还有这个
儀器概觀
SBIG ST-4天文攝影自動追蹤系統/天文影像攝影機是一個多用途的儀器。它是一個自動追蹤系統;可以在夜晚從事長時間天文追蹤攝影,省了不少煩人的目視導星的工作;或者連接個人電腦(PC),而成為非常靈敏的天文影像攝影機。本手冊將敘述如何把ST-4連接到望遠鏡和電腦的方法,以及一般的操作說明。
追蹤概述
SBIG ST-4使用電荷偶合裝置(CCD),攝取星星影像。這個影像感測器是一個192×165的陣列感測器元件。其單位元素稱為圖素,其排列狀況我們稱水平軸為X,垂直軸為Y。工作中的CCD可將圖素所蒐集的光子轉換成為電子,而且儲存它們直到被ST-4的微控制器讀出【SBIG ST-4有二個影像記憶體,一個儲存天體畫面(light frame),另一個儲存暗電流畫面(dark frame),以下將更進一步說明】。譬如,有一顆星星影像是出現在圖素位置(121,132),電腦經由查覺該圖素信號的增強來決定這顆星星的位置。如果由於導星誤差使這顆星星漂移,它將於下一次曝光時顯現在不同位置,譬如說下一次出現在圖素位置(123,132),這時電腦會計算這顆星星與原來的曝光位置(121,132)漂移了多遠,接著驅動望遠鏡追蹤系統來修正誤差。在ST-4內的微控制器會取一次曝光,然後讀出全部圖素值,而且於一秒鏡內計算出必要的望遠鏡修正量。這個超高感度的CCD能夠以一個60mm導星鏡與1秒鐘曝光追蹤暗到8等的追蹤參考星。ST-4的計算能力可以精確地決定這顆星星的位置到一個圖素的精確度,於是能夠很準確地追蹤星星。
影像概述
微控制器是內置於ST-4,它能夠經由ST-4的RS-232串列埠與AT、386或者相容性的PC連接。一個完整的影像資料可以在30公尺的距離外以19.2K的包率(Baud Rate)在18秒內傳送回電腦。最高的資料傳輸率可達57.6K包率,同時也有一個部份影像傳送模式,可以在5秒內將1/4幅圖素數的資料傳送回電腦(其中一個圖素值代表四個鄰近的CCD圖素平均值)。這種操作模式在望遠鏡對焦和尋找目標時是很用的。
使用這方法尋找暗天體是非常容易的;例如以Celestron 8的望遠鏡曝光10秒鐘便可清楚看見環狀星雲的外形。
在影像模式下,PC可以控制ST-4內的微控制器取一次曝光,並且儲存這些資料於ST-4的記憶體,然後這些資料經過串列介面傳送回電腦。這些資料將被保留於ST-4內直到下一次曝光或者電源被關掉為止。使用者可以經由電腦來做影像處理,例如增強對比,或是儲存影像資料於磁碟中以便日後的研究。
這套CCD攝影系統允許長達5分鐘以上的曝光時間。由於暗電流的緣故,使得
CCD即使在完全黑暗的環境下也會慢慢地飽和(訊號飽和)。但是當我們使用單級熱電冷卻器(Single Stage Thermoelectric Cooler)將CCD降溫到﹣30°C時,大約5分鐘後訊號才會達到飽合。熱電冷卻器所產生的熱則經由CCD頭附近的空氣對流被釋放出去。
這個CCD的感光度大約ASA20,000。
註解:
當CCD本身的溫度比其周圍的溫度還低時,你將懷疑是否會產生露水和結霧的問題。首先,包含這CCD的空間(小室)非常的小,因此只有少量的空氣圍繞在這CCD周圍。少量的空氣也只含少量的水蒸氣,因此少量的結霧現象將發生在這CCD頭最冷的表面上(也就是這個是CCD的底部)。雖然結霧現象最初可能形成在這CCD的頂端,但於數分鐘內結霧現象將移到CCD的底部。
系統介面
以下的裝備是使用ST-4 CCD天文攝影追蹤系統/天文影像攝影機的必要裝備。
1.一個望遠鏡及按鍵式微動控制器
2.一個導星鏡;50mm口徑或者更大的
ST-4天文追蹤系統可經由控制按鍵式微動控制器驅動赤經軸與赤緯軸微動來控制望遠鏡追蹤星體。追蹤系統的工作由ST-4內四個繼電器來執行。少部份的控制也有赤緯軸馬達速度控制按鍵,通常是在"OPEN"的位置。按一下按鍵或者關閉這繼電器都可增加電壓到驅動馬達,而加快追蹤速度。大部份望遠鏡的赤經軸有一個開關,通常是在"CLOSE"的位置。
打開這開關會使追蹤馬達慢下來。另一個赤經軸開關,通常是在"OPEN"的位置,關閉這開關會加速追蹤馬達。當ST-4追蹤系統連接到望遠鏡時,手動控制器功能依然可以正常地操作。
天文追蹤系統操作簡介:ST-4的配件包含一條電源線,一條電纜線到CCD,一條連接望遠鏡的手動控制器的電纜線和一條RS-232C的訊號線。儀表板上沒有電源開關,將電源線插入插座後就算把電源打開了。儀表板上會出現FIND AND FOCUS模式,顯示幕上會顯示在這CCD陣列中最大的圖素讀數和這個圖素的位置。圖素的最大讀數將隨CCD的溫度下降而降低。大約2分鐘之後,CCD頭的溫度將會下降到最適當的溫度。
註解:
ST-4上的VALUE,X,Y的讀數都是以百分比表示(﹪),VALUE的讀數範圍從0%到99%。假設圖素X和Y的值為50表示這個圖素在這CCD中心。當一個VALUE的顯示值到達99時表示該圖素已達飽和。也就是說,這顆星星太亮了,不適合做追蹤參考星。
自動追蹤系統的裝設方法
1. CCD插入鏡筒末端的目鏡座並固定好,插上電源後ST-4會自動進入FIND AND FOCUS模式。
2. 開始調校CCD時必須將鏡筒蓋蓋上,阻斷所有的光線。(由於CCD的感光度極高,因此僅管其周圍的亮度很低,它也將迅速飽和)。
3. 觀察VALUE的讀數。插上電源2分鐘後ST-4便漸漸穩定,而VALUE的讀數將下降到20左右。壓住INTERRUPT按鈕(直到HELLO出現),停止FIND AND FOCUS模式(或者任何其它模式)。
4. 按一下TAKE DARK FRAME按鍵取暗電流畫面。ST-4的微處理機將讀出暗電流畫面的讀數然後放入暗電流畫面記憶體。
5. 按一下FIND AND FOCUS按鍵,接著打開鏡筒蓋,使ST-4開始曝光。儀器將自動地開始取CCD畫面的資料;並減去儲存於記憶體的暗電流畫面;而且顯示CCD上最大的VALUE值。移動望遠鏡到一顆追蹤參考星並經由X、Y的讀數調整望遠鏡的位置使這顆星星的影像位於CCD的中央位置。
