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[自制DIY] 改造手机拍天文的实践

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山果 发表于 2020-5-30 13:09 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 山东省泰安市 移动

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本帖最后由 山果 于 2020-6-15 13:27 编辑

QQ截图20200530111632.jpg
QQ截图20200530113944.jpg
QQ截图20200530121307.jpg
看第三张,这种噪声叠加后是每四个像素一个周期,而且越靠近边缘越严重。周期的噪声跟显示器的像元之间产生了类似莫尔条纹的图案。这好像就是深空摄影里面的偏置场针对的那种噪声吧。我推测,视频叠加中对齐图像的判据是局域范围内的细节,它把这种噪声当作信号进行了对齐,因此不但没有被消除,反而增强了。如果像DSS或者PS那样,对齐的判据是整张图片的特征,图片整体旋转或平移对齐,这种规律噪声就可以被抑制。可是月面不能那样处理呀。
  我没有太好的解决办法,最简单的办法就是图像长和宽都压缩50%,四个像素合并成一个,这样的话该噪声就没有了。。。而且随机噪声也少了很多。缩图之后的两张拼接成了一个完整突月。第一次使用赤道仪以及牛反望远镜,也是第一次使用后期软件叠加月面,这是严格意义上我的第一张月面成品吧。虽然处理的比较粗糙。该摄像头配合小黑,刚好两张能拼接一张半月,四张拼一个全月。

两张拼接的月亮,已缩图

两张拼接的月亮,已缩图

  可是,缩图之后本身4个亿的像素密度就成了一个亿了,按前面讲的规律,这样的话只能完全解析焦比为8的望远镜。这张图不能充分体现小黑的分辨能力了。
  一直想试着把月面拍更好一些,记得拍这张月面的时月亮还很高,这段时间月亮全天最高才30度,这样的高度我感觉不会比上次拍的更好了。
趁着金星还没落下,再来拍金星。感光度100,快门只需1/500,我是用放大一些的jpg格式连拍,这样速度还挺快的,一秒钟三张吧。几百或者上千张拍完后40%叠加,锐化。我的第一张行星照片问世了。

金星1

金星1

金星2

金星2

可能是因为金星现在太低了,大气影响,感觉现在拍的单张还不如之前用70口径的谱消镜子拍的好。而且有两个主要的问题:一个是,金星的两个尖尖不一样,叠加出来也是,一个尖细锐些,另一个比较模糊。调了多次光轴,后来再拍我还把镜身转了一个角度(第二张),感觉这个问题没有变化。难道还是大气影响?还是重力作用导致主镜变形?不解。另一个问题是,光线从金星到我的CMOS没有经过任何一个透镜,下面是叠加后的截图,为什么金星有那麽重的色边?叠加前的照片,尤其是DNG格式拍的更明显。我猜的话是大气影响,望远镜里落日周围也有一圈彩色
QQ图片20200520141417.png
除了拍行星和月面,我还尝试了用小黑接手机拍深空。接近4米的等效焦距,没有导星,手机的高感又很差,难度可想而知。其实我测试过,有一次盲跟两分钟,星点可以不脱线!或许一定程度靠运气,但确实是测试的。
  我们这儿环境一般,当天天气还好。这次不知哪里原因,赤经方向的误差很大,单张45s多数还是有脱线。风车星系刚好将要到天顶,我试了下,感光度调到最高3200,能拍到星系大概的样子。这个焦距下星系几乎充满了整个画面,寻找,构图都很难。而且我发现这个目标其实是很暗的,目镜里面完全看不到。DNG格式拍了一段时间,叠加了42张,累计大概30分钟,大家也就看一下是不是风车的那个样子。。 Autosave001.jpg
当时没有拍偏置场以及暗场,像刮风一样的效果估计是偏置噪声搞的鬼。现在色彩不均匀的问题又出现了,我索性调成了黑白。信噪比如此低,所以把16个像素压缩成一个。第一张深空,我选择了一个很漂亮,但难度很大的目标,不管怎么,也算拍到了。
  接着我又拍了一个比较亮的目标,织女星上面的一个球状星团,现在看一下星图大概是M92。单张30s,25张叠加。
Autosave.jpg
  至此,这款手机的特长之处其实还没有发挥出来。一方面,说好的单张曝光21分钟呢?要想使用更长的曝光时间来降低感光度,要么加导星,要么使用短焦距。我是想,十块钱的摄像头加导星,好像没那回事啊。而且导星听起来好麻烦是不是,我就带一个手机去拍星,难道还要带笔记本吗。所以第二个方案更简单,就像前面说的,镜头的光圈一般比望远镜大很多。如果转接大光圈镜头,降低跟踪难度的同时还能大幅度提高拍摄效率。另一方面,既然改了红外,为什么不拍摄一些发射星云呢?这个季节比较尴尬,没有猎户座各大星云,银心附近的几个小星云要等到下半夜,还有木星土星,这不是懒得起床嘛 ,而且高度角比较低,南边又有光污染,所以没有期待效果,一直没行动。
  不过,镜头在大光圈下还能满足几个亿的像素密度,这本身就是对镜头的一个极高的要求。我尝试过转接镜头拍星,但星点一般是这样的:
搜狗截图20年05月24日1308_3.png
拍到了米奇!虽然是五十块钱的镜头,我也缩小了光圈,这,不应该呀。前面已经测试过室内拍摄,很高的清晰度呢?或许是因为手机对一些光谱比较敏感,再加上改红外。不过我后来又测试了,主要原因应该是没对好焦。所以还是想找机会拍星试一下。
  终于又有机会拍拍拍啦。先用小黑拍银心那个方向的星云试试,拍到了一个目标,但不知道是拍的什么。
Autosave001.jpg
后来看了下星图,这是珊瑚礁星云的中心部分。自制极轴镜对极轴,单张一分钟。累计曝光31分钟。是光轴没调好还是对焦不好,看星点不如上次的锐呀。而且南边光污染还是比较重,多亏目标算是比较亮。算是拍到了发射星云!
  还拍了木星和土星,对于这类行星,发现还是DNG格式拍的细节更好些。下面这张木星是540张(要连拍20分钟)30%叠加。感觉没有大佬们拍的清晰啊。不知道哪里的原因,叠加的不够多只是一个方面。后来看,应该是光轴没调好!
tiff_lapl5_ap63_1.jpg
  土星没有拍DNG格式,效果就不想展示了。还找了一些目标,没拍到,然后天就亮了。手机接镜头的计划又落空了。
     后来又拍了一次月面,之前的问题仍然存在,光轴好像调的也不太好。
目前上传不了图片!

