Dyskusje o szumie, sygnale i SNR

[Behlur_Olderys]

51 minut temu, MateuszW napisał:

Zapominasz o polu widzenia. W teleskopie ciemnym, po resizie, zdjęcie będzie rozmiaru znaczka pocztowego i obejmować tylko wycinek z pola jasnego teleskopu. Dlatego nie robi się tak dużego resizie i dla tego w efekcie ciemne teleskopy są w praktyce ciemne

Nie zapominam, tylko nie uwzględniam w rozważaniach. To już indywidualna kwestia rozmiaru matrycy i wielkości plamki światła teleskopu. Pewnie można włożyć do f/2 matrycę 1/4" a do f/8 - 4/3" i będzie też ciekawe porównanie pól widzenia...

 

[kubaman]

Behlur, nie mam zastrzeżeń co do Twoich wyliczeń. Nie obawiam się tez o mój sprzęt, wiem że jest bardzo dobry.

 

Chodzi mi o praktyczną stronę zagadnienia. W praktyce nie mamy matrycy z gumy, tylko ma ona określoną wielkość. W tym wypadku na daną matrycę, będzie padać wielokrotnie więcej światła przy F2 niż przy F10 i praktycznie będzie to miało wpływ na pracę z zestawem. Tu oczywiście pojawia się nierozłączny drugi temat - pole widzenia, który moim zdaniem doskonale uzupełnia zagadnienie praktycznie. Otóż by oświetlić przy F10 cała matrycę tak samo jak przy F2 i wykorzystać 100% strumienia światła, musimy rozważyć użycie mniejszej apertury. A więc ograniczyć sobie ilość zbieranych fotonów. W praktyce oznacza to, że układ z F2 jest o wiele efektywniejszy w zbieraniu fotonów. Tylko tyle i aż tyle.

Edytowane 17 Marca 2019 przez kubaman

[Behlur_Olderys]

42 minuty temu, kubaman napisał:

Behlur, nie mam zastrzeżeń co do Twoich wyliczeń. Nie obawiam się tez o mój sprzęt, wiem że jest bardzo dobry.

 

Chodzi mi o praktyczną stronę zagadnienia. W praktyce nie mamy matrycy z gumy, tylko ma ona określoną wielkość. W tym wypadku na daną matrycę, będzie padać wielokrotnie więcej światła przy F2 niż przy F10 i praktycznie będzie to miało wpływ na pracę z zestawem. Tu oczywiście pojawia się nierozłączny drugi temat - pole widzenia, który moim zdaniem doskonale uzupełnia zagadnienie praktycznie. Otóż by oświetlić przy F10 cała matrycę tak samo jak przy F2 i wykorzystać 100% strumienia światła, musimy rozważyć użycie mniejszej apertury. A więc ograniczyć sobie ilość zbieranych fotonów. W praktyce oznacza to, że układ z F2 jest o wiele efektywniejszy w zbieraniu fotonów. Tylko tyle i aż tyle.

Kosztem detalu... Przynajmniej do granicy seeingu. Potem już 100% racji. 

[kubaman]

2 minuty temu, Behlur_Olderys napisał:

Kosztem detalu...

tak , ale w praktyce tu w grę wchodzi jeszcze jakość samej optyki porównywanych układów (akurat RASA ma ją na bardzo wysokim poziomie).

Edytowane 17 Marca 2019 przez kubaman

[MateuszW]

2 godziny temu, Behlur_Olderys napisał:

Nie zapominam, tylko nie uwzględniam w rozważaniach.

Uważam, podobnie jak Kuba, że to fundamentalny błąd. Jasne, Twoja rozważania w oderwaniu od matrycy są prawdziwe, ale żaden z nich pożytek w prawdziwym świecie  Żeby to miało sens praktyczny, musimy spojrzeć na zagadnienie w całości. I w tym kontekście, uważam że światłosiła nie jest żadnym mitem, jeśli spojrzymy na nią łącznie z całością zagadnienia.

[Behlur_Olderys]

2 godziny temu, MateuszW napisał:

Uważam, podobnie jak Kuba, że to fundamentalny błąd. Jasne, Twoja rozważania w oderwaniu od matrycy są prawdziwe, ale żaden z nich pożytek w prawdziwym świecie  Żeby to miało sens praktyczny, musimy spojrzeć na zagadnienie w całości. I w tym kontekście, uważam że światłosiła nie jest żadnym mitem, jeśli spojrzymy na nią łącznie z całością zagadnienia.