6. 假如這顆星星太亮了(VALUE讀數達99),則必須減少曝光時間。或者另選一顆較暗的追蹤參考星。這個時候必須壓住INTERRUPT按鍵,停止曝光並將儀器控制權取回,變成由ST-4面板的鍵盤來控制。接著按一下MENU按鍵,顯示幕上會出現"EA"(曝光調整)與"1.0"顯示於X位置(表示曝光一秒,這是預設的曝光時間)。一直地按ADJUST按鍵將會出現從0.1秒到20秒的曝光選擇。調整曝光時間到較短的時間將減少這顆星星的亮度讀數,選一個較長曝光時間將增加這顆星星的亮度讀數。當選擇完適當曝光時間後,再按一下MENU按鍵,ST-4將顯示"CA"(調校調整),然後再多按幾下直到你看見"bA"(亮度調整)。它提供二種模式;A表示一般亮度的星星;F表示較暗的星星,這種模式可增加敏感度達9倍。請依追蹤參考星的亮度來選擇適當的模式(一般在A),多按幾下MENU按鍵直到顯示"b"(boost增益),較大值表示較大的增益。最初設定值為1(通常於暗天體才使用較大的數值),再按一下MENU按鍵將回到正常的操作模式(顯示HELLO)。
註解:假如你改變曝光時間(EA),亮度調整(bA)或者增益率(b),你就必須取一個新的暗電流畫面。
7. 當這顆追蹤參考星的亮度已經調到一個可接受的程度,調度望遠鏡焦點同時注意VALUE的讀數,在最好的焦點時,VALUE的讀數最大。必需注意於調整望遠鏡時儘量避免震動望遠鏡,以免這顆星星影像會在CCD圖素上晃動而減少VALUE的讀數。大氣擾動也將產生類似效果。所以要求精密對焦時最好多看幾次曝光數值以決定最佳的焦距。表1所列不同星等的VALUE顯示值是60mm導星鏡經由1秒鐘曝光所得到的典型值。使用者可以使用表1的參考值來決定這系統是否已正確地對焦了。 星等 60mm 200mm
折光鏡 SCT
4 99 99
5 60 99
6 24 99
7 9* 80
8 4* 32
9 1* 13
10 - 5
表1 典型VALUE值
*表示使用亮度加強因子
8. 當焦點調整完畢後,將CCD取下並放入一個接目鏡,前後移動接目鏡位置直到影像可以清楚地用眼睛看見後,用一把刀或其它尖銳的東西,在接目鏡的邊緣刻一個記號,以便將來能夠利用這個接目鏡的記號,將CCD迅速的對焦。取下接目鏡,然後將CCD放回鏡筒後端。
9. 移動望遠鏡將星星影像大約放在CCD的中央位置(X=50,Y=50),使用望遠鏡微動控制器,按↑,↓,←和→按鈕數秒鐘,確定每個繼電器是否正確地串接到望遠鏡手動控制器上。假如這些按鍵均能正確使用,則星星的影像將會向四個不同方向移動(但不一定是上,下,左,右移動)。
10. 按一下CALIBRATE按鍵,ST-4將驅動望遠鏡的追蹤馬達往每一個方向移動,以決定那個方向符合﹢X與﹢Y,而且計算每個方向的追蹤馬達修正速度(每秒移動幾個圖素)。這個過程大約費時30秒。這過程分為4個步驟,分別來驅動ST-4四個繼電器,在這之後ST-4將暫時顯示視野範圍內最明亮的星星的亮度及位置。假如這影像移動太小(小於2個單位)或者太大(大於30個單位),則繼電器開關時間必須重新調整,經由按MENU按鍵兩次,使ST-4顯示幕上出現"CA",然後一直地按ADJUST按鍵捲動整個時間調整值(1到20秒),並依影像移動情形調整"CA"值。
11. 在CALIBRATE程序沒有錯誤顯示(在VALUE的位置顯示E1或E2)之後,將追蹤參考星放在CCD的中央位置,假如必要的話調整曝光時間,然後按TRACK按鍵,ST-4將驅動望遠鏡自動追蹤直到INTERRUPT按鍵被按下。
註解:
ST-4會隨時地偵測星星的位置並修正望遠鏡的追蹤速度以確保追蹤精度。在每次曝光後ST-4會在X和Y顯示幕上顯示追蹤誤差(以0.2個圖素為單位),例如,Y顯示值為-3表示那個星星於-Y方向移動0.6個圖素。而在VALUE位置的A表示這個誤差是離最近16個修正時期所得到的平均誤差。
假如這個顆星星完全離開望遠鏡的視野,ST-4將停止追蹤,並且顯示視野內最明亮的星星的亮度及其位置,(就好像FILD AND FOCUS模式),ST-4將停止校正望遠鏡。大體而言,當望遠鏡重新調整赤緯軸後,追蹤校準(Calibration)步驟10和11就必須再做一次。如果使用德式赤道儀時將鏡筒由赤道儀的一邊轉至另一邊時,追蹤校準步驟10和11也必須多做幾次。小心地調整CCD頭的方向,其CCD晶片的X,Y方向接近於赤經軸與赤緯軸的方向(平行排列),你可以經由玻璃窗看到CCD晶片,或者藉由CCD後面的產品序號標籤的方向來調整CCD,但是這調整並不是很精確的。但不論如何ST-4的追蹤系統都可以正確地追蹤。這些步驟只是讓X,Y讀數及控制器上的上,下,左,右按鍵有意義而已。
Menu說明
經由Menu的選擇,可將ST-4調整到適合自己的赤道儀使用。如果一直按MENU按鍵,會出現如下的選擇項:
註解:
一直按著ADJUST按鍵將循環出現所有的選擇項,然後再回到最初的選擇項。
EA曝光調整
曝光(積分時間),這是ST-4於追蹤模式下所使用的曝光範圍從0.1到20秒。
CA追蹤校準調整
當CALLIBRATE模式被執行時,ST-4會決定追蹤馬達被開關的秒數,假如秒數太短,將不能正確地決定所需移動的距離。假如秒數太長,這顆星星將會離開CCD的視野。初始值請設定這個參數使得一次移動5到30個單位。
SA追蹤校準調整
假如必要的話,ST-4會更改在CALIBRATE模式下的修正因子,來改善追蹤精度。這類的更改只有在誤差大於SA因子時才被執行(SA因子以圖素為單位)。使用長焦距望遠鏡(焦距大於3000mm)時將可藉由增加SA因子來改善追蹤準確度。同時,當ST-4一直不能正確追蹤時就必須增大SA因子。
Ba亮度調整
A表示一般的模式。假如將這個參數設定成F,ST-4在計算追蹤修正時,會將任一個圖素值等於本身及周圍8個圖素(形成一個3×3的方塊圖素)之總和。由於星星影像會因大氣擾動或望遠鏡振動而在許多圖素上晃動(smear)。因此參數F可從一顆較暗的星星收集到更多光線。當Ba值被改變後,必須重新取一個暗電流畫面。
H1滯留現象(因齒輪咬合不緊密所造成的現象)調整X軸
