oleg.milantiev.com

ZWO 1600 чб Кууул! (с холодильником)

Оглавление

• процесс исследования;
• резюме;
• замеченные проблемы;
• окончательный вывод.

Процесс исследования

31 мая 2017

Случилось так, что на некоторое время, попала в руки мне замечательнейшая астрокамера ZWO ASI 1600. Камера монохромная, снабжённая холодильником. Небольшая. Формата уже виденной мною ZWO ASI 290 (тоже чб и тоже с холодильником).

Точней сказать, внешний вид камеры был бы один в один, если б не наличие USB-хаба в 1600ке. Выражается это тем, что на попе камеры кроме входящего USB3-B есть пара исходящих USB2-A разъёмов. К ним можно короткими шнурками подключить фокусёр или колесо. Мелочь, а приятно.

Давно хотел покрутить в руках эту относительно новую камеру и, спасибо Сергею-StarDiver’у за предоставленный шанс!

Камеру воткнул в мак 200f10 (без редуктора). Фокус объектива порядка 2-ух метров (точнее в текущей длине задника мака узнаю по звёздам). Светосила, стало быть, порядка 10-ки. Светослабость, если быть точнее. Пиксель размером лишь 3.8 микрона, мягко говоря, не сбалансированный для дипскай-применения, в связке с этим объективом дал масштаб 0.39″ на пиксель. Впрочем, впереди эксперименты по лунно-планетарной съёмке и быстросъёмке дипов. Так что такой запредельный масштаб даже интересней.

Неба пока нет, так что воткнул камеру, проложил и закрепил провода (USB3 провод! Хоть и в USB2 д-линк активный хаб), установил дрова, usb трафик сразу уменьшил до ~70%, запустил охлаждение, настроил камеру на наиболее интересный для меня режим «минимальный шум» и заставил максима снимать дарки. Выдержку дарков выставил э… необычную для моего глубоко-дипскайного опыта: 1, 3, 5, 30 секунд. 1 минуту и 5 минут.

Настроил внешний гид, так как во-первых, я лишился внеосевика — он встроен в QSI камеру. Во-вторых, кроме пятиминутной выдержки, внешнего гида должно хватать. Точнее, внешнего гида хватило бы наверняка, если б это был не 50f4 объективчик из таксебешной склейки от китайского бинокля и QHY5 старая, чёрнобелая, без пассивного охлаждения. Вся надежда на быстросъёмку 30 секунд край.

Камера уверенно вышла на заданные мною -20°С. При температуре за бортом около +15°С попросила 46% мощности пельтье. Набор минуса быстрый и уверенный. Удержание точное. Камера работает надёжно. Скорость считывания не регулируется и приятно удивляет. Полный кадр в RAW16 читается пару секунд.

Неба нет, так что пока это всё. На днях продолжу. Буду обновлять эту статью и отдельно давать короткие анонсы об обновлении.

1 июня 2017

Каждый фит на эту камеру из-под максима занимает 31 Мб (32’785’920 байт). За лишь три часа съёмки наснимал аж 13 гиг биасов и дарков. Из запланированного отснял всего по 66 штук, кроме нужного числа пятиминуток. Что ж, не беда. Чай не Чили у меня. Будет и безнебная погода для дарков. Вот так выглядят мастера (каждый из 66 фитов) биасов и дарков, выдержки 1, 3, 5, 30 и 60 секунд: тынц на 7z архив с фитами.

< B

> D

(мастербиас слева, минутный мастердарк справа)

Жду погоды, доснимаю пятиминутные дарки и, пока что, чтобы не скучать, набросал предстоящий план тестов камеры:

• основной упор хочу сделать на съёмку дипов средне-короткими кадрами. Выдержка 5, 15 (о, надо дарк доснять) и 30 секунд. Мне нужно понять — может ли эта камера, будучи помещённой в какой-нить нереального размера мотодоб, выдать суперский результат при абы каком ведении и гидировании на уровне «лишь бы объект не ушёл из поля»;
• для проверки и сравнения, нужно будет отснять серию пятиминуток. Сравнить её с аналогичной серией на KAF8300. Оно понятно, что сравнение в лоб недостаточно корректно. Разный размер пикселя, отсутствие аппаратного биннинга, другая разрядность. И всё же, интересно сравнить. Хотя бы «на глаз»;
• значительное время съёмки яркого дипа короткими (1 и 3 секунды). Попытка получения сверхразрешения планетными методами. Речь не про пол часа с ручным гидированием на морозе, как я проводил время с ZWO290, а о серьёзной съёмочной сессии в несколько часов короткими на один объект. Скорее всего, съёмка будет в ROI, всё поле мой комп не потянет. Не промазать бы с калибровкой;
• если останется время / желание / настроение, съёмка Луны / Солнца и планет. Но, вообще-то, это мне не очень интересно.

