Lunaire Haute Résolution : obturation idéale pour "figer" la turbu?

[HAlfie 2 079]

Hello la compagnie ,

 

En relisant le très bon article de Christian Viladrich intitulé "Turbulence et seeing", et notamment le slide ci-dessous, je me posais la question suivante :

-->comment connaitre le seuil en dessous duquel il ne sert à rien de descendre en termes de vitesse d'obturation pour figer la turbulence?

 

Si je lis le graphique ci-dessous, cela sous entendrait-il qu'avec un filtre Vert à 550nm, il ne servirait à rien de descendre en dessous de 10ms pour figer la turbu?

Et qu'avec un filtre Rouge, il ne servirait à rien de descendre en dessous de 13ms?

Ma lecture est-elle bonne ?

Y-a-t-il une influence en fonction du diamètre et donc du pouvoir de résolution?

 

 

En effet, si je cherche une vitesse d'obturation trop rapide je vais me retrouver à devoir pousser le gain et à augmenter le bruit qui ressortira au traitement.

Comment trouver le "compromis" idéal ?

 

Merci pour vos réponses et bonne soirée 

[lyl 4 493]

Le diamètre intervient et la qualité du ciel également.

Je laisse mon instrument se stabiliser et j'évalue au jugé le r0

Plus l'évaluation de pickering est moche, plus court est le temps de pause.

Avec l'apo 80mm c'est assez facile, je ne prends pas la tête avec la vitesse du vent en altitude (au pif 15m/s au-delà de 2000m), je fais un premier calage du temps de pose et j'ajuste le gain entre 50 et 250 (ASI 185MC)

Quand je suis basse en gain et en temps de pose ... il est temps de sortir la barlow...

Ca m'arrive souvent de tourner de 16 à 30ms. Une fois, quand c'était super calme sur le Semnoz (et au dessus de l'inversion) , j'ai fait Jupiter et une pleine lune avec barlow VIP 1,5x à 50ms, j'aurais pu pousser à x2 mais j'étais fatiguée à 2h du matin.

Avec le 150, ça commence à se corser, faut réfléchir un peu mais ça reste assez similaire.

En général, je ne sors pas la caméra sur un résultat de 4 ou de 5 qui tremblote. (6 minimum)

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Description anglaise pour le pickering (initialement il le faisait sur une 5", mais on interprète)

Citation

Verbal description of the scale according to Pickering's notes is:
1 — Star image is usually about twice the diameter of the third diffraction ring, or 13 arc seconds (13") in diameter
2 — Image occasionally twice the diameter of the third ring
3 — Image about the same diameter as the third ring (6.7"), and brighter at the center
4 — The central maxima often visible; arcs of diffraction rings sometimes seen on brighter stars
5 — Central maxima smeared but always visible; arcs frequently seen on brighter stars
6 — Central maxima somewhat blurred, always visible; short arcs constantly seen
7 — Central maxima sometimes sharply defined; diffraction rings seen as long arcs or complete circles
8 — Central maxima always sharply defined; rings seen as long arcs or complete circles, but always in motion
9 — The 1st diffraction ring is stationary; outer rings momentarily stationary.
10 — The complete diffraction pattern is stationary

 

Modifié 30 novembre 2017 par lyl
Pickering

[ValereL 15 437]

Salut Halfie,

 

ben chais pas, c'est en fonction de ce que tu vois sur l'écran ? Sans aller jusqu'à regarder les trucs théoriques de cohérence tout ça,  je me réfère toujours au temps de pose grand minimum de 1/30s pour une photo diurne à main levée avec un APN, la photo peut être floue malgré les précautions.

A 1/50s pour les photographes, c'est à dire 20ms pour les astrams , c'est donc le minimum syndical pour être à peu près sûr d'obtenir une photo plus ou moins nette ( le crop est souvent dévastateur sur l'espoir du moment où on regarde la photo qui semble nette sur l'écran de l'APN )

Avec la turbu, c'est l'image qui bouge pas nous mais le raisonnement est identique. La limite haute de la fourchette est donc grosso modo de 20ms. Mais j'aurais plutôt une préférence pour du 5-10ms. Après ça dépend du grandissement tout ça. A F/D 25-30 par exemple, il ne faut probablement pas monter au dessus de 10ms .

