Fwhm et rapport f/d

[ClaudeS 3 535]

il y a 14 minutes, Nathanael a dit :

Possible, j’essayerais en posant plus longtemps avec le diaphragme pour compenser ce biais.

Nathanaël

Ou l'inverse Nathanaël. Dans un rapport de 6 entre 100mm et 250mm

[Nathanael 6 840]

Oui 10s doivent suffire pour intégrer la turbulence.

Par contre j’ai pas regardé précisément mais le premier anneau à f4 doit pas être bien plus gros que la tâche d’air elle même a f10?
Quoi qu’il en soit je referai le test c’est tellement vite fait avant de lancer les poses

Nathanaël

[ClaudeS 3 535]

il y a une heure, Nathanael a dit :

Par contre j’ai pas regardé précisément mais le premier anneau à f4 doit pas être bien plus gros que la tâche d’air elle même a f10?

C'est bien cela Nathanaël. Une tache d'Airy de seeing et un premier anneau à F4 et une tache d'Airy uniquement à F10. Si tu réduis le temps de pose de 60 secondes à F10 et 10 secondes à F4, tu devrais améliorer la valeur du seeing et de plus ne plus intégrer le premier anneau à F4. J'espère que cela va être concluant.

Il y a un rapport 2 (2.44 pour 1.22) entre les deux. Si j'ai 5.08 µm à F4 et que je multiplie par 2, j'ai 11µm. A f10 j'ai 12.5µm. La tache d'Airy est un peu plus grosse à F10 qu'à F4 avec son premier anneau. Bon, c'est sans faire intervenir la turbulence qui est moins prégnante à 10 cm qu'à 25cm, mais si le temps de pose est plus court cela devrait contrebalancer.

ClaudeS

PS: C'est assez nouveau pour moi car je n'ai jamais dépassé 5 secondes de pose (1 à 5 en CP). Je suis toujours resté dans une zone grise où les valeurs sont soit proches des valeurs du PS de l'instrument, soit proche des valeurs du seeing longue pose selon la qualité du ciel

[Nathanael 6 840]

 

Il y a 3 heures, Anton et Mila a dit :

Bon, c'est sans faire intervenir la turbulence qui est moins prégnante à 10 cm qu'à 25cm,

Comparativement ok. Mais un 250 donnera toujours des images plus fines qu’un 100mm toutes choses égales par ailleurs. Seulement la turbulence est moins pénalisante pour un 100mm en proportion. On perd moins en résolution. Mais comme on part de beaucoup plus bas, on n’arrive pas à y gagner quand même.

Bon ton histoire de premier anneau m’interpelle parce que pour le moins, les images devrait être identiques. Là on y gagne. F/d pour moi, la seule explication que j’y vois pour l’instant c’est celle là. Le débat reste ouvert, à suivre avec d’autres images.

Nathanaël 

Modifié 17 juin 2021 par Nathanael

[ClaudeS 3 535]

Comment mesures-tu la FWHM de tes clichés?

 

Je ne sais pas si ce cliché peut t'aider.

E=0.15" d'arc/p

Séparation de centre à centre=1.0" d'arc

J'ai mesuré la taille de chaque tache: 1.1" d'arc soit une FWHM de 0.55" d'arc.

 

Ma mesure de FWHM avec FWHM.exe à partir de la tache unitaire de l'image de l'écran me donne 2.25, soit 2.25 pour 1.1" alors que la FWHM de l'étoile du cliché est de 0.55" d'arc. Il y a un rapport de 4 entre les valeurs. Tu as quoi?

 

C'est pour cette raison que je m'assoie un peu sur toute ces discussions sur la FWMH. Pour moi, elle ne sert qu'à affiner la mise au point par la mesure d'une taille de tache sur un écran d'ordinateur avec ce logiciel du moins. Il ne faut pas en tirer une conclusion sur la résolution d'un cliché. ici j'ai 1" d'arc.

 Pour les autres mesure donner par d'autres logiciels, je n'en sais rien car je n'ai jamais fait d'autre mesures autrement.

