F/12,4 et F/3,9 c'est pareil en CCD?

[Joël Cambre 1]

Voilà l'article qui me trouble (aperçu sur un autre forum): http://home.earthlink.net/~stanleymm/f_ratio_myth.htm
Et les deux images prises avec un CN-212 posant à 10mn à F/12,4 et même durée à F/3,9. Qu'en pensent les pros de l'imagerie? On vit assis sur des mythes???

On laissera de côté le pb du champ sur le ciel qui est évident car la focale est différente. Je ne parle ici que du pb du temps de pose. On m'avait dit (à diamètre égal) : si F/4 = 1 heure de pose, F/8 = 4 heures de pose. Or que voit-on sur ces 2 clichés? En 10mn de pose on ne gagne pas en magnitude entre F/12,4 et F/3,9, alors qu'en théorie on devrait poser au moins 8 fois plus longtemps pour obtenir le même résultat. D'après l'auteur de l'article (en anglais) ça vient du fait que ces rapports de temps de pose viennent du monde de l'argentique et ne seraient plus valables en CCD.

[Ce message a été modifié par Joël Cambre (Édité le 23-04-2005).]

[Ce message a été modifié par Joël Cambre (Édité le 23-04-2005).]

[Ce message a été modifié par Joël Cambre (Édité le 23-04-2005).]

[frédogoto 2 006]

en fait ces photos ne nous renseignent pas sur les evetuelle deformation (agrandissement ou retrecissement) géometrique des images.
avec un 212, la qt de lumière est la même quelques soie sa config (a un pouieme pres), ce n'est que la focale qui change, mais la qt d'energie reçue est la meme pour une surface d'objet donnée ! : il faut raisoner, dans ce cas en luminausité surfacique qui - elle , a diametre equivalent - , est invariable

[Eric 0]

L'image à f/3,9 est plus contrasté.Les zones sombre de la nebuleuse sont plus sombre qu'à f/12,4.
Par contre les etoiles sont plus fine à f/12,4.

[Ce message a été modifié par Eric (Édité le 23-04-2005).]

[Bruno- 3 979]

Voilà un sujet passionnant, d'autant qu'il va à l'encontre de ce que je crois. Malheureusement, la page que tu indiques est trop imprécise. Par exemple les deux images de comparaison ont la même taille, or les focales étaient différentes. Il a agrandi l'une des images ? En faisant comment ? Il aurait mieux valu garder les images dans leurs tailles originales. Ou alors ce n'était pas avec la même caméra ? Ça fausserait tout ! Bon, bref, la magnitude limite et la résolution sont en gros les mêmes, et c'est étonnant (pour moi).

Quant à son analyse, pour moi elle est imprécise car il ne parle pas de l'échantillonage. Le flux dont il parle s'étale sur plusieurs pixels et ceci dépend de la focale. Ainsi, quand il affirme « F-ratio has no effect on S/N from the perfect/ideal camera. », il ne s'appuie sur aucune argumentation. Affirmatin gratuite.

Pour ma part, voici ce que je pense et comment j'ai été conduit à le penser.

J'ai fait autrefois de la CCD avec une ST6 et une ST7. Il y avait un mode binning (regroupement des pixels par 2x2, ce qui équivaut à utiliser une focale deux fois moindre.) C'était pratique pour vérifier le champ, avec des poses d'une seconde. Les étoiles apparaissaient mieux en binning (mais n'étaient pas très rondes, évidemment.) qu'en pleine résolution (ce mode était utile aussi pour que ça se charge plus vite.)

J'avais lu en détail un article de C. Buil dans la revue de l'association Aude, qui expliquait comment calculer la magnitude limite théorique. C'était un article très technique, très fouillé, prenant en compte plein de paramètres. Les formules de l'article, j'en ai fait un programme Fortran pour que l'ordinateur fasse les calculs à ma place. J'y ai mis les valeurs de la ST7 (les bruits, tout ça...) mais ça donne une idée de comment ça marche. Je l'ai fait pour savoir quels temps de pose individuels il fallait employer pour que ça équivale à une pose unique : plutôt 10 minutes, plutôt 1 minute, plutôt 10 secondes ? En fait, de l'ordre de la minute suffit, le programme le montre bien.

