My Community

Астрономия и мир => Полезные статьи. => Тема начата: AAM от Мая 25, 2011, 14:05:00

Название: АСТРОФОТО: масштаб снимка
Отправлено: AAM от Мая 25, 2011, 14:05:00
довел табличку до ума ;)
даже ребенок поймет что тут и к чему. пользоваться ей удобно (имхо).
грубо говоря это переработанный вариант таблицы (http://astroforum.tomsk.ru/index.php?topic=217.msg2789#msg2789), на которую указал identity.

как обычно, снимок и файл прикреплены.

з.ы. тему про "Эффективное фокусное расстояние"  закрыл, как исчерпавшую себя, т.к. эта тема - ее развитие.
з.з.ы. ссылка (http://www.digitaldingus.com/reference/general/sensorsizes.php) на размеры матриц популярных камер, жаль размеры пикселей там только расчетные :(
Название: Re: АСТРОФОТО: масштаб снимка
Отправлено: delmar от Мая 25, 2011, 16:43:49
Если поделить фокусное расстояние объектива (телескопа) на увеличение, то получить можно фокусное расстояние окуляра. Понятно, что при фотографировании в прямом фокусе об окуляре речь не идет. Но о чем говорит цифра полученная при таком делении? Для моей матрицы она сходится к 40,39 мм. Есть ли для нее какое то название?
p.s. Для полнокадровой матрицы (36 мм) результат от деления сходится к 61,87мм.
Название: Re: АСТРОФОТО: масштаб снимка
Отправлено: AAM от Мая 25, 2011, 18:09:57
здесь указано угловое увеличение относительно угла зрения.
за 1 принято угловое поле зрения 33,33 градуса.
все, что меньше этого угла, есть увеличенное изображение.
например широкоугольные объективы имеют увеличение меньше 1.
т.е. сжимают поле зрения искажая перспективу.
Название: Re: АСТРОФОТО: масштаб снимка
Отправлено: identity от Мая 25, 2011, 18:18:11
Ваш вопрос сводится к тому как считать увеличение в фотографии.

Один из вариантов состоит в том, чтобы принять что некоторое "нормальное" фокусное расстояние соответствует увеличению 1 крат. Устовшимся фокусным расстоянием для полнокадровой матрицы является величина 50 мм, хотя различные штатные объективы имеют фокусное расстояние в диапазоне 45-58мм. Величина 61,87 мм у ААМ и есть фокусное расстнояние "нормального" объектива. Для кропа оно в кроп-фактор раз меньше.
Название: Re: АСТРОФОТО: масштаб снимка
Отправлено: AAM от Мая 25, 2011, 19:19:17
нравится мне г-н identity :)
у нас разные точки зрения на одно и тоже.. его более техничная, моя скорее интуитивная, но обе верны :)

добавил в таблицу такой немаловажный параметр как минимальный диаметр объектива.
считается по формуле 140/масштаб пикселя в сек.
чтобы не перепрыгивать дифракционный предел оптики.
однако, реальный размер пикселя немного меньше расчетного (например: для Canon 300D шаг 7.4 мк., тогда как реальный размер пикселя 5.5 мк.), так что D в таблице ориентировочный. он будет больше на те же проценты отличия их величин (для Canon 300D это на 1/4, что весьма существенно).

файлы обновил.
Название: Re: АСТРОФОТО: масштаб снимка
Отправлено: identity от Мая 25, 2011, 19:26:59
Я хотел бы обратить внимание, что отношение минимального фокусного расстоянияю к диаметру объектива есть величина постоянная, зависящая только от размера пиксела матрицы фотоаппарата в таблице выше (для 6Мп кенона 300D) это около 11.
Название: Re: АСТРОФОТО: масштаб снимка
Отправлено: AAM от Мая 25, 2011, 19:53:22
да, identity, после добавления поля D, я задумался о целесообразности этой таблицы вообще...

мы расчитываем масштаб в пикселе и фокусное, тогда как реальный дифракционный предел достигается раньше самой матрицей.
пока размышляю, но мысли нехорошие.
 
вот так..

убрал тангенсы, заменил все расчетами через пи.
D мин. считается по размеру пикселя. в результате f/D стало 8,13.

очень интересно, получается что народ, снимающий 300-кой кэноном на кассегренах работает на пределе матрицы.
а про МАКи я вообще молчу.