 

 

Modifié 26 juin 2021 par Anton et Mila

[Roch 1 898]

Il y a 1 heure, Anton et Mila a dit :

J'ai mesuré la taille de chaque tache: 1.1" d'arc soit une FWHM de 0.55" d'arc

Attention, la fwhm n'est pas la moitié de la taille de la tache, mais la taille de la tache produite avec une luminosité moitié moins importante qu'au centre. C'est pas pareil.

 

Il faut que tu mesures la taille de l'étoile si tu te positionnes à un niveau exactement entre le fond de ciel et le maximum de l'étoile.

 

Je pense au contraire que c'est une très bonne indication de la résolution d'un cliché, si c'est mesuré correctement. C'est à dire sur une étoile isolée, non saturée ( sur aucune brute y compris les plus piquées ), avant tout traitement type déconvolution et en visualisation linéaire, évidemment.

Idéalement, si on aligne en n'utilisant qu'une étoile, il ne faut pas prendre la même car elle sera forcément meilleure que les autres.

 

Le facteur qui détermine la précision de la mesure c'est comment le logiciel définit le point maximum ou minimum. Si l'étoile diffuse un peu, ben le minimum sera souvent trop haut car estimé trop proche de l'étoile ; c'est la raison pour laquelle dans IRIS par exemple, quand on fait une sélection plus large autour de l'étoile, on trouve une fwhm plus élevée.

Trouver le bon maximum pose problème aussi quand on a une étoile étalée sur peu de pixels ; le pixel central n'a pas un maximum aussi élevé que ne l'aurait le centre parfait. Dans ce cas là, la fwhm est surestimée.

Enfin, si tu mesures la fwhm d'une étoile double comme ici, tu peux effectivement trouver des valeurs aberrantes.

Mais à vue de pif, vu que tu as une double assez facilement séparée de 1" ici, mais qu'on voit encore pas mal de lumière entre les deux centres, ben je dirais 1" de fwhm environ.

Modifié 26 juin 2021 par Roch

[ClaudeS 3 535]

Effectivement @Roch, il doit y avoir 50% de luminosité entre les deux composantes, car la limite de Rayleigh est de 0.9" pour 152mm (33% de chute ). Ici, il n'y a que la coupure UV/IR. Donc à 1" de séparation, 50% cela peut coller. Donc, 1" en FWHM comme tu le présentais.

Je commence à comprendre un peu mieux....

Il y a 2 heures, Roch a dit :

Enfin, si tu mesures la fwhm d'une étoile double comme ici, tu peux effectivement trouver des valeurs aberrantes.

je n'ai pris qu'une des composantes dans la mesure, mais c'est vrai, j'aurai du prendre un couple un peu plus séparé avec un minimum égal avec le fond du ciel tout autour. Je dois avoir cela.

[ClaudeS 3 535]

ici j'ai Allula Australis avec un empilement avec astrosurface de 2041 images sur 4093 sans aucun traitement supplémentaire, en .tif.

2041 images de 6.6ms soit un cumulé de 13,5 secondes.

Alula Australis_004657__100r_24T_2041reg.tif

Alula Australis_004657.txt

 

avec le logiciel, je tombe presque sur mes pattes avec 0.9" de FWHM qui est le PS de l'instrument selon Rayleigh. en fait la mesure passe de 0.8 à 1 en fonction du grossissement de l'image (200% à 800%).

ici j'ai E:0.185"/p pour 11 pixels de centre à centre, et une séparation de 2.1" d'arc à la date de l'acquisition.

 

Tu penses que cela tient la route cette mesure @Rochsur l'étoile principale? j'ai pris volontairement une double pour ne pas avoir de litige sur la résolution du cliché.

 

Pour le CP, je conclue d'après ce que j'ai compris d'un échange avec @Colmicpour l'optimisation de la résolution en longue pose:

• Je prends la valeur du seeing donnée par la météo, puis une acquisition d'image du temps de pose recherché (plusieurs secondes) avec E=1/3 de la FWHM seeing, empilement, puis mesure de la FWMH du cliché en .tif sur une étoile non saturée du cliché, et nouvel échantillonnage E=1/3 FWHM mesurée pour les acquisitions suivantes.