L'exécutable est ici : http://www.astrosurf.com/bsalque/magn.exe , et la source : http://www.astrosurf.com/bsalque/magn.f .

Il faut d'essayer diverses valeurs de D et F, et on voit bien que la magnitude limite stellaire évolue en fonction du F/D, à D constant !

Du reste, je l'ai constaté en passant de l'Arcane 205 au Mewlon 210, là encore sur les magnitudes stellaires.

Plus tard, j'ai discuté du sujet avec Skywalker, sur ce forum. J'affirmais que si on change D en gardant tout le reste (même caméra, même F/D), la magnitude stellaire restera inchangée (plus précisément : lorsqu'on ne sous-échantilonne pas.) Donc augmenter le diamètre n'a d'intérêt que si l'on adapte son échantillonage. La discussion, houleuse au début, était très intéressante et m'a fait un peu douter, surtout pour ce qui concerne les objets étendus. Par exemple l'analyse que je faisais, c'est que la lumière s'étale dans plusieurs pixels. Oui mais pas de façon uniforme : les pixels centraux sont privilégiés. Et ce fait, je crois, complique un peu le calcul que j'avais programmé.

En fait, la question clé (il me semble) est la suivante : comment se comporte le fond du ciel quand on divise un pixel en 2 (quand le F/D double) ?

Si le fond du ciel reste constant, ce n'est pas le cas de la lumière de l'étoile, qui s'étale, donc on perd en S/B, donc en magnitude (je ne tiens pas compte, comme l'auteur de la page ci-dessus, des détails non essentiels qui compliquent la compréhension et n'interviennent pas dans le principe.) Si le fond du ciel s'étale sur les 4 pixels, alors comme l'étoile en fait autant, le rapport S/B est le même, et donc la magnitude limite aussi.

Maintenant que j'y pense, je ne vois pas pourquoi le fond du ciel serait constant. Il doit bien s'étaler aussi. Mais alors ça contredit ce que j'ai toujours cru ! C'est là où ça devient passionnant ! Il faudrait que je retrouve l'article de C. Buil.

----------------

Ah, je me souviens !!!! Il faut laisser tomber le fond du ciel et raisonner d'abord à optique parfaite et ciel parfait, on verra ensuite si les autres détails changent le raisonnement. Donc, le seul bruit de l'image, c'est le bruit de photon : la lumière de l'étoile ou de la galaxie n'a pas une quantité fixe, elle obéit à une loi statistique dite de Poisson, dont l'écart-type est égale à la racine carrée du signal.

Exemple : on reçoit sur un pixel donné les photons (heu... électrons) d'une galaxie. On reçoit 100 pas codeurs. Le bruit est donc 10 (la racine carrée), d'où S/B = 100/10 = 10. Multiplions la focale par 2, chaque pixel reçoit à présent 25 pas codeurs. Le bruit est 254 / racine(25) = 5. Le rapport S/B est divisé par 2. C'est logique, c'est comme ça que je comprenais le problème. Ça ne contredit pas mes "croyances".

Et si on fait intervenir le fond du ciel ? Celui-ci agit comme un objet étendu, comme une grande nébuleuse de 180° de diamètre... Donc sa lumière s'étale dans les 4 pixels. Si le signal du fond du ciel est dominant, alors le S/B de la galaxie est égal à S/S_ciel, qui reste constant.

Voici donc ma conclusion provisoire :

- Si le signal de l'image domine le signal du fond du ciel, le F/D est important : suréchantilloner réduit le rapport S/B de l'image.

- Si le signal du fond du ciel domine celui des objets de l'image, ce n'est plus le cas.