файлы обновил.
Название: Re: АСТРОФОТО: масштаб снимка
Отправлено: AAM от Мая 25, 2011, 21:11:53
нашел статью про это..
http://www.cambridgeincolour.com/tutorials/diffraction-photography.htm

как и говорил г-н identity, массив байера губит разрешение цветной камеры просто катастрофически.
так что ЧБ и вперед с фильтрами RGB и не только.

з.ы. если для 300ки размер сенселя 5,5 мк. и он еще распилен на 4 части.. жуть.. 2,7 мк...
F/4 для каждого цвета!
 
Название: Re: АСТРОФОТО: масштаб снимка
Отправлено: delmar от Мая 25, 2011, 21:41:37
Народ в мире упорно не признает фактический размер пикселя, считая его размер исходя из плотности.
http://vladimirmedvedev.com/dpi.html


"Нормальное" ФР значится величина околопроизвольная? Тогда можно тоже самое рассчитать и для другого ФР на фотоаппарате, которое установить опытным путем, глядя в видоискатель и сравнивая масштаб с реальным объектом обоими глазами?
Название: Re: АСТРОФОТО: масштаб снимка
Отправлено: AAM от Мая 25, 2011, 23:25:05
"Нормальное" ФР значится величина околопроизвольная? Тогда можно тоже самое рассчитать и для другого ФР на фотоаппарате, которое установить опытным путем, глядя в видоискатель и сравнивая масштаб с реальным объектом обоими глазами?

в таблице как раз используется плотность пикселей, а настоящий размер сенселя применяется только для расчета D мин.
проблема в том, что считать размером сенселя  :-\
т.е. в среднем есть два приближения: размер байеровского массива и размер пикселя в нем.
я даже не пытаюсь посчитать дифракционный предел для конкретной длины волны..  :o
Название: Re: АСТРОФОТО: масштаб снимка
Отправлено: delmar от Мая 25, 2011, 23:39:42
Исходя из получившейся таблицы можно определить "идеальный" объектив (Телескоп) под конкретную матрицу?? Или получится целый диапазон?
Я как-то в этом плане не силен, просто из спортивного интереса.
P/S/ екселька от другой картинки вроде.
Название: Re: АСТРОФОТО: масштаб снимка
Отправлено: AAM от Мая 26, 2011, 00:33:07
Исходя из получившейся таблицы можно определить "идеальный" объектив (Телескоп) под конкретную матрицу?? Или получится целый диапазон?
Я как-то в этом плане не силен, просто из спортивного интереса.
P/S/ екселька от другой картинки вроде.

можно, но не это стало целью...
основная задача - упрощение вычисления размеров объекта на снимке и подбор желаемого f в зависимости от размеров объекта.
при этом получаем разрешение пикселя и желательно чтобы оно не стало меньше разрешения объектива.
прикладываю рисунок дифракционной картины в трех вариантах:
1) то, что считают пикселем
2) что реально имеется в том же масштабе (сенсель)
3) что получим, если в расчетах приравняем размеры пикселя к размерам субсенселя
поэтому вернул плотность пикселей обратно.

файлы обновил и проверил.
Название: Re: АСТРОФОТО: масштаб снимка
Отправлено: AAM от Мая 26, 2011, 22:03:58
в последний раз пересчитал D мин.
перекопав кучу статей по дифракции оптики для цифровой фотографии, пришел к выводу, что формула расчета разрешающей способности телескопа для визуала это 140/D, а для астрофото уже 120/D.
в этом свете переделал таблицу и добавил расчетное число f-stop для этой матрицы внизу таблицы.

напомню, число f-stop в данной таблице показывает минимальное соотношение фокусного расстояния и диаметра объектива при котором еще можно разрешить два дифрационных пика о-о
если брать за основу визуальный вариант формулы, то на матрице получим 8 - две неразрешимые точки, хотя оба пика попадают в пиксели.