Ночь на 2 июня 2017

Первый свет камеры, заключался в неуклюжем одиночнике Юпитера и небольшой серии пятнадцатисекундок по М13 через облака. Как-то мало неба дали пока что. 4 минуты, если быть точнее. 16 кадров по 15 секунд. Без подвижек. Дарки 30сек с оптимизацией в пиксе. Сейчас снимаю пятнадцатисекундные дарки и жду следующего окна в облачности. Флеты ещё не снимал.

Однозначно, нужно снимать не максимом, а APT / Nebulocity. Софтом, который вкупе с PHD2 может делать подвижку раз в N кадров. Подвижка нужна, но тратить на неё время меж каждым кадров непозволительно.

Впрочем, сверхразрешения на 15 сек, ожидаемо, не получилось. Те же ~2.7″ FWHM в С-канале (без IR-cut) на одиночных. Нужно падать на 1-3 сек и тщательно фильтровать кадры.

Вечером следующей ночи дали ещё обрывки неба. Начал со съёмки флетов. Флеты снимать приятно. Выдержку от 0.01с и погнали. Читается быстро. 30 флетов зарядил. Правда, не вижу виньентирования, видимого мною на лайтах. Так что ещё попробовал флеты переснять с min=1 сек и 3 сек. И не зря:

(слева 0 сек, в центре 1 сек, справа — 3 секунды минимум. Кликабельно)

Как видно, 0 секундный флет использовать нельзя. Виной тому мой слабый комп (и / или настройка USB Trafic) или что-то другое, я не знаю. Но факт остаётся фактом, что 1+ секундный флет получился хорошо, а 3+ секундный вышел отлично! Что ж, трёхсекундный и возьму в работу.

3 июня 2017

Попробовал FireCapture 2.6 beta. Бета — потому как 2.5 стабильная не видит холодильник камеры.
Работает нормально. Снимает видео в ROI. Но при попытке записать видео полного кадра на моём старом компе, тот свалился в свап. Еле достал.

Итак, сегодня я не смог побороть лень и обломавшись с FireCapture, снимал всё в том же максиме. Однако, гидирование поручил PHD2:

Снимал трёхсекундыми кадрами в кропе 1000х1000, компенсируя хилый комп. За ночь успел отснять два объекта. Один — ранее опробованный М13. Что ж, сложение в лоб дало ощутимый прирост и FWHM (в смысле, меньше стал), и Roundnes (круглость звёзд).

Конечно, не совсем корректно сравнивать прошлую ночь и 15 секундные кадры с этой ночью и 3 секундными. Но я думаю, отсними я сейчас по 15 секунд, тенденция сохранится.

Второй объект ещё интересней. Жаль, конечно, Полулуние, да небо всё в полосочку. Вот запись погодой камеры. То есть проницания по «кольцу» я не достиг. Но и не его я искал, конечно же. Речь шла о разрешении и только о нём. Проницание бум ловить светосильными китайНьютонами на KAF8300.

Три часа съёмки с двумя проверками фокуса при почти неподвижном графике температуры дало о себе знать. На сумме 2.17″ FWHM в L канале. Опять таки, кто-то скажет (и может окажется прав), что может просто турбулило сегодня меньше. А я отвечу, что проверю потом, снимая вперемешку 15 / 5*3с. Сейчас же мне нужно набить руку, найти оптимальный метод быстросъёмки и обработки.

