深空摄影究竟需要多少分辨率？

之前看到某群里一些人在争论这个问题，随即有感而发此帖

首先我要赞叹一下这个贴：http://www.astronomy.com.cn/bbs/thread-373111-1-1.html
上贴是从“我们究竟需要什么样的分辨率”着眼来阐述问题的，可以说是基于人类主观欣赏角度，来探讨所需的分辨率

本帖我打算从另外一个客观现实的角度，来探讨一下究竟我们能达到什么样的“有效分辨率”

几个基础的误解需要澄清

• 虽然理论上讲分辨率由焦距和像素大小决定。然而现实中，常用的爱好者级别摄星镜并不能达到完美到像素级别的像差修正能力。关于这一点我们可以自问我们自己所拍摄的照片，FWHM能达到个什么程度？就我个人而言，使用像素4.8um的相机，分别在720和380两种焦距下，能达到3个像素左右的FWHM极限，偶尔运气好可以到2.x。而据我所知，如果换算成um的话，大部分人所能达到的FWHM成绩，在12um左右，最好的也鲜有超过8um的，更常见的成绩在12-20之间。也就是说，对于常见使用场景而言，点光源的成像不可能达到一个像素那么大，而大约在12um上下。那么我假设一个理想值，正好等同于KAF16803的像素尺寸，也就是9um。因此，在讨论有效分辨率的时候，我们应该取的“最小成像单元尺寸”应该为9um。
• 焦比增大有利于降低像差，提高有效分辨率，但是也要注意衍射极限
• 视宁度极限。一般而言，中小尺寸，不使用AO的情况下，大气抖动引起的点光源散射范围不超过1"
• 根据1和3，我们可以确定一个基础的“有效分辨率”极限，就是在9um的单元上解析1"
• 针对无限远成像，分辨率公式可以大体等价于a = arctan(单元/焦距) * 180 / pi
• 因此求得在达到“有效分辨率极限”时的焦距长度为：F=单元/tan(a*pi/180)=1856mm，也就是说在1856mm之前，你可以尽情的提升焦距以换来更好的分辨率。但是当你达到这个焦距的时候，就要考虑AO的问题，更加精确跟踪的问题，整个系统刚性的问题等等
• 口径问题，永远不用担心口径不够用，9um一角秒的分辨率，离65Q的瑞利极限还远着呢。口径主要考量的方向在于如何跟焦比配合以达到你所期望的焦距（也就是分辨率）
• 尴尬的像素大小区间：7um左右的像素大小是非常尴尬的一个区间。2*2bin的话实际相当于14um的分辨率了，略低。不bin的话，也不可能使点光源达到像素级的完美成像。高不成低不就。所以当今的芯片朝着两个方向分化，要么是小于6um，越来越小，要么就是继续坚持9um以上的尺寸进行优化。在此感叹一下16803的远见卓识，可能是巧合，不过这个9um的像素尺寸的确可以用很久很久了
• 总结来说，实际星点无论如何都鲜有低于9um的，所以更小的像素的优势已经不是分辨率了。在9um这个尺度，达到最佳有效分辨率的焦距为1856mm，衍射极限焦比F14。或者说，在不使用AO的情况下，对于爱好者级别的设备而言，能达到最优化的配置，就是16803+F1800的主镜（RC/CDK）。用更小尺寸底和焦距的配合，并不能实际上达到“等效”的分辨率
  

引申出来的关于器材配置的推论

• 对于小尺寸像素来说，1856mm焦距下无论bin不bin本质上都属于超采样，超采样是有一定提高的，但是不会很大，不是决定性因素。而低于500mm的焦距，对目前绝大多数底来说都存在着有效分辨率不足的问题。因此对于短焦镜子而言，不比太过于追求其FWHM值，主要是看个整体，分辨率什么的就不需要纠结了。记住一点，小像素底的作用是超采样，不是真正得到分辨率！
• 为了得到超采样收益，请注意你的衍射极限，比如2.4um像素的衍射极限约为F4。即便你超越了衍射极限，损失的也只是超采样的收益，而不是真实的分辨率，所以还是可以放心的超越的
• 为了不辜负16803的像素尺寸，请上长焦，至少1米！
• 短焦镜子使用小像素底，属于治标不治本的廉价解决方案，永远别想达到什么“等效焦距”的分辨率。所以更多的还是从视角和效率的角度来考虑吧。短焦／小焦比的主镜，配合小像素底，能够获得比较合适的视角和良好的曝光效率，而且价格不会很高，这才是关键
• 用16200代替11K是非常明智的，16200在2*2bin以后无论从分辨率，信噪比，效率各个方面来说都远胜11K。而11K如果想发挥出超越16200的效果，必须要两米以上的焦距才行，这个对大部分人来说不现实。当然16200会损失一些视角，看你觉得是否重要了
• 在1800mm／9um的框架下，焦距才是分辨率的主要决定因素，而像素尺寸其实不是太重要
  

哦，学习了，大师，膜拜。

上个图，专门打脸用的。。4.54um，FWHM=1.158
去你娘的9um

干货收藏

你的分析更现实，更贴合实际情况

大师！