"Fundamentalny błąd" to mocne słowa

 

Ja tylko chciałbym przedstawić trade-offy. Podsumujmy - przy założeniu tej samej apertury, tego samego czasu naświetlania i tej samej matrycy:

 

Duża światłosiła (krótka ogniskowa)

+ Dużo światła na jeden piksel

- Mało pikseli na jeden obiekt

+ Duże pole widzenia

- Mała skala

- Mała rozdzielczość*

 

 

Mała światłosiła (długa ogniskowa)

- Mało światła na jeden piksel

+ Dużo pikseli na jeden obiekt

- Małe pole widzenia

+ Duża skala

+ Duża rozdzielczość*

 

 

Oczywiście część parametrów wynika jeden z drugiego. Najważniejsze to że trade-offy są proporcjonalne do światłosiły. Coś za coś. Nie ma bezwzględnego wygranego / przegranego.

 

Najważniejszy trade-off moim zdaniem może nie być widoczny na pierwszy rzut oka

Pole widzenia <-> Skala

Jeśli mamy dużo czasu to po prostu zbierzemy więcej materiału długą rurą, ale pola widzenia ani o milimetr zwiększyć się nie da.

Z drugiej strony, jeśli w krótkiej rurce nie widać pewnych detali, to choćby naświetlać rok i dzień to detalu drobniejszego niż wynika ze skali - nie będzie. 

 

Kwestie natężenia światła są w pewnym sensie pochodne, wtórne, i wynikają z tego podstawowego wyboru: jaką skalę chcemy robić? Jakie chcemy pole widzenia?

 

 

Decyzja: skala czy pole widzenia to oczywiście dylemat tak długo jak do dyspozycji mamy tylko jedną kamerę.

 

Podobnie kwestia apertury: najlepiej jak największa, ale technicznie lepiej niż f/2 to chyba za dużo teleskopów nie ma

No i budżet też nie jest z gumy

 

 

 

 

* Rozdzielczość w znaczeniu: jak drobne detale się zapisały na zdjęciu. Ten parametr ma sens tak długo, dopóki skala nie przekracza seeingu, ew. dla "lucky imagingu" ogranicza nas równa w obu przypadkach granica rozdzielczości wynikająca wyłącznie z apertury.

[Event Horizon]

7 godzin temu, Behlur_Olderys napisał:

Czy w związku z tym zdjęcia nie będą się różnić? Przy minimalnym wpływie szumów, po odpowiednim resizie, zdjęcia powinny być prawie nie do odróżnienia

Tak tylko z ciekawości zapytam, bo nie śledzę uważnie (mea culpa). Czy szum fotonowy był uwzględniany w tych rozważaniach? Przy tej samej średnicy efektywnej szybszy obiektyw uzyska wielokrotnie większe natężenia światła na matrycy w jednostce czasu. APO-75 (Sigma 135/1.8) vs TSQ-71 (TS 450/6.3) - dla pierwszego wystarczy 8 minut @ ISO100 pod wiejskim niebem by naświetlić je prawidłowo (w pół histogramu), drugi kadr będzie w tym czasie niedoświetlony prawie 4EV. Trzeba wywrotki dodatkowych ekspozycji aby pozbyć się   szumu i zbliżyć jakością do klatki z APO-75mm, nie mówiąc o stacku kilkudziesięciu takich klatek z APO-75.

 

/WS

 

[Adam_Jesion]

7 godzin temu, count.neverest napisał:

Jakie są wady i zalety obu trybów i przy jakich okazjach z nich korzystacie?

Nie da się odpowiedzieć na to pytanie, nie znając konkretów. Na przykład w CMOSach w ogóle nie istnieje nic takiego, jak binning (każdy piksel ma swój przetwornik ADC, więc cała idea binnigu upada). W przypadku CCD na całą matrycę jest jeden przetwornik, więc w przypadku bin 2x piksel względnie się powiększa 4-krotnie, ale sczytywany jest tylko 1 raz, więc zostanie obciążony też tylko jedną dawką szumu odczytu. I to jest jedyna zaleta binningu, trzeba tylko mieć CCD klasyczne. Tzw. software binning to po prostu zmniejszone zdjęcie (np. 2x), więc dziedziczy szum odczytu dla każdego piksela - niezależnie od wielkości downsamplingu.

