Меню

Подбор камеры к дипскай телескопу

Астролюбитель? АстроФотоЛюбитель? АстроФотограф! Вот кто ты, вероятно. Раз читаешь этот текст. Быть может ты опытный боец и мои мысли лишь позабавят тебя, а может ты в самом начале Пути и готов выслушать мой вариант ответа на вопрос: «Какую камеру стоит купить к этому дипскай астрографу«?

Начну с самого начала. Какие бывают камеры для съёмки объектов глубокого (далёкого) космоса. CCD или CMOS, на самом деле не имеет почти что никакого значения в начале выбора. Имеет значение:

  • цена. Что логично, раз есть машина Жигули, а есть Ламборджини, то есть и астрокамера Canon EOS 450 Da б/у за 6500р, а есть какой-нить 35×35мм чёрнобелый монстр весом под пять кило и ценой с десяток килобаксов;
  • цветная или монохромная. По сути, все сенсоры с рождения монохромные («чёрно-белые»). Цветовая дифференциация наступает позже. Тогда, когда производитель сенсора решает, будет ли он наносить микросветофильтры по маске мсье Байера или оставит как есть — чб. Какие-то сенсоры, поэтому есть и чб, и цветные. Но многие, к сожалению, только цветные. Это порой сильно сужает выбор;
  • размер пикселя. Наиважнейшая техническая характеристика астрокамеры. Производитель, производя произведение CCD / CMOS искусства, от балды выбирает размер каждого пикселя в сетке Х на Y пикселей на своём новом сенсоре. Обычно, линейный размер каждого пикселя дипскай астрокамер лежит в пределе от 1мкм (очень мелкий) до 9мкм. Есть, конечно, камеры и с 28мкм пикселем, но это те самые ламборджини обычно : ).
  • разрешение камеры. Нетрудно догадаться, что количество пикселей производитель так же берёт с потолка. В одном сенсоре это лишь пол миллиона точек (камера разрешением пол мегапикселя). В другой же их аж 50 миллионов (50 мегапикселей). Обычное разрешение современных дип-астрокамер варьируется примерно от 2 до 35 Мпикс. Вдобавок к разрешению, производитель ещё и пропорции берёт с того же туманного потолка. Бывают 1:1 (квадратные), бывают 3:2, 19:6 и другие;
  • шум считывания. Тынц, сказала камера. Или тихо, без затвора, отсняла кадр и давай его переводить в цифру, загонять по USB / Ethernet / WiFi / … в комп. По пути от конденсатора накопления электронов пикселя к компу, к сожалению, так или иначе, возникает беспорядок. Какой-то электрон затерялся. А кой-где пришёл новый. В итоге мы говорим, что нормированный шум этой астрокамеры составляет столько-то электронов. Обычно мы говорим про 1 .. 16е шум считывания;

Ещё есть темновой шум, есть время считывания, бывают камеры с холодильником, а есть без него — это, хоть и важно, но тоже вторично. То есть понятно, что при езде на машине по городу АКПП удобней ручной коробки передач. Но и на ручной люди ездят. Говорят. Не суть. Суть вопроса — начать понимать какая же камера нужна. А с частностями уже можно разобраться позже.

В астрофотографии, на удивление новичков, отсутствует понятие увеличение. Однако, есть термин «масштаб изображения». Допустим, мы говорим, что эта галактика угловым размером 11 угловых минут отображается на камере размером в 666 пикселей. Это означает, что каждому пикселю досталось 11 * 60 / 666 = 0.99 угловых секунд. Угловой размер пикселя зависит только от фокусного расстояния объектива в миллиметрах и линейного размера пикселя (обычно в микронах). Простая формула, дальше покажу её, множит и делит одно на другое, выдавая искомое число 0.99″ из примера выше.

