ZWO ASI 120MM : galop d'essai dans la tourmente

[Lucien 11 292]

Bonjour,

Avant d’en venir au sujet essentiellement en noir et blanc, voici deux images bien colorées d’un arc-en-ciel très fugitif.
C’était au petit matin ; à peine ai-je eu le temps d’aller chercher le Canon 40D et deux objectifs.

La focale de 300 mm est utilisée pour le détail et 17 mm pour les trois images assemblées ; ça tient de la place un arc-en-ciel.
Il n’a d’ailleurs existé que quelques minutes.

Mais revenons à ce premier essai de la caméra ZWO ASI 120MM dont j’ai pu disposer durant quelques jours.
Un peu à l’étroit avec le capteur ICX618, c’est donc l’occasion de le comparer au Cmos Aptina MT9M034 de l’ASI 120MM de ZWIGO Design, tous deux en version monochrome.
Notons dans le cas de l’ASI, qu’il s’agit de sa version la plus récente.

COMPARAISON CAPTEURS :
DMK21AU618 ICX618 640 x 480 pixels de 5.60 µm
ASI 120MM MTS9M34 1280 x 960 pixels de 3.75 µm

Des pixels plus petits veut dire focale plus courte en planétaire.
Dans le cas d’un Mewlon à FD=12 natifs, on tourne autour de FD=30 pour atteindre la résolution maximale dans le rouge avec la DMK21.
Mais avec l’ASI 120MM, FD=20 suffit.
Dans mon cas, je règle ce ratio grâce à l’optique démontable des Barlow Televue, que je peux approcher du capteur facilement.

CADENCE MAXIMALE en mode 8 bits :

DMK21AU618 : 60 im/sec.

ASI 120MM : 28 à 32 im/sec. à 1280 x 960 pixels
100 à 108 im/sec à 640x480 pixels
195 à 215 im/sec à 320 x 240 pixels

Ce sont les cadences mesurées avec une configuration Windows 8, Processeur i7 et Firecapture 2.2.beta, en prenant le soin de désactiver toutes les tâches qui nuiraient :
defrag automatique, antivirus actif, notifications, recherche des mise à jour…

Le portable utilisé est ici optimisé et configuré pour l’astronomie uniquement.
Il y a du boulot pour se défaire de tout ce qui traîne dans les entrailles de Windows 8 ainsi qu’autour.

On note qu’en fenêtrage 640 x 480, l’ASI dépasse les 100 images par seconde en USB2 ce qui est vraiment remarquable.

LOGICIEL D’ACQUISITION :
IC Capture pour la DMK21AU618
Firecapture 2.2.Beta pour l’ASI 120MM.

NB : cette dernière ne peut fonctionner sous Windows 8 avec la version Firecapture 2.2 ‘non’ Beta : le programme fige très rapidement !

C’est bien d’avoir quatre fois plus de pixels mais qu’en est-il de leur efficacité ?
Commençons par la réponse spectrale et l’analyse de ces courbes glanées sur internet.

L’ICX618 semble un peu plus à l’aise dans le proche infrarouge.
Le MTS9M34 répond sensiblement mieux dans le bleu et dans le proche UV si l’on prolonge un peu la courbe.

Cette dernière caractéristique est de grand intérêt dans mon cas.
Il m’arrive fréquemment de taquiner Vénus en UV.
Vouloir augmenter la résolution du Mewlon 250 sur la Lune,par exemple avec l’aide d’un filtre bleu, c’est possible aussi en cas de turbulence faible.

Les courbes constructeur c’est bien, mais on va essayer de vérifier tout ceci avec ce qui va autour.
En cherchant encore sur le net, on découvre d’autres courbes avec des valeurs un peu différentes pour l’ICX618.
Et puis les composants ne sont pas tous identiques.

Afin d’obtenir le graphique ci-dessous, j’ai procédé ainsi :
- filtre Rouge et même temps de pose pour chaque caméra
- Barlow 2X pour la DMK21 et Barlow 3X pour l’ASI afin de compenser exactement la différence de la taille du pixel
- le Gain est ensuite réglé afin d’obtenir le même niveau du signal sur un gris moyen visé.

Ensuite il suffit de changer de filtre et de noter l’écart relatif des intensités obtenues avec chaque camera.
Il est encore possible de modifier le temps de pose de façon simultanée mais pas de toucher au Gain.

