7nm vs. 3nm 之一（彩机篇）：宇隆 L-eXtreme vs. L-Ultimate

MattGalaxy

住在九级区，大部分时间还是在楼顶玩，有个533彩机，用了从UHC到L-eNhance到LeXtreme，看到新出的L-Ultimate，心痒难耐，买来试了试，对比 L-eXtreme（7nm）和L-Ultimate（3nm）如下。


理论上讲，不管是3nm还是7nm，大部分发射星云的那几根谱线（Halpha，Hbeta，Oiii，Sii）本身的信号通过都没问题（但实际情况更复杂，参见下一篇中我会对比的antlia的3nm Ha和宇隆的7nm Ha），主要差异在于3nm能够阻挡更多的光害，换言之，假定光害在Ha和Oiii附近的频谱上都是均匀分布的，假定窄带透过窗口形状是理想的，则7nm光害是3nm光害的约7/3即2.3倍。换言之，就信噪比来说（假定其他噪声可以被累计或消除，光害是主要噪声），3nm的信噪比是7nm的2.3倍。

同时，窄带滤镜尤其是双窄带滤镜的透过率对光的入射角度非常敏感（还有国外大佬专门写了一篇论文做了一堆仿真论证这个事儿），如果是快镜，焦比大，滤镜处的光的入射角度大一点，透过会受一些影响。也就是说，理论上说快镜的3nm的信号透过率会比7nm的信号透过率更低一点儿。但是我凭有限的对窄带透过特性的经验猜测，这个因素的影响会非常小，比如某个区域LeX的信号是100，光害是70，换成LU的时候，信号变成98，光害变成30——信噪比的提升还是主要由带宽决定。

实际情况如何呢，看图：




注：
（1）同样相机及连接配置（533c）、同样望远镜（acl200@F4.0）、同样温度（-5℃）、同样曝光（300s），不同滤镜、不同地点、不同增益。
（2）做了偏置场、暗场的校准，另外因为彩机九级区双窄出来都是一片绿没法直接比，还做了颜色校准（背景平衡）和拉伸，没有其他处理。
（3）请忽略拖线和一些artifact，比如二级区那张当时没有可用赤道仪，盲跟的300s，等等。

对比图里左上（7nm）和右上（3nm），可以看出：
（1）强信号区域（目标亮区），两者差别不大；
（2）弱信号区域（目标暗区），3nm的细节更多；
（3）背景区域（非目标区域），3nm的噪点更少。
另，用PI的noise evaluation脚本直接计算原始fit文件（无校准等操作）的噪声值（详见附文，九级区伤不起啊，都是百分之九十八点几的噪声count）：
L-Ultimate：0.818
L-eXetreme：0.866

结论：双窄滤镜3nmLU比7nmLeX在九级区有信噪比的一定提升（对F4.0的折射镜来说）。
（BTW，感觉LU的的亮星光晕更大，但没有机会仔细对比）
有大佬指出不同的拍摄时间（意味着不同的天气环境）有可能造成比宽窄带差异更大的影响。我竟无法反驳。因为我的L-eXtreme已经出掉，之前也因为各种原因，没能同时对比。望有条件的大佬有机会可以做更准确的对比。

另外，对比左下（2级区）和右下（9级区），都用3nm的情况下，可以看看对比情况，即使用了双窄，2级区还是比9级区要牛上不止一筹啊

                               
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。

另外，对比右上（增益100）和右下（增益360），差异不大。理论上增益360会略好一丢丢，因为同样的固定读出噪声都没有被相机CMOS的放大器放大，但增益100的这部分噪声在电脑上拉伸的时候这部分噪声（虽然很微弱）被放大的更大。我目视感觉也是增益360的略好一丢丢。

（下篇对比黑白单窄滤镜，Antlia的3nm的Ha和宇隆的7nm的Ha，我迟些有空整理出来，结果可能会跟很多人直觉想象的不一样

                               
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）

附：
NGC7000_20221006_LUltimate_B9_G100_Light_NGC7000_300_0s_Bin1_533MC_gain100_20221006_195019_5_0C_0001
Scaled Noise Evaluation Script v2.1.1
Calculating scaled noise standard deviation...

Ch | noise | count(%) | layers |
---+-----------+-----------+--------+
0 | 8.180e-01 | 98.98 | 4 |
---+-----------+-----------+--------+


run --execute-mode=auto "C:/Program Files/PixInsight/src/scripts/NoiseEvaluation/NoiseEvaluation.js"

Processing script file: C:/Program Files/PixInsight/src/scripts/NoiseEvaluation/NoiseEvaluation.js
* Code signature verified:
script-id : NoiseEvaluation
developer-id : PTeam
timestamp : 2022-05-17T15:26:53.577Z

NGC7000_20220928_LeXetreme_B9_G100__Light_NGC7000_300_0s_Bin1_533MC_gain100_20220928_195914_4_9C_0001
Scaled Noise Evaluation Script v2.1.1
Calculating scaled noise standard deviation...

Ch | noise | count(%) | layers |
---+-----------+-----------+--------+
0 | 8.656e-01 | 98.56 | 4 |
---+-----------+-----------+--------+

JamesHe

F4以上焦比，不会引起带通波段移动。

magichero

感谢分享，学习了

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xinghai

感谢楼主分享！

神威无敌

应该不支持快镜

宋城冬叶

不同角度、不同的天气、不同的光害对窄带都有很大影响，严谨的测试应该做到统一

PsIoNiC

宋城冬叶 发表于 2022-10-13 10:28
不同角度、不同的天气、不同的光害对窄带都有很大影响，严谨的测试应该做到统一

环境因素太大啦

我在同一个机位，前后两天，第一天空气质量优、能见度30+，第二天空气质量良、能见度28，其余几乎相同，同样拍摄m45，第一天一小时信噪比超过了第二天两小时的，让我坚信环境比设备重要多了

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