 

С камерами, надеюсь, стало чуууууть-чуть понятней. Вернёмся к объективу. К «этому самому» объективу (телескопу), который ты сдуру купил или планируешь. Который имеет определённую апертуру и фокусное расстояние. С точки зрения подбора камеры, для большинства простых объективов, всё равно какой он схемы (ньютон, апошка, шк-шка, мак, …), какое у него центральное экранирование и сделан ли он литой трубой или собран на ферме. Важна только апертура и важно только фокусное.

Апертура. Я не откажусь от полуметрового светосильного телескопа. А вот от шестиметрового длиннофокусного без адаптивки — откажусь.

Шутка, конечно, но с долей правды. «Апертура ради апертуры» — это тупик наркомана. Хочется больше… больше. Ещё больше!

Мне кажется, всегда нужно отталкиваться от задачи. Если задача — съёмка дипов, то скорей всего хочется, чтобы с одной стороны, не было оверсемплинга. С другой, чтобы undersampling не возник. А теперь ты спросишь, что за бесовские слова? 🙂 А я отвечу, попивая утренний чай. Что сумничал я только из-за понравившегося мне слова. А означает оно, что было бы круто, если б масштаб изображения на камере совпадал с тем, что может выдать твой объектив и с тем, что может пропустить твоя атмосфера. И чем же, простите на милость, мы ограничены? Хто мешает жить как завещал Великий Хаббл и пророк его — телескоп его имени? Таких основных факторов лишь два:

  1. диф. предел. Тут о нём хорошо рассказал Эрнест: тынц на астрономи.ру.
    Хорошо рассказал он, по моему мнению потому, что привёл простую понятную таблицу предела разрешения. Для 6″, например, разрешение меньше 0.8″ никак не получится;
  2. но 0.8 диф. предела — это неплохо. Потому как атмосфера у нас редко даст разрешение лучше 1″ — 1.5″. Бывает и 0.5″, но это только по праздникам. И то не на долго. Обычно же полтора-два в Краснодарском крае, 2 — 2.5 в Подмосковье. Про Чили вспоминать принципиально не буду. Хоть там 0.2 — 0.8″ сиинг.

Вот и получается, что 150-ка — подходящий объектив для камеры с боль-мень стандартным масштабом 1″ на пиксель (одна угловая секунда на пиксель). А для 500-ки можно замахнуться на разрешеньице покруче. Вот только реализовать его, скорей всего, может не получиться. А может получиться. 50 на 50.

Сиинг и дифракция, превращают звезду из элегантной точки, диаметром ноль целых и ноль десятых, в то, что мы в астрофотографии на фотке называем «звездой». В, если смотреть в профиль, колокол. В центре точки (звезды) яркость высокая, дальше поменьше-меньше-меньше и … утонуло в шумах. Астрономы нашли универсальный способ измерения размера звезды, назвав его FWHM. Я не буду останавливаться на этом подробно сейчас, скажу лишь, что FWHM 1″ — классно и прикольно. FWHM 2″ тоже неплохо, хоть и чуть смазано. FWHM 0.5 угловых секунд блин… это очень круто и чаще невозможно на этом оборудовании под этим небом вовсе.

Вот мы и нашли ориентир. Если говорить о короткой дудке (апошка 80 мм или фотообъектив, или), то диф. предел не даст разогнаться. На таком объективе 2 — 4″ на пиксель смотрятся органично. Огромные поля…. Орион чё-ко-пай, Плеяды, галактика Андромеды и т.п. ждут тебя, позируя в фас и профиль на небе.

Объектив (телескоп) поапертуристее просит 1″ на пиксель. Да, можно и 0.2″ на пиксель забарлушить, да не пропустят такое разрешение те два вышеозвученных негодяя — дифракция и сиинг. Так что 1″ само то.

Я начал набрасывать табличку, где исходя из фокусного можно подобрать оптимальную камеру под задачу. Тынц на гуглдок, где можно ввести свои значения и получить ответы на свои вопросы.