Comme les étoiles les plus faibles de l'images ont un signal tout petit par rapport au fond du ciel, on pourrait en déduire qu'elles sont dans le deuxième cas. Mais pour les étoiles brillantes, non. Tiens, c'est bizarre...

Voilà où j'en suis. À vous de tout démonter !

[Ce message a été modifié par Bruno Salque (Édité le 23-04-2005).]

[Joël Cambre 1]

Bon, merci à Bruno Salque pour sa réponse que je n'ai d'ailleurs pas totalement comprise. Je constate que finalement il s'interroge comme moi.
Ils sont où les autres connaisseurs de la photo CCD? En week-end?

Le F/12 qui monte autant en magnitude que le F/4 dans le même temps, ça devrait interpeller non? C'est contraire à tout ce qu'on nous répète partout ça!

[Ce message a été modifié par Joël Cambre (Édité le 23-04-2005).]

[Thierry Legault 5 808]

Bruno je partage ta perplexité, son article a vraiment l'air curieux voire confus.
J'ai l'impression qu'une partie du malentendu vient du fait qu'il semble considérer le rapport S/B sur l'objet tout entier (par exemple toute la galaxie), alors que nous le considérons pour un seul pixel. C'est vrai que pour l'objet tout entier, le rapport S/B va dépendre de la quantité totale de lumière collectée (donc du diamètre de l'instrument) et pas de la focale, mais je ne vois pas bien l'intérêt de cette approche des choses. Il est clair par ailleurs que diminuer le rapport F/D (par exemple avec un réducteur de focale) améliore le rapport S/B sur chaque pixel, il suffit d'avoir fait un peu de CCD pour l'avoir constaté. Je ne comprends pas bien non plus ses considérations sur le binning.
Je crois que de toute façon il faut séparer le cas des objets étendus de celui des étoiles car, comme tu l'as dit, pour les étoiles ça dépend en plus si on est sous-échantillonné ou pas. Pour les objets étendus et faibles en présence de fond de ciel important, je ne comprends pas ton calcul, pour moi le rapport S/B s'améliore toujours en diminuant le rapport F/D : le signal utile est celui de l'objet et le bruit (celui du fond de ciel principalement) est la racine carrée du signal de fond de ciel. Si tu divises le rapport F/D par 2, le signal est multiplié par 4 et le bruit (de fond de ciel) par 2 sur chaque pixel. Non ?

[Bruno- 3 979]

« Pour les objets étendus et faibles en présence de fond de ciel important, je ne comprends pas ton calcul, pour moi le rapport S/B s'améliore toujours en diminuant le rapport F/D : le signal utile est celui de l'objet et le bruit (celui du fond de ciel principalement) est la racine carrée du signal de fond de ciel. »

Oui, oui, tu as raison ! En fait, dans la 2è partie de mon message, j'essayais de trouver les arguments qui expliqueraient qu'on ait un même S/B, mais c'est tordu et je n'y crois pas vraiment. Je faisais intervenir non pas le bruit du fond du ciel, mais le bruit de photon des objets, ce qui est idiot maintenant que j'y pense...

[Joël Cambre 1]

Tout ça ne m'explique pas pourquoi ces deux images sont comparables. Est-ce dû au fait que 10mn c'est trop court pour que le F/3,9 prenne l'avantage?
Pouvez-vous exprimer ce que vous pensez en langage clair SVP?

[Thierry Legault 5 808]

le problème est qu'on ne sait pas comment il a mis les images à la même échelle, il faudrait déjà les voir en format original sinon la comparaison est biaisée. S'il a fait du pseudo binning au traitement sur l'image à longue focale, c'est logique qu'elles se ressemblent.
Sinon, moi je trouve que ce qu'on dit est très clair, n'est-ce pas Bruno ? En attendant de plus amples explications de sa part, je crois que tu peux rester assis sur le "mythe" du rapport F/D.