 

M'enfin, je ne t'apprends rien du tout Halfie ! Je connais ton grand talent lunaire. En fait ta question m'étonne un peu. A la longue, avec l'expérience de l'acquisition d'un film, c'est en regardant l'état de l'image que tu peux opter pour telle fourchette. Ce n'est pas comme ça que tu procèdes depuis le temps ?

Bon alors après, il y a les grandes considérations théoriques avec les filtres et tout le toutim qui font vivre le commerce, d'où ta question sur le compromis idéal.

Pour ma part, je ne mets plus de filtre depuis quelques années déjà ( enfin si, le cut UV-IR qui ne quitte jamais la caméra, cache poussière efficace et indispensable pour mes planètes habituelles ) la priorité absolue étant portée sur la luminance pour un temps de pose qui fige suffisamment. A fortiori quand j'utilise une barlow sur le C8 ou le Cassegrain...Pour moi, une image figée prime sur tout le reste. Quitte à avoir un peu de bruit, c'est pô grave.

Enfin bref, le bon compromis, c'est le temps de pose que tu as souvent choisi toi et qui t'a permis de nous poster de très belles images lunaires...A ce propos, tes postages sont rares depuis un certain temps, ça va repartir ou bien ?

[patry 1 975]

De 20 à 40ms en lunaire, je suis admiratif.

Comme valère, j'étais à 15ms GRAND MAXIMUM avec la PLA-Mx et au 23A de surcroît, sinon la turbulence foutait en l'air toute l'image a l'appartement qui disposait d'un site que je trouvais pas mal.

Avec la 178, et après déménagement, je me cantonne sagement à 10ms, voire 15ms au grand maximum, mon site étant nettement moins bon.

En planétaire, toutes mes captures avec un temps de pose supérieur à 20~25ms finissent de toute façon à la poubelle en général et sont bien moins définies que celles à 10ms avec plus de gain.

Cela doit donc VACHEMENT dépendre du site, et pour ma part je suis admiratif quand je vois des captures de planètes lointaines à 50, 100 voire 200ms régulièrement.

A ce niveau là c'est du ciel profond pour moi  !

 

Marc

 

[loye 192]

Bonjour.

De mon coté je pense différemment pour figer la turbulence, quand elle est trop forte ben je tente rien,

mais quand elle est exploitable je cherche le meilleur rapport temps/gain afin d'optimisé mon débit FPS tout en gardant une exposition correcte de l'image.

j'essaye d'être toujours au maximum du débit possible avec un temps total assez long pour un maximum d'images.

[lyl 4 493]

Il y a 1 heure, patry a dit :

En planétaire, toutes mes captures avec un temps de pose supérieur à 20~25ms finissent de toute façon à la poubelle en général et sont bien moins définies que celles à 10ms avec plus de gain.

Je suis bien d'accord, depuis que je tente au 150 assez obstrué (bon je sais f/D=5, c'est pas un instrument planétaire) la recette avec l'apo 80mm marche beaucoup moins bien.

C'est pour ça que j'ai mis mes valeurs qui sont en dessous de celles de Christian. Je pense très honnêtement qu'il est sur un très bon site (dans l'Ain je crois)

La photo que Valère avait retouchée avait été prise à 16ms après un essai à 20ms

http://atom.lylver.org/AstroSurf/lune/22_09_51_lune-wv-mf-flip.png

 

Modifié 1 décembre 2017 par lyl

[christian viladrich 7 698]

Salut à tous,

 

Le temps de cohérence ne dépend que de la vitesse du vent en altitude. Le diamètre de l'instrument n'intervient donc pas.