當修正方向改變時(正轉←→逆轉時齒輪不能及時咬合)驅動追蹤馬達所需的額外時間可由這個參數控制。很多赤道儀有嚴重的齒輪咬合不緊密的現象,因此星星的影像可能在ST-4執行修正指令數秒鐘後仍然不能被正確的追回。這個參數以0.1秒的間隔增加,當修正方向與先前的移動方向顛倒時,H1參數便會被加入。
H2滯留現象調整Y軸:這參數與X軸類似。
B亮度加強因子
這個參數可以啟動ST-4內部的增益控制,使得暗星依然可以利用短曝光來追蹤。當追蹤很暗的星星時,必須注意不要讓CCD頭的熱變化干擾暗星的影像。假如亮度加強因子被改變時,就必須要重新取一個暗電流畫面。
天文影像攝影機操作
當連接IBM PC或者是相容性電腦時,ST-4便成為很好的天文影像攝影機。如果要了解ST-4內所有的控制及特性的話,有必要了解一些CCD的基本特性。
CCD圖素面積
CCD圖素不是正方形,他們的面積是0.01375公釐(X方向)與0.016公釐高(Y方向)。因此整個CCD的感光區域是2.64×2.64公釐,或是正方形(每邊大約0.1吋)。
CCD影像訊號讀出
CCD讀出影像訊號的過程是移出Y=0位置的整列圖素值到讀出暫存器內,再從X=0的圖素經由訊號放大器將圖素值由暫存器讀出。當第一個圖素值被讀入暫存器後,整個陣列會向下移一列,然後會有一個空白列被放在Y=165的位置。在這段過程中,CCD元件仍然隨時地在收集星星的光線。
大部份的商業CCD攝影機,使用較昂貴的CCD晶片,其訊號讀出模式為圖框傳送(frame transfer)方式,這種讀出模式是將經由CCD晶片所收集到的訊號迅速地移到CCD晶片上的緩衝區,然後慢慢地讀出。由於SBIG ST-4不是使用圖框傳送CCD,因此能將全部訊號於0.14秒內迅速讀出。對CCD而言,拍攝行星是個較困難的工作,因為他們是如此的明亮,以致於在f/10的焦比即使是1秒鐘曝光也會產生嚴重的曝光過度。ST-4內有一個特殊的半幅畫面(Half Frame)模式,可以來解決拍攝行星及亮星所遭遇的問題。使用半幅畫面模式時,CCD的上半部如同一個畫面緩衝器被使用,而我們將明亮的被攝物放在CCD的下半部。接著取一個短曝光(ST-4允許最短的曝光值為0.01秒),於曝光完畢後,CCD的下半部陣列內的資料會迅速地傳送資料到CCD的上半部陣列內。接著這82行(165的一半)資料可以迅速地讀出。這種方法,非常適用於行星攝影。而且下半部的CCD仍有足夠的圖素數以0.5 arc/pixel的大小來拍下整個行星,但是這對於月球攝影而言仍然不太適合,因為月球影像太大,一定會充滿整個CCD。因此拍攝月球唯一的方法,是使用中性密度減光鏡(ND filter)來減少進光量直到CCD能使用1秒鐘以上的曝光來拍攝月球。
當我們取一個長曝光時,在畫面左上角接近圖素(1,1)的位置可能會發現有一小部分圖素有類似漏光的現象發生。你將會發現這塊區域己經達到(訊號)飽和。因而產生一塊白色的區域。如果使用較短的曝光,這種現象會減低到最低的程度。
暗電流(Dark Current)
由於裝置本身存在有暗電流的緣故,即使在完全黑暗的環境下CCD也將慢慢地達到飽和狀態,因此CCD不能無限制地曝光。但是我們可以經由降溫來減少暗電流,這就是為什麼CCD被裝置在一個單級熱電冷卻器內的原因。CCD上面的玻璃片的用途是在電流啟動後防止濕氣進入CCD小室內。假如這片玻璃窗被移去的話,那CCD將迅速地結霧(於數秒內)。在室溫的環境之下,由於暗電流的影響,冷卻的CCD大約需要5分鐘才達到飽和。如果CCD的周圍溫度降低則需要更長的時間才會達到飽和,(溫度每降低20°F,其曝光時間即可加倍而不至於到飽和)。暗電流的影響可以被減去,但是卻不可避免。
CCD VS 軟片
我們可以利用CCD來解決許多較困難的天文攝影方面的問題。例如拍攝較小、較暗的天體,在這類的狀況下通常需要長時間曝光。
CCD天文影像攝影系統比起一般軟片有更大的感光速度及更高的量子效應,而且只需一些按鍵動作便可以增加對比和減少天空背景,不需煩人的暗房工作便可輕易的將多幅影像相加來增加影像對比,以及立即檢查品質的好壞。軟片有大片幅,豐富的顏色,及使用方便的優點,而且不需要電源(雖然ST-4能夠以電池操作並與一個膝上型電腦連接)。在使用一段時間後,你將發現軟片可以做出非常好的彩色照片,但CCD對行星,較小的暗天體,以及一般科學上的工作,諸如變星觀測和位置決定卻是最好的選擇。這就是為什麼ST-4被設計成有二種功能。可以是一個獨立的追蹤系統,或者是一個天文影像攝影機。我們倚靠串列資料傳送降低了影像的更新率。但是卻允許使用手提式膝上型電腦,適用於野外工作。
電腦軟體概觀
這部分將敘述這個軟體的特色,是用來連接ST-4與IBM PC或相容性電腦,負責彼此之間的資料傳送。
顯示影像
這套軟體一個很明顯的特色就是可以顯示由CCD攝影機所拍攝下來的影像。
調整反差
所有由ST-4拍下的影像都包含有192×165個圖素影像。每個圖素有8bit的圖素值範圍,從最暗的0到最亮的255。由於暗電流對於天空背景亮度的影響,使得每一個影像都有一個相當程度的暗電流強度。
如果某顆星星的亮度已達飽和,或是觀察一些低亮度的天體(如星雲)時,我們都可以用背景與範圍參數來增強影像對比。
設定背景參數代表的意思是,任何低於這個參數值的圖素將呈現最黑(0)的影像。如果將背景參數增加的話,將會有遮罩的效果,或是掩蓋某些低亮度的天體。而範圍參數則表示在背景參數﹢範圍參數之上的圖素值將呈現最亮的影像(255)。例如我們設定背影參數為25,範圍參數為50的話。任何圖素強度小於25將呈現最黑的影像(0)。任何圖素值介於25和75(25+50)之間,將以灰度顯示出來。任何圖素值在75之上則呈現最亮的影像(255)。
你可以先載入一幅影像後再改變Background and Range參數來熟悉這種功能。程式也可依影像統計表(Histogram)來設定自動對比參數。這個功能對於星雲及月亮的影像能有非常好的效果。