J'espère avoir été clair.

claudeS

 

 

 

 

Modifié 26 juin 2021 par Anton et Mila

[Pyrophorus 526]

On 6/26/2021 at 12:32 PM, Roch said:

Le facteur qui détermine la précision de la mesure c'est comment le logiciel définit le point maximum ou minimum. Si l'étoile diffuse un peu, ben le minimum sera souvent trop haut car estimé trop proche de l'étoile ; c'est la raison pour laquelle dans IRIS par exemple, quand on fait une sélection plus large autour de l'étoile, on trouve une fwhm plus élevée.

Trouver le bon maximum pose problème aussi quand on a une étoile étalée sur peu de pixels ; le pixel central n'a pas un maximum aussi élevé que ne l'aurait le centre parfait. Dans ce cas là, la fwhm est surestimée.

Enfin, si tu mesures la fwhm d'une étoile double comme ici, tu peux effectivement trouver des valeurs aberrantes.

 

C'est tout à fait exact.

Maintenant, il faudrait tout de même en revenir aux fondements mathématiques pour comprendre un peu mieux. Les logiciels calculent la fwhm en essayant de superposer à la tache lumineuse une fonction continue (gaussienne, fonction d'Airy ou je ne sais quoi d'autre). La manipe a un sens si l'on dispose d'assez de points pour faire "coller" la fonction continue avec les données observées. Plus on en a, et plus le résultat a des chances d'être significatif. (Par parenthèse, c'est un problème connu du traitement d'images en informatique: il y a des tas de gens qui font comme si les images pouvaient être représentées par des espaces compacts comme R ou R2, et utiliser dessus des fonctions analytiques. Parler  d'une gaussienne sur un espace discret, c'est mathématiquement stupide et il ne faut pas s'étonner si ça ne marche pas aussi bien qu'on l'aimerait).

Ici, on discute sur des taches de trois ou quatre pixels de large. Par trois ou quatre points, on peut faire passer tout ce qu'on veut comme fonction continue, même si on se cantonne à un type particulier, comme une gaussienne (dont, comme le fait remarquer Roch, on ne connaît même pas le maximum). Autrement dit, il n'y a pas de solution, même approchée au problème et c'est d'autant plus vrai que la tache est petite. Comment font les logiciels pour donner quand même une valeur, même si c'est impossible en théorie ?  Lucien pourra sans doute répondre à la question s'il le veut bien, et je ne doute pas que les logiciels font de leur mieux, mais il ne faut pas se laisser abuser par la rigueur apparente des valeurs numériques. C'est une extrapolation qui poussée trop loin n'a plus aucun sens.

En dessous d'un certaine valeur, ce n'est pas réellement une fwhm que fournissent les logiciels, mais une valeur estimée de la taille de la PSF, ce qui n'est déjà pas mal. Essayer d'en tirer des comparaisons, comme s'il  s'agissait de valeurs rigoureuses est AMHA totalement dépourvu de sens physique. On  ne discute  plus sur le phénomène, mais sur les limites de l'instrumentation et de son interprétation par les logiciels.

 

Donc, cher @Nathanael, si tu veux une réponse sérieuse à ta question, utilise un capteur avec des pixels dix fois plus petits (si ça existe). Tes comparaisons auront alors un peu plus de sens.

 

Bien cordialement,

[Nathanael 6 840]

Bonjour à tous,

@Anton et Mila pour mesurer la Fwhm j’utilise iris ou maximdl ou prism ou astro art ou siril mais il y en a d’autres. Les versions démo suffisent généralement. Je n’ai pas essayé sur tes images car justement il n’y a qu’une étoile. Souvent je passe sur plusieurs étoiles non saturées pour m’assurer qu’il y ait une cohérence dans les mesures (il y a parfois des valeurs aberrantes dans les deux sens).

@Pyrophorus je ne comprends pas bien ce que tu veux dire. C’est le fait qu’il n’y ait que 3 à 4 pixels de Fwhm qui te gêne? Il en faudrait 30 ou 40 pour que ça ait du sens selon toi?

