D5100 与 Q9m RGB方式拍摄（模拟Q9 color）的信噪比结果对比

该比较仅仅是为了响应坛友提出的测试，也仅仅是个人实践，目的是验证从网上查到的 IMX071 比 KAF8300 的读出噪声小而QE略高这二者的差异，没有谁优谁劣任何主观判断。
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索尼这块CMOS IMX071 和 8300 的数据对比：
1）使用 IMX071 的尼康单反，read noise less than 2.55e- （http://landingfield.wordpress.com/tag/imx071/）
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KAF8300，Readout noise: 8e- to 10e-(Typic @1Mpixel/s) （http://qhyccd.com/en/left/page2/qhy9/）
使用8300做的奥林巴斯单反，Total Sensor Noise        16 e-（http://digi.163.com/04/1109/11/14OBAU3J001618EI.html）

2）使用IMX071的尼康单反，QE，使用该传感器的单反QE普遍在46-48%（http://www.astronomy.com.cn/bbs/ ... ewthread&tid=278987）
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Q9color，记得看到过曲线，现在没查到，印象中远低于单色的55%峰值
使用8300做的奥林巴斯单反，QE(RGB)        0.32, 0.40, 0.32 （http://digi.163.com/04/1109/11/14OBAU3J001618EI.html）
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测试方法，感谢坛子里 crazygame12345 指教：
每张曝光10分钟，RC8@F8。Q9和5100
同一片天区，10分钟的原片不做DDP
然后看同一颗不饱和星点(注意是不饱和的)，用MDL查看这颗星点的信噪比
另外，注意查看下你的不饱和星点，如果FWHM都差不多一致的话，这机器的线性度是很好的；如果不饱和星点的FWHM不一致那么线性度就堪忧了
(不饱和星点，ADU<30000)
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单张肯定无法得到可比较的结果，因为D5100 是RGB bayer，Q9m是单色。于是Q9m RGB 各5分钟一张，三张合成彩色，D5100 拍三张5分钟，叠加成彩色。二者都不做DDP，直接在MDL中读取相同SNR信噪比数据。当然，累计曝光时间会提高信噪比。不同的设备，不同的天气，不同的使用技巧、习惯、运气等等因素也会对出片有很大的影响，设备在数值上的差异往往不是最后出好片与否的决定因素。

D5100的像素4.8um，Q9的像素是5.4um，视觉上图像缩放到基本一致，在MDL中二者均为自动Low拉伸为了显示，没有对数据进行DDP。Q9的对焦是三通道分别对焦，D5100的对焦不够精准，FWHM除去像素大小差异，仍然偏大，也和彩色拜耳层不如单色锐利有关。拍摄时均无导星，5分钟无拖线，但D5100星点更圆，也属正常偏差，对信噪比无影响。

Q9设置Gain=0，Offset=110，属于动态范围最大设置。D5100 单反，ISO400，ISO800 各拍了一组。ISO800 一组的信噪比与Q9 RGB 多个星点SNR读数各有胜负，ISO400 一组的信噪比与Q9 RGB 多个星点SNR读数均胜出。也验证了曾经看到有说 D5100 单反最佳ISO=320左右。


当晚气温-6~-10度，D5100无额外制冷，Q9在制冷-20度下拍摄。


个人结论有以下几点：
1，随着技术的进步，现在有些单反（不是泛指每一款，需要研究CMOS的特性是否适合天文摄影），低温情况下信噪比方面可以超过某些制冷CCD。如果你经济条件只允许拿单反做天文摄影用，尽管大胆的用好它，它一样可以出好片，甚至如匈牙利的Eder Ivan的大片。
2，单反用于天文拍摄时要了解其特性，往往低的ISO（当然也不见得是最低）能够提供更好的信噪比，和保证亮星在14bit的ADC下不会过分饱和。这是一个常识，但通过这次测试，我自己也更深的体会到了。有时候争辩能够提高双方，就是我所看重的。
3，单色CCD比彩色CCD能够得到更锐的星点（FWHM读数，肉眼有时候难以分辨），16bit ADC在需要的时候还是会发挥作用的，制冷在气温高的时候是更加必要的，另外单色CCD带来的窄带、LRGB通吃的便利性，这些都是制冷CCD相对单反的优势。
4，最后，就是大家的共识，少纠结，用好手里的器材，多拍片，多出片，自己玩的快乐，最重要。选配、调试、测试、磨合器材往往都是痛苦而花时间的事情。