Cette façon de faire permet une comparaison relative et non absolue de la réponse spectrale.
En gros, disons que ça renseigne sur la forme de la courbe spectrale mais pas de son niveau absolu.

RÉPONSE SPECTRALE : relativement à la réponse dans le Rouge
Le capteur de l’ASI 120MM s’écroule nettement moins vite vers le bleu que l’ICX618 de la DMK.
Dans le proche IR, c’est l’inverse mais les écarts sont sensiblement moindres.
Dans le proche UV, avec le filtre UV Schüler, je peux espérer un gain de signal assez sensible, si toutefois le signal est propre.

GAIN (AMPLIFICATION) :
Le Gain maximal de l’ASI dans le rouge est environ de 30% supérieur à celui de la DMK21.
Autrement dit, à Gain maximal, on serait disons à 3000ISO sur la DMK21 et à 4000ISO pour l’ASI.
Cette différence n’est pas un critère de choix car ce n’est que de l’amplification. L’on ne juge pas une camera le Gain à fond.

SENSIBILITÉ et RAPPORT SIGNAL/BRUIT
Afin de pouvoir comparer les deux camera, je les ai placées dans les conditions suivantes :
- Mire éclairée et avec un mini-lunette comme instrument principal
- Filtre Rouge
- Barlow Televue 2X pour l’ASI
- Barlow Televue 3X pour l’ASI,
- Ceci permet d’obtenir le même échantillonnage par pixel.

GAIN FAIBLE ou MOYEN :
L’ASI 120MM est utilisée avec ROI (fenêtrage) 640x480 pixels.
Rien ne distingue les images l’une et de l’autre !

GAIN FORT à MAXIMAL :
Dans le cas de temps de pose courts, disons jusqu’à 0,25 ou 0,5 secondes, le niveau de bruit de fond est sensiblement le même. On note toutefois sur l’ASI la présence d’une légère trame verticale qui n’apparaît pas sur la DMK21.
Cette trame peut apparaître également à des temps de pose courts lors de fortes sous-expositions et avec des gains élevés.
En procédant à la soustraction d’un Dark, cette trame bien reproductible, est quasiment supprimée.

Un exemple sur Jupiter très atténué par des nuages épais.

Dans le cas de poses dépassant la seconde, le comportement des capteurs est sensiblement différent.
Le bruit grimpe très vite sur la DMK21 alors qu’il est bien plus contenu pour l’ASI.
Cette dernière caractéristique explique sans doute les capacités de l’ASI en ciel profond à des poses de quelques secondes ou dizaines de seconde comme certains l’ont signalé sur ce forum notamment.

TEMPÉRATURE
La DMK21 chauffe vite au point qu’à température ambiante d’un local, le boîtier est tiède au bout de quelques minutes d’utilisation.
Ceci se ressent aussi sur le bruit de fond à partir des poses de quelques fractions de seconde.
L’ASI 120MM, et bien on dirait qu’elle ne chauffe pas.
Firecapture affiche la température de son capteur qui n’évolue que peu en utilisation, si cet affichage reflète la réalité.

Pour les tests sur le ciel, je craignais que la météorologie ne soit pas de la partie. Et bien j’ai été servi !

Essai sur Vénus en UV :
Les conditions de turbulence étaient tout simplement épouvantables avec une planète au ras des pâquerettes et une mise au point quasiment impossible à réaliser avec certitude.
Franchement obtenir des détails m’a vraiment épaté; il y avait du signal sans forcer sur le gain à 80 images par seconde environ.

Essai en ciel profond, la Lune.
Il ne me restait qu’un soir et j’avais tout misé dessus.
Le ciel était clair en début de nuit et j’ai tenté M57 au foyer du Mewlon 250.
Logiquement c’est bien trop long de focale; 3m pour des pixels de 3,75µm, ce n’est pas raisonnable du tout.
Ce serait l’équivalent de FD=18, soit 4.5m avec la DMK21AU618.
Les poses unitaires de 9,6 secondes permettent de se passer d’autoguidage. On verra bien.

A l’écran, l’étoile centrale de M57 est visible sans ambiguïté.
Je n’ai pas utilisé de filtre ici. Le résultat est étonnant.
En ciel profond, il y a ici un potentiel important à condition de réduite le Gain lorsqu’on augmente le temps de pose et de réaliser un dark.
Gardons en mémoire que sur les camera ciel profond, le Gain est souvent fixe et faible; disons plutôt 200 ISO que 2000 ISO !

