spica83

Question échantillonage

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Bonjour;

 

Je possède un Meade LX200 de 254mm de diamètre.

Je voudrais m'acheter une caméra pour faire du planétaire.

Je pensais prendre une ZWO ASI290MM.

Cependant, j'ai utilisé la feuille Excel de Daniel Brocard  (merci à lui pour son travail fort utile  ) afin de vérifier si j'avais un bon échantillonnage avec cette configuration.

Or, d'après le résultat, je serais sur échantillonné. En fait il faudrait que j'arrive à un rapport F/D entre 5 et 7.

Ma question est la suivante:

 

Faut'il que j'achète un réducteur de focale ( par exemple le 6,3) pour obtenir le bon rapport F/D mais alors j'aurais une toute petite image de la planèteà l'écran !!

Ou bien faut'il que je cherche une autre caméra avec laquelle j'aurais un bon échantillonnage avec un grand rapport F/D (afin d'avoir une image de taille correcte sur l'écran)?

 

je ne sais pas vraiment quoi choisir.

 

Merci pour votre aide.

 

 

Marc:)

 

 

 

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Invité chinois02

Bonsoir,

Il ne faut pas oublier que les faibles rapports F/D permettent de raccourcir les temps de pose et donc d'augmenter le nombre d'images à la seconde et de diminuer le bruit des images et, dans ce cas précis, sans perte de détails.

La ASI 290 est grossso modo une cam full HD (1920 sur 1080) avec des pixels de 2.9µm. Le capteur fait 5,61 mm x 3,18 mm.

Tu veux une cam au bon échantillonage à F/D de 10-12, il faut donc des pixels de 6µm de côté environ. Helas, si ton capteur garde la même dimension (5.6mm sur 3.18mm) il aura moins de pixels. sur ton écran full HD ta planète sera de la même taille qu'avec les pixels de 2.9µm car... à un pixel de l'écran correspondra un pixel du capteur, qu'il fasse 2,9 ou 6 ou 20µm de côté.

Si tu veux garder le même nombre de pixels avec des pixels de 6µm de côté, il faudra que ton capteur physique soit plus grand (ici environ 11.2mm sur 6.4mm) là aussi ta planète sera petite, tu n'aura qu'un cadre noir plus grand...

 

Modifié par chinois02

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Regarde cette page de Thierry Legault -> http://www.astrophoto.fr/sampling_fr.html

On peut la résumer en disant que dans le jaune-vert (longueur d'onde de 0.57µm), le F/D maximum est de 3,5 fois la taille du pixel soit environ 10 dans ton cas. A priori, il n'y a rien à acheter, ton tube est bien adapté à cette caméra !

 

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Non, non... :)

Pour faire court sans démonstration un peu longue, pour obtenir le bon rapport F/D correspondant à une caméra en photo planétaire, il faut multiplier par 5 la taille du photosite en micron. 

Avec la 290MM on a donc : 2,9*5=14,5.

Les SC avec un F/D de 10 sont peu adaptés à cette caméra. Il faut soit trouver une barlow qui permette un grandissement réel de 1,5 environ, soit, et c'est sans doute la meilleure solution, passer à un F/D de 25 à 30, ce qui est facile à obtenir avec une barlow 2x grâce au tirage, et utiliser la caméra en binning 2x.

Un peu de lecture, aussi :) 

A quoi sert l’échantillonnage ?

Modifié par Christophe Pellier
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Christophe, J'ai le souvenir vague d'une conversation avec un prof de Clermont où il était question que 2 informations permettent d'obtenir la fréquence d'un signal périodique (Shannon Nyquist ) mais qu'il faut 3 informations pour obtenir l'amplitude dudit signal...

Je ne vois aucun problème au fait de sur échantillonner; par contre sous échantillonner, c'est se couper l'herbe sous le pied...

 

perso, je n'ai jamais utilisé de formule toute faite pour revenir à la base : 2 à 3 pixels pour l'info la plus fine attendue du tube optique...

Modifié par Pascal C03

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Pascal, ce que tu dis est exactement ce que je dis, avec d'autres mots !

En planétaire le bon échantillonnage c'est plus 3 photosites pour le pouvoir séparateur que 2, car par rapport aux formules, il faut rajouter un étage dans le raisonnement : la résolution dépend en grande partie de la capacité d'une instrumentation à détecter les variations des micro-contrastes. Or, cette détection sera toujours meilleure si les micro-contrastes en question s'étalent sur un nombre de photosites plus grands. Evidemment, c'est dans la limite des conditions d'observation, de la qualité des optiques, etc. Donc il faut viser entre 2 et 3. De façon très empirique cet échantillonnage s'obtient grosso modo en multipliant par 5 la taille du photosite de la caméra (il y a moyen de le démontrer, c'est dans le bouquin)

  • Merci 1

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Tout d'abord merci à vous tous pour vos explications.