影像展示模式(Presentation Mode)是本程式的另一個特色。在這個模式之下,影像將被顯示在螢幕中央,而其它區域則是全黑。這個模式對於發表照片時非常的有用。
影像平滑化和反轉(Image Smoothing and Inversing)
程式所提供另一項影像處理技巧是使影像平滑化(在Display之下的Smoothing指令)。在視覺的效果上,影像平滑化將會減少畫面上鄰近區域的反差效果,而使畫面看起來較平滑些。此外,我們也可將影像反轉(意思是說將畫面上白的區域反轉成黑的區域)也就是正片、負片之間的反轉。這個功能可以顯示出星雲影像上細微的結構。
十字線與光度分析(Crosshair and Photometric Analysis)
由於CCD的線性反應特性及數位化影像資料。因此,CCD影像的光度分析比起用底片來分析簡單多了。
望遠鏡因子(Scope Factors)
在要求程式計算出正確的星星亮度和角距離之前,我們必須事先輸入一些望遠鏡的基本資料及一些校準因子。例如望遠鏡的焦長、口徑面積等(以英吋計算)。校準因子的設定是由CCD經由1平方英吋的望遠鏡口徑,以1秒鐘拍下一顆1等星的讀數(增益為1時)。它的典型值大約是12000,但是會因大氣變化、望遠鏡的透光率及不同的CCD裝置而會有約略的改變。校準因子必須與增益參數成比例。譬如,增益為2X時,校準因子就必須乘以2,3X就乘以3。
圖素座標和強度(Pixel Coordinates and Intensities)
CCD的架構如圖1所表示。它是一個光感測器陣列。感測器的最基本單位為圖素,而整個CCD陣列有192×165個圖素。192個圖素的方向稱為X方向,165個圖素的方向稱為Y方向。圖素位置(1,1)位於螢幕左上方。X向右增加,Y向下增加。
十字線模式(Crosshair mode)下,我們可以移動十字線,而十字線的座標及十字線下的星星亮度都會被顯示出來。另外,與周圍8個圖素值平均後的平均亮度也會被顯示出來。
星等與角距離(Magnitudes and Separations)
本程式亦能測量天體星等、瀰散星等及兩天體的角距離。決定天體星等的意思就是將這個星星發出的光全部加起來,將所有被這個星星照射到的所有圖素之圖素值相加成。由於星星的影像很難被限制到一個圖素的大小,因此我們必須將其鄰近被影響的圖素值一併計算在內。實際上,在計算星等時,程式最常使用5×5的圖素方格來計算,但是使用者也可以選擇其它的方格大小如(3×3,7×7)。最後,為了可以正碓地決定星星的星等,我們必須將獲得的圖素值減去背景亮度。首先我們將十字線移到影像中的暗區域,然後告訴電腦這個讀數就是背景讀數。接著將游標移到某顆星星,則這顆星星的讀數就是減去背景亮度後的讀數。影響星等計算的因素有:曝光時間、口徑面積和校準因子。
瀰散星等(也稱為表面亮度)的計算單位為星等/弧秒。計算方法與星等計算一樣,只是瀰散星等是將計算出來的星等再除以5×5的圖素方格面積。
本程式也允許使用者測量兩個天體的角距離。首先移動十字線到第一個天體,然後將它設定為參考座標,接著移動十字線到另一個天體,螢幕上便會同時顯示第二個天體相對於第一個天體的方向及角距離。
其它影像處理技巧(Other Image Processing Techniques)
除了增強對比、平滑化、反轉及光度分析外,本軟體還提供一些其它的影像處理功能。
旋轉影像(Flipping the image)
這個指令可以將影像依水平軸或垂直軸旋轉,於是使用者可以自己調整影像的方向。(例如使用直焦,放大攝影與加上稜鏡後,CCD拍下的影像方向皆不同)使用者可以將上下相反、左右相反的影像修正回來。
影像放大(Zooming)
本程式也允許使用者放大某部份影像的畫面,使用者可以移動一個48×41的圖素方格到影像的某個區域,然後將方格內的影像放大4倍而成為192×165的圖素大小。
統計(Histograms)
本軟體能同時計算和顯示一個影像統計圖。它可以顯示整個畫面圖素強度的分佈狀況。在決定背景和範圍對比參數的設定時,影像統計圖表便顯得非常有用了(如自動對比),它可以用來決定暗電流或天空背景亮度,或是決定最佳的曝光時間。
影像顫抖法(Dithering)
雖然CCD攝影機可以顯示256個灰度,但並非所有的電腦都有能力去顯示如此寬廣的範圍,某些繪圖卡只可顯示二個色彩;黑與白(如Hercules卡),這時候我們必須利用一些技巧來改善顯示效果;否則由於對比太強或者灰度不足,影像會變得不太好看。在這種情況之下,我們可以利用影像顫抖法來改善畫面的顯示效果。影像顫抖法所涉足及的技巧為使用一個小的顯示器圖素陣列(2×2,3×3)來表示一個CCD影像圖素。軟體會自動調整這個陣列內的各個圖素來模擬灰度。因為我們的眼睛可以平均整個顯示器圖素強度而造成灰暗的感覺。唯一麻煩的地方是必須要用更多的顯示器圖素來顯示整個影像(因為4個顯示器圖素只可顯示1個CCD圖素),或者減少影像的解析度以符合顯示器所提供的圖素數。
影像顫抖法能同時被用來於增加顯示器的灰度或者彩色的顯示能力。(在使用EGA或VGA的情況下)譬如,使用一個2×2的顯示器圖素以影像顫抖法來顯示影像可以將16個灰度的顯示能力擴展到61灰度的顯示能力(相當於高解析度VGA模式)。
電腦與攝影機的連接(Making the Camera Connection)
ST-4有一個非常重要的特性就是能用串列輸出入埠來與電腦串接並傳送資料。假如你曾經使用過串列介面的話,應該可以感覺到ST-4利用RS-232來負責傳送資料,對使用者而言是非常方便的。插上電源之後,ST-4會自動地選擇9600包率來傳送資料。用這個包率與攝影機建立一個可靠的資料交換網路,只是需要較長的時間來等待資料傳送後顯示於螢幕上。然而電腦能夠經由程式設定ST-4,利用1200包率的最低速率到57.6K包率的最高速率來傳送資料。但是實際的傳送速率,決定於電腦的架構、相關參數的值以及電腦和ST-4所處的環境(通常是電腦和ST-4之間的訊號線長度)。在軟體的設定上,我們可以選擇1200、9600、19.2K或57.5K的包率,或是很簡單地選擇自動包率模式。在固定的模式下,電腦將試圖以某個固定包率持續的與ST-4進行資料傳送。在某些情況下你可能選擇太高的傳送速率因而不能保證資料的正確性。這時就必須選擇一個較低的資料傳送速率(電腦會通知你是否資料傳送有誤)。在自動包率模式下,電腦將會持續地以最高的傳送速率(57.6K包率)測試資料傳送的正確性。然後依測試情況來決定是否需要降低資料傳送速率。我們建議使用者選擇自動包率模式,而且讓電腦決定最好的資料傳送速率。