 

Quoi qu’il en soit j’ai mis un peu plus haut des images .fit qui permettront à chacun de se faire une idée avec le logiciel de son choix. Les images sont à 0,5´´/p, T245mm f4 +asi 183 (2,4um). F10 avec le diaphragme de 100mm. Je refais dès que l’occasion se présente des images avec 6x + de temps de pose à 100mm pour être à rsb équivalent si des fois ça change quelque chose.

Nathanaël

Modifié 1 juillet 2021 par Nathanael

[Pyrophorus 526]

Bonjour,

 

Je veux dire qu'avec trois ou quatre points seulement il y a quantité de solutions possibles pour calculer une "FWHM".

Imagine que tu étudies le trajet d'un véhicule entre deux villes: tu connais sa vitesse au début et à la fin du trajet (0 km/h) et à trois ou quatre points régulièrement espacés. Tu peux supposer que sa vitesse est constante autour de ces points (interpolation) et en déduire une durée du trajet, mais tu m'accorderas sans doute qu'avec aussi peu d’information, cette estimation a de bonnes chances d'être complètement fausse. Il suffit par exemple qu'une des mesures se fasse quand le véhicule passe sur un ralentisseur ou soit provisoirement en excès de vitesse pour fausser complètement l'estimation. Il faudrait évidemment avoir un enregistrement quasi continu de la vitesse du véhicule pour obtenir quelque chose de réaliste.

C'est le même problème ici. Ce n'est pas parce que les logiciels donnent un résultat que celui-ci a un sens, ou plus exactement, l'incertitude sur cette estimation, d'autant plus grande que le nombre de points de mesure est faible rend absurdes des raisonnements basés sur des valeurs trop précises. En  instrumentation physique, un résultat n'a aucune valeur s'il n'est pas accompagné de son incertitude. Et dans le cas qui nous occupe, l'incertitude sur l'incertitude () est totale.

Tu publies des résultats au centième de pixel près, mais comment peux-tu être sûr que ces décimales sont réellement significatives ? Pour moi, il est extrêmement probable qu'elles ne le sont pas.

 

Sinon, je me suis un peu laissé emporter par mon élan en parlant d'un échantillonnage dix fois plus serré. Comme on est déjà dans l'ordre de grandeur de la longueur d'onde du visible, ça ne donnerait probablement rien.

 

Bien cordialement,

[Nathanael 6 840]

Ok j’ai compris

Alors en ce qui concerne les chiffres significatifs effectivement j’ai juste copier coller sans chercher à savoir si le 1/100 de pixel ou de ‘´ avait du sens.

Mais pour moi, entre 2,3’´ et 1,7´´ il y a une vraie différence surtout que ce n’est pas aléatoire (sur 8 images quand même).

Je redis quand même le sens de mon propos et de ma démarche : j’ai remarqué sur de nombreuses images que le même télescope donne des images plus fines a f10 qu’à f6 qu’à f4. Je ne peux pas le prouver, d’ailleurs je m’en fiche, j’essaye juste de comprendre pourquoi.

Que certains trouvent ça absurde ou n’y prêtent pas attention, je peux parfaitement le concevoir. Je ne peux pas non plus leur donner tort.

Mais si ça intéresse quelques-uns de creuser la question, ça pourrait être pas mal sachant qu’à la clé il y a 10 ou 20% de résolution à gagner avec une simple barlow

Donc, pour ceux que ça intéresse, un imageur à f4 environ, un carton, une dizaine d’images (a rsb égal) et on en reparle. Si tous les résultats convergent c’est qu’il y a quelque chose à comprendre. Sinon c’est que j’ai trop rêvé de cieux plus cléments

Nathanaël 

Modifié 1 juillet 2021 par Nathanael

[Pyrophorus 526]

Bonjour,

4 hours ago, Nathanael said:

Que certains trouvent ça absurde ou n’y prêtent pas attention, je peux parfaitement le concevoir. Je ne peux pas non plus leur donner tort.