Je ne sais pas si j'ai tout compris mais d'après vos explications, il faudrait que j'obtienne un rapport F/D de 14,5 ( 2,9 X 5 ) avec cette caméra.

 

En utilisant une Barlow de 1,5X je serais à F/D: 14,7 donc bon.

Mais en entrant ces données dans la feuille Excel, je constate que je serai sur échantillonné.

 

thumbs_echantillonnage.png

 

Est-ce un problème?

 

Marc:)

 

 

 

 

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Ok Christophe.

Le problème que j'ai relevé ces derniers jours - maintenant, je vais me coucher après plusieurs nuits à 4 h  9_9- c'est que l'image d'un étoile montre la tache d'Airy pour des temps de pose de 1 ms à la rigueur 2ms mais à partir de 3 ms, on a des grumeaux... Pour Mars, il est possible d'imager entre 1 et 2 ms mais pas pour Jupiter et encore moins Saturne...

 

Il faudrait pouvoir garder ce temps de pose de 1ms même à 3 infos / pixel... Or l'image agrandie et filtrée perd toute sa luminosité...

Du coup, j'ai un doute sur la priorité à l'échantillonnage... :ph34r: N'est-ce pas mieux, une priorité au temps de pose ?

 

 

A quand des caméras avec intensificateur ? genre 30 photons pour 1 capté...

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 je pense qu'un léger sur-échantillonnage ne pose pas de problème !

 je tourne bien avec la 178mm à f/d de 20 avec le 300  !  ce n'est pas bon mais ça fonctionne tout de même et moi je suis presque au double de ce qui est prescrit ! 2.2 x5 ; 11  f/d de 20 !

 polo

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Le problème de sur échantillonner, c'est d'étalé le flux sur trop de pixel et donc de perdre en contrastre. Après il y a une certaine latitude ;)

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Il y a 3 heures, spica83 a dit :

Mais en entrant ces données dans la feuille Excel, je constate que je serai sur échantillonné.

 

Je ne vois pas bien comment est fait le calcul. Peut-être que cette feuille vise autre chose que le planétaire ??

Après il faut voir comment s'entend le terme de suréchantillonnage sur cette feuille. Si elle pose que le bon échantillonnage c'est un photosite pour le pouvoir séparateur, c'est sûr qu'à F/15 tu es suréchantillonné. Mais comme expliqué plus haut la bonne valeur c'est entre 2 et 3 pour le PS. Et là, il faut du F/15 avec la 290MM.

Il y a 3 heures, Pascal C03 a dit :

Du coup, j'ai un doute sur la priorité à l'échantillonnage... :ph34r: N'est-ce pas mieux, une priorité au temps de pose ?

C'est un dialogue constant entre l'échantillonnage et les conditions... ! Moins bonnes elles sont,  plus courte pourra être la focale...

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Merci encore à tous pour ce débat.

Fort de tous ces renseignements je vais pouvoir choisir correctement une caméra.

 

Merci 

Marc:)

 

 

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Il est vrai que l'on trouve plusieurs versions pour calculer échantillonnage optimal du planétaire et donc le F/D en fonction du diamètre et de la longueur d'onde

Personnellement je préfère exprimer cela en image :

 

echantillonnage.jpg.f1f6cb52c5bf85dc304bfd8ffc8df5ea.jpg

La première ligne montre une source ponctuelle centrée sur un pixel

La seconde quand la source est partagée, cas le plus probable

Donc pour atteindre la limite de diffraction x3 est le minimum, x4 c'est mieux et x5 est le top mais impose un F/D important.

x4.5  serait optimal.

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@Pascal C03

Pour définir le pouvoir séparateur, il faut s'accorder sur un critère, lié.

 

C'est assez théorique finalement, puisque c'est basé sur 2 étoiles de même intensité i.e. même tâche d'Airy à la même intensité, qu'on rapproche. Quelle est la limite à laquelle on ne peut plus les distinguer? c'est justement le critère définissant le pouvoir séparateur et il y en a plusieurs.

Par exemple le critère de Dawes est atteint quand le creux de luminosité entre les 2 étoiles n'est plus que de 1% en dessous du max. (assez proche de la limite de diffraction d'ailleurs qui est un autre critère).

En pratique ça marche pas mal pour la photo planétaire en prenant lambda=400nm.

De là on applique shannon Nyquist plus une petite marge et on arrive à la formule ultra simple donnée par Christophe:

 

F/D = 5p. 

 

Cette formule garantit un bon échantillonnage minimal pour des longueurs d'onde de 400nm et plus.

(c'est pas suréchantillonné, c'est le minimum vital)

 

On peut ajuster un peu : 7 sur Mars, c'est lumineux et petit, ou alors 3 en solaire Halpha, à 656nm.

 

Pour des pixels de 3.75 on va donc travailler avec un F/D de 19 ou un peu plus en planétaire. Si c'est très calme on a intérêt à monter un peu plus, 24 ou 25.

 

à mon avis c'est une bonne taille de pixels pour un tube à F/D 10, tu peux travailler avec une barlow x2.