Теперь задача сильно упростилась. Из многообразия камер на рынке теперь можно выбрать пяток тех, что хоть как-то подходят технически. Дальше глянуть в пустой кошелёк и отбросить из них половину. Оставшиеся 2-3 камеры изучить детально и принять решение, что к Этому Телескопу нужна Именно Эта астрокамера.

 

(вдруг кто-то не читал мой бред и пропустил ссылку на табличку)

 

комментариев: 15

  1. Борис:

    Спасибо большущее Олег! Очень полезная статья и калькулятор.
    Для меня это точно!

  2. Якут:

    Олег, тынцаю по ссылке, открывается таблица, но свои значения ввести не получается.

    1. mo:

      Ага, внизу таблицы приписка, как это сделать. Нужно создать свою копию документа через file / make a copy. А в копии уже можешь править что хочешь.

  3. Александр AnDom:

    Ох, Олег, «апертура ради апертуры»… Именно апертура может сделать из астрофотографа поклонника визуала 😀 Посмотрел под сносным небом (а какое еще взять в 150 км от Питера) в Серегин РК20» на М51 и меня до сих пор плющит! Хотя, для астрофото, все иначе, наверное.
    Спасибо за статью! Который год я начинающий астрофотограф, но дальше покупки камер дело не сильно стронулось с места 😀

    1. mo:

      Саш. Я сам с нескрываемым удовольствием вспоминаю M27 в САО. На удивление, лишь в мой старый доб 10″. И, заметь, у меня таки есть новый доб 10″. И я таки собираюсь с ним в июньское новолуние за Шиджамаз. Но … так же возьму и EQ6 с фотиком и объективом, да гидом сверху.
      Просто, как видишь по этому сайту и вообще моему желанию потрындеть, я хочу радость от Того Просмотра М27 передать тебе, жене, детям и ещё тыще человек разом. И да, я могу подобрать эпитеты, достойные увиденного. Но, мне кажется, лучше меня скажет хорошая фотография.

      Ты не собираешься летом / осенью на Кавказ с добом побольше? Я б с удовольствием и без намёка на стёб присоединился бы. Обещаю не рассказывать больше одного анекдота про визуальщиков за ночь! 🙂

  4. AnatolyP:

    Олег, добрый день!

    У Вас в статье есть фраза про размер пикселя камеры: «Обычно, линейный размер каждого пикселя дипскай астрокамер лежит в пределе от 1нм (очень мелкий) до 9нм «. Этот опечатка?

    1. mo:

      Упс. И правда. мкм, конечно. Сейчас исправлю. Спасибо!

  5. Анатолий:

    По формуле получается, что и апертура на выбор камеры не влияет. Только фокусное расстояние.

    1. mo:

      Так и есть. Выбирая камеру, в первую очередь заботимся о нужном масштабе. Который от диаметра объектива не зависит. Только от фокусного.

  6. Dimonchik:

    Странное дело. Одни люди советуют масштаб «дискрет на пиксель», а другие, например StarHunter, упоминают загадочную теорему Котельникова и советуют минимум 2 пикселя на один дискрет.
    Что хуже всего — и те и те получают хорошие снимки. Где же истина?
    Или тут есть разница между дипскаем и планетной съемкой?

    1. mo:

      Статья ТОЛЬКО о классической дипскай съёмке (длинными выдержками).

  7. АНТОН:

    Помогите подобрать для nextstar evolution 8

    1. mo:

      Антон, привет.

      Для съёмки дипов к этому телескопу крайне рекомендуется приобрести редуктор фокуса.

  8. Сергей:

    Олег, здравствуйте!
    Спасибо за статью, очень интересно и познавательно! Особенно для начинающих.
    Помогите, пожалуйста! Не могу ввести в таблицу свои значения.
    Она сохраняется в формате pdf и не подлежит оедактированию!
    Может скинете мне ее в xls?
    Спасибо!

  9. Сергей:

    Просьба аннулируется.
    Скачал на компьютер, все заработало.

Добавить комментарий для Dimonchik Отменить ответ

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *