2018.02.08 M51 给RC8的CCDT67减焦镜开光

RC8使用上的磨合需要慢慢来，在经历了耗时的光轴调整（http://www.astronomy.com.cn/bbs/thread-765386-1-1.html）和开光（http://www.astronomy.com.cn/bbs/thread-765821-1-1.html）之后，决定尝试一下减焦拍摄。

RC8口径是203毫米，焦距是1600毫米，但是直径的遮挡是42.5%，面积遮挡是18%，虽然标称F8，其实真实的光圈数F是：
等效口径=sqrt(203^2-(203*(1-0.425))^2)=166毫米
真实光圈F数=1600/166=9.64

这实在是个很“慢”的光圈了。以RC8的1600毫米焦距，用4-5微米像素的成像器件来拍摄，过采样较多，且受大气视宁影响严重。上次拍摄了M82后尝试进行反卷积和小波锐化，却发现和月亮照片很不一样，效果不好，怀疑是信噪比不够的原因。可是要提高信噪比N倍，总曝光时间需要N的平方倍！没有大月亮的好天气有限，拍摄目标接近中天的时间也有限。就只能损失分辨率来换取曝光速度了，CCDT67是0.67倍的减焦镜，这样减焦后的F数是6.46，同一目标的曝光时间降为原来的(6.46/9.64)^2=0.45。之前用70Q拍摄M31，分4次积累了总共8个小时的曝光，旋臂的效果看出明显的不同。所以对于8等左右的目标（如M51），此次尝试一下3个小时曝光，看看效果。因为星系中央的亮度比较高，需要较大的动态范围，ISO选为400。

原图的目标裁切：

M51

问题所在：
大气色差很明显，这只能是选择目标位于中天附近时拍摄，但是每天的可用曝光时间不多，远程台很必要！
长焦主镜需要至少一半焦距的导星镜，可用的F数很大，寻找可用的导星是个关键，此张照片上的导星单次都要曝光5秒，需要找到足够亮的星来进行短曝光（小于1秒）来进行频繁修正。
CCDT67的平场似乎还有些问题，原图的四角星点成为以图中央为圆心的小短弧。尚不知是后截距不够精确还是接口不严格造成的，有待继续检查。
后期随便弄的，还在仔细研究书（http://www.astronomy.com.cn/bbs/thread-766013-1-1.html）中的方法。

哇！上RC8了，这个真心适合固定台啊

这个镜子想用好，真心不易，不费些周折，难以出大片

楼主对焦比的理解是错误的。把目标尽可能充满视场才能把望远镜的效率最大化。你这样减焦然后裁剪，事实上是把减焦得来的所谓快焦比的效率浪费掉了。你可以做个对比，减焦和不减焦拍同样的曝光时间，然后同时截取m51部分，看看信噪比到底哪个强。

减焦的信噪比高吧，同样的曝光时间，接收到的目标光子数相同，减焦后的成像小，信噪比不是该提高吗，就跟bin一样。

楼主拍摄前做了好多功课，佩服佩服

前来学习以及观摩RC8的片子，争取年前也拍一次这个目标

wenzp 发表于 2018-2-9 18:39
楼主对焦比的理解是错误的。把目标尽可能充满视场才能把望远镜的效率最大化。你这样减焦然后裁剪，事实上是 ...

楼主对焦比的理解是错误的。把目标尽可能充满视场才能把望远镜的效率最大化。你这样减焦然后裁剪，事实上是把减焦得来的所谓快焦比的效率浪费掉了。你可以做个对比，减焦和不减焦拍同样的曝光时间，然后同时截取m51部分，看看信噪比到底哪个强。

看晕了，减焦后裁剪怎么就把快焦比的效率浪费了？又没有裁剪后再放大至未减焦前的画幅。

裁剪的目的只是去掉不感兴趣的部分，现在牧夫图片压缩很厉害，不裁剪上传后压缩得没法看。（M51只在APS-C幅面的一小部分）

相同的曝光时间，减焦拍摄则目标成像变小，相同的光子数（同样口径、同样时间）落在了更小的成像区域，当然单位成像面积内的信噪比高，但是损失了分辨率。这和Bin是一个道理。

关于焦比的理解，愿闻其详。

色平衡没有搞好吧，MDL和ccdstack的色平衡用起来都很好用。DDP之前做，把RGB的 average(平均值)弄成相等的就好了。背景的话，鼠标切一块，或者直接自动，就可以解决

SOBER2017 发表于 2018-2-9 21:04
色平衡没有搞好吧，MDL和ccdstack的色平衡用起来都很好用。DDP之前做，把RGB的 average(平均值)弄成相等的 ...

这个挺有意思，因为M51在凌晨时靠近光害方向，只有等到快天亮了才转到天顶附近，所以拍摄前期和拍摄后期的照片的RGB直方图是不一样的。之前处理叠加后的图片在DDP之后用MDL做了一下色平衡，但是明显不对，所以就没再做色平衡，直接出图，调整了一下饱和度。我试一下DDP之前做色平衡，谢谢你的方法。

qiuyile1987 发表于 2018-2-9 19:47
减焦的信噪比高吧，同样的曝光时间，接收到的目标光子数相同，减焦后的成像小，信噪比不是该提高吗，就跟bi ...