 

En paraphrasant O.Wilde, je dirais volontiers qu'il n'y a pas de question absurde mais que les réponses le sont souvent.

J'ai simplement peur que ta recherche n'aboutisse pas vraiment car il y a trop d'inconnues et que l'instrument de mesure est trop imprécis.

 

Bien cordialement,

[brizhell 2 630]

Si ça peut aider :

 

https://www.btregon-astro.org/home/comprendre-la-turbulence/

 

 

[ALAING 58 867]

Pfiouuuuuu sacrée démonstration Bernard

J'avoue que je n'ai pas revérifié les formules

Bonne soirée,

AG

[Nathanael 6 840]

Il y a 2 heures, Pyrophorus a dit :

J'ai simplement peur que ta recherche n'aboutisse pas vraiment car il y a trop d'inconnues et que l'instrument de mesure est trop imprécis.

Ça peut en effet, pas bien grave on s’amuse 

Nathanaël 

[brizhell 2 630]

7 hours ago, Nathanael said:

Alors en ce qui concerne les chiffres significatifs effectivement j’ai juste copier coller sans chercher à savoir si le 1/100 de pixel ou de ‘´ avait du sens.

 

Ben en fait c'est le piège, dans tout signal, il faut considérer le signal et les sources de bruit, et du bruit, il y en a partout et de différentes nature. Pour ce qui est de la turbulence, il y a du bruit temporel et du bruit spatial (et le pire c'est que les deux sont liés) partout.

Donc apprendre a faire le tri est un travail long, et il faut juste décomposer tout ça de manière méthodique et voir ou se cache chaque piège.

Il est possible que ce bruit spatial réduit à F/D long soit juste la conséquence d'une turbulence moins forte au moment de l'essai. Ensuite les règles concernant l'acquisition et qui sont très bien décrites par @christian viladrich

 dans ses bouquins, et ses présentations permettent d'affiner les conditions d’acquisitions (setup et camera) et de faire le tri sur les sources de bruit que l'on ne peux pas contrer.....

L'idéal (et encore) serait de disposer d'un setup indépendant de mesure du seeing courte pose proche du télescope d'acquisition pour valider ton hypothèse. Mais là, même si ce n'est pas hors de portée des setup amateur, ça va commencer a ressembler à une usine à gaz....

[brizhell 2 630]

1 hour ago, ALAING said:

J'avoue que je n'ai pas revérifié les formules

 

Suis sur que tu pourrais ...

[christian viladrich 7 672]

Bonjour à tous,

Une simu Zeemax qui montre que le F/D n'a aucune influence sur le FWHM mesurée en seconde d'arc:

https://www.fpi-protostar.com/bgreer/seeing.htm

 

L'erreur est de penser que le defocus dû à la turbu est identique quelque soit le F/D, alors qu'il dépend du F/D.

 

Dit autrement, le defocus augmente avec le F/D, mais comme la profondeur de mise au point augmente avec le F/D, les deux effets se neutralisent.

[jldauvergne 15 104]

Le 20/04/2021 à 16:03, Nathanael a dit :

suis quasiment sûr (images à l'appui) que plus le rapport f/d augmente, plus la fwhm diminu

D'autres causes sont possibles. Mise au point moins precise à f4 et plus grande sensibilité aux dilatations.

L'echantillonage peut jouer aussi. Si une étoile fait 0.5 pixel mais qu'elle tombe par mal chance à la croisée de 4 pixels tu l'as verra 4 fois plus grosse qu'elle n'est. Je prends un cas limite volontairement. Mais ton equipement est il bien echantilloné pour aller jouer dans la zone 1" ?

Modifié 16 août 2021 par jldauvergne

[Nathanael 6 840]

Bonsoir

Il y a 4 heures, christian viladrich a dit :

Une simu Zeemax qui montre que le F/D n'a aucune influence sur le FWHM mesurée en seconde d'arc:

https://www.fpi-protostar.com/bgreer/seeing.htm

 

L'erreur est de penser que le defocus dû à la turbu est identique quelque soit le F/D, alors qu'il dépend du F/D.

 

@jgricourt avait déjà donné ce lien ici.