註解:
ST-4會在每行資料後加上一個檢查位元,以便檢查資料的正確性。如果檢查的結果為不正確,則電腦會要求ST-4重新傳送那行資料在連續四次失敗後 電腦便會告訴你資料傳送失敗。
影像與攝影模式(Image and Image Modes)
本段討論使用者能利用ST-4拍攝那些不同類型的影像。以及軟體本身與ST-4能夠提供那些攝影模式使你能更方便地拍攝不同天體。
天體與背景(Light and Dark Frames)
拍攝一個長時間曝光的影像需要以下一些步驟。最簡單的技巧是對某個天體做長時間曝光,接著儲存這幅影像。然後將鏡筒蓋蓋上望遠鏡,讓CCD在黑暗的狀況下取一個同樣長的曝光。同時也儲存這幅影像(存有天體影像的畫面稱為天體畫面)。在黑暗的狀況下拍攝的影像稱為暗電流畫面(也就是暗電流所造成的雜訊畫面)。當我們使用軟體將暗電流畫面(雜訊畫面)從天體畫面減去後,天體畫面的品質將有相當程度的改善。影像變得更平滑,雜訊也較少了。曝光長於10秒的影像其畫面可以這種方式予以改善。使用這種技巧的唯一缺點是資料動態範圍被減少。一個8個位元讀數可產生256個(0到255)不同的灰度值,而且假如暗電流畫面的圖素強度是191,則相減之後影像畫面變成只有64個不同灰度值。而64個灰度值是不足以顯示出一個吸引人的畫面。但是經由基線與增益參數(Baseline and Gain Parameters)的設定,我們可以改善上述的缺點。
影像合成(Co-Adding Images)
除了從天體畫面減去暗電流畫面,這軟體還允許你將許多影像相加在一起。你可經由影像相加而增強訊號水準來減少雜訊或使畫面平滑些。以前曾討論到,你不能無限制地長期曝光,因為CCD將因暗電流的效果而達到飽和。然而你能可以將幾幅長時間曝光的畫面相加(在減去暗電流畫面之後),而產生一個新影像。但是這個新影像與相同時間的曝光影像卻不盡相同。它將有較大的訊號雜音比(S/N)和更小的畫面粒子。實際上,你可將3或4幅影像相加(把更多影像相加並沒有更明顯的畫面改善)。因為改善S/N比與相合成影像數的平方根成正比;合成二幅影像S/N比增加到141%,合成三幅增加到173%,合成四幅增加到200%,合成九幅則增加到300%。但是由於每個圖素仍然只有256個灰度,因此我們無法任意地合成影像,因為很可能相加二、三幅影像後許多圖素可能早就達飽和。當影像合成時,為使第一幅與第二幅畫面能夠完全重合,你必須告訴電腦第二幅影像在X軸和Y軸的偏移量。你可利用一些星星的圖素位置及每幅影像的特微來決定偏移量的大小。
反暈化現象(Anti-Blooming)
當光子持續地打在已飽和的圖素上時,CCD晶片上便產生一種所謂的暈化現象(Blooming)如底片過度曝光一樣。那會使這顆星的亮度看起來好像增加5倍一樣(與比自己亮5倍的星星一般亮)。這種現象依不同的裝置而有所不同,ST-4內的CCD便設計有一些特殊的電路來減少這種暈化現象。
在長時間曝光時,最好使用反暈化現象參數設定。它會將一些電荷由CCD移開,而且減少CCD的暗電流允許較長的曝光。
基線與增益參數(Baseline and Gain Parameters)
如同先前所討論的,由於暗電流佔用一大部分的動態範圍,因此長時間曝光的畫面其動態範圍將會減少。假設暗電流背景的圖素值191,在減去191之後影像資料的圖素值範圍只剩下64,不能夠顯示細膩的影像。為避免這類的情況發生,我們可以先取一幅暗電流影像(鏡筒蓋蓋住),然後依其暗電電流雜訊強度來設定基線位準(也就是軟體內的基線位準設定)。稍低於暗電流影像的雜訊強度,然後將增益調到2、3或4(如果由於追蹤誤差而不得不以短曝光拍攝時可以將增益調到4)。如此我們就可以得到一個較大的動態範圍。
自動背景畫面減除(Auto Dark Frame Subtraction):
如同先前所討論的,ST-4有二個影像暫存記憶體,一個影像暫存器與一個暗電流暫存器。本軟體允許使用者取一個暗電流畫面然後將它儲存在ST-4的記憶體內。使用者可以要求ST-4在讀出CCD畫面資料後立即減掉電流畫面然後再送到電腦。當你要求電腦取一幅暗電流畫面時,必須要用鏡筒蓋或用其它東西先將望遠鏡遮住。這對於你要尋找某一個你有興趣的暗天體是很有幫助的。但是在最後的影像(你想保存下來的影像),最好將天體影像及暗電流影像都顯示出來,讓電腦自動減去暗電流影像。如此一來便可以儘量減少天體影像及暗電流影像由於時間差、溫度不同引起的變化,而影響訊號強度。
將ST-4配合IBM PC或相容性電腦使用
這部分敘述軟體的使用法(將ST-4當成天文影像攝影機使用)。當你要將ST-4與IBM PC或者相容性電腦連接之前,請仔細讀過本節。同時攝影機連接方式:ST-4可用串列訊號線與電腦的RS-232C串列輸出入埠(COM1或COM2)連接。RS-232C有2個規格,9針或25針連結器。
註解:
軟體的機定值是使用COM1。因此儘可能使用COM1。不然的話你能使用COM2埠,但是這軟體將必須設定為COM2埠。
執行程行(Running the Program)
在執行ST-4程式之前,請先做一個備份磁片,而且存放原始磁片於一個安全的地方。在將ST-4順利連接到你的電腦之後,把ST-4與電腦電源打開並執行這個程式。
註解:
PC版本的ST-4系統程式,除了CCD.EXE外,還包括如下的程式;分別是CGA、BGI、EGA等等。這些分別是不同的監示器的驅動程式。CFG檔案保留主要的參數的設定(曝光時間等)。假如你希望製作這個程式的複本(例如放在你的手提電腦內),確定你除了CCD.EXE外還拷貝了上述的那些檔案。當你製作了備分磁片並放在安全地方後,便可以開始執行這個程式。