Afin de se placer dans de meilleures conditions d’échantillonnage, il faudra réduire la focale sous les FD=6 ou moins encore.

Ainsi avec des poses unitaires de quelque 5 à 45 secondes, on doit faire un carton même sur des galaxies faibles à condition de multiplier le nombre de poses bien sur.
Si l'on possède une bonne monture l'autoguidage devient alors inutile.
Sur l’image test de M57 ici, j’ai relevé les niveaux pour bien montrer le fond de ciel.
A noter que je ne travaillais pas en 16 bits.

Après quelques heures de sommeil, j’ai repris le matériel pour capter la Lune et Jupiter, les deux dernières cibles.

Cette fois au petit matin, c’est la soupe à la grimace.
Le ciel est couvert de bancs nuageux qui, sans être totalement absorbants, atténuent sensiblement la lumière des astres et ce de façon changeante.
Pas une seule portion du ciel n’y échappe.
Je tente le coup car je n’ai pas le choix ; une a deux magnitudes en moins et ça fluctue en plus.
Durant la prise de vue, je module le gain en fonction de l’éclat à l’écran et parfois l’astre presque disparaît.
C’est très usant pour les nerfs, les miens en tout cas !

Si j’ai pu obtenir une couche Bleue et une Rouge, la Verte manque à l’appel le ciel est devenu opaque au final.
J’ai été surpris par la faible baisse d’intensité du signal lorsque je passais rapidement du filtre Rouge au filtre Bleu.
Ceci confirme une excellente sensibilité dans les courtes longueurs d’onde.

La trame de fond ne sera visible que si l’on sous-expose fortement avec un très fort Gain.
Dans la pratique de réglages raisonnables, ça ne me paraît pas un gêne et il y aurait le dark si besoin était.

Un peu de Lune maintenant dans les nuages, encore et toujours, après que Jupiter ait disparu !

C'est appréciable d'avoir un peu plus de champ qu'avec l'ICX618.

Ces dernières images lunaires sont dans l’absolu du niveau d’un 180mm mais ce n’est pas la résolution qui importe ici.
La gestion du contraste ne pose pas de problème particulier et on ne ressent pas la présence de petits pixels.

Finalement, cette ASI 120MM possède une polyvalence étonnante aussi bien en planétaire, lunaire et ciel profond.

Il faudrait compléter ce test en solaire avec des filtres très étroits, ainsi qu’en mode 16 bits en ciel profond un peu plus ambitieux.
Tout au plus on gagnera un ou deux bits de dynamique sur les poses individuelles, mais en ciel profond c'est appréciable.

Comme dit un proverbe vénusien : "Apprends à aimer ce que tu ne peux combattre.", les nuages s'entend.

Il est dommage que je doive rendre si vite cette petite camera rouge si sensible dans le bleu.

Lucien

[ALAING 58 864]

Bonsoir Maitre
Le sage disait aussi "Si tu ne peux terrasser le dragon, fait-en un ami"
Bel arc-en-ciel Lucien et ... belle analyse aussi.
Bonne soirée cher ami,
AG

[polo0258 38 417]

bravo lucien pour ce post long et instructif ,et dommage pour la verte car il y avait une belle jupiter couleur au bout!
ah les nuages .....toujours les nuages
polo

[astropat01 103]

Ca c'est du test exhustif...
Bravo Lucien et merci pour ce topo autour de cette cam.

[skywatcher 6 018]

superbe test,
j'aime bien mon ASI 120mm !
en plus , la dmk 21 version 618 fait près de 180€ de plus !

[Christophe Pellier 8 855]

Un superbe test Lucien, merci

[baroche 8 512]

Superbe série d'images et post intéressant, bravo ...

[CASTOR78 11 947]

Intéressant, ce comparatif !
L'image de la Lyre est vraiment étonnante par rapport à la pose totale, mais il eu été intéressant d'en faire une avec la DMK avec le même temps de pose et le même Echantillonnage par pixel pour comparer.
Il me semble que pour comparer Le rapport S/B des deux camera en gain moyen ou faible, il faudrait le faire a sensibilité égale et même échantillonnage par pixel: est-ce le cas ?
L'image de Clavius est superbe et bon signe pour la qualité en planétaire de l'ASI120.

[Ce message a été modifié par CASTOR78 (Édité le 08-10-2013).]

[Lucien 11 292]

Bonsoir Alain !

