupować 2 napędy czy wystarczy 1 ?

[Jakub J]

Poczytałem trochę i jednak lepiej na dwa napędy... czyli statyw, montaż , lunetka i napędy wystarczą ?

[TomekDw]

Co do wyboru obiektywu może warto zajrzeć na tę stronę https://www.the-digital-picture.com/Reviews/ISO-12233-Sample-Crops.aspx?Lens=1057&Camera=963&Sample=0&FLI=0&API=1&LensComp=1057&CameraComp=963&SampleComp=0&FLIComp=0&APIComp=2

[Event Horizon]

Jeżeli idzie o wybór obiektywu na bazie profesjonalnych testów, sugerowałbym się trzymać DxO Mark (www.dxomark.com) i naszych Optyczne.pl

 

/WS

[diver]

W dniu 27.03.2019 o 23:57, Behlur_Olderys napisał:

Wniosek? Dopóki mamy idealną sytuację, w której nie ma innego szumu, niż fotonowy, to nie ma znaczenia czy naświetlasz 4x1 czy 1x4.

 

W rzeczywistości dochodzi:

- prowadzenie montażu (im dłużej tym większe ryzyko pojechania)

- nasycenie pikseli (powyżej wartości maksymalnej nie rejestrujemy już więcej sygnału)

- szum termiczny (im dłużej tym gorzej)

- szum odczytu (im krótsze klatki tym większą rolę odgrywa)

- szum LP (im dłużej tym lepiej)

- fixed pattern noise (im więcej klatek tym gorzej)

- szum kwantyzacji

- błędy obliczeń zmiennoprzecinkowych

- wiele innych czynników....

Prowadzenie montażu to problem czysto mechaniczny i raczej nie dotyczy tego wątku. Pozostałe poruszone przez Ciebie kwestie z pewnością tak. Choć jeszcze nie do końca rozumiem ich znaczenie. Zaryzykowałbym jednak wniosek: stackowanie ma na celu wyeliminowanie wszystkich zakłóceń innych, niż szum fotonowy.

 

Powracam do praktyki. Przełom marca i kwietnia obfitował w sporo pogodnych nocy, więc mozolnie gromadziłem materiał. Seeing bywał jednak nie najlepszy. W zasadzie dobry jak na moje miejskie warunki był przez ostatnie trzy noce, gdy przyszła chłodna masa powietrza. U mnie dobry seeing oznacza, że gwiazdy mag4 widzę gołym okiem.

 

Tym razem do porównania wrzucam nieco bardziej spektakularny obiekt - M81 i M82.

Poniżej dwie fotki, obrobione w parametrycznie identyczny sposób. Pierwsza do pojedynczy kadr, druga to stack już co nieco wieloklatkowy.

 

 

 

Gdybyś Bartek na podstawie tych dwóch fotek zechciał omówić, które wymienione przez Ciebie negatywne czynniki zostały tutaj wyeliminowane poprzez stackowanie, powstałby pewnie jakiś ciekawy materiał do dalszej dyskusji. Bo szum fotonowy chyba nie?...

 

[Event Horizon]

4 godziny temu, diver napisał:

Bo szum fotonowy chyba nie?

W kwestii formalnej, szum fotonowy to ta rdzawo-zielonkawa kaszka pojawiająca się w tonach średnich i ciemnych mocno niedoświetlonych klatek (patrz zdjęcie #1 powyżej). Sensowne sposoby na pozbycie się go to wydłużanie czasu naświetlania, zwiększając tym samym stosunek S/N albo stackowanie kilkunastu / kilkudziesięciu niedoświetlonych klatek na wzmocnienie sygnału. Alternatywnie można roztworzyć ciemny teleskop ES AR 825mm z f/6 do f/2.8 (lekko problematycze) przy zachowaniu takiego samego czasu naświetlania albo użyć magicznej różczki w Gimpie / PS do zaznaczania gwiazdek i następnie przenieść je na nowe tło klasy #2A2A2A, przy czym efekt taki trochę drewniany może wyjść

 

/WS

[ZbyT]

8 godzin temu, diver napisał:

U mnie dobry seeing oznacza, że gwiazdy mag4 widzę gołym okiem.

mylisz seeing z przejrzystością powietrza

seeing to niestabilność atmosfery, która przez drgania mas powietrza powoduje rozmycie detalu na obrazach planet (lub możliwości rozdzielenia gwiazd podwójnych) oraz powoduje, że gwiazdy "mrugają". Nie ma natomiast żadnego wpływu na jasność widocznych gwiazd. Seeing wyrażamy w sekundach łuku a nie w wielkościach gwiazdowych

 

pozdrawiam

[Behlur_Olderys]

13 godzin temu, diver napisał:

Choć jeszcze nie do końca rozumiem ich znaczenie. Zaryzykowałbym jednak wniosek: stackowanie ma na celu wyeliminowanie wszystkich zakłóceń innych, niż szum fotonowy.

Jest dokładnie odwrotnie. Stackowanie to sposób na sztuczne wydłużenie ekspozycji przez co łapiemy więcej fotonów, a im więcej fotonów tym szum fotonowy mniejszy (procentowo).

 

Jeśli robiłeś kiedykolwiek zdjęcia aparatem i porównywałeś te robione w dzień na słońcu do tych robionych w domu wieczorem przy kiepskim oświetleniu, to powinieneś intuicyjnie rozumieć jak wygląda zdjęcia z szumem fotonowym i bez

 

Wszystkie inne rzeczy są niezależne, albo nawet wzrastają wraz ze stackowaniem, jeśli jakiś szum jest skorelowany z klatki na klatkę.

[diver]

15 godzin temu, ZbyT napisał:

mylisz seeing z przejrzystością powietrza

Masz rację, użyłem "nie uprawnionego" skrótu myślowego. W sensie definicyjnym chodziło mi rzeczywiście o przejrzystość powietrza. I rzeczywiście w sensie w sensie definicyjnym seeing z przejrzystością nie muszą chodzić w parze.

 

[diver]

7 godzin temu, Behlur_Olderys napisał:

W dniu 13.04.2019 o 00:55, diver napisał:

Choć jeszcze nie do końca rozumiem ich znaczenie. Zaryzykowałbym jednak wniosek: stackowanie ma na celu wyeliminowanie wszystkich zakłóceń innych, niż szum fotonowy.

Jest dokładnie odwrotnie. Stackowanie to sposób na sztuczne wydłużenie ekspozycji przez co łapiemy więcej fotonów, a im więcej fotonów tym szum fotonowy mniejszy (procentowo). 

 

Poniżej wcześniejsza Twoja teza Bartek.

"Wniosek? Dopóki mamy idealną sytuację, w której nie ma innego szumu, niż fotonowy, to nie ma znaczenia czy naświetlasz 4x1 czy 1x4."  W jakim sensie nie ma znaczenia? Finalnej jasności obiektu czy SNR (odstępu obiektu od zakłóceń)?

Moja obserwacja jest inna. 4x1 to nie to samo co 1x4. Ponieważ wynikiem stackowania jest zawsze jakaś średnia, mediana etc, stackowanie 4x1 nie zsumuje mi fotonów , które uzyskam z klatki 1x4. Stackowanie nie dosypie mi więcej fotonów, niż złapałem na matrycy podczas ekspozycji. Więc w jednej klatce 4 zawsze uzyskam większą jasność obiektu niż w stacku 4x1. Co widać na załączonych przeze mnie przykładach.

Jeżeli w ostatnim moim przykładzie M81 w stacku 18 klatek o łącznej ekspozycji 180 minut nie jest jaśniejszy niż na jednej klatce 12 minut, to tym bardziej na pewno nie byłby jaśniejszy w stacku 4 x1 minuta w porównaniu do jednej klatki 4 minuty.

 

Teraz piszesz: "Jest dokładnie odwrotnie. Stackowanie to sposób na sztuczne wydłużenie ekspozycji przez co łapiemy więcej fotonów, a im więcej fotonów tym szum fotonowy mniejszy (procentowo)." Trochę mi się to nie skleja. Możesz wyjaśnić, w jaki sposób w procesie stackowania łapiemy więcej fotonów?