假如你沒有硬碟機:
將作業磁片插入磁碟機後,打入A:然後打入CCD(按ENTER鍵)便可執行這個程式。
假如你有硬碟機:
你可以將整張磁片的內容拷貝到磁碟機內(置於某個子目錄之下)接著在那個子目錄之下打入CCD(按ENTER)。
一旦你開始執行這個程式,這程式便會自動的啟動串列輸出入埠,而且尋找ST-4。
因為軟體的機定值(由製造廠設定)為自動包率模式,因此,一但電腦發現ST-4後,便會加速包率直到ST-4能夠接受的最大值。然後螢幕便會通知你資料傳送系統已經建立並顯示所使用的包率。
假如你得到一個資料傳送失敗的訊息,重新檢查你的電纜,確定ST-4的電源是否開啟(紅色的數字將顯現在螢幕上)。然後檢查COM埠的設定和使用建立連結指令。
Elements of the User Interface
當你進入CCD程式,你便會進入一個指令模式的環境。在螢幕的最上面一行顯示指令的主選單。我們可以經由← →鍵將反白的指令選擇項左右移動。按下ENTER鍵便可進入該指令的內容。除了移動← →鍵外,你也可以直接按每個指令選擇項的第一個字母來進入該指令內容(如G、F、D等等)。
在螢幕的下方有2個方框,一個稱為狀態框(Status Box),一個稱為資料緩衝器框(Data Buffer Information Box)。在狀態框內所顯示的資料為靜態資料(不變的的資料如拍攝影像時使用的望遠鏡,曝光時間等等)。而資料緩衝器框則顯示一些動態資料(如現在顯示在螢幕上的檔案(影像),是否被儲存,或影像是否被放大)。你可由顯示一些影像來熟悉各項指令的操作。
首先將反白區移動影像輸出/入(Image I/O)並按下ENTER鍵,再用↑↓鍵將反白區移動載入(Load--)並按下ENTER鍵,將反白區移動ORIONNER並按下ENTER鍵。移動指令選擇項到顯示影像(Display)按下ENTER鍵。
然後在Format之下選Image
Auto constract 之下選Yes
Backgroud ,Range 不理會
Smoothing之下選Yes
Negative image之下選No
Display mode之下選Photo你將會看到獵戶座大星雲顯示出來。
在以上的選擇中,適時地利用↑↓←→鍵來改變選擇項及參數。你就會慢慢習慣本軟體的操作了。你可在任何地方按下ESC而回到主選單。
在主選單的指令中,Grab,Display,及Image I/O在一般影像的抓取及顯示上是最經常被用到的。而Camera/Scope及PC則是控制電腦及ST-4的軟硬體相關參數設定。Quit則是結束程式的指令。
影像處理和分析(Image Processing and Analysis)
這部分敘述用於影像處理和分析的指令,例如影像輸出/入(Image I/O),影像顯示(Display)及一部分的PC指令。
影像輸出/入指令(The Image I/O Command)
顧名思義,Image I/O就是將影像檔案讀出或寫入磁碟機。路徑參數(Path Parameter)告訴電腦,所有的Image I/O指令所使用的路徑。這個路徑應是空白的(或者設定成"\"),以預設的目錄(或子目錄來做影像的I/O)而過濾參數(Filter Parameter)則告訴電腦只選擇某些符合過濾參數的副檔名(.EXE)。過濾參數可以是*.PIC或是*.ST4,使用的方法與概念都與MS-DOS內的萬用字元用法類似。
當我們用Image I/O指令來取出影像檔案時,必須先使用←→鍵移動反白區域到Image I/O的位置然後按下ENTER鍵,選擇載入指令(Load)再按下ENTER鍵。這時會有另一個視窗將符合路徑/過濾參數的檔案顯示出來,利用↑↓←→鍵選擇你想要的檔案然後按下ENTER鍵。在狀態框將顯示這幅影像的基本資料,而資料緩衝器框則顯示現在載入電腦的檔案名稱,儲存狀態,及放大狀態。
在載入一個影像之後你將使用影像顯示(Display)指令來顯示它。如果你想儲存由攝影機所拍下來的影像或是被改變後的影像,可以在Image I/O下選擇Save指令然後按ENTER鍵即可。電腦將會請你輸入檔案名稱。而這個檔案將會依路徑參數所指定的路徑來儲存。假如你取一個已存在檔案的名字,電腦將問你是否要將原來的檔案蓋掉,以避免意外地毀掉以前的檔案。
影像合成(Adding image)的操作可以將一個儲存在磁碟內的影像與電腦記憶體內的影像相加。想要將影像合成時,你可以先用Load指令先載入一個檔案到記憶體內,然後再選Add指令,電腦便會列出可供合成的檔案名稱,一樣移動↑↓← →鍵來選檔案(ENTER)。在選好檔案之後,電腦會要求你輸入x、y的偏移位置,以便於合成影像時能夠使影像重合。合成完畢後可以用Display指令顯示合成後的影像,然後以Save儲存。
暗電流去除操作可以由磁碟中選出暗電流畫面的檔案然後自存在電腦記憶體的天體畫面中減去。
選擇編輯參數(Edit parameter)操作允許你改變檔案註釋,修改望遠鏡,(口徑,焦長和校準因素)等等,與這影像一起儲存。
展示指令(The Display Command)
展示模式(Display Mode):展示模式(可由展示指令進入)使用於檢查一個儲存於電腦輔助記憶體(磁碟機等)的影像資料。顯示指令的每一個參數和它們的效果,討論如下:
這個選擇項允許你選擇是顯示影像本身(選擇影像)或者是顯示影像統計表(選擇統計)。假如選擇統計表模式,則這幅影像的統計表將被顯示於一個表格的形式,而平均的強度水平與1%強度水平將顯示於統計表下方。平均強度對於設定暗電流參數來調整影像對比是相當有幫助的。1%水平能夠決定適當的基線設定來增加長期曝光的動態範圍。(我們在Baseline和Gain Paramete中討論過)假如選擇影像模式,電腦便會依本身的繪圖能力顯示影像。
自動對比(Auto Contrast):將Auto Contrast設定到Yes,電腦就會依影像統計表來設定背景及範圍參數。假如你是要自動對比,別改變背景與範圍參數的設定,不然軟體將離開自動對比模式而到手動對比模式。