[count.neverest]

25 minut temu, Adam_Jesion napisał:

w CMOSach w ogóle nie istnieje nic takiego, jak binning

Ja mam Asi 178 MM i w niej CMOS (Sony IMX178). Kiedy włączam FireCapture, mogę zastosować binning w zakresie x2-x4. I faktycznie ma to znaczenie na czas ekspozycji vs rozdzielczość. Ale dodatkowo w ustawieniach mogę zaznaczyć "hardware binning", wtedy prędkość zbierania materiału spada.

[Adam_Jesion]

1 godzinę temu, trouvere napisał:

Niestety wytłuszczona część powyższego stwierdzenia jest absolutnie niezgodna z rzeczywistością dlatego, że musiałoby być na powierzchni chipu parę milionów przetworników analogowo cyfrowych a dokładnie tyle ile jest pikseli. Liczba przetworników w rzeczywistości jest taka jak ilość kanałów wyjściowych sygnału cyfrowego (a ilość kanałów jest zdeterminowana wymaganą szybkością transmisji sygnału wyjściowego liczona w ilości pełnych klatek na sekundę).

Bining analogowy jest silnie utrudniony przez fakt, że każdy piksel ma swój własny "konwerter" ładunku (wyrażanego w elektronach) na napięcie (wyrażane w mikrowoltach), które jest podawane następnie na wejście odpowiedniego przetwornika analogowo cyfrowego (i to jest w gruncie rzeczy całe zło matryc CMOS polegające na istnieniu tzw. fixed pattern, które bardzo trudno jest wyeliminować w stakowaniu i późniejszym postprocessingu gdyż ze wzrostem ilości stakowanych klatek fiksed pattern staje się bardziej widoczny). Przy takiej architekturze matrycy binning przeprowadzany jest w domenie cyfrowej (procesor DSP w kamerze lub oprogramowanie przetwarzania obrazów w kompie.

No trochę mnie faktycznie poniosła wyobraźnia. Tylko aktywne CMOSy mają na każdym pikselu ADC, a w przypadku typowych CMOS ma go najcześciej na każdej kolumnie. Na każdym pikselu jest za to wzmacniacz (readout amplifier). Tak czy siak, problem pozostaje ten sam.

 

Cytat

(i to jest w gruncie rzeczy całe zło matryc CMOS polegające na istnieniu tzw. fixed pattern, które bardzo trudno jest wyeliminować w stakowaniu i późniejszym postprocessingu gdyż ze wzrostem ilości stakowanych klatek fiksed pattern staje się bardziej widoczny)

Całe to zło likwiduje w zasadzie w 100% dithering. Dlatego nie raz ewangelizowałem, żeby przy CMOSach bezwględnie go używać.

[Adam_Jesion]

3 godziny temu, count.neverest napisał:

Ja mam Asi 178 MM i w niej CMOS (Sony IMX178). Kiedy włączam FireCapture, mogę zastosować binning w zakresie x2-x4.

Możesz zastosować, ale jedyny benefit to prędkość odczytu i zajętość dysku (czyli żadne). Efekt będzie dokładnie taki sam, jakbyś sobie potem software'owo to zdjęcie pomniejszył w komputerze. 

[HAMAL]

Robię dużą skalę, pracuje na granicy rozdzielczej, wieele taki wątków w sieci prześledziłem z uwagą a największą korzyść przyniosło mi sklecenie z pływy wiórowej nowej skrzynki na LG i umieszczenie jej w przemyślanym miejscu na dworze  Takich przykładów można by mnożyć

 

[wimmer]

@HAMAL ja nic praktycznego nie wniosę do wątku, ale skorzystam z okazji, że jest popularny, by powiedzieć, że cieszę się bardzo, że znów z nami jesteś!
Może nie wiesz, bo statusy zniknęły, ale zastanawialiśmy się w nich i martwiliśmy z powodu Twojego dłuższego zniknięcia!

[HAMAL]

Oj  to uprzedzam, aby się nie martwić z powodu dłuższych zniknięć, będę wracał jak zaraza  gdy już będzie poczucie że odeszła