 

[Behlur_Olderys]

10 godzin temu, diver napisał:

 

Poniżej wcześniejsza Twoja teza Bartek.

"Wniosek? Dopóki mamy idealną sytuację, w której nie ma innego szumu, niż fotonowy, to nie ma znaczenia czy naświetlasz 4x1 czy 1x4."  W jakim sensie nie ma znaczenia? Finalnej jasności obiektu czy SNR (odstępu obiektu od zakłóceń)?

Moja obserwacja jest inna. 4x1 to nie to samo co 1x4. Ponieważ wynikiem stackowania jest zawsze jakaś średnia, mediana etc, stackowanie 4x1 nie zsumuje mi fotonów , które uzyskam z klatki 1x4. Stackowanie nie dosypie mi więcej fotonów, niż złapałem na matrycy podczas ekspozycji. Więc w jednej klatce 4 zawsze uzyskam większą jasność obiektu niż w stacku 4x1. Co widać na załączonych przeze mnie przykładach.

Jeżeli w ostatnim moim przykładzie M81 w stacku 18 klatek o łącznej ekspozycji 180 minut nie jest jaśniejszy niż na jednej klatce 12 minut, to tym bardziej na pewno nie byłby jaśniejszy w stacku 4 x1 minuta w porównaniu do jednej klatki 4 minuty.

 

Teraz piszesz: "Jest dokładnie odwrotnie. Stackowanie to sposób na sztuczne wydłużenie ekspozycji przez co łapiemy więcej fotonów, a im więcej fotonów tym szum fotonowy mniejszy (procentowo)." Trochę mi się to nie skleja. Możesz wyjaśnić, w jaki sposób w procesie stackowania łapiemy więcej fotonów?

 

 

Naświetliłeś 1 klatkę 4 minuty. Złapałeś 400 fotonów i szum na poziomie 20 fotonów.

 

Naświetliłeś 4 klatki po 1 minucie. Na każdej masz 100 fotonów i szum na poziomie 10 fotonów. 

 

Stackujesz te 4 i dostajesz też 400 fotonów, a szum też wynosi 20, bo szum dodaje się jak odchylenia standardowe, a sygnał jak wartości średnie.

 

Dlatego *w idealnym przypadku gdy nie ma innych szumów niż fotonowy* stackowanie łapie więcej fotonów (tzn 4x1 łapie więcej niż 1x1 ale tyle samo, co 1x4), bo z pojedynczych krótkich klatek robisz obraz taki, jak z jednej dłuższej. Myślałem, że to już załapałeś...

 

Nie chodzi o jasność, tylko o szum. Chcesz robi jaśniejsze klatki to naświetlaj dłużej. Ty przedstawiasz klatki po processingu i oczekujesz, że gdzieś będzie coś jaśniej - to absurd, jasność sobie suwakami zawsze możesz podkręcić tak, że zdjęcie będzie "prześwietlone".... 

 

Proponuję Ci jeszcze raz przejrzeć stronę https://jonrista.com/the-astrophotographers-guide/astrophotography-basics/snr/ na spokojnie. Tam jest opisane dokładnie po co się robi stackowanie i są nawet obrazki. Zacznij od nich.

 

 

Edytowane 14 Kwietnia 2019 przez Behlur_Olderys

[Event Horizon]

2 godziny temu, Behlur_Olderys napisał:

Stackujesz te 4 i dostajesz też 400 fotonów, a szum też wynosi 20, bo szum dodaje się jak odchylenia standardowe, a sygnał jak wartości średnie

Czekaj, czekaj.  Naświetlanie 1x 4min >> 4x 1min (w przypadku niedeterministycznego szumu fotonowego / kwantowego). Nie pozbędziesz się szumu fotonowego tak łatwo, to znaczy 4 klatki jedno minutowe to będzie za mało... 

 

/WS

[Behlur_Olderys]

3 godziny temu, Event Horizon napisał:

Czekaj, czekaj.  Naświetlanie 1x 4min >> 4x 1min (w przypadku niedeterministycznego szumu fotonowego / kwantowego). Nie pozbędziesz się szumu fotonowego tak łatwo, to znaczy 4 klatki jedno minutowe to będzie za mało... 

