请教焦比和ccd对深空拍摄的影响

本人刚刚入门新人，真正深空还只拍过一次。。

在一个群里看到高手们讨论焦比、曝光时间的问题，从中我大概了解到一些，但不知道是不是正确，所以发帖子请各位来大师来解答一下，我的理解有没有什么问题。

下面固定几个参数，拍摄M42，所有参数都是假设的，没有经过计算。

望远镜a：口径100mm，焦距500mm，M42成像20mm*20mm

望远镜b；口径100mm，焦距1000mm，M42成像40mm*40mm

ccd-1：20mm*20mm，1000w像素，正好可以放入望远镜a所成像的M42

ccd-2：40mm*40mm，1000w像素，正好可以放入望远镜b所成像的M42

由于望远镜口径固定，相同时间所接收的光子数量就固定

问题1：望远镜 a和b分别用ccd-1和ccd-2拍摄M42，曝光时间同样为5min，由于两个ccd所接收的光子数量一样，两张照片所展现的M42应该是一样的

问题2：望远镜b如果使用ccd-1拍摄M42，由于ccd-1大小只有ccd-2的1/4，所以只拍摄了M42的1/4局部，而且接收的光子数量也只有1/4，所以只有增加4倍曝光量，才能达到使用ccd-2所拍摄的效果；但由于ccd-1像素和ccd-2是一样的，这张照片的细节会比用ccd-2丰富，但曝光时间延长。

问题3：在问题2的基础上，将ccd-1的像素降低到250w，作为ccd-1’；这样ccd-1’的单个像素大小就和ccd-2的一致，比ccd-1的单个像素大了4倍；这样再次用望远镜b和ccd-1’拍摄M42，由于ccd-1’的像素大小是ccd-1的四倍，所以接收到的光子也是4倍，因此ccd-1’曝光时间5分钟就可以达到ccd-1曝光20分钟所达到的效果，但这样做的后果就是由于像素密度低，会损失一部分细节。

上面写的只是我自己的理解，有什么不对的地方，希望各位大师们指点

自己试试不就知道了
要是口径一样曝光效率都一样的话，那厂家做那些F4F3F2的镜子是脑子进水了么
到底是谁脑子进水了呢，呵呵

ecloud 发表于 2015-5-27 12:59
自己试试不就知道了
要是口径一样曝光效率都一样的话，那厂家做那些F4F3F2的镜子是脑子进水了么
到底是谁脑 ...

我是想不明白这个所以才来问的，而且我的意思并不是说口径相同曝光效率就一样，而是想知道ccd的像素单元的大小对于拍摄时间有没有什么影响

无奈字太小，上了岁数实在看不清。。。。
你要目标，口径决定了通光亮，焦距越长，放大的倍数越大，也就是说，单位面积的光亮度越小。
如果CCD像元不变，比如原来2个像元曝光1个亮星，现在4个像元曝光一个亮星，在口径不变的情况下，当然会慢一倍时间。
不知道我解释对不对。

我知道每个ccd和望远镜都不同，假设的东西没有什么意义。我只是想知道我的这种想法有没有什么问题呢？

总感觉你理解的有问题
可能你那个像素单元大小理解的不对吧，分辨率和像元大小甚至ccd的尺寸是不同的概念

morning 发表于 2015-5-27 15:05
总感觉你理解的有问题
可能你那个像素单元大小理解的不对吧，分辨率和像元大小甚至ccd的尺寸是不同的概念 ...

可能说解析能力更合适吧。比如一对双星，分别在两个或者多个像素单元成像，这样应该是可以分辨出来的吧？但如果这对双星都在同一个像素单元上成像，那就不可能分辨出来了。其实我想搞明白的是，如果一颗星在四个单元上成像20分钟，每个单元亮度为100；那如果这颗星在大小是上面四个单元总和的一个单元上成像，是不是只需要5分钟就可以达到100的亮度？

路灯侠 发表于 2015-5-27 14:30
无奈字太小，上了岁数实在看不清。。。。
你要目标，口径决定了通光亮，焦距越长，放大的倍数越大 ...

我是这么理解的，但不知道这么理解对不对，所以发帖来请教一下

同樣的進光量對感光元件大小對畫質應該有影响,就像灑水原理,如同樣的水量灑在不同的面積,你覺得那一個畫質會較好?

gxxup 发表于 2015-5-27 13:51
我是想不明白这个所以才来问的，而且我的意思并不是说口径相同曝光效率就一样，而是想知道ccd的像素单元 ...

当然有影响。推荐你看一下坛子里有位同好翻译的《CCD摄影指南》，看完了我想你就应该明白这些了。

much56713 发表于 2015-5-27 16:03
同樣的進光量對感光元件大小對畫質應該有影响,就像灑水原理,如同樣的水量灑在不同的面積,你覺得那一個畫質 ...

那抛开画质，不同的像素单元大小，对于曝光时间会有影响吗？

问题1：两个M42不一样，CCD2拍摄的会暗得多，因为面积大4倍。你已经说了，进入望远镜的光子数量一样多，那么分散在更大面上，出图肯定会更暗。

问题2：望远镜b如果使用ccd-1拍摄M42，由于ccd-1大小只有ccd-2的1/4，所以只拍摄了M42的1/4局部，而且接收的光子数量也只有1/4，所以只有增加4倍曝光量，才能达到使用ccd-2所拍摄的效果；但由于ccd-1像素和ccd-2是一样的，这张照片的细节会比用ccd-2丰富，但曝光时间延长。

你把曝光时间、视场角、分辨力放在一块儿了，就比较乱了。
望远镜b+CCD1，只能拍到1/4局部，并且接受到的光子数也只有1/4，这都是对的，但是要增加曝光量就不对了。望远镜b不变，目标不变，成像面亮度就不变，跟CCD没关系。你把CCD2换成CCD1，并不会改望远镜b成像面上单位面积单位时间上到达的光子数，所以不需要增加曝光时间CCD1也能拍出CCD2一样亮度的照片。区别是CCD1得到的照片是1/4局部，拍不到CCD2整个M42的效果。


至于望远镜b+CCD1和望远镜b+CCD2哪个细节更丰富，牵扯的就比较多了。一定要比较，就要假设2个望远镜都工艺完美，2个CCD像素大小等参数都一致，拍摄时大气、导星等各种条件统统都一样，如果这些假设都成立那么两个CCD拍出来的细节应该是一样的。理由同上：望远镜不变、CCD像素大小不变，成像面上发生的一模一样，照片细节（或者分辨能力）就应该一样，区别是视场不同。



问题3：


基本对吧，你这说的就是CCD在bin2模式下拍摄目标会更亮。但实际的CCD像素之间有不感光的间隙等等因素，不是那么理想。