当然，我把这样的东西分享出来，避免不必要的盲目，和浪费时间的重走弯路，也是有帮助的。大家哪怕有争吵，甚至比较激烈，最后的目的都是回归到玩好天文这个艰苦的爱好上来，就OK。

沙发。。。。                                                                                        www.zdzw.org

赞同观点和实验

这个测试非常好

多谢分享～

楼主实验精神赞一个！验证了王维豪在星野摄影里的说法，彩色冷冻ccd和单反在一定低温下，表现基本一致。不过黑白的优势就在拍L通道，5分钟的L，信躁比相当于5分钟的R+5分钟的G+5分钟的B

请问附件的图，那个是5100的？

楼主实验精神很赞！

不过个人觉得拿彩色CMOS和单色CCD对比其实有点关公战秦琼的感觉。现在cmos的技术进步很大，再加上KAF8300是很老的CCD了，这两在“性能”上可能不一定会差很大。一个严格的比较需要定义比较的标准和一套可靠的验证准则。CMOS和CCD比最大的不同是CMOS每个像素都有自己的放大器，CCD所有像素用一个放大器（如果我的知识过期了，请指正），CCD的这个特点保证了背景的一致性，因此这也是天体摄影所需要的，能尽量还原天体的原始参数，保证科学测量的准确。彩色CMOS多用于不需要严格条件的环境，用在要求严格的天体摄影会引入一些无法预知的误差。

对于业余天文摄影，大家不会在意这些误差，新的CMOS“秒杀”一些老的CCD，再正常不过。

椰风123 发表于 2014-12-3 08:37
楼主实验精神赞一个！验证了王维豪在星野摄影里的说法，彩色冷冻ccd和单反在一定低温下，表现基本一致。不 ...

对的。

dode 发表于 2014-12-3 10:10
楼主实验精神很赞！

不过个人觉得拿彩色CMOS和单色CCD对比其实有点关公战秦琼的感觉。现在cmos的技术进步 ...

基本同意。但查IMX071的时候看到那篇网页，提到有 Scientific CMOS，有时间的可以研究下。

有个问题的。 你d5100是15g分钟的叠加，而q9的15分钟是通道的合成。前者对提高信噪比有利，后者的信噪比泽还是5分钟的。

那你要问，如果时这样，单色ccd还有什么优势啊？

答案是分辨率。不用插值。
所以，我会同时用两支ccd，一个彩色一个单色。彩色的拍星云，不要分辨率就要效率，单色的拍星系，发挥器材的最大潜力。

我的感觉是，单色ccd并不能比彩色省多少时间，就算rgb bin2拍。

crazygame12345 发表于 2014-12-3 10:22
有个问题的。 你d5100是15g分钟的叠加，而q9的15分钟是通道的合成。前者对提高信噪比有利，后者的信噪比泽 ...

好，我查看了下，通道合成一样提高信噪比。这个实验中，R最高，G相当，B很低，合成后都大概是最高的150%。

crazygame12345 发表于 2014-12-3 10:22
有个问题的。 你d5100是15g分钟的叠加，而q9的15分钟是通道的合成。前者对提高信噪比有利，后者的信噪比泽 ...

拿四个像素点来说，三张D5100的相当于拍了 3个R，6个G，3个B，三张Q9 RGB的相当于拍了 4个R，4个G，4个B。要说影响肯定有。但我实验中的数据在ISO400时差异足够大，已经说明问题了。如果ISO800可能还纠结下。

椰风123 发表于 2014-12-3 08:37
楼主实验精神赞一个！验证了王维豪在星野摄影里的说法，彩色冷冻ccd和单反在一定低温下，表现基本一致。不 ...

说得好
所以单反的使用要领就在：张数，张数，张数和张数

高端大气上档次，很专业！！

楼主加尼康宾得天文技术群吧 里面有高手破解了D5100 D7000 并放出了固件 大家可以一起讨论研究更有利与天文拍摄的方法 从理论技术上来指导实践!

cccp123 发表于 2014-12-3 12:42
楼主加尼康宾得天文技术群吧 里面有高手破解了D5100 D7000 并放出了固件 大家可以一起讨论研究更有利与天文 ...

我在群里。他委托我拿过D3s的数据，然后去开发，只是这几次机器都没在手边，没有试验新固体。

现在sCMOS2.0已经做到1e-的读出噪声和80%+的QE，

Q9用增益0，Offset 116来保证最大的动态范围。

D5100的ISO400就是最大的动态范围？

如果Q9用增益5或者其他更大的数字，结果会如何呢？