Обработка. Ожидаемо, обработка подобного значительного массива данных отличается от обработки классических длинных дипскай снимков. Я опробовал AS!2, AviStack2, DeepSkyStacker (DSS), MaximDL, PixInsight. В итоге пришёл к такой последовательности действий:

• отбраковка откровенной ерунды в pixInsight скриптом SubFrameSelector;
• калибровка и косметика, как в любом обычном «длинном дипе» — в PixInsight;
• process / stack в MaximDL. Там уже калиброванные загрузил. Да, можно было тут же откалибровать в Process / Stack через установку Process / Set Calibrate и включение чекбокса Auto Calibrate до добавления файлов, так как камера термостабильна, но … у меня уже были мастеры пиксовые, им и откалибровал.
  Калибровал без оптимизации дарка, ибо с ним выходило не на пять… да и медленнее. Опять таки, камера термостабильна же;
• дополнительная тонкая фильтрация по fwhm / roundness в закладке Measure, окна Stack максима. Выравнивание автоматом по одной звезде там же;
• в предШедевральном настроении можно в закладке Align диалога Stack, правой кнопкой нажать на список фитов и попросить максим выгрузить выравненные фиты. Их потом сложить в fitStacker’е. Я так пробовал — чуть лучше получается. Но сейчас мне хватило сложения в максиме.

Дальше обработка, пока это не интересно, т.к. материал … заслуживает пересъёмки. Я поясню почему. Поясню двумя картинками:

    

(это один и тот же фит. Слева гамма 30, справа — 45. Кликабельно)

Без подвижек никак. И их нужно автоматизировать. Намеченные на следующую ночь меры (варианты):

• переключиться таки в APT. Не нравится он мне :(. Неудобно мне в нём. Но в нём есть подвижка PHD раз в N кадров;
• (лень говорит, что я выберу этот вариант) продолжать снимать в максиме трёхсекундными, продолжать гидировать в PHD, как и раньше. Но или в Autosave максима, или просто в виндовый шедулер, поставить запуск используемого мною ранее скрипта PHD Dither. Это VBS скрипт, который лишь запускает бинарник, который связывается с PHD, генерит подвижку и ждёт её окончания.

Если подвижка будет хотя бы раз в пять минут и будет длиться секунд 6 (пару испорченных кадров), то КПД съёмки сильно не упадёт, а качество фона возрастёт феноменально. Новый PHD можно попросить прогрессивно двигаться спиралью. Лишь бы за три часа съёмки объект не убежал из оконца ROI.

4 июня 2017

Вчера погоду не давали. Что, кстати, может и к лучшему. Выспался и готов сегодня отжечь!

Сегодня обработал час съёмки М13. На удивление, вышеописанный метод сложения в максиме показал не очень хороший результат. Проблема была в выравнивании по одной звезде. Можно было переключить в Auto Star Correlation. Однако, это дало толчёк закрыть максим и сложить серию в планетном стекере AS!2.

AS!2 не хочет открывать тыщи фитов из диалога открытия файлов. Только drag&drop. Что не большая беда, но чуть времени на этом я потерял. Дальше всё просто. М13 — это у нас «поверхность» (Surface). Пробовал многоточечное и одноточечное выравнивание. Одноточечное победило. Потому что не косячит и не комкает кадр так, как в голову придёт. Анимашка слева. Почти неотличимо. Но, если присмотреться, слева звёзды прыгают. Справа тоже группа звёзд сместилась на пару пикселей. Нехорошо. Речь не столько о потери «научности», скорей о сложности последующего сложения с другим результатом.

А вот сегодня погоду дают, так что буду снимать!

5 июня 2017

Сегодняшняя ночь для меня явилась дебютом серьёзной лунно-планетарной съёмки. Я впервые поснимал Юпитер (планету). На планетную камеру. Планетным телескопом. С планетной же барлухой. Планетной программой. Фокусируясь по-планетному. Единственное, фильтры планетные не использовал — их у меня нет.

Ну и вот… не моё это. Одна задача в планетной съёмке. Сначала настроить всё, отьюстировать, да охладить, а потом рыбалкой заниматься. Ловись сиинг большой и маленький. Не рыбак я. И, хоть в дипах влияние сиинга тоже очень сильно ощутимо, но всё же нет этой бешеной гонки за сверхразрешением. Скорее есть гонка за сверхпроницанием, а оно реализуется сверхнакоплением. То есть упорным трудом, а не лотерейной удачей.

