Автор Тема: Эффективное фокусное расстояние  (Прочитано 4924 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн AAM

  • Верифицированные пользователи
  • Старожил форума
  • *****
  • Сообщений: 1668
    • Просмотр профиля
Решил посчитать эффективное фокусное расстояние телескопа для астрофото.
Поясню, это такое максимальное f, при котором разрешение телескопа совпадает с разрешением матрицы приемника (например, цифрозеркалки).
в расчетах одна формула, видна на снимке. данные плотности матриц взяты с wiki.

з.ы. результат меня несколько удивил.. но против цифирь не попрешь.
з.з.ы. прикрепил исходный файл.
« Последнее редактирование: Октября 12, 2011, 20:45:18 от AAM »
ТАЛ-75R
Imagination is the greatest creative force in the universe (C) A. Einstein.

Оффлайн identity

  • Верифицированные пользователи
  • Старожил форума
  • *****
  • Сообщений: 2205
    • Просмотр профиля
Re: Эффективное фокусное расстояние
« Ответ #1 : Мая 20, 2011, 22:22:42 »
Под ЭФР обычно подразумевают фокусное расстояние объектива х кроп-фактор.

При вычислении разрешения с использованием цифрового фотоаппарата с байеровской матрицей нужно учитывать что разрешение фотоаппарата определяется расстоянием между пикселами фиксированного цвета. Для красного и синего -- это оно вдвое выше размера пиксела, а для зеленого кв.корень из двух = 1,41...

Правильно считать масштаб изображения, т.е. количество угловых секунд (минут, градусов)/пиксел. Обсуждаемая таблица должна выгдядеть так
164 дипскай объектов (99+2 из каталога Мессье) WO Megrez 72+NEQ6 Pro, МП 20x60, фотоаппарат Nikon

Оффлайн AAM

  • Верифицированные пользователи
  • Старожил форума
  • *****
  • Сообщений: 1668
    • Просмотр профиля
Re: Эффективное фокусное расстояние
« Ответ #2 : Мая 20, 2011, 22:49:27 »
ммм.. я старался упростить понимание.
я знаю о строении матрицы, но! т.к. пиксель он и в африке пиксель, не столь важна его структура.
сделанная мной таблица считает пиксель монохромным и однородным. сейчас объясню зачем.
если пиксель имеет дробную структуру (а он имеет таковую, если является цветным) то его физическое разрешение будет больше, но, результат будет сведен к цельному пикселю самой камерой, т.е. разрешение станет равным тому, что указано в таблице.

эту таблицу я сделал еще и для потому, что реальное разрешение телескопа зависит от многих факторов и обычно меньше заявленного производителем. при наблюдениях можно оценивать это разрешение по двойным звездам с известными угловыми расстояниями и, опираясь на эту информацию выбирать для данных условий эффективное f для данной камеры.

з.ы. я не претендую на введение нового термина о ЭФР, поэтому дал его расшифровку в данном применении.
з.з.ы. мой вариант таблицы дает более понятные данные и не требует дополнительных расчетов. к этому и стремился. (Ваша таблица понятнее фотографу, но для меня потребуется ее перевод)
з.з.з.ы кстати размер пикселя у 300Д 5,5 микрон.
з.з.з.з.ы. таблица работает и в обратную сторону. зная f, мы можем получить угловое поле зрения просто умножив разрешение телескопа на разрешение снимка по оси X или Y.
« Последнее редактирование: Мая 20, 2011, 23:12:38 от AAM »
ТАЛ-75R
Imagination is the greatest creative force in the universe (C) A. Einstein.

Оффлайн identity

  • Верифицированные пользователи
  • Старожил форума
  • *****
  • Сообщений: 2205
    • Просмотр профиля
Re: Эффективное фокусное расстояние
« Ответ #3 : Мая 21, 2011, 09:24:52 »
ААМ, если вам удобнее ваш вариант таблицы -- пользуйтесь. Лично меня смущает, что разница по разреню между 6Мп камерой и 10Мп камерой ровно в 1.5 раза. Но в 1,5 раза отличается плотность пикселей, а не их их линейный размер!!! Линейный развмер отличается в кв.корень из этой величины раз.
Цитировать
кстати размер пикселя у 300Д 5,5 микрон
неверно. пересчитате еще раз. эта величина противоречит данным по плотности пикселов вашей таблице.
Цитировать
если пиксель имеет дробную структуру (а он имеет таковую, если является цветным) то его физическое разрешение будет больше
Не писксель имеет структуру, а четыре пиксела объединяются в один элемент изображения - сенсель.
164 дипскай объектов (99+2 из каталога Мессье) WO Megrez 72+NEQ6 Pro, МП 20x60, фотоаппарат Nikon

Оффлайн AAM

  • Верифицированные пользователи
  • Старожил форума
  • *****
  • Сообщений: 1668
    • Просмотр профиля
Re: Эффективное фокусное расстояние
« Ответ #4 : Мая 21, 2011, 17:14:35 »
да, Вы правы.
нашел геометрические размеры матриц и пересчитал размеры.
сейчас получилось ближе к тому, что у Вас.
заменил картинку в первом посте.
ТАЛ-75R
Imagination is the greatest creative force in the universe (C) A. Einstein.

Оффлайн identity

  • Верифицированные пользователи
  • Старожил форума
  • *****
  • Сообщений: 2205
    • Просмотр профиля
Re: Эффективное фокусное расстояние
« Ответ #5 : Мая 21, 2011, 19:29:15 »
Обратите внимание на формулу в последнем столбце. В ней используются данные по разрешению и размеру пиксела для 300-го кенона. Цифры вырастут в отношение кроп-факторов раз (1,6/1,5), т.е. примерно на 7%.