Attention au tirage si tu utilises un ADC, dans ce cas il faut plutôt une barlow à longue focale démontable ou alors une (quasi) télécentrique comme la powermate x2 pour se retrouver entre x2 et x2.5 au niveau du capteur.

 

 

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Il y a 6 heures, olivdeso a dit :

F/D = 5p. 

 

A la réflexion, on a intérêt à avoir les pixels les plus petits possibles pour gagner en luminosité...

 

En effet la formule est simple... Merci . Je vais tester la différence puisque je pensait imager à F/d 15 mais j'avais oublié de retirer le réducteur de focale sur le petit Mak...

 

Maintenant, il y a son interprétation comme pour toutes les lois...

 

Il y a 6 heures, olivdeso a dit :

Si c'est très calme on a intérêt à monter un peu plus, 24 ou 25

 

Et cette interprétation du très calme est assez difficile à quantifier avec précision... (Je rêve d'un outil qui me donnerait une image simple et précise de la turbulence en temps réel. genre LIDAR 9_9)

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CPI-Z

J'aime bien cette représentation qui est très "parlante" pour moi.

Je comprends un peu mieux ce que je dois rechercher.

 

Merci à tous.

 

Marc:)

 

 

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Je ne voudrais pas qu'il y est mauvaise interprétation du schéma proposé.

La résolution d'un télescope est de R = 1.22L/D ce qui correspond à l'angle en radian entre le centre et le premier anneau sombre de l'image de diffraction d'une étoile en condition optimale et produite par le télescope.

L : longueur d'onde

et D diamètre du télescope

L et D doivent être dans la même unité. Donc R est un angle exprimé en rd. En seconde d'arc cela donne  R (°) = Arctang( 1.22L/D*180/Pi())*3600

Pi()= 3.1415 et 3600 = 60x60

Remarque, R est petit

Cet angle donne une image, une distance d (distance du centre au premier anneau) pour une focale F résultante donnée.

d/F = tan(R)

hors R est petit donc tan(R) = R lorsque R est en exprimé en rd

d/F = R ou F = d/R ou d = RF

avec F = focale résultante

R = 1.22L/D

d = distance de la résolution à F focale résultante

Exemple :

L = 555nm ou 0.000555mm

D = 200mm

R(rd) = 3.386E-6rd ou 0.698"

Pour F=2000 (F/D = 10) cela donne d = 0.00677mm ou 6.77micron

Si dans le schéma on choisi x5 comme valeur, (R répartit sur 5 pixels), il faudrait des pixels de 6.77/5 = 1.35micron (des pixels de 1.35micron adaptés pour F/D=10 n'existent par encore sur le marché à ma connaissance)

Si l'on dispose que de pixels de 3.75micron au lieu de 1.35micron, il faut donc augmenter la focale pour que R couvre 5 pixels, soit de 3.75/1.35 = 2.777

F passe à 2000x2.777 = 5554mm  ou F/D = 10*2.777 = 27.77

 

On peut écrire cela autrement

R = 1.22L/D

d = RF

d = K pixels (K = 1, 2, 3, 4, 5, 6 pixels du schéma)

Kp = 1.22L/D*F ou Kp = 1.22L (F/D) avec K nombre  de 1 à 6, p pixel en micron et L onde en micron.

ou (F/D) = Kp/(1.22L)

exemple K = 5 , p = 3.75micron, L = 0.555micron => (F/D) = 27.7

 

Donc chacun en fonction du K choisi dans le schéma peut calculer le F/D résultant fonction de son F/D d'origine, son système grandissant (barlow) et la taille des pixels de sa caméra.

Après d'autres facteurs rentrent en compte, la qualité des optiques, l’obstruction, les turbulences, le temps de pose le plus court possible, le rapport signal bruit de l'enregistrement ... et le traitement numérique sur un grand nombre d'images (entre 5000 et 10000i, déconvolution, ondelettes ...) qui permet d'augmenter la résolution.

 

Voici une de mes meilleure Saturne

T180  F/D 28  p=3.75micron 5330i retenues sur 8075, AS3 WinJupos Iris déconvolution Vancittert

j4.jpg.4bf1404a3dafd5166c6b165927d10f08.jpg

On perçoit quelques taches au tropic et sur une bande du disque dont je n'ai pas pu vérifier l’existence sur une autre image de Saturne du même jour et de meilleure résolution.

On remarque aussi des divisions inexistantes sur les anneaux dues à la déconvolution.

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Le 01/08/2018 à 17:54, spica83 a dit :

Faut'il que j'achète un réducteur de focale ( par exemple le 6,3) pour obtenir le bon rapport F/D mais alors j'aurais une toute petite image de la planèteà l'écran !!

 

Si l'échantillonnage est correct, la taille de la planète sera optimale.

 

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en l'occurrence, c'est pas un réducteur, mais plutôt une barlow x2 qu'il faudrait pour atteindre le bon échantillonnage.

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