файлы обновил.
Название: Re: АСТРОФОТО: масштаб снимка
Отправлено: AAM от Мая 27, 2011, 10:55:05
в свете новых знаний...  8)
итак, шаг пикселей считаем исходя из плотности пикселей, поэтому новые данные о полном размере матрицы.
для расчета плотности берется общее число, а не число эффективных пикселей!
поле зрения расчитывается по двум направлениям.
увеличено число строк таблицы (для ровного счета)  ;)

файлы обновил.
Название: Re: АСТРОФОТО: масштаб снимка
Отправлено: delmar от Мая 27, 2011, 11:24:45
Как будут соотноситься такие параметры объектива как D мин., мм и его центральное экранирование. Будет ли оно (ЦЭ объектива) иметь в этой таблице какое то значение? Т.е. полученная величина (D мин., мм) будет относиться только к рефракторам или и к ньютонам и МАКам тоже? Про количество света-то понятно...
Название: Re: АСТРОФОТО: масштаб снимка
Отправлено: AAM от Мая 27, 2011, 11:41:31
в принципе ЦЭ влияет на контраст изображения перекачивая энергию из кружка эйри в его кольца.
но! на размеры самого кружка оно не влияет.
посему таблица одинаково хорошо будет работать и для рефракторов и для рефлекторов.

единственный случай, когда ЦЭ настолько велико, что кружок эйри второго порядка равен половине яркости самого кружка.
тогда вместо трех точек с о-о, получим ооо. т.е. точки сольются в линию.

з.ы. у кого нет экселя, пишите данные для расчета сюда, буду рисовать картинки с вашими данными.
Название: Re: АСТРОФОТО: масштаб снимка
Отправлено: identity от Мая 27, 2011, 12:27:44
но! на размеры самого кружка оно не влияет.
Откуда это взято? Если можно ссылку на первоисточник или рассчеты.
Название: Re: АСТРОФОТО: масштаб снимка
Отправлено: AAM от Мая 27, 2011, 13:44:02
но! на размеры самого кружка оно не влияет.
Откуда это взято? Если можно ссылку на первоисточник или рассчеты.

что? какие расчеты? :) это из школьного курса физики.

вероятно Вы спутали ЦЭ с диафрагмой.
вот от диафрагмы размеры кружка эйри зависят напрямую, т.к. это уменьшает аппертуру.
а ЦЭ аппертуру не уменьшает, а лишь увеличивает рассеивание света, чем и уменьшает контраст и яркость, повышая видимую зв. величину. (6m > 8m).

другими словами, если относительное отверстие f-stop неизменно, то и разрешение тоже (с учетом фактора, описанного постом выше)
Название: Re: АСТРОФОТО: масштаб снимка
Отправлено: identity от Мая 27, 2011, 13:56:39
что? какие расчеты? :) это из школьного курса физики.

Расчет распредлеления энергии в дифракционной картине делается на основе принципа-Гюйгенса-Френеля. Даже для круглого отверстия распределение яркости от точечного источника выражается через функцию Бесселя (не помню какую). Это не школьная физика.

Когда-то я разбирался с изменение вида дифракционной картины при увеличении центрального экуранирования. По моему, радиус первого минимума (он и называтся кружком Эйри) даже уменьшается, а количество энергии в кольцах растет, причем достаточно существенно при большом ц.э. Именно высокая интенсивность дифракционных колец замывает малоконтрастные детали и приводит к уменьшению реальногь разрешения телескопа.

Р.S. посмотрите дифракционую картину в рефрактор и рефлектор.
Название: Re: АСТРОФОТО: масштаб снимка
Отправлено: AAM от Мая 27, 2011, 14:05:40
радиус зависит от длины волны и только.
пардон, еще и от f-stop. я же об этом ренее написал :)

"...Таким образом дифракция задаёт фундаментальный предел разрешающей способности, который не зависит от числа мегапикселей или формата плёнки. Он зависит исключительно от f-ступени диафрагмы объектива и длины волны изображаемого света. "

источник: http://www.cambridgeincolour.com/ru/tutorials/diffraction-photography.htm
Название: Re: АСТРОФОТО: масштаб снимка
Отправлено: identity от Мая 27, 2011, 17:03:30
Я говорю о том, что дифракционная картина сильно зависит от формы рабочего отверстия объектива.
Название: Re: АСТРОФОТО: масштаб снимка
Отправлено: CAHEKs от Мая 28, 2011, 00:57:26
/me достал попкорн=)
Форум становится научным=)
Название: Re: АСТРОФОТО: масштаб снимка
Отправлено: AAM от Мая 28, 2011, 18:37:04
ЦЭ уводит энергию из центрального кружка в кольца.
растяжки тоже в кольца, но уже в форме лучей, перпендикулярным растяжкам.