Формула, которая используется для расчета колонки "угол зрения" является приблюженной и дает хорошие результаты только при фокусном расстоянии много больше диагонали матрицы (что для таблицы, очевидно, выполнено).
164 дипскай объектов (99+2 из каталога Мессье) WO Megrez 72+NEQ6 Pro, МП 20x60, фотоаппарат Nikon

Оффлайн AAM

  • Верифицированные пользователи
  • Старожил форума
  • *****
  • Сообщений: 1668
    • Просмотр профиля
Re: Эффективное фокусное расстояние
« Ответ #6 : Мая 21, 2011, 20:19:33 »
Спасибо, identity, поправил.
рисунок и файл обновил.
ТАЛ-75R
Imagination is the greatest creative force in the universe (C) A. Einstein.

Оффлайн von Hohenheim

  • Верифицированные пользователи
  • Астропрофи
  • ****
  • Сообщений: 805
  • День начинается ночью
    • Просмотр профиля
Re: Эффективное фокусное расстояние
« Ответ #7 : Мая 21, 2011, 21:20:38 »
AAM и identity, спасибо вам, интересная таблица. Можете ее дополнить современными камерами?
И былоб, совсем здорово, если б диапазон фокусных был шире (желательно от 10 мм). Если только охота заниматься этим
« Последнее редактирование: Мая 21, 2011, 21:26:58 от von Hohenheim »
"Exit light,
Enter night.
Take my hand,
we're off to never
Neverland"
Metallica

Оффлайн AAM

  • Верифицированные пользователи
  • Старожил форума
  • *****
  • Сообщений: 1668
    • Просмотр профиля
Re: Эффективное фокусное расстояние
« Ответ #8 : Мая 21, 2011, 21:42:13 »
вверху приложен файл для Excel.
все что нужно - изменить данные помеченные оранжевым.
10мм фокусного ставить смысла нет, там запас по-прочности просто безумный.. что-то около 150 угл. сек разрешение :)
я выбрал 1,9 как наименьшее разрешение, но никто не мешает поставить там любое значение.
шаг.. шаг могу сделать. сейчас переделаю малость.
кстати, постом выше
Формула, которая используется для расчета колонки "угол зрения" является приблюженной и дает хорошие результаты только при фокусном расстоянии много больше диагонали матрицы (что для таблицы, очевидно, выполнено).
т.е. для столь малых фокусных точность таблицы будет низкой, если не сказать хуже.
вот что будет, для примера:
« Последнее редактирование: Октября 12, 2011, 20:44:12 от AAM »
ТАЛ-75R
Imagination is the greatest creative force in the universe (C) A. Einstein.

Оффлайн AAM

  • Верифицированные пользователи
  • Старожил форума
  • *****
  • Сообщений: 1668
    • Просмотр профиля
Re: Эффективное фокусное расстояние
« Ответ #9 : Мая 21, 2011, 21:59:10 »
на счет современных камер:
Вам надо найти геометрические размеры сенсора желаемой камеры, узнать ее разрешение по Х, затем линейные размеры сенсора в мм поделить на это разрешение по Х, результат умножить на 1000 и, округлив, вписать в таблицу в поле "размер пикселя, мк.".
ТАЛ-75R
Imagination is the greatest creative force in the universe (C) A. Einstein.

Оффлайн identity

  • Верифицированные пользователи
  • Старожил форума
  • *****
  • Сообщений: 2205
    • Просмотр профиля
Re: Эффективное фокусное расстояние
« Ответ #10 : Мая 21, 2011, 23:09:56 »
В файле я написал формулы для поля зрения. Например, для матрицы 16х24 (цифры взяты для простоты, несколько десятых долей мм здесь непринципиальны) при 8мм получается угол поля зрения по длинной стороне кадра получается около 113 градусов.

Для ультраширокогугольной оптики характерно искажение пространства на кадре, т.к. невозможно без потерь большой участок сферы спроецировать на полоскость. Например, прямоугольный снимок не будет соответствовать некоторому прямоугольнику на небесной сфере. Например, при фокусе 8мм поле зрения в указанные 113 градусов будет достигаться только посередине снимка, а верхняя и нижняя граница будут иметь угловой охват только 93 градуса.

В астрономии, как правило, используются небольшие поля зрения при которых указанных эффектов не наблюдается.
164 дипскай объектов (99+2 из каталога Мессье) WO Megrez 72+NEQ6 Pro, МП 20x60, фотоаппарат Nikon

Оффлайн AAM

  • Верифицированные пользователи
  • Старожил форума
  • *****
  • Сообщений: 1668
    • Просмотр профиля
Re: Эффективное фокусное расстояние
« Ответ #11 : Мая 21, 2011, 23:53:01 »
все-же решил сделать базовым фокусное, для удобства.
переделал и рисунок и файл, в название добавил _f.
« Последнее редактирование: Октября 12, 2011, 20:42:47 от AAM »
ТАЛ-75R
Imagination is the greatest creative force in the universe (C) A. Einstein.

Оффлайн identity

  • Верифицированные пользователи
  • Старожил форума
  • *****
  • Сообщений: 2205
    • Просмотр профиля
Re: Эффективное фокусное расстояние
« Ответ #12 : Мая 22, 2011, 00:23:44 »
Сейчас в таблице все ОК.
164 дипскай объектов (99+2 из каталога Мессье) WO Megrez 72+NEQ6 Pro, МП 20x60, фотоаппарат Nikon