正解！

站温总，你实际上减焦之后，多出来的光子是周围的光而不是你拍摄目标的光子，再一裁剪毫无意义

马门溪龙饲养员 发表于 2018-2-14 12:53
站温总，你实际上减焦之后，多出来的光子是周围的光而不是你拍摄目标的光子，再一裁剪毫无意义 ...

站温总，你实际上减焦之后，多出来的光子是周围的光而不是你拍摄目标的光子，再一裁剪毫无意义

望远镜口径不变，减焦前后曝光时间一致，则进入望远镜的总通光量相同，即光子数目相同。减焦后的成像区域变小，设减焦(reducer)比为r，则成像区域的总面积为未减焦前的r^2，成像区的通光光强是未减焦前的1/(r^2)。(目标光子/背景天光光子)之比不变，而噪声的组成是：随机噪声+相机暗电流+读出噪声。背景天光只是随机噪声的一种，而随机噪声是和记录区域（成像区的像素）光子数的平方根成正比的（泊松分布），减焦前后在各自成像区积累到相同的光子数的时间之比为1/(r^2)：1，减焦后所需时间是未减焦前的r^2，则相应的暗电流噪声也为减焦前的r^2，若拍摄张数和减焦前相同（这不太可能），则总的读出噪声相同，而事实是单张拍摄时间固定的话，减焦后的总张数减少(为减焦前的r^2)，，因此总的读出噪声也减少，所以：

信噪比=减焦后成像区单位像素的目标光子数/[系数1*减焦后成像区单位像素的光子数的平方根+系数2*减焦前暗电流*(r^2)+系数3*读出噪声*(r^2)]

=减焦后成像区单位像素的目标光子数/{系数1*[减焦前成像区单位像素的光子数/(r^2)]的平方根+系数2*减焦前暗电流*(r^2)+系数3*读出噪声*(r^2)}

=[减焦前成像区单位像素的目标光子数/(r^2)]/[系数1*(减焦前成像区单位像素的光子数的平方根/r)+系数2*减焦前暗电流*(r^2)+系数3*读出噪声*(r^2)]

=[减焦前成像区单位像素的目标光子数/(r^2)]/[系数1*(减焦前成像区单位像素的光子数的平方根/r)+系数2*减焦前暗电流*(r^2)+系数3*读出噪声*(r^2)]

因为是减焦，r小于1，所以上述信噪比增大。

减焦拍摄是牺牲分辨率来换取信噪比，这是光学基本原理。

裁减纯粹是因为牧夫论坛压缩文件尺寸，如果100%显示，我裁不裁减无所谓。

你所谓的“多出来的光子是周围的光而不是你拍摄目标的光子" 是一派胡言，看来光子这么智能，在成像区内，会自动区分周围光子和目标光子？

ralfchou 发表于 2018-2-9 19:54
楼主拍摄前做了好多功课，佩服佩服

过奖了，作功课也是乐趣之一，拍摄固然有趣，背后的东西也有趣。哈哈。

xcxjack 发表于 2018-2-9 20:11
前来学习以及观摩RC8的片子，争取年前也拍一次这个目标

谢谢支持，还在调试和测试中。

qiuyile1987 发表于 2018-2-9 19:47
减焦的信噪比高吧，同样的曝光时间，接收到的目标光子数相同，减焦后的成像小，信噪比不是该提高吗，就跟bi ...

正解！之前回复过，审核了N久，再次回复。

文玩核桃 发表于 2018-2-14 15:30
望远镜口径不变，减焦前后曝光时间一致，则进入望远镜的总通光量相同，即光子数目相同。减焦后的成像区 ...

      首先目标的光子和非目标你裁掉的光子是人自己区分的，除非您认为我没有区分M51和背景的能力，当然恕我愚钝可能会给他人留下一个如此的印象。还是要努力学习才行。      首先一点就是您认为快焦比让同一个像素能接收更大天区的光子，也就是说能接收更多的光子我是没有意见的。但是您觉得这样您就可以降低曝光时间从而降低暗电流和读出噪声从而获得更高的信噪比我觉得就有问题了。首先看您的公式，您的公式的分母把暗电流和读出噪声都乘了个系数，也就是说您公式的适用情况是单张曝光时间和曝光张数都减少了，但是如果想要得到相同的光子数，要么是曝光时间乘r^2要么是拍摄张数×r^2.您公式里都乘上了r^2意味着您同时降低了单张曝光时间和张数，很明显这样进光量会损失掉。

      其次我用100个像素去表现一个天体和用25个像素去表现一个天体，25个像素可能是速度快一些，但是我100个像素再一bin图效果一样啊。
      最后，可能是我数学不好

我怎么算怎么觉得当r小于1的时候这个分式的值会变大

文玩核桃 发表于 2018-2-14 15:30
望远镜口径不变，减焦前后曝光时间一致，则进入望远镜的总通光量相同，即光子数目相同。减焦后的成像区 ...

然而这样的话，根据你那个公式，信噪比就只和光子噪声有关和暗电流和读出噪声无关了，很明显这个公式很片面

好漂亮的图片啊，这真的是用望远镜就能看得出来吗？

马门溪龙饲养员 发表于 2018-2-17 09:29
然而这样的话，根据你那个公式，信噪比就只和光子噪声有关和暗电流和读出噪声无关了，很明显这个公式很片 ...

公式里面减焦前后的信噪比和光子噪声、暗电流、读出噪声写得很清楚，怎么无关了？你确认看完了和看懂了？