Les nuages ce peut être très beau.
Ce n'est pas le sujet ici, en tout cas des terrestres.
Néanmoins j'avoue passer du temps afin d'accumuler des clichés très divers de ces choses au-dessus de nos têtes.
Bien à toi, Alain.

Jean-Yves,
j'ai bien procédé à des tests avec le même échantillonage, en chambre.
J'avoue de pas pouvoir départager les deux caméras dans le Rouge et avec des temps de pose planétaires, pour le rapport SignaL/bruit.
Ensuite il y a le comportement spectral décrit.
Au delà de la seconde disons, l'ASI est devant en termes de RSB.
A 15 secondes de temps de pose, l'écart est conséquent.
En ciel profond l'écart entre les deux camera devient très perceptible et ce même en procédant à une correction par Dark.
C'est possible de chiffrer tout ceci mais il faudrait aussi prendre en compte la température capteur; la DMK21 est sensible sur ce point.

Merci les amis et par avance aussi; je pars pour quelques jours.
Et sans regret pour le ciel, en tout cas actuellement.
Je ne manquerai pas de communiquer de nouveau si l'ASI me revient en main.

Lucien

[franck34 76]

Un joli test ma foi.

Pour l'arc en ciel, c'est dommage d'avoir coupé le 2ème arc juste au dessus. Mais la version pano est très belle.

[bbdb 1]

hello

est-ce que ca serait possible de voir une brute de la m57 ?
ce capteur à l'air tentant aussi en autoguidage...

Bruno

[HAlfie 2 078]

Très intéressant en effet, ça me conforte dans mon choix .

Seule remarque, pour atteindre les 35fps en pleine tram avec l'ASI 120MM il faut utiliser Firecapture v2.3 Beta, et à l'endroit où y'a le gamma choisir l'option "usbjesais-plus-quoi" et le monter à plus de 90 voir à 100.

Amicalement

[NUNKY 250]

Tes images de la lune sont Magnifiques !!!!

[PPAQU 1 923]

Ton compte rendu est très instructif Lucien, et les images lunaires sont à tomber !
Pour avoir possédé les deux types de capteur (j'ai revendu la Plamx), il est vrai que le capteur MT9M034 est beaucoup plus polyvalent que le capteur ICX618, même si elle n'a pas la même sensibilité dans le rouge et surtout l'IR. Pour ceux qui veulent toucher à un peu à tout (imagerie solaire, lunaire, planétaire et même un peu au CP) avec une gamme "low-cost" (mais d'un bon rapport qualité/prix), l'ASI (et ses cousines QH5L-II,etc...) constitue un bon compromis .
Pascal

[astrothierry 679]

bonjour,

test très instructif.
J'ai une question : retrouve t'on les trames sur les QH5L-II.
S'agit t'il d'une gestion de l'électronique moins optimisée.
merci de faire partager ce test.

Cordialement
thierry

[Lucien 11 292]

De retour...

Bruno,
coup de bol j'ai récupéré dans la corbeille une image brute de M57 parmi les quelque 150. Convertie en jpg et sans aucune retouche, voici ce que ça donne.
Donc pose de 9.6 secondes et avec un gain de 95/100.

Si l'on veut faire bien mieux il faudrait :
- réduire la focale à FD=5, avec le M250 c'est encore possible (FD=12 >> DF=5)
- poser 30 secondes
- réduire le gain (car 95/100 c'est énorme ici)
- et continuer à faire un dark
- travailler en mode 16 bits.
Avec tout ça on gagne 3 magnitudes si le ciel le permet.

Ici, il ne s'agissait pas d'obtenir la meilleure image possible mais de jauger la bête.

"Ton compte rendu est très instructif Lucien, et les images lunaires sont à tomber "
Pascal, tu est gentil mais avec le Mewlon 180 j'ai mieux.
Ce n'est pas un test de résolution ici; test tout à fait inutile car ce n'est pas le capteur qui va limiter en résolution pour peu qu'on lui donne des détails.

Lucien

[Lucien 11 292]

Juste pour comparaison une Platon en des conditions moins mauvaises et avec la DMK21AU618.

Avec l'ASI 120MM les conditions étaient réellement épouvantables.
En plus de la turbulence, la luminosité était rabotée et variable à cause d'épais nuages.

[de benedictis 0]

Classe, enregistré pour lire tout ça tranquillement :-)

[jean-marc hiryczuk 4 346]

merci pour ces tests Lucien
pas mal la cam
jean marc