Cela étant, comme la résolution d'un instrument dépend de son diamètre, si la turbu est relativement faible, elle ne sera pas visible dans un petit instrument (cas cité par Lyl).

 

Si on met à part le cas des petits instruments:

- Avec l'ancienne génération de caméras, il y avait un équilibre à trouver entre un temps de pose assez long (pour avoir suffisamment de signal sur chaque image individuelle) et mais pas trop long (pour être proche du temps de cohérence). Le bon équilibre  n'était pas facile à trouver, mais pouvait tourner entre 10 et 25 ms selon les sites , les instruments et le type de turbu..

 

- La bonne nouvelle, c'est que la nouvelle génération de caméra CMOS à faible bruit de lecture (quelques e-) change complètement la donne. Le bruit de lecture négligeable permet d'utiliser des temps de pose très courts, sans que cela nuise au rapport signal / bruit de l'image finale additionnée. Il est alors équivalent d'additionner 1000 poses de 5 ms ou 250 poses de 20 ms. Donc autant faire des poses les plus courtes possibles. La limite est fixée par la cadence max des caméras. Si on peut faire 100 im/s, alors autant poser 10 ms. Si on peut monter à 200 ims/, autant poser à 5 ms.

Cependant, les choses ne sont pas si simples ... il faut aussi penser au logiciel de traitement d'image. Pour que Autostakkert se débrouille, il lui faut quand même des images individuelles qui présentent un rapport signal / bruit pas trop dégradée.

Au final, un temps de pose autour de 10 ms est probablement un très point de départ en lunaire avec ces nouvelles caméras et quand le seeing n'est pas top. On peut remonter jusqu' à 20-25 ms quand le seeing est bon..

 

PS : Lyl ... j'ai un peu zappé ton message car je suis pas mal pris en ce moment ... j'essaie de regarder un peu plus tard ..

 

 

[HAlfie 2 079]

Hello et merci pour toutes ces réponses !!

 

En fait lors de mes précédentes prises de vue il y a un an en lunaire, j'étais d'abord parti sur 4ms, puis j'étais passé et resté à 6ms à F/D 11,5 avec le C9 et l'ASI178mm avec filtre rouge ce qui m'avait donné de très bons résultats à chaque fois que la turbu était bonne.

En voyant plusieurs personnes osciller entre 8 et 13ms (comme Gérard Thérin par exemple et ses images lunaires magnifiques ), je  me demandais simplement si je ne pouvais pas monter à 8ms voire 10ms pour baisser encore le gain et avoir une image encore un peu plus lisse au traitement  car je trouve que sur certaines de mes images d'il y a un an, j'étais un peu limite niveau bruit dans les zones lisses.

 

Il semble donc que rester autour de 10ms semble apparemment le meilleur compromis, à tester en conditions réelles...!

 

@ValereL : merci beaucoup pour tes remarques sympas, ça me fait plaisir et pour te répondre, oui hihi je compte m'y remettre prochainement ! Après je suis assez cyclique en astro, je m'y remets à fond pendant quelques mois puis plus rien pendant 1 an et ainsi de suite, ça dépend surtout du temps dispo vs la vie perso et pro .

 

Merci encore pour vos retours et bonne soirée à vous !

 

[lyl 4 493]

Il y a 4 heures, christian viladrich a dit :

PS : Lyl ... j'ai un peu zappé ton message car je suis pas mal pris en ce moment ... j'essaie de regarder un peu plus tard ..

Pas de soucis Christian, je n'ai jamais plongé dans les profondeurs des écoulements turbulents (le modèle de Kolmogorov), la mécanique des fluides et moi ça fait deux.

Donc je n'ai rien remis en cause de ce que tu as dis. Au contraire, j'ai bien précisé que j'utilise une caméra à faible bruit (pas la meilleure mais bon ...)

En gros mon meilleur résultat c'est à gain faible, forte dynamique et série de poses de la durée la plus courte que j'ai pu : je suis pas loin du tout de la fourchette que tu annonces, mais n'oublie pas que j'ai une monture des plus standard qui vibre ...