[Ce message a été modifié par Thierry Legault (Édité le 24-04-2005).]

[Bruno- 3 979]

Oui, le problème vient de ses images : aucun renseignement ! Ça se trouve, il a utilisé deux caméras différentes mais donnant le même échantillonage. Dans ce cas, c'est normal que ça donne la même chose.

Car il est vrai que le F/D n'est pas important, en fait c'est l'échantillonage qui compte. Bien sûr, pour une caméra et un diamètre donnés, c'est donc le F/D qui fait varier l'échantillonage. Mais si on peut changer la caméra, il faut regarder l'échantillonage.

Exemple : peut-on faire de ma CCD (en ciel profond) avec un Mewlon 210 ouvert à F/11,5 ? Ça a l'air idiot à première vue, mais la réponse était "oui" il y a 10 ans, quand la ST6 était quasimment la seule offre valable, car ses pixels faisaient 25 µm de côté (en fait 23x27, je prends la moyenne). Au foyer du Mewlon, ça donnait des pixels de 2,1" - ce qui est très bien. On obtient le même échantillonage avec une ST7 (9 µm) en utilisant F = 880 mm, soit F/4,2. Si la ST6 et la ST7 avaient exactement les mêmes performances (ce n'est pas le cas), alors les images à la ST7 à F/4,2 et celles à la ST6 à F/11,5 seraient identiques.

Maintenant que j'y pense, l'influence du F/D est établie également pour l'autoguidage : tout ceux qui ont essayé savent qu'on a plus facile à trouver une étoile guide à F/4 ou F/3 qu'à F/10. Sky & Telescope, lorsqu'ils avaient testé la ST7 (vers 1997, juste avant que je ne l'achète ! ), avaient testés ça : difficulté à trouver une étoile guide à F/10 avec un C8, presque aucun problème à F/6, aucun problème à F/3,3.

[Thierry Legault 5 808]

oui mais pour le coup de l'étoile guide, pour moi il y a deux raisons :
1) le champ est augmenté donc la probabilité qu'une étoile tombe sur le capteur est accrue
2) les étoiles sont affinées donc on peut se contenter d'une étoile un peu plus faible

[Nolston D.-M. 102]

Je suis surpris du raisonnement à propos de la racine carrée pour le bruit. OK pour le bruit électronique, mais le fond du ciel envoie une lumière réelle. Alors pourquoi fait-il bande à part et augmente-t-il en racine carrée ?

Amicalement
Fred

[Bruno- 3 979]

Pour l'autoguidage : ah oui, le champ aussi, ça influence. Donc ce n'était pas un argument en faveur du F/D.

Pour le bruit du fond du ciel : le ciel n'envoie pas un signal constant. Tout ce qui nous envoie des photons le fait de façon statistique, même les étoiles. Si une étoile émet de l'énergie correspond à 400 pas codeurs par seconde, en fait ce ne sera qu'une moyenne. Un coup elle en enverra 396, la seconde d'après 414, la suivante 384, et ainsi de suite, en suivant la loi de Poisson, donc avec un écart-type égal à la racine carrée de la moyenne, soit 20 dans mon exemple. Et pareil pour le fond du ciel donc.

[Thierry Legault 5 808]

fred, je lis le terme de "bruit électronique" ici ou là, et j'ai un peu de mal à lui mettre une définition précise, qu'est-ce que tu entends par là ?

[Nolston D.-M. 102]

Thierry, disons que j'entends par lä tout ce que la caméra a produit comme signal elle-même, indépendamment de l'objet photographié...en gros, ce qu'on retrouve sur les darks. Je dis "électronique" mais en vérité je ne connais pas bien l'origine de ce bruit - elle est sans doute multiple, puisque ça s'accumule avec le temps, mais qu'il y en a déjà avec un temps de pose nul... Alors c'est tout le bruit moins le fond du ciel qui pour moi n'est pas du bruit, euh, chuis clair ?