Il me semble, comme je le développe là, qu'il manque un élément dans le lien cité. Certes, le défocus est lié au f/d donc est 3x plus important à f12 qu'à f4. Mais l'angle qu'il représente est moindre à cause de l'échantillonnage. En mm, la tâche liée au défocus est la même quelque soit le f/d (voir schéma) mais en " d'arc  elle est moindre à f/d long. Ceci uniquement pour la composante longitudinale de la turbu.

Il y a 4 heures, jldauvergne a dit :

D'autres causes sont possibles. Mise au point moins precise à f4 et plus grande sensibilité aux dilatations.

L'echantillonage peut jouer aussi. Si une étoile fait 0.5 pixel mais qu'elle tombe par mal chance à la croisée de 4 pixels tu l'as verra 4 fois plus grosse qu'elle n'est. Je prends un cas limite volontairement.

Oui, tu as raison, il y a d'autres causes possibles pour lesquelles mes images s'améliorent "un peu" avec le f/d. En dehors de l'argument théorique que j'avance ci-dessus (mais qui est peut-être faux et dans ce cas il doit être assez simple d'expliquer pourquoi), je ne vois pas ce qui peut expliquer un tel phénomène.

Il serait intéressant d'avoir d'autres retours d'astrams qui imagent à différents f/d avec un même objectif.

Dans tous les cas, si je reste pragmatique, l'essentiel pour moi est d'ajuster le champ (donc le f/d) à l'objet visé puisque quelle qu’en soit la raison (map, dilatation, f/d ou autre) j'obtiens de meilleures images, statistiquement, avec un long f/d.

Nathanaël

 

[jldauvergne 15 104]

Il y a 1 heure, Nathanael a dit :

En mm, la tâche liée au défocus est la même quelque soit le f/d

c'est ça qui est faux. Le défocus va élargir plus si il y a plus de focale. Ce qui est constant c'est la taille angulaire, donc pas la taille physique. 

[ClaudeS 3 535]

La taille angulaire ne dépend que du diamètre de l'optique, et la taille dans le plan focale que du F/D. C'est pourtant simple. Pour un même capteur, avec un F/D plus long, tu as plus de photosites en jeu pour le calcul de la FWHM. Une meilleur détermination de la courbe de gauss et donc une meilleure estimation de la largeur à mi hauteur. Si il y a une optimisation de la valeur, elle vient de là. Perso, avec une apo de 152mm, je ne voit pas de changement de la FWHM, avec les Barlow 2X et 3X, tout au plus une légère détérioration, mais je passe de F/D7.9 à F/D27.5, et la barlow a l'air de légèrement détériorer l'image issue de l'objectif, au centre de l'image, dans le centre du plan focal. Mais je m'y retrouve sur le champ avec la barlow.  A F/D 27.5, je suis à 6X le PS, et je ne voit pas d'amélioration notable par rapport au F7.9.

La morale de l'histoire: prendre la meilleure Barlow possible, et le meilleur RC si on regarde au cul de l'instrument. Il en faut des tunes dans cette p....n de passion.

ClaudeS

Modifié 17 août 2021 par Anton et Mila

[ClaudeS 3 535]

A voir maintenant si les calculs de FWHM ne sont pas faussés par l'obstruction en pause courte, et à partir de quel pourcentage. En étant basique, je dirais que pour 50% obstructions, elle serait multipliée par 2 quelques soit l'état de la turbulence, du fait que le logiciel prend en compte le premier anneau en entier dans le calcul, soit 2.06 au lieu de 1.029.

[Nathanael 6 840]

Il y a 11 heures, jldauvergne a dit :

c'est ça qui est faux. Le défocus va élargir plus si il y a plus de focale.

Ben non. Le defocus augmente, oui, mais la tâche reste de la même taille millimétrique à cause de l’angle d’incidence dû au f/d. C’est ce qu’on voit sur le schéma ci-dessous. C’est contre-intuitif j’en conviens. En rouge sans turbu, en bleu la turbu défocalise (3x plus à f12 qu’à f4).

Modifié 17 août 2021 par Nathanael