Myriam

Modifié 1 décembre 2017 par lyl

[Lucien 11 305]

Bonsoir,

 

Oui, tout a été dit ou presque. Quelques précisions peuvent clarifier les propos ?

 

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- Figer la turbulence ne veut pas dire éliminer son influence : il y a souvent une confusion sur ce sujet. Et malheureusement !

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En photographie ordinaire lorsqu'on fige le mouvement d'un mobile en mouvement à l'aide d'un très faible temps d'exposition,

on peut vraiment dire qu'il est possible de figer le mouvement.

En astronomie, si la turbulence est déformante, tout au plus, on fige une image déformée. Les logiciels ne peuvent totalement récupérer cette affaire.

Sous prétexte de figer la turbulence, si on utilise des temps de pose trop faibles,

on fige bien l'image mais le rapport signal-bruit peut être si médiocre que le logiciel de traitement ne peut s'y retrouver géométriquement.

Tout est affaire de compromis plus ou moins empiriques.

 

TEMPS DE POSE PLUS FAIBLE :

LE POUR :

on fige la turbulence ou bien ça va dans ce sens (comme décrit plus haut)

on obtient de plus nombreuses images

donc plus de chance d'obtenir de bonnes images dans le lot.

 

LE CONTRE :

- le rapport signal/bruit se dégrade à cause du bruit de lecture, du bruit fixe (motifs ou pattern) et éventuellement du bruit de quantification

- la dynamique du capteur diminue sensiblement en augmentant le gain

- il est de plus en plus difficile voire impossible de bien classer les images en qualité si le rapport signal/bruit est trop modeste

- idem pour ce qui est de  compenser les déformations d'images sans repères fiables au milieu du bruit de fond

- temps de traitements allongés,

- taille des fichiers augmentée.

 

Pour ma part, j"ai tendance à ne pas exposer trop court et j’échantillonne au plus juste pour garder un signal suffisant.

Par contre il faudra traiter différemment sans doute : re-échantillonnage avant traitement, Ondelettes, Déconvolution...sinon on peut avoir l'impression d'y perdre (vaste débat) !

 

C'est vrai que plus le capteur est performant en bruit fixe et bruit de lecture, et plus on peut réduire le temps de pose unitaire.

Il est très difficile de mettre tout ça en équation, essentiellement à cause des logiciels de traitement qui comportent des algorithmes avec des paramètres utilisateur et des paramètres internes (cachés)

dont on ne peut présager facilement l'effet final.

D'autant que certains paramètres cachés sont variable en fonction de ce qu'on leur donne à manger !

 

C'est donc un domaine où l'expérience de l'astronome est un facteur important face à un ciel turbulent.

 

Lucien

 

[brizhell 2 670]

Mes 2 sous sur la turbulence :

 

http://brizhell.org/physique_de_la_turbulence.htm

 

Il manque dans cette page l’irremplaçable expérience en planétaire de Christian, mais les effets de la turbulence ainsi que ses causes y sont bien expliquées, ainsi que quelques expériences simples pour faire la mesure du temps de cohérence.

 

Bernard

[guy03 5 017]

Bonsoir

Super intéressant ce poste mais comme durant des années j'ai photographié en utilisant les centièmes de secondes avec mon canon AE1.......Oui je sais ça date! Ensuite avec le numérique idem, là avec les milliémes de seconde j'ai le cerveau qui bug!!! C'est con mais c'est comme ça! Je filme avec une camera zwo asi 120mm et 120 mc et je fais au pif en regardant la qualité de l'image sur mon écran. En attendant je ne sais jamais en centième ce que cela fait donc ce que je fais vraiment!! Ce que je sais c'est que plus le chiffre est grand en ms plus le temps de pose est long! 1ms j'ai capté que c'était 1 milliéme de seconde et que 1000 ms égale une seconde mais entre c'est la cata!!! Merci de ne pas se moquer! lol Je ne trouve pas de tableau ......un petit tableau avec une dizaine de convertions genre de 1 seconde à 1/1000.