  总结下手机拍星的过程中遇到的问题,以便请教下圈内的大佬,对于大佬来说这些可能不是问题。
1.金星浓重的色边是怎么造成的?
2.金星两个角不一样?
3.手机改造后拍的照片色彩不均匀。
4.最迫切的问题还是“格子裙”和“米奇”的问题。不过米奇的问题很大程度可能是对焦不准导致。
5.木星拍的还不满意,主要的限制应该不在于手机。


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绿安仔 发表于 2020-5-30 13:21 | 显示全部楼层 来自: 湖北省武汉市 电信
1. 大气色差
2. 没看见
3. 刮掉微透镜试试
4. 没有debayer
5. 是的
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绿安仔 发表于 2020-5-30 13:23 | 显示全部楼层 来自: 湖北省武汉市 电信
入射到传感器的光的角度变了,微透镜自然也要变,否则串色
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 楼主| 山果 发表于 2020-5-30 13:26 | 显示全部楼层 来自: 山东省泰安市 移动
绿安仔 发表于 2020-5-30 13:23
入射到传感器的光的角度变了,微透镜自然也要变,否则串色

有道理,多谢答疑。
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 楼主| 山果 发表于 2020-5-30 13:29 | 显示全部楼层 来自: 山东省泰安市 移动
绿安仔 发表于 2020-5-30 13:21
1. 大气色差
2. 没看见
3. 刮掉微透镜试试

金星两个尖角是有明显不同的。我也打算进一步去除剩下的透镜,改黑白试试。。好像更难了
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绿安仔 发表于 2020-5-30 13:35 | 显示全部楼层 来自: 湖北省武汉市 电信
本帖最后由 绿安仔 于 2020-6-5 12:01 编辑

另外说说你YY的这个事情,手机CMOS单位面积(例如1平方毫米)接收到的光子数可以认为与单反相同,手机的像素面积小,但是读出噪声可以认为没变,又因为单个像素进光量变小,所以在相同照度相同感光度下是单反SNR更高。但是整个画面的总亮度和全画幅相机+f/7.5望远镜的一致
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 楼主| 山果 发表于 2020-5-30 13:49 | 显示全部楼层 来自: 山东省泰安市 移动
绿安仔 发表于 2020-5-30 13:35
另外说说你YY的这个事情,手机CMOS单位面积(例如1平方毫米)接收到的光子数可以认为与单反相同,手机的像素 ...

