le mythe du F/D

[michel06330 7]

Bonjour,

J'aimerais ne pas lancer une polémique so please, keep cool .

Je n'ai rien d'un spécialise de l'optique, je suis un simple amateur de visuel mais je suis tombé sur un article (qui m'a été signalé en fait) de Stan Moore qui m'a pas mal troublé.

Je l'ai déjà dit, je fais aussi du "visuel assisté" à l'aide d'une CCD au foyer d'un Intes M703 et je viens d'acquérir une lunette WO 80/480 sur laquelle je pensais adapter un flattener 0.8. Le but était de réduire le F/D pour minimiser les temps de pose.
L'Intes avec réducteur 0.63 a un F/D de 6.3.
La Megrez avec réducteur aurait un F/D de 4.8.
Grosso modo, selon ce que je croyais savoir, j'aurais réduit mes poses à presque moitié.

Et voilà que l'article de Stan soutient la thèse que ça ne marche pas du tout ainsi, que les CCD ne répondent pas comme les films argentiques et
qu'en très gros, c'est le diamètre qui importe avant tout.

J'ai donc compris que le réducteur 0.63 qui équipe l'Intes ne réduit pas le temps de pose et que le diamètre de 80mm de la Megrez, malgré sa focale moindre, réduira sensiblement le signal.

Bon, je vais faire des tests pour vérifier cette assertion, sachant que ce n'est pas vraiment le S/B qui m'importe - je ne fais pas de post traitement - mais la luminosité de l'image brute.

Vos avis ?

Michel

[sguisard 121]

... et tu as moyen de nous faire parvenir l'article pour voir les details et arguments ?

Stephane

[frédogoto 2 006]

quote:

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Et voilà que l'article de Stan soutient la thèse que ça ne marche pas du tout ainsi, que les CCD ne répondent pas comme les films argentiques et
qu'en très gros, c'est le diamètre qui importe avant tout.

J'ai donc compris que le réducteur 0.63 qui équipe l'Intes ne réduit pas le temps de pose et que le diamètre de 80mm de la Megrez, malgré sa focale moindre, réduira sensiblement le signal.

---

je crois surtout que l'auteur confond clarté et luminosité d'apres ce que j'ai compris de ce que tu avais compris, compris ?

mais pour info je te confirme que réduire à6.3 par rapport a 10 réduit bien a signal égal, le temps de pose de près de la moitié
dailleur il y a un test extrêmement simple : dipragme ton objectif à 10 puis a 6.3 avec les même iso , meme temps de pose, tu verras bien que ça na rien d'un mythe...

[ludo 0]

salut

effectivement, les films argentiques et capteur numérique ne répondent pas de la même manière.

mais cela ne veut pas dire pour autant que les f/d court sont inutiles.
franchement, conserve bien tes réducteurs, il te seront bien utiles.

faits tes tests pour te convaincre!

par exemple, pour ta lunette, passer de f/6 à f/4.8, c'est faire des poses de 7 min au lieu de 10!
pour du visuel assisté, ça sera des précieuses dizaines de sec gagnées
c'est toujours ça de pris!

je n'ai pas lu l'aricle en questio, donc je m'abstiendrais de tout commentaires
mais faut pas confondre qté de lumière et résolution.

bon test!

[sguisard 121]

...je viens de trouver, c'est la mais pas encore lu completement :
http://www.stanmooreastro.com/f_ratio_myth.htm

..mais bon apparemment il parle du rapport Signal / bruit, donc ça ne me choquerait pas ... il faut lire le détail.

Stephane

[Ce message a été modifié par sguisard (Édité le 28-10-2009).]

[michel06330 7]

Merci, Stéphane, tu as donné le lien pendant que j'étais sous la douche .

Sinon, bien entendu, je vais faire les tests qu'il faut; la Megrez est achetée, il me faut juste vérifier s'il est intéressant de l'équiper en plus du réducteur/correcteur de champ.

Je ne pense que pas que Stan confonde quoi que ce soit, il me semble avoir une excellente formation scientifique.
De plus il a un argument massue: pourquoi les professionnels qui ne font plus que des acquisitions sous différentes fréquences lumineuses s'ingénieraient-ils à vouloir des miroirs de plus en plus grands alors qu'il suffirait d'avoir le F/D qui va bien ?

Je ne prends aucune position, mais je m'interroge sans état d'âme sur la validité de cette thèse.

Je pense qu'il s'agit là d'un problème scientifique clair dont la solution devrait être acceptée par tous les gens à l'esprit logique et j'ai lancé ce post dans cet espoir.

Ce que je voulais exprimer en faisant la distinction entre rapport S/B et luminosité, c'est que dans mon cas où je ne fais aucun post traitement, seule l'image brute qui s'affiche sur mon écran de PC m'intéresse et doit guider mes choix de matériel.

Michel

[Pierre 309]

Elle est bizarre cette comparaison des deux image faites avec le CN212 : il y aurait le même grandissement (ou champ) avec un grossissement à F/12.4 (foyer Cassegrain à 2630mm de focale) et f/3.9 (foyer Newton à 820mm de focale) ? Ca ne tient pas la route ...