[patry 1 975]

C'est bête comme choux, mais effectivement c'est mieux en le disant (ou en le calculant) :

 

1ms  = 1/1000e de seconde

2ms = 1/500s

 

4ms = 1/250s

5ms = 1/200s (ces deux valeurs sont souvent celles de la synchroX, durée d'ouverture totale des rideaux d'un obturateur mécanique transversal. De rares modèles sont plus rapides que le 1/250e, minolta 9xi par exemple)

 

8ms = 1/125s

10ms = 1/100s

16ms ~ 1/60s (valeur largement exploitée de l'époque de la DMK21, également valeur de synchroX des boitiers d'entrée de gamme avec le 1/125e).

 

20ms = 1/50s

25ms = 1/40s

50ms = 1/20s

100ms = 1/10s

200ms = 1/5s

250ms = 1/4s

500ms = 1/2s

1000ms = 1s

 

Avec nos capteurs électroniques, on peut assez largement dépasser le 1/1000e de seconde et alors on parle en micro-seconde (µs) avec 1000µs = 1ms

Sachant qu'une micro-seconde, c'est une éternité déjà pour les processeurs dont on arrive à leur faire faire pas mal de calculs dans cet intervalle.

 

En imagerie, le problème n'est pas tant la capture de l'image (on saurait faire un capteur qui déclenche à la µs et moins), mais sa conversion (il faut convertir des électrons, c'est à dire une tension, en un nombre numérique), puis son transfert vers une mémoire, cela pour chaque photosite (puits de réception de photon) qui deviendra alors un pixel. Et avec le nombre de photosites des capteurs cela prend du temps. D'où la prédominance des CMOS sur les CCD car l’électronique est grandement simplifiée mais c'est là un autre débat.

C'est pour cela qu'il faut distinguer la capture (qui permet de figer la turbulence) de la capture+transfert ce qui donne (peu ou prou) le débit d'image. Tu peux exposer à 1ms tout en ayant 20 i/s !

Tu ne peux pas faire l'inverse par contre, débiter 100i/s avec une exposition au 1/20e !

 

Marc

 

[-ms- 2]

Figer la turbulence :

 

 

On peut atténuer la turbulence (turbulence mitigation), on peut même corriger une partie de ses effets en observant une petite série d'images brutes consécutives mais on ne peut pas la figer c'est à dire faire une correction à partir d'une seule image brute.

Quand on réduit le temps de pose (100ips ou plus), on augmente la probabilité de trouver de meilleures régions dans les images brutes mais aussi la probabilité de trouver des zones homogènes où le rapport signal/bruit est faible. Il devient alors possible d'estimer un modèle de bruit hybride.
Il est probablement possible de "figer" une image déformée si on est capable d'estimer un bruit hybride à partir d'une petite série d'images brutes consécutives.

Par la suite, l'estimation du flot optique permet de "redresser" ces images déformées.

Corriger une partie des effets de la turbulence c'est :

1) estimer le bruit hybride à partir d'une petite série d'images consécutives,

2) estimer le flot optique correspondant aux images précédentes.

Comme dit Lucien, on "fige" des images déformées mais on oublie de prendre en compte l'estimation d'un bruit hybride qui permet de trouver une issue acceptable en attendant de rencontrer Werner Heisenberg pour qu'il nous dise ce que Dieu lui a dit.

On pourrait commencer aussi par redresser les images mais il n'existe pas (à ma connaissance) d'algorithme suffisamment robuste au bruit pour faire cela, par contre, il existe plusieurs approches statistiques pour estimer un bruit hybride et cette piste mérite d'être développée.

Modifié 5 décembre 2017 par ms

[guy03 5 017]

Merci Patry je vais me noter cela sur un petit tableau que je vais garder précieusement !!! Quand je vais utiliser mes caméras je vais mieux savoir ce que je serai entrain de faire !

Modifié 5 décembre 2017 par guy03