感谢点评哦!
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 楼主| 山果 发表于 2020-5-30 14:29 | 显示全部楼层 来自: 山东省泰安市 移动
绿安仔 发表于 2020-5-30 13:21
1. 大气色差
2. 没看见
3. 刮掉微透镜试试

你所说的 “ 没有debayer” 是什么意思呢?

点评

http://bbs.imufu.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=299257  发表于 2020-5-30 14:36
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 楼主| 山果 发表于 2020-5-30 15:14 | 显示全部楼层 来自: 山东省泰安市 移动
山果 发表于 2020-5-30 14:29
你所说的 “ 没有debayer” 是什么意思呢?

我看这篇文章说的网格是原始灰度图,我这里是手机储存的DNG彩图。
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梅西也天体 发表于 2020-5-30 15:21 | 显示全部楼层 来自: 山东省济南市 联通
一直有手机摄像头去掉镜头组接望远镜拍星的想法,楼主终于实现了,也让我看到了可行性,那张半月拍的真好
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 楼主| 山果 发表于 2020-5-30 15:28 | 显示全部楼层 来自: 山东省泰安市 移动
梅西也天体 发表于 2020-5-30 15:21
一直有手机摄像头去掉镜头组接望远镜拍星的想法,楼主终于实现了,也让我看到了可行性,那张半月拍的真好 ...

能够顺利进行的关键在于,拆下镜头后还能继续拍照。少了一个零件手机还不报错。感谢鼓励!
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chjdw 发表于 2020-5-30 16:05 | 显示全部楼层 来自: 四川省绵阳市 移动
做得好!我也这么玩过,拆的小米max2,。只是没有好的作品发出来。感觉这样的话,不换望远镜,可以得到更好的分辨率,拍深空更清晰。画质当然不要跟专门的比。但是现在手机的cmos确实越来越好,真的可以用起来。

另外,旗舰手机的cmos更好,比如小米8,华为p30等。。。现在流行高像素合并了,单像素0.8微米,感觉这些是不是分辨率更高?如果没有超过望远镜的极限和衍射极限的话。。。
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打个嗝 发表于 2020-5-30 16:05 | 显示全部楼层 来自: 河南省郑州市 联通
金星的两个边角不一样也是大气色差。大气色差会让图像纵向拉伸模糊,垂直于地平线的尖角受影响小,尖尖的,和地平线水平的尖角因为大气色差的拉伸,变厚了。
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snzsy 发表于 2020-5-30 16:09 | 显示全部楼层 来自: 北京市西城区 联通
太强了!
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chjdw 发表于 2020-5-30 16:15 | 显示全部楼层 来自: 四川省绵阳市 移动
可能有人说不如加增倍镜接单反或者天文相机拍,但是这样有个优势,焦比不变,对于拍深空有优势,效率高。
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 楼主| 山果 发表于 2020-5-30 16:37 | 显示全部楼层 来自: 山东省泰安市 移动
打个嗝 发表于 2020-5-30 16:05
金星的两个边角不一样也是大气色差。大气色差会让图像纵向拉伸模糊,垂直于地平线的尖角受影响小,尖尖的, ...

嗯,我是这样猜测的。你给出了更明确的观点。
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 楼主| 山果 发表于 2020-5-30 16:43 | 显示全部楼层 来自: 山东省泰安市 移动
chjdw 发表于 2020-5-30 16:15
可能有人说不如加增倍镜接单反或者天文相机拍,但是这样有个优势,焦比不变,对于拍深空有优势,效率高。 ...

更好的旗舰手机能获得更高的分辨率,至于成像质量,可能不会有太多改善。主要问题是,如果能克服网格噪声,就能发挥其高分辨本领了。至于效率,手机不能拍无损视频,现在拍一帧需要两秒钟。所以效率很低。
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 楼主| 山果 发表于 2020-5-30 18:03 | 显示全部楼层 来自: 山东省泰安市 移动
chjdw 发表于 2020-5-30 16:15
可能有人说不如加增倍镜接单反或者天文相机拍,但是这样有个优势,焦比不变,对于拍深空有优势,效率高。 ...

从这一角度来说拍深空确实可以提高效率:镜头光圈可以扩大到F1.4, 任何一个望远镜都达不到这个焦比。
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gk2684 发表于 2020-5-30 20:46 | 显示全部楼层 来自: 河北省石家庄市无极县 电信
好久不见这样的技术贴了,支持楼主。
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 楼主| 山果 发表于 2020-5-30 22:01 | 显示全部楼层 来自: 山东省泰安市 移动
gk2684 发表于 2020-5-30 20:46
好久不见这样的技术贴了,支持楼主。

谢谢大佬
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