Ce que je ne comprends pas, c'est pourquoi tu dis qu'en changeant le f/D le ciel varie en racine carrée et pas l'objet photographié, comment la ccd peut-elle savoir la différence ? Pour moi, le rapport signal/ciel d'un pixel donné reste toujours le même, si on étale l'objet on étale le ciel pareillement ?

[Bruno- 3 979]

Oui, le rapport étoile/ciel reste le même. Mais ce n'est pas ça qui compte, car le fond du ciel, on peut le soustraire. Mais on gardera le bruit du fond du ciel, qui est racine(ciel). Le rapport signal/bruit de l'étoile est étoile/racine(ciel), et celui-ci varie.

Exemple : une étoile fait 400 sur un pixel donné (elle s'étale sur plusieurs pixels, bien sûr). Le ciel fait 100. Le rapport étoile/ciel est de 4. Le fond du ciel est un signal aléatoire de moyenne 100 et d'écart-type 10. Le bruit du fond du ciel étant donc de 10, le rapport signal/bruit de l'étoile sera de 400/10 = 40 (sur ce pixel).

Maintenant, si on multiplie la focale par 2, la lumière qui tombait dans le pixel de tout à l'heure est maintenant répartie sur 2x2 = 4 pixels. Donc chaque nouveau pixel reçoit 400/4 = 100 pour l'étoile, et 100/4 = 25 pour le fond du ciel. Le bruit du fond du ciel est de 5 (racine de 25), donc le rapport signal/bruit de l'étoile, sur chacun des 4 petits pixels, est de 100/5 = 20.

Le rapport S/B est donc en théorie divisé par 2.

(J'espère que c'est plus clair comme ça ? Et que je ne me suis pas trompé...)

[Nolston D.-M. 102]

Aaaah yooo !
Nickel, c'est très clair comme ça !
Et je vais de ce pas me coucher moins bête.

(en fait, j'avais mal compris l'expression "bruit du fond du ciel", je croyais que tu assimilais le ciel à un bruit, mais pas du tout)

[maury 0]

a priori comme ça, il me semble plutôt établi qu'avec un échantillonage élevé (donc une focale longue), on a un pixel qui sur le ciel est plus petit, donc un fond de ciel plus noir, donc on peut poser plus longtemps et arriver plus loin en magnitude limite. Le ciel vaut dans un bon site une magnitude 21 par seconde d'arc carré, si les pixels font 2x2 secondes d'arc, il y a 4 fois plus de lumière par pixel, donc l'équivalent d'une magnitude 19.5. Pour la même raison avec une taille de pixel grande sur le ciel, on a plus de signal par pixel et donc pour les objets étendus on gagne... Donc quand on veut aller chercher des magnitude élevées, genre 5 magnitudes plus loin que le fond de ciel, il faut être en mesure de mesurer le fond de ciel à 1% de façon à avoir une chance sur deux de détecter l'étoile en question (j'ai pris 5 magnitudes comme example, parce que ca fait juste 100%). Avec un échantillonage pourri, la magnitude et demie par pixel en plus va tuer la détection, à moins de poser comme un fou pour compenser. Pas trop moyen d'aller autour de ça...
Pour le reste on peut faire dire ce que l'on veut à une image, on peut caler les seuils comme on veut. Il faut avoir l'image dans son PC et regarder de près. On voit bien que sur l'image à F/3.9 on a les étoiles brillantes qui blooment (parce que pratiquement toute la taille de l'image est sur le même pixel). Là en faisant une pose courte, il n'utilise pas l'instrument à fond et il est vraissemblable qu'il arrive à sortir des images identiques en calant un peu les seuils pour arranger le tout. Maintenant qu'il cherche à aller à la magnitude limite et on verra la différence. A priori, la magnitude limite la plus élevée sera possible avec une pose super longue à F/12 alors qu'il arrivera vite à limitation à F/4. Par contre s'il cherche des nébuleuses faibles, c'est pas à F/12 qu'il les aura. Là aussi, s'il cherche à les avoir, à savoir en faisant une pose bien longue. je voudrais bien voir ce que Laurent Bernasconi en dit, lui qui a du faire des tests avec son CN212 dans les deux combinaisons possibles...
Alain