背景(Background):這是決定背景亮度水平的參數。
範圍(Range):這是控制影像對比的參數。
平滑化(Smoothing):設定此項到Yes,會將影像資料在顯示之前先經過平滑化處理,這種處理的特色是可以減少顯示暗星雲影像時的塊狀方格,和突顯出很暗的星星。平滑化處理會降低顯示速度和使影像稍稍模糊些,因此在觀察緊密雙星時,通常都不會使用這種處理。
負片影像(Negative Image):設定此項選擇會將影像如負片般顯示出來,類似於一個攝影負片。
顯示模式(Display Mode):當這參數設定到Analysis(分析影像)時,影像本身、參數及一些影像處理指令都會一併顯示於螢幕上。於展示(photo)模式時,水平軸影像的擴展或壓縮可經由PC指令(PC Command)中的方向比例(Aspect Ratio)來控制。
顏色選擇(只有在VGA系統下):如果選擇彩色(Color)模式,影像將以電腦色盤內所設定的60個色調來上色,就好表現顏色溫度一樣。色盤內使用藍色→紅色→黃色→白色分成60個色調。如果選擇灰度(Gray Scale),影像將以60個灰度來顯示。在分析模式(Analysis)下,影像將被顯示在螢幕的右方,基本資料則顯示在影像之上。螢幕下方有一些影像處理的指令,螢幕的左方則顯示背景、範圍及是否經過平滑化或放大的相關參數。
接下來將個別地敘述影像處理的指令如下。想要執行某個指令時,只要按下每一個指令的最前面的字母即可。分別為X、H、V、Z。
X-Hairs:執行這指令時會進入十字線模式用於檢查圖素亮度與星等。
水平轉動:(Horiz flip):執行這指令會將影像依垂直軸水平翻轉。
垂直轉動:(Vert flip):與水平轉動相似,唯其依水平軸垂直翻轉。
影像放大:(Zoom):執行這指令會做二件事,一是將影像放大,一是將已放大影像還原。假如螢幕上的影像已經被放大過,而且尚未存檔。再一次執行Zoom,便會將已放大的影像恢復成原來大小。
ESC:於顯示模式下,按一次ESC鍵便會回到指令模式(主選單)。
十字線模式(Crosshair Mode)
當你進入十字線模式後(X-Hairs),影像畫面下便出現一排十字線模式下的指令。
而螢幕的左上方也會出現8行的十字線參數,影像畫面上也會出現一個十字線(+)的游標。
當十字線游標在畫面上移動時十字線參數便會不斷地被更新十字線參數分述如下。
圖素(Pixel):這是一個十字線的X、Y坐標,左上方的位置是坐標(1,1)。
強度值(Value):這是在十字線游標位置之下的圖素強度值,範圍從0到255。
平均強度(sm-Value):這是由以十字線游標為中心的方格內所含圖素的平均圖素值。
這個方格大小可由Box size參數來改變。
星等(Mag):表示在這十字線游標下的星星的星等,是由強度值、望遠鏡口徑,焦長及校準資料等計算出來的。在大部分的情況,我們必須先減去天空背景的讀數才能計算出較準確的星等。首先移動十字線游標到影像較暗的區域(背景中沒有星星,沒有雲氣的位置)。然後按下B鍵執行Background指令)讀取背景讀數。這時候星等(Mag.)會出現99(表示99等,非常暗)之後,將會自動地減去背景讀數後才會顯示出來。
瀰散星等(Difmag):瀰散星等是用來測量瀰散天體如星雲或銀河系等天體,以等/弧秒(Mag/arcsec)為單位。使用一個大的方格將會改進讀數的精確度,因此能夠測量出低表面亮度的天體。
距離與角度(Sep and Angle):距離是以弧秒為單位,而角度則是以度為單位(與垂線方向的順時針方向角度)。移動十字線游標選定一個參考位置(固定位置)按S(Star)或C(Centroid),然後再將游標移到待測位置,於是二個星星之間的距離及角度便可計算出。我們可以使用↑↓←→鍵(慢速)或2,4,6,8鍵(快速)來移動十字線游標。以下討論十字線模式的各個指令(想要執行指令時,只需按下每個指令名稱的第一個字母,如S(Star),C(Centroid)等便可)。
Star:設定十字線游標所在位置為O(Origional)。
Centroid:這指令與Star相似,但是精確度較高可以測定天體的位置精確到次圖素(subpixel)尺度。
Background:執行這個指令可以將背景強度記錄下來,然後用於星等之計算。
Toggle box size:執行這個指令可以改變計算星等的小方格的大小,由3×3到11×11(pixel)。
+Mag,-Mag:這二個指令可以對某些已知星等的星星做星等校正的工作。按+或-可以增加或減少Mag的星等讀數。
Esc:在十字線模式下,按一次ESC鍵便會回到顯示模式,再按一次ESC鍵便會回到主選單。
按一次Z後便可以進入放大模式(Zoom Mode),接著畫面上便會出現一個方框,我們可由↑↓← →鍵來移動方框到想要放大的位置。然後再按下ENTER鍵,於是原來在方框內的影像便放大到完整的影像尺寸。再按一次Z(Zoom)便可將畫面恢復成原來的大小。
PC指令(PC Command)
PC指令內包含一些串列輸出入埠的結構設定,用以維繫電腦與ST-4之間正確的資料傳輸,此外電腦繪圖卡的設定也在這些指令群之內。以下分別討論各指令的功能:
串列輸出入埠:這個指令允許使用者選擇要用那一個串列輸出入埠來與ST-4連接。
傳輸速率:這個指令允許使用者選擇使用那種傳輸速率(包率)來與ST-4做資料交換。
繪圖卡:我們通常將這個指令設定到Auto,讓程式自己判斷電腦繪圖能力,然後選擇最好的繪圖模式來顯示影像。
註解:
如果你使用VGA的繪圖卡,可以用VGA來模擬CGA,EGA或Hercules的繪圖功能。
註解:
每一種繪圖卡都需要一個BGI檔來支援繪圖功能(與CCD.EXE放在相同目錄中)。例如CGA模式需要CGA.BGI檔
彩色顯示器
大致而言,假如你有彩色顯示器的話,你必須設定此項指令到Yes。