 

/WS

Proszę wyjaśnij dlaczego? To twoje twierdzenie, ale ja przedstawiłem obliczenia, możesz się do nich odnieść? Pamiętaj, że (na razie) rozważamy idealną sytuację, w której jedyny szum to szum fotonowy, co do którego definicji nie powinno być wątpliwości. 

Jeśli nie będziemy się zgadzać w kwestii fundamentalnej jaką jest zwiększanie SNR sygnału czysto fotonowego przy stackowaniu to nie ma sensu rozważać innych przyczynków do szumu.

A w tym najprostszym i najłatwiejszym z przypadków nie ma różnicy czy robisz 1 zdjęcie 1h czy 60 zdjęć 1min.

Edytowane 14 Kwietnia 2019 przez Behlur_Olderys

[diver]

9 godzin temu, Behlur_Olderys napisał:

Ty przedstawiasz klatki po processingu i oczekujesz, że gdzieś będzie coś jaśniej - to absurd, jasność sobie suwakami zawsze możesz podkręcić tak, że zdjęcie będzie "prześwietlone".... 

Przedstawiłem klatki oczywiście po przetworzeniu, jednak z wielką dbałością o to, żeby w obydwu przypadkach (pojedyncza klatka i stack) parametry przetworzenia (w tym "pokręcenie") były identyczne. Żeby mieć solidny materiał porównawczy.

Nie oczekuję Bartek, że po stackowaniu coś będzie jaśniej. Wprost przeciwnie - moje doświadczenia wskazują na to, że nie będzie jaśniej. I o tym właśnie mówię. Że nie jest jaśniej. Nie wiem więc dlaczego wysuwasz akurat taką tezę na temat moich oczekiwań.

Dzięki za link. Poczytam i jak będę już mądrzejszy, pewnie wrócę do dyskusji.

 

[Event Horizon]

3 godziny temu, Behlur_Olderys napisał:

Jeśli nie będziemy się zgadzać w kwestii fundamentalnej jaką jest zwiększanie SNR sygnału czysto fotonowego przy stackowaniu to nie ma sensu rozważać innych przyczynków do szumu.

W kwestii fundamentalnej czyli zwiększanie S/N przez stackowanie zgadzamy się w 100% Nie zgadzam się się natomiast, że 4 klati vs 1 dadzą obrazek z czystym tłem (czyt. niebem), bez artefaktów. Artefakty pozostaną. Oczywiście oprócz szumu fotonowego dochodzą jeszcze inne szumy mające wpływ na ten efekt końcowy.

 

/WS

[Behlur_Olderys]

8 godzin temu, Event Horizon napisał:

W kwestii fundamentalnej czyli zwiększanie S/N przez stackowanie zgadzamy się w 100% Nie zgadzam się się natomiast, że 4 klati vs 1 dadzą obrazek z czystym tłem (czyt. niebem), bez artefaktów. Artefakty pozostaną. Oczywiście oprócz szumu fotonowego dochodzą jeszcze inne szumy mające wpływ na ten efekt końcowy.

 

/WS

Ojejku, oczywiście, że nie będę miał "czystego nieba" po stacku 4x1

 

Ja tylko mówię jedną rzecz po raz N-ty:

 

*gdyby był tylko szum fotonowy, to nie ma różnicy między fotką 4x1 a 1x4*

 

To znaczy: pomijając wszystko inne, stackowanie ma być procesem do sztucznego wydłużenia czasu ekspozycji. 

 

Oczywiście w praktyce jest to bardziej skomplikowane z wielu powodów, o których niejednokrotnie tutaj i w innych miejscach wspominałem. Już mi się trochę nie chce wałkować tego w kółko...

 

Zdjęcie astro praktycznie rzadko będzie miało szum czysto fotonowy, bo większość zdjęcia najczęściej jest dosyć ciemna a w ciemnych partiach szum fotonowy jest niewielki, w porównaniu do innych ...