[Bruno- 3 979]

« avec un échantillonage élevé (donc une focale longue), on a un pixel qui sur le ciel est plus petit, donc un fond de ciel plus noir, donc on peut poser plus longtemps et arriver plus loin en magnitude limite. »

Ben, si on pose 4 fois plus longtemps pour une focale double, on se retrouve avec le même rapport signal/bruit qu'au départ (dans l'hypothèse où, au départ, l'étoile se répartissait déjà sur plusieurs pixels et donc se comportait comme un objet étendu), puisqu'alors chacun des 4 pixels se retrouve avec les mêmes valeurs que le pixel unique du début.

Plus on posera, plus on augmentera le fond du ciel, donc son bruit. Mais ce qui compte, c'est le rapport S/B, qui augmente lui aussi. Une image qui a une magnitude limite élevée a nécessairement un fond du ciel élevé aussi, d'ailleurs (si on considère un site donné, mais je sais bien qu'on fera mieux en allant du côté des Andes !)

Bref, un échantillonage élevé "permet" de poser plus longtemps pour un même rapport signal/bruit. Je dirais plutôt : il oblige à poser plus longtemps pour un même rapport signal/bruit...

« A priori, la magnitude limite la plus élevée sera possible avec une pose super longue à F/12 alors qu'il arrivera vite à limitation à F/4. »

Si F/4 ne sous-échantillonne pas, je ne pense pas. Et même, j'ai l'impression qu'elle sera atteinte plus tôt avec le F/4, à cause de ce que je disais plus haut. Mais bon, une étoile n'est pas une objet qui s'étale uniformément dans les pixels, surtout si la l'échantillonage est presque aussi gros que le disque de l'étoile, ce qui peut être le cas à F/4 (en fonction de la caméra utilisée).

On en revient à l'échantillonage, _le_ paramètre à prendre en compte plutôt que le F/D à mon avis. (En photo argentique on parlait toujours du F/D car le seul "capteur" performant était le TP 2415, donc la taille des pixels, heu... du grain, était toujours la même et l'échantillonage dépenait alors directement du F/D. En CCD, ce n'est plus le cas. Entre les webcam et leurs capteurs de 7 µm (parfois) et la ST6 et ses 23x27 µm, il y a beaucoup d'écart...

[Ce message a été modifié par Bruno Salque (Édité le 25-04-2005).]

[Joël Cambre 1]

"On en revient à l'échantillonage, _le_ paramètre à prendre en compte plutôt que le F/D à mon avis. (En photo argentique on parlait toujours du F/D car le seul "capteur" performant était le TP 2415, donc la taille des pixels, heu... du grain, était toujours la même et l'échantillonage dépenait alors directement du F/D. En CCD, ce n'est plus le cas."
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Finalement il n'a pas tout à fait tort l'auteur de l'article, en disant que le rapport F/D vient du passé argentique et est beaucoup moins pertinent avec la CCD.

Mais alors, si en CCD on doit moins parler de rapport F/D et plus d'échantillonnage, comment exprimer de façon simple la façon dont les choses se passent quand (à diamètre égal et à capteur ccd égal) on double de focale?

Par ex:
- Le CN-212 avec un APN type Canon 350D (pixels de 5,6microns) au foyer Newton cela donne comme échantillonnage: E = 206 P/F soit 5,6/830 * 206 = 1,39"/pixel.
- Le CN-212 au foyer Cassegrain cela fait 5,6/2600 * 206 = 0,44"/pixel.