Забавно так же то, что сначала я перепутал и поставил дешёвую SkyWatcher 2х барлуху. Потом, со словами «вах, вот теперь отожгу!», я поставил приличную (но тоже дешёвую) НПЗ 2х и … не заметил улучшения ни по видео, ни по сумме. Что, как я понимаю, говорит о том, что атмосфера была хуже обоих используемых стёкол.

Барлуха 2х осталась в тракте и я решил поснимать дипы с ней. Кольцо! (кто б сомневался). Кольцо на мак 8″ f22. Поле огромное для мелкой барлухи, так что края она чуть растянула. Будем смотреть в центр. Да, света мало. Но напомню, что здесь 0.2″ на пиксель. CCD Inspector показывает 0.9″ FWHM в L-канале!

Правда, в 50% и, тем более, в 25%, картинка смотрится привычней:

      

Ещё отснял одну водородную туманку с барлухой, здесь 50% жпег. В 100%, всё же, перебор. Хотя…

6 июня 2017

Сегодня, почти при полной Луне (фаза 88%). Вроде как полностью отладил набор софта, технологию съёмки и базовой обработки быстрой дипскай съёмки.

Натренировался и формализовал моё видение принципов быстросъёмки. Описал это в блоке Резюме.

Снимал М13 односекундными и 0.5 сек. Уменьшение выдержки вдвое привело к уменьшению FWHM на 10% на моём мелком объективе. Что было бы приятно, не будь это сопряжено с многократной потерей SNR.

Монти тянет по RA, т.к. работает не на штатном напряжении и теперь, в этом масштабе, виден плохой микрошаг. Нужно поднимать напругу лебедя до 24В и на огромном увеличении тюнить настройки A&I, если там есть настройка формы «синуса» на моторе. Я этим заниматься не буду, т.к. камера у меня не задержится. Но очевидно увеличение требований именно к ведению монти по RA. Иначе все звёзды всегда будут тянутые по RA. Вот кадр. Масштаб тот же, 0.4″ на пиксель. FWHM здесь 1.8″. Снималось секундными. Звёзды чуть тянутые по RA.

Попробовал сегодня снимать и классическими дипскайными пятиминутками. Хотел оценить влияние засветки усилителя на финальный кадр. Так же, было интересно, можно ли снимать пятиминутки на 9-битный «низкошумный» режим. Снято при 88% Луны, так что эксперимент не чистый, но уж что есть (пересниму в новолуние, если камера ещё будет у меня).

Всё же, затея снимать пятиминутку при Луне и gain=300 оказалась не лучшей. Дипы, особенно при засветке, нужно снимать на Unity Gain, то есть на 139 для ZWO-1600. Звёзды на высоком gain сгорели, деталей в объекте не прибавилось. Низкий шум считывания был убит темновым и фотонным.

Резюме

Камера, однозначно, очень универсальна. Совершенно полностью, почти без компромиссов, применима во всём спектре астрофотографии.

Хотим поснимать дипы классической длинной выдержкой? Не проблема:

• поле один в один, как в хорошо известном KAF8300;
• размер пикселя, хоть чуть поменьше, но сопоставим и для многих объективов является оптимальным;
• да, камера не осилит часовой кадр. Но ей это и не нужно! С таким низким шумом считывания можно снимать пятиминутками даже на f20! Не просто снимать, а получать отличный результат (@todo кольцо и sh2-106 на ф20);
• хороший холодильник и отличный термостаб. Низкий темновой шум на -20.

Хочешь снимать дипы короткими для повышения разрешения?

• очень низкий шум считывания, сравнивая с классической дипскай камерой (тем же kaf8300) даёт возможность снимать ~секундными кадрами;
• большое поле даёт быструю астрометрию (привязку к небу), а возможность снимать в кропе (ROI) — возможность даже на слабом компе с USB2 и обычным медленном ноутбучном жёстком диске, не терять КПД съёмки.

Планеты и Луна? Наверное, есть камера лучше, я не очень спец в лунно-планетарной съёмке. Но именно с этой камерой я достиг хоть каких-то результатов в съёмке Юпитера, которые не стыдно показать.