[Event Horizon]

1 minutę temu, Behlur_Olderys napisał:

Ojejku, oczywiście, że nie będę miał "czystego nieba" po stacku 4x1

Jest jeszcze jeden czynnik powodujący degradację stackowanego obrazu, o którym rzadko się wspomina.  Przy krótkich czasach naświetlania ani dynamika tonalna sceny ani zakres tonalny stacka nie osiągnie poziomu pojedynczej, prawidłowo naświetlonej klatki. Skutkiem czego ilość przejść tonalnych w światłach (sic!), kolor, kontrast, spada drastycznie i jest to nie do odtworzenia dla prostej matematyki 8 = 4x2 = 8x1. Oczywiście ma to związek z konstrukcją naszych matryc, a nie z naturą światła

 

/WS

[Behlur_Olderys]

10 minut temu, Event Horizon napisał:

  Przy krótkich czasach naświetlania ani dynamika tonalna sceny ani zakres tonalny stacka nie osiągnie poziomu pojedynczej, prawidłowo naświetlonej klatki. Skutkiem czego ilość przejść tonalnych w światłach (sic!), kolor, kontrast, spada drastycznie i jest to nie do odtworzenia dla prostej matematyki 8 = 4x2 = 8x1. Oczywiście ma to związek z konstrukcją naszych matryc, a nie z naturą światła

 

/WS

A co to jest "prawidłowo naświetlona klatka"? Co to znaczy "kolor, kontrast spada drastycznie"? Czy są to jakieś zmienne niezależne od poziomu sygnału lub szumu? Możesz rozwinąć tą myśl? Wydaje mi się, że mówisz o wtórnych skutkach szumu odczytu/kwantyzacji/wszystkiego innego. Wiesz, nie znam się na fotografii, znam się na fizyce,  matematyce i informatyce. Jak chcemy się zrozumieć to trzeba znaleźć wspólny język

[Event Horizon]

W telegraficznym skrócie. Prawidłowo naświetlona klatka to taka gdzie tony średnie odpowiadają ~18% szarości, patrząc na wykres histogramu będzie to jego połowa (połowa drogi między białym i czarnym). Przy takim naświetlaniu tło nieba jest szare, bez szumu bez artefaktów. Każdy aparat / matryca charakteryzuje się, miedzy innymi, dynamiką tonalną (topowe modele ~14 EV) i zakresem tonalnym zależnym od ISO (topowe modele > 9.9 bitów / 950 przejść tonalnych). Aby osiągnąć parametry oferowane przez kamerę należy naświetlać scenę na najniższym natywnym ISO / Gainie, przy zachowaniu czasu prawidłowego naświetlenia. Każde wielokrotne skrócenie tego czasu, powoduje znaczny spadek dynamiki w światłach  (np. o 2-3 EV) i zakresu tonalnego (np. tylko do 350 przejść tonalnych). W efekcie kolory, kontrast będą znacznie słabsze, pojawi się szum i prosty stack nie odtworzy. To z  punktu widzenia fotografa.

 

Oczywiście masz rację, to jest efekt wtórny sumy wszystkich szumów

 

/WS

[Piotr Pecherz]

Reanimuję temat.
Takie pytanie - jest może jakaś funkcja zależności SNR od liczby stackowanych klatek?

Że np. 10 klatek poprawia SNR x2, a 20 klatek x3?

Jaka matematyka za tym stoi?

[apolkowski]

Tu jest dużo teorii: 

 

[MateuszW]

26 minut temu, Piotr Pecherz napisał:

Reanimuję temat.
Takie pytanie - jest może jakaś funkcja zależności SNR od liczby stackowanych klatek?

Że np. 10 klatek poprawia SNR x2, a 20 klatek x3?

Jaka matematyka za tym stoi?

Bardzo prosta - pierwiastek. Czyli np zwiększając ilość klatek 4x, zwiększymy SNR 2x. A jeśli np mamy już 20 klatek, to żeby poprawić snr 2x, musimy dorobić jeszcze 60.

Każda kolejna klatka procentowo poprawia obraz coraz mniej, ale taka zależność byłaby już przy liniowej funkcji, a przy pierwiastku ten spadek jest szybszy  

Edytowane 7 Września 2020 przez MateuszW