- Le rapport de surface entre un cone de lumière de 1,39" et un de 0,44" est Pi/4*1,39² = 1,51" carré et Pi/4*0,44²= 0,93" carré (surface du cercle : Pi/4 * D²) soit une différence de 40% seulement. Cela ne nous donne pas le temps de pose certes, mais on voit bien que ce ne sera pas du simple au double.

Alors que le rapport des temps de pose en comptant traditionnellement à partir du F/D est d'un facteur 8x en passant de F/4 à F/11 !
Je me plante où c'est comme ça qu'il faut voir les choses?

[Ce message a été modifié par Joël Cambre (Édité le 25-04-2005).]

[achille 0]

bruno avait raison dans la conclusion de son premier post : si le bruit de fond de ciel domine( devant le bruit de lecture et le bruit thermique) - ce qui peut fort bien être le cas pour une pose unitaire de 10 mn même à F/D12 - alors on a le même S/B pour les objets étendus , car le nombre de photons captés par degré carré est le même et le bruit est proportionnel à la racine carrée du nombre de photons captés et donc est le même aussi .
on a aussi la même magnitude limite si la dimension angulaire des étoiles est la même ...(en fait , on a la même quantité d'informations dans les 2 cas )

A longue focale ,on gagne en magnitude limite si la turbu est faible

en réduisant une photo prise à F/D12 pour la ramener à la même échelle qu'une image prise à F/D4 , il est normal de constater peu de différence ...(c'est exactement le même principe avec le binning ; le binning ne sert à rien au-delà d'un certain temps de pose que ce soit en détection ou en photométrie : il ne sert qu'à perdre en résolution)

--> la profondeur d'une image ne dépend effectivement pas du F/D

par contre , cette image à F/D12 non réduite doit paraitre beaucoup plus granuleuse qu'après réduction , il faut effectivement poser 9x plus longtemps pour avoir le même "esthétisme" - S/B par pixel - qu'une image à F/D4 !
(le S/B par pixel est 3 fois moins bon à F/D12 qu'à F/D4 ,et en groupant 9 pixels à F/D12 on obtient le même S/B qu'à F/D4 )

[Ce message a été modifié par achille (Édité le 25-04-2005).]

[Bruno- 3 979]

Joël : « Finalement il n'a pas tout à fait tort l'auteur de l'article, en disant que le rapport F/D vient du passé argentique et est beaucoup moins pertinent avec la CCD. »

Sur ce point, je suis d'accord avec lui. C'est trop simpliste de ne regarder que le F/D. Cependant, la plupart des caméras CCD et capteur numériques d'aujourd'hui ont des petits pixels, donc de façon générale il n'est pas judicieux d'utiliser un F/D long en numérique ou CCD. À moins d'avoir une ST6 ou une des caméras CCD des pros (les leurs ont souvent des gros pixels - pas étonnant vu les grosses focales qu'ils utilisent...)

« comment exprimer de façon simple la façon dont les choses se passent quand (à diamètre égal et à capteur ccd égal) on double de focale? »

De façon simple, tu n'auras qu'une approximation : en gros, si la focale augmente (et le reste est inchangé), alors il faut poser plus longtemps pour atteindre la même magnitude limite stellaire (je crois). Pour avoir quelque chose de plus précis, c'est compliqué. Voir par exemple le livre de C. Buil, au chapitre "Bilan radiométrique".

« Canon 350D (pixels de 5,6microns) »

J'en profite pour dire que je n'aime pas ça : 5,6 microns seulement ! Pensez qu'un 300D et un 350D ont en fait le même champ. Le 350D a certes plus de pixels mais ils sont plus petits, donc le champ est le même. Comme les pixels sont plus petits, ils sont moins brutésn normal. Mais le bruit par seconde d'arc carré, celui qui intéresse concrètement l'utilisateur, ne sera peut-être pas moindre qu'avec un 300D. Et surtout, à quoi sert d'avoir des pixels si petits ? En photo parallèle, OK, très bien. Mais au foyer d'un télescope, je pense que le 300D, dont je trouve déjà les pixels minuscules, doit être plus adapté. Non ?