Основные страхи при покупке этой камеры мне кажутся надуманными:

• камера лишь 12-битная:
  Но позвольте, а разве KAF8300 не 12-битный? 🙂
  Кто-то глянет в описание своей классической дип.камеры и возмущённо заявит: «нет, моя камера 16 битная!». И будет не прав. Битность камеры определяется не АЦП на выходе сенсора, а динамическим диапазоном сенсора. И он похож. Да, в мелкопиксельном панасе он чуть меньше. Но это логично.
  Меньше пиксель >> меньше яма >> меньше ДД. Однако, меньше лишь чуть-чуть. А с учётом возмоности снимать короткими, размер ямы становится вторичным;
• мелкий пиксель:
  Ну, во-первых не такой уж и мелкий. 3.8 против 5.4, сравнивая с тем же KAF8300. Я б сказал, он современно-мелкий. Сопоставимый с многими современными кэнонами и астрокамерами. Сейчас идёт погоня за мегапиксельностью. К сожалению, в камере (в кмос-сенсоре) есть существенный косяк — отсутствие железного бининга и, как следствие, невозможность сбавить обороты мегапиксельной гонки, поднять площадь светосбора бин-пикселя без повышения шума считывания.
  Однако, в цифрах это выглядит так, что в bin2 кмос всё ещё не такой шумный, как KAF8300 :). Причём, так как бин программный, то камера становится 14-битной!
• нужен USB3 и производительный комп:
  не, ну если хочешь в полном кадре снимать Луну, с огромной скоростью сохраняя в 16 бит 100 кадров в секунду, то к бабке не ходи, нужен ну просто мегакомп! Но если ставить реальные задачи, то и комп потребуется реальный. Я снимал на старом компе с usb2, одним хилым ядром мобильного целерона с гигом памяти, тормозным ноутбучным энергосберегающим винтом (и треснутым экраном, хоть к делу это не относится).

Основное интересное для меня направление для этой камеры — быстрая съёмка дипов для получения их сверхразрешения.

Набор снимающего софта включает в себя:

• FireCapture (или любой другой софт по съёмке на камеру с использованием WDM, а не ASCOM-драйвера);
• PHD2 для гидирования. Нужен любой длинный гид. Желателен, но не обязателен внеосевик. Без него за ночь картинка в таком масштабе неминуемо сползёт. Гидировать лучше выдержкой в 2+ раза короче снимающей. Впрочем, это требование не обязательное и сильно зависит от качества ведения монти. Основная цель гидирования — не допустить увода объекта из поля за ночь съёмки;
• PHD Dither Timer для межкадровых подвижек. Конечно же, не нужно сдвигать каждый кадр. Достаточно раз в минуту сдвинуть изображение на случайную величину (или по спирали, настраивается в PHD).

Важно, когда снимаешь, выбрать сюжет так, чтобы при обработке программе выравнивания было за что зацепиться. То есть можно снимать и по 0.2с выдержками, и даже короче. И тогда FWHM будет зашкаливать, но … если в кадре нет яркой звезды для выравнивания, то толку от тысяч сверхчётких кадров, которые не получается свести в один — нет.

Обработка:

• дипскай-подход. Лучший результат у меня получился в MaximDL при выравнивании по одной звезде (см. выше, в блоке от 3 июня). Но неплох так же и DSS. В пиксе геморойней и хуже. Выравнивание у него слишком «дипскайное» и плохо справляется со столь тусклой сценой;
• планетный подход. Я не спец, но успел выучить как пользоваться AutoStacker (AS!2) и AviStack. Первый понравился больше, хоть настроек в нём меньше. Лучше складывать по одной точке (см. выше в блоке от 4 июня).

Замеченные косяки

• как и в 290й, переподключение к камере ведёт к сбросу холодильника в 0. Мягко говоря, неудобно;
• нет бининга. То есть он есть. Но толку в нём нет;
• засветка от усилителя, всё же, заметная. И, к сожалению, полностью не калибруемая. На пятиминутках она не фатальна, но как соринка в глазу — неприятна. Зная об этом косяке с засветкой и о малой битности на 300 gain я выше пяти минут не поднимал выдержку;
• … как-то пока мало косяков (что приятно).

Окончательный вывод

Рекомендации лучших собаководов :), однозначно. Жирный (+) камере.

Однако…, с оговорками:

• если подойдёт пиксельный масштаб в bin1. Т.к. де-факто bin2 в камере нет;
• придётся чууууть-чуть проапгрейдить съёмочный комп, если хочется полностью раскрыть потенциал камеры.