Czas pojedynczej ekspozycji - podejście praktyczne

[jolo]

Dość często na forach (i nie tylko) pojawiają się pytania o optymalny czas pojedynczej ekspozycji przy składaniu materiału z wielu klatek. W numerze 2/13 Astronomii Amatorskiej można znaleźć artykuł "Dzielić ale jak" poruszający ten temat dość szeroko, ale chciałbym przedstawić prosty praktyczny sposób na określenie tego czasu. 

Pominę tutaj wpływ prześwietlania jasnych fragmentów, a jedynie wezmę pod uwagę szum. Przy dobieraniu czasu pojedynczej ekspozycji naszym głównym celem jest to, żeby szum odczytu kamerki nie był znaczący w porównaniu do szumu tła.

 

Szum odczytu kamerki odczytamy z pojedynczej klatki bias (nie master bias) - w przypadku mojego Atika to 23ADU.

 

Szum całkowity (tło + odczyt + termiczny) odczytamy mierząc go na jednorodnym fragmencie tła naświetlonej klatki - w moim przypadku np dla klatki 300s przez filtr L to 65ADU.

Suma szumów to suma geometryczna, a więc szum tła dla takiej klatki to sqrt(65^2 - 23^2) = 61ADU. Jak widać więc przy takich wielkościach szum tła jest dominujący w całkowitym szumie sygnału (szum odczytu to około 8% całego szumu).

 

Drugi przykład to klatka 600s Oiii - w tym przypadku szum całkowity to 32ADU, czyli szum tła to 22ADU, a więc szum odczytu  jest porónwywalny z szumem tła i stanowi znaczący ułamek całego szumu. Tutaj warto wydłużyć czas naświetlania do 900-1200 sekund. Tło zaznaczamy tak, żeby nie zawierało gwiazd ani hot pikseli.

 

Dlaczego nie uwzględniamy szumu termicznego? Jakikolwiek by on nie był w klatce naświetlanej przez 30 minut będzie go dokładnie tyle samo co w 10 klatkach naświetalnych po 3 minuty.

Można też znaleźć argumenty kwantowe - jeśli naświetlamy wyjątkowo słabe sygnały, gdzie na przykład na jednej klatce złapiemy pojedynczy foton a na innej nie to skracanie czasu pojedynczej ekspozycji utraci nam tą informację. To nie ma żadnego znaczenia, czy złapiemy foton na jednej klatce 5min a na drugiej nie. Po zsumowaniu będzie tam tyle samo fotonów co na jednej klatce 10 minutowej, czyli jeden. O ile zaawansowane algorytmy odrzucania błędnych pikseli nie usuną nam tego sygnału podczas składania :)

 

Podsumowując w skrócie - im mniejszy szum odczytu ma nasza kamerka i im jaśniejsze tło ma niebo na zdjęciach tym bardziej możemy skrócić czas naświetlania pojedynczej klatki bez obawy o nadmierny wzrost szumu po złożeniu materiału. Jeśli mamy bardzo ciemne tło nieba (albo w przypadku fotografowania przez filtry wąskopasmowe) i/albo nasza kamerka ma znaczny szum odczytu, będziemy musieli wydłużyć czas pojedynczej ekspozycji.

 

[Jacek E.]

Troszkę wreszcie zaczyna mi jaśnieć, odkąd (2 rok leci) zacząłem zbierać setup astro - foto w temacie studni, ADU nadal jestem mimo podsłuchiwania na zlotach i czytania w sieci tępy jak...

Dobrze, że Łukaszu złożyłeś ten wątek może wywiąże się dyskusja i załapię temat do końca, jak nie to pozwolisz, że taki jeden tępy zgłosi się z jakimś browarkiem na małą łopatologiczną konsultację na zlocie ??? ;)

 

[Alien]

A ja tam w żadne rozważania matematyczno-teoretyczne się nie wgłębiam. Czytam podpisy zdjęć i patrze na ich jakość wynikową  a w danych sprzętowych jest wszystko.  

Choć składam podziękowania dla Łukasza za ruszenie tematu na forum, może znajdą się osoby chętne do dyskusji i wymiany doświadczeń.

[jolo]

To o czym pisałem wpływa bezpośrednio na jakość surowego materiału, ale już nie w 100% na jakość końcowego rezultatu. Ktoś doświadczony w obróbce z gorszego materiału będzie potrafił uzyskać podobny efekt jak ktoś mniej doświadczony z lepszego (oczywiście w pewnych granicach :) )  

Skracanie czasu pojedynczej ekspozycji ma znaczenie kiedy:

 - nasz zestaw nie prowadzi się za dobrze i np 30% klatek 5 min jest do odrzucenia. A np pod niebem o zasięgu 5mag z lustrzanką i teleskopem f/5 nie ma sensu naświetlanie klatek po 300s, wystarczą 180s a nawet 120s, szczególnie w cieplejsze noce. A z drugiej strony tym samym zestawem pod czarnym niebem i w zimie warto robić klatki dłuższe niż 5 minut o ile montaż pozwala. 

 - chcemy zmniejszyć przepalenie jasnych partii zdjęcia

 

W naszym klimacie jest tak niewiele pogodnych nocy, że warto zwrócić dużą uwagę na jakość zebranego materiału, a obróbką zająć się deszczową porą z czystym sumieniem że zebraliśmy tyle fotonów ile się dało :)

[szdom1]

 

Troszkę wreszcie zaczyna mi jaśnieć, odkąd (2 rok leci) zacząłem zbierać setup astro - foto w temacie studni, ADU nadal jestem mimo podsłuchiwania na zlotach i czytania w sieci tępy jak...

Dobrze, że Łukaszu złożyłeś ten wątek może wywiąże się dyskusja i załapię temat do końca, jak nie to pozwolisz, że taki jeden tępy zgłosi się z jakimś browarkiem na małą łopatologiczną konsultację na zlocie ??? ;)

 

 

Z ust mi to wyjąłeś. Łukasz, rezerwujemy kilka twoich minut na zlocie. Też chętnie zagłębie się w temat.

[jolo]

Choć przyjadę dopiero na drugi dzień to na pewno znajdziemy czas żeby coś wykombinować :)