EGA:於彩色模式下(此項設定到Yes),影像以32個色階來顯示,並且以藍色代表暗的顏色。接著是淡藍色→綠色→白色。於單色模式(此項設定到No),影像以60種灰度來顯示。由於EGA卡的顯示能力,因此單色模式必須配合單色顯示器才可正確工作。
Hercules:使用Hercules卡時,必須設定到這個選擇項。
方向比率(Aspect ratio)
這項指令主要用於展示模式,設定水平軸要縮小多少(<L)或擴展多少(>L)才可以在顯示器上產生一個正方形的影像。
取影像(Taking Images)
這部分敘述由ST-4抓取影像及輸出影像的相關指令。
攝影機/望遠鏡(Camera/Scope)指令
攝影機/望遠鏡指令螢幕允許使用者,設定ST-4與電腦的一些參數,使之可以拍下很好的影像並且記錄著望遠鏡的基本資料。
建立攝影機參數(Camera Setup Parameter)
建立連結(Establish link)
設定這個選項到Yes,並執行它(按下ENTER建)後,電腦便會與ST-4建立連接管道。
反霧化處理(Anti-Blooming Gate)
這個指令可以啟動(Enabled)或解除(Disabled)反霧化處理。
背景畫面削減(Dark Subtract)
設定這個選擇到Yes,可以啟動背景畫面削減功能,在每一次曝光結束後,自動減去由暗電流造成的背景畫面。但是這背景畫面必須由Grab指令中的Take Dark Frame指令取得。
攝影機基線水平(Camera baseline level)
這項指令允許使用者設定適當的基線水平。
增益設定(Gain expansion)
這項指令允許使用者設定所需的增益倍率。
建立望遠鏡參數
焦點長度(Focus length)
輸入所使用望遠鏡的焦點長度(吋)
口徑(Aperture)
輸入所使用望遠鏡的口徑面積(吋)
反應因子(Response factor)
輸入CCD的校準因子,典型值為12,000。
影像拍攝指令
Grab(取影像)指令允許使用者取一幅影像畫面然後輸出至螢幕上。
曝光時間(Exposure time)
這項指令允許使用者設定曝光時間從0.01秒到600秒(10分鐘)。
取背景畫面(Take dark frame)
ST-4會自動取一幅背景畫面然後儲存到記憶體內。如因Camera/Scope內的Dark Subtract被設定到Yes時,則程式便會自動將天體畫面減去背景畫面後才顯示出來。
自動顯示(Auto display)
設定這項指令到Yes,程式會在接收ST-4傳回電腦的影像資料後自動顯示影像畫面於顯示器上。
自動對比(Auto contrast)
設定這項指令到Yes,則電腦會選擇適當的對比來顯示Grab出來的影像。
背景與範圍(Background and Range)
如果自動對比沒有設定時,就必須設定這二項參數,以便使用於顯示Grab出來的影像。
曝光延遲(Exposure delay)
當輸入一個非零值(Non-Zero)時,電腦會產生曝光延遲,此時電腦每秒會發出一次嗶聲,到最後三秒鐘將每半秒發出一次嗶聲。
跳過曝光(Skip exposure)
設定這項指令到Yes,會使ST-4不再取新的影像(曝光)而螢幕上則一直顯示ST-4記憶內的影像。
對焦指令
曝光時間(Exposure time)
本系統的曝光時間可由0.01~600秒之間設定。
自動對比(Auto contrast)
設定這項指令到Yes,程式便會由ST-4傳回電腦的影像資料內容自動選擇最恰當的對比然後顯示在螢幕上。
背景與範圍(Background and Range)
這兩個參數用於程式不是在自動對比模式之下時的背景與範圍參數設定。
畫面尺寸(Frame size)
本指令已於"對焦與特殊影像模式"中討論過,請參閱。
註解:
本軟體只能儲存全幅,1/2幅及1/4幅畫面模式所抓取的影像。
更新模式(Update mode)
如果設定這項指令到手動(Manual)時,ST-4所取的每幅畫面影像傳送到電腦並顯示後,必須等使用者按下空間棒(space bar),才會開始另一幅畫面的抓取及顯示。手動模式的好處就是,當我們想從一連串的影像中選出好的影像時便顯得非常方便,如等待大氣穩定等等。設定這項指令到Automatic,會使軟體使用自動更新(Auto Update)模式,自動取影像及顯示影像直到使用者中斷為止。當所有參數設定完畢後,再按一次ENTER鍵,程式便會進入對焦模式。對焦模式視窗及顯示模式視窗非常類似,左上角有狀況參數,畫面下方則有一些指令群。狀況參數包括畫面模式,背景及範圍參數設定值,是否啟動自動更新模式。及CCD內最亮的圖素的X、Y坐標和讀數。圖素的最大讀數在每次曝光之後,傳送資料及顯示影像之前便會顯示在螢幕的左上方。畫面的顯示方式及指令群會依對焦模式內不同的選擇項而改變。
大致而言,指令群內的指令允許畫面模式隨時被改變(毋需離開對焦模式),而且也可切換自動對比及自動更新模式。按一下空間棒可以暫時中止對焦模式直到再按一次空間棒而ESC鍵則會回到指令模式。
四分之一畫面(Quarter Frame)
當我們要進入1/4畫面模式之前,ST-4會傳送一幅完整的畫面並且顯示出來。然後對焦模式暫停,畫面上會出現一個1/4畫面大小的長方形白框。使用者可由↑↓← →鍵來移動長方形白框到適當的位置後,按下ENTER鍵便會回到對焦模式。接著ST-4便開始以1/4畫面模式取畫面及顯示影像。假如使用者要改變長方形白框的位置時,必須先回到整幅模式(Full mode)然後再重新進入1/4畫面模式。
追蹤畫面(Track Frame)
這個模式起初的狀況與1/4畫面模式相類似,但是長方形白框並非1/4畫面大小;而是33*27個圖素大小。選定好長方形位置之後,按下ENTER鍵便回到對焦模式。這時ST-4便會取33*27的圖素並顯示它。同時畫面上也會出現一個十字線。我們可以使用Zoom指令將影像放大4倍,但是同時也降低顯示的速度。在這個模式之下,使用者可用↑↓← →鍵來控制繼電器的開關。每按一次鍵會使繼電器關閉約0.2秒。注意不可一直按著↑↓← →鍵不放,不然程式會一直重覆0.2秒的開關。 |