но размеры неизменны :)

Название: Re: АСТРОФОТО: масштаб снимка
Отправлено: identity от Мая 28, 2011, 23:38:22
ААМ, не спорьте с физиком.
Название: Re: АСТРОФОТО: масштаб снимка
Отправлено: AAM от Мая 28, 2011, 23:53:24
в споре рождается истина, если есть результат :)

радиус кружка считается по первому минимуму (темному кольцу).
при перекачивании энергии в кольца яркость кружка уменьшается, что и вызывает визуальные ощущения уменьшения его видимого размера (что Вы и наблюдали), поскольку кружок это не плоский, а сферический.

если Вы имеете другое мнение, прошу высказываться, а не отмахиваться учеными степенями ;)
"объясни другому и сам поймешь..." (н.м.)
Название: Re: АСТРОФОТО: масштаб снимка
Отправлено: identity от Мая 28, 2011, 23:56:27
Собственно распределение энергии в дифракционной картине L-длина волны, D-диаметр объектива (в скобках даны точные значения)

рефрактор -- отверстие круглое

Первый минимум (кружок Эйри)  1,22*L/D радиан (все знаки точны), второй -- 2,23*L/D, третий -- 3,25*L/D
В центральном диске 84,37(83,8)% энергии, в первом кольце 7,36 (7,2), во втором 2,77 (2,8) в остальные кольца входит 5,5 (6,2)% энергии

Центральное отверстие закрыто диском 0,3 диаметра объектива (типичный рефлектор)
Первый минимум 1,12*L/D, второй -- 2,40*L/D, третий -- 3,10*L/D
68,91/22,06/0,47 в остальные кольца входит 8,56 энергии

Итак, радиус первого темного кружка уменьшается с ростом центрального экранирования. Например, для L=5500A (желтый),
радиус первого минимума уменьшается. Например, для 200мм телескопа рефрактора кружок Эйри 0,69", а для рефлектора аналогичного размера с диагональным зеркалом 60мм (0,3*200) 0,63". Однако, это отнюдь не значит, что у рефлектора качество изображения будет лучше.

Если интересен паскалевский файл, могу приложить.

Название: Re: АСТРОФОТО: масштаб снимка
Отправлено: AAM от Октября 04, 2011, 10:08:21
хотел добавить простенькую формулу для расчета оптимального диаметра объектива для астрофото на цыфру.
D = L / размер пикселя (мкм.) * F объектива (мм).
где L - длина волны света (мкм.).
но, посчитав ее для диапазона от 400нм до 700нм, обнаружил разбежку в 57%.. :(
т.е. считать надо для 700нм, чтобы с запасом взять весь видимый диапазон.
но формула хорошо подходит для расчета D при съемки через узкополосники типа H-alpha, O III и т.п.
Название: Re: АСТРОФОТО: масштаб снимка
Отправлено: Freddykrug от Октября 04, 2011, 10:38:08
Небольшая поправочка: при использовании фильтров приходится заново фокусировать окуляр... Это приходится делать даже при визуальных наблюдениях. Немного, но надо. Хотя в теории фильтр должен обладать нулевой диоптрией.  При астрофото это тоже надо учитывать.
Где-то на одном из общероссийских форумов попадалась формула перерасчета фокусного расстояния при использовании фильтра, специально для астрофото.
Название: Re: АСТРОФОТО: масштаб снимка
Отправлено: AAM от Октября 04, 2011, 13:29:54
тут дело не в диоптриях, а в длине волны.
для настройки на резкозть глаз автоматически выбирает наиболее яркую волну.

Название: Re: АСТРОФОТО: масштаб снимка
Отправлено: identity от Октября 06, 2011, 12:12:56
Оба выше поста про перефокусировку неверны. Плоскопараллельная пластина стекла, вставленная в с ходящийся пучок, смещает фокус примерно на 1/3 своей толшины к объективу. Фокусное расстояние при этом не меняется.
Название: Re: АСТРОФОТО: масштаб снимка
Отправлено: AAM от Октября 06, 2011, 13:01:13
согласен, я спутал с рефракторами (не АПО), у которых сведение лучей выполнено не для всего спектра.
Название: Re: АСТРОФОТО: масштаб снимка
Отправлено: AAM от Октября 06, 2011, 17:06:50
Маленький файлик на экселе для расчета диаметра кружка Эйри по заданному диаметру и фокусу.
весьма полезен и показателен для выбора увеличения.

з.ы. расчеты для идеальной системы, реальные показатели будут хуже (кружок будет больше), но разбежку и пределы определить можно.