[sguisard 121]

... Tu ne parles pas de la même chose que lui :
-tu parles du temps de pose pour avoir un certain signal
-il parle du temps de pose pour avoir un certain rapport signal/bruit.

... et les deux choses énoncées par toi et lui sont vraies.
En fait en astronomie amateur on parle très rarement du rapport s/b, pour cela je ne sais pas ou il a entendu son "mythe" dans le monde amateur.

Stéphane

[Claude PEGUET 76]

Bonjour,
Est-ce qu'il ne s'agit pas de comparer les possibilités de détection de détails fins?
C'est à dire qu'un détail donné aura plus de chance d'être détecté à une échelle plus grande, sans réducteur, même si le rapport S/B est moins bon à cause d'une optique moins ouverte?

Si on parle esthétique de l'image c'est différent.

Ce n'est qu'une question

Cordialement,
Claude

[jldauvergne 15 103]

Selon le bout de la lorgnette par lequel on prend la question, la réponse peut être différente, et plus ou moins complexe.

Sauf erreur de ma part, si on reste sous échantillonné par rapport au seeing, une étoile reste un point quelque soit le F/D. Donc pour un diamètre donné, dans un monde parfait, la détectivité stellaire est la même que l'on soit à F/3 ou F/10. On peut tenir un peu le même raisonnement avec le grossissement en observation visuelle.
Sur un objet diffus, le raisonnement ne pourra pas être le même du tout !

On élude souvent un autre aspect -car il est difficile à quantifier précisément au cas par cas-, c'est la qualité du ciel. En montant en f/d (outre la turbu toujours), une étoiles reste un point, et donc l'énergie sur le pixel reste constante, en revanche le fond de ciel est plus "étalé" et devient donc de plus en plus sombre, donc à la limite monter en F/D peut permettre d'aller chercher plus loin en magnitude.

Je prendrais le temps de lire la page en détail plus tard. Mais tout ça ne doit en tout cas pas faire croire qu'un petit f/d n'apporte rien, car ça pour le compte ce serait une lourde erreur . Si quelqu'un à un doute,il suffit d'aller voir ici par exemple http://www.astrosurf.com/ubb/Forum3/HTML/023380.html

[naclo3 0]

Un télescope de 10m de diamètre et une lunette de 80mm, si ils sont de même f/d, a temps de pose et capteur égaux permettrons d atteindre la même magnitude. La différence sera le champ et la résolution de l image. La lunette produira une image peu détaillée mais d un champs vaste tandis que le télescope produira une image de très haute résolution, mais d un champs tout petit. Mais la luminosité de chaque image sera la meme. L intérêt du diamètre est de pouvoir faire des images haute résolution, avec un temps de pose "court". La focale donne la taille de l image sur le capteur, le rapport f/D donne sa luminosité, il donne la quantité de lumiere qui arrive par unité de surface du capteur. Lorsqu on multiplie la focale par 1.4, l image est 1.4 fois plus grande sur le capteur, la meme quantité de lumiere est repartie sur une surface 1.4*1.4=2 fois plus grande. A chaque fois que le rapport f/d est multiplié par 1.4 il faut donc multiplier le temps de pose par 2. C est pour ca que si l on veut faire de l imagerie haute resolution du ciel profond, donc a tres longue focale, a moins d accepter des poses monstrueusement longues on est obliger d augmenter le diametre pour rabaisser le rapport f/d et donc le temps de pose.
Mais pour l amateur moyen, sans monture a 50keuros et optique adaptative bien plus chere,le manque de focale n est pas un obstacle majeur car la résolution est d abord limitée par la qualité du suivit et la turbulence atmospherique... d ou la popularité des apo de de 80mm a 100mm pour l imagerie.

[Thierry Legault 5 806]

le raisonnement que tient Stan Moore est très intéressant. En photo, le premier paramètre de choix ce n'est pas le diamètre mais la focale, car les cibles qu'on peut photographier changent selon la focale (en gros : grandes nébuleuses pour les courtes lunettes, petites galaxies et NP pour les grandes focales), alors que les cibles qu'on peut photographier avec deux instruments de même focale mais de diamètre (donc de rapport F/D) différents sont les mêmes. A part de là, comparer les rapports F/D de deux instruments de focale différente ça n'a pas grand sens. C'est la même chose en photo classique : allez jeter un coup d'oeil sur les forums photo, vous verrez que les gens ne comparent pas un grand-angle avec un télé (même s'ils ont la même ouverture). Ils ne disent pas : ah ben je vais acheter le 35/1.4 parce qu'il a une plus grande ouverture que le 300/2.8 ! Ils font d'abord un choix de focale, puis cherchent en général l'objectif qui a la plus grande ouverture en fonction du budget disponible. Transposé à la photo astro, ça donne : je choisis une focale, puis je cherche le rapport F/D minimum en maximisant le diamètre. Donc, à focale donnée, c'est bien le diamètre qui est le paramètre fondamental.