« Le rapport de surface entre un cone de lumière de 1,39" et un de 0,44" est Pi/4*1,39² = 1,51" carré et Pi/4*0,44²= 0,93" carré (surface du cercle : Pi/4 * D²) »

Refais le deuxième calcul... C'est 0,15 secondes d'arc carrées !

On obtient exactement le même rapport qu'avec le F/D (et c'est normal) : 1,51 / 0,15 = 10,1 et 12,4^2/3,9^2 = 10,1.

Ça ne veut pas dire qu'il faudra poser 10 fois plus longtemps, parce qu'en réalité c'est beaucoup plus compliqué que ça... Mais il me semble que ça veut dire quand même qu'il faudra poser nettement plus longtemps. Par contre, on aura peut-être bien une meilleure résolution, d'où l'intérêt d'utiliser des F/D élevés, comme chez Gendler et compagnie, mais au prix de temps de pose extrêmement longs.

« Je me plante »

Pas toi, ta calculatrice !

Achille : « car le nombre de photons captés par degré carré est le même et le bruit est proportionnel à la racine carrée du nombre de photons captés »

Si tu comptes par rapport au degrés carrés, ça veut dire que tu fais implicitement du binning logiciel. Dans ce cas, oui, les rapports S/B sont les mêmes. En négligeant les bruits de la caméra (car en fait, avec le binning logiciel 2x2, on a 4 bruits de lecture au lieu d'un, contrairement au binning physique, celui qui équivaut à une focale moitié).

Mais si tu comptes en nombre de photons captés _par pixel_, et c'est ça qui nous intéresse (non ?) puisque l'image est définie à partir de ses pixels, alors c'est faux. Le nombre de photons captés est divisé par 4 à la fois pour l'objet (étendu) et pour le ciel. Donc le rapport objet/ciel reste le même. Or ce qui compte, c'est le bruit du fond du ciel, c'est-à-dire la racine carrée du signal du ciel. Et cette fois, le rapport objet/racine(ciel) n'est pas constant, il est divisé par deux (si on néglige tous les autres bruits).

« on a aussi la même magnitude limite si la dimension angulaire des étoiles est la même ...(en fait , on a la même quantité d'informations dans les 2 cas ) »

Là j'ai l'impression que non, car tu sembles considérer le rapport objet/ciel et non le rapport objet/racine(ciel).

« A longue focale ,on gagne en magnitude limite si la turbu est faible »

Oui car alors l'étoile, à courte focale, se concentrait dans un seul pixel et toute l'analyse ci-dessus, qui suppose que l'étoile s'étend sur plusieurs pixels, est fausse. C'est bien l'échantillonage qui est important !

« il faut effectivement poser 9x plus longtemps pour avoir le même "esthétisme" - S/B par pixel - qu'une image à F/D4 ! »

Ah OK, tu considères le rapport S/B par pixel seulement pour le rendu de l'image, mais apparamment pas pour sa définition. Tiens, c'est bizarre...

[Joël Cambre 1]

Merci beaucoup Bruno pour cette réponse très détaillée. Effectivement j'ai ma calculatrice qu'a dérapé... Finalement on retombe bien sur les ratios connus. Mais il faut parler plutôt d'échantillonnage que de rapport F/D c'est ce que je retiens de cette affaire. C'est vrai que les gros pixels ça aide!
Ceci dit je vais essayer un de ces quatre de poser à 2415mm de focale avec le 350D, juste pour ne pas mourir idiot et aussi pour shooter M13... Mais avant je commencerai par du 830mm quand même, car question suivi ce sera beaucoup moins chaud!

[Bruno- 3 979]

Oui, essaie à F/12 aussi. Après tout, Gendler et les autres, ils utilisent du F/9 et font de magnitifiques images. Pas trop profondes (en magnitude limite), avec des temps pose de plusieurs nuits, mais une de ces résolutions !