Ce que dit aussi Stan Moore, et ça se complète avec le raisonnement précédent, c'est que pour un objet donné (galaxie par ex) qui rentre complètement dans le champ, ce qui compte c'est de maximiser la quantité globale de signal (et donc le rapport signal sur bruit global) sur l'objet en entier, et non pas pixel à pixel, parce qu'il part du principe que quand on va faire une comparaison entre instruments, on va comparer à taille d'objet égale à l'écran (d'où sa comparaison des deux images à même échelle). C'est ce qu'il appelle le "object S/N". Et pour ça, le seul paramètre qui compte c'est le diamètre, la focale n'intervient pas : que vous mettiez ou pas un réducteur de focale sur un instrument donné, la quantité de signal recueillie sur l'ensemble de l'objet reste la même, elle est uniquement liée au diamètre. Et comparer les deux images (avec et sans réducteur) n'a pas vraiment de sens puisque l'échantillonnage et le champ ont changé.

Je résume : la règle qui dit "rapport F/D plus petit implique temps de pose plus court" est vraie, mais à focale égale (donc le seul paramètre qui varie est le diamètre). Dans ce cas, on compare bien des choux avec des choux. Mais appliquée à des instruments de focale différente, on peut lui faire dire ce qu'on veut et aussi bien démontrer qu'elle est juste ou fausse, parce que là on compare des choux et des carottes.

Une chtite aspirine ?...

[Superfulgur 16 096]

Il faut séparer deux cas : celui des sources ponctuelles et celui des sources étendues.

S

[jjd 0]

Merci a TL pour son explication.
Merci a Superclampin pour sa remarque, que peu d'astrams ont la faculté d'ingurgiter.

[-ms- 2]

Cet article avait été écrit par Stan Moore suite à un calcul du type :
Instrument1, diamètre1 = 200mm, ouverture1 = 2,
Instrument2, diamètre2 = 400mm, ouverture2 = 4,

(diamètre2 / diamètre1)^2 x (ouverture1 / ouverture2)^2 = 1

Le mythe du F/D c'est de dire que le 400mm ouvert à 4 est "équivalent" au 200mm ouvert à 2.

Pour répondre à Michel qui a dû faire le même calcul et qui souhaite voir un objet s'afficher sur son écran, je dirai la chose suivante :
a) tu prends ton Dobson de 400mm ouvert à 4 (1600mm de focale),
b) tu prends un C8 avec le système Hyperstar (400mm de focale),
c) tu branches sur les 2 la même caméra vidéo,
d) tu attends une dizaine de secondes,
e) tu fais un zoom x4 sur l'image du C8,
f) tu postes les 2 sur Astrosurf.

Equivalent en quoi :
a) en taille d'image ? non
b) en résolution ? non
c) en détectivité ? oui

[michel06330 7]

Oui, merci à Thierry pour son commentaire, qui me prouve qu'en achetant une Megrez de 80mm de diamètre à F/D=6, je me suis complètement planté.

Mon Intes de 180mm de diamètre avec réducteur 0,63 me donne un F/D=6.3 avec 5 fois plus de lumière.

Et puisque j'ai encore un peu d'argent à jeter, je vais aussi prendre le flattener 0.8 qui me réduira le F/D à 4,8; je n'ai aucune idée de ce qu'il va m'apporter puisque là, je suis vraiment perdu mais ce sera l'occasion de passer quelques soirées en test .

Michel

[Toutiet 1 971]

naclo3, tu dis :

"Un télescope de 10m de diamètre et une lunette de 80mm, si ils sont de même f/d, a temps de pose et capteur égaux permettrons d atteindre la même magnitude"

Hou la la... ! Comme l'a dit Superlumineux, attention à l'assimilation objets ponctuels/objets étendus...

[Ce message a été modifié par Toutiet (Édité le 28-10-2009).]

[ebondoux 60]

"qui me prouve qu'en achetant une Megrez de 80mm de diamètre à F/D=6"

bha en fait la première erreur dans ton achat c'est qu'elle commence par un "M"

je suis dehors !!!

Erick

[michel06330 7]

ben si elle avait commencé par un T, ça m'aurait seulement coûté plus cher

Michel

[Superfulgur 16 096]

"Un télescope de 10 m de diamètre et une lunette de 80mm, si ils sont de même f/d, a temps de pose et capteur égaux permettrons d atteindre la même magnitude."

Evidemment non. Sur une surface étendue, non résolue, le S/B sera effectivement rigoureusement le même : le bras de la galaxie, la nébuleuse auront le même rendu en densité et en couleur, par exemple.

En revanche, le 10 m montrera une quantité d'étoiles là où la 80 ne verra rien. En gros, modulo la résolution dégradée donnée par le 10 m par rapport à la 80 qui fonctionne quasiment à la résolution maximale, il suffit de diviser le rapport des surfaces optiques : le chiffre donné ramène au gain en magnitude.

S

[Thierry Legault 5 806]

enfin bon, source ponctuelle ou pas, comparer une 80mm et un 10m de même rapport F/D c'est comparer un 38 tonnes et une trottinette sous prétexte qu'ils sont de la même couleur...

[Superfulgur 16 096]

Très très à la louche, çà donne en gros çà.

A droite un télescope de 8 m, à gauche une lulu de 80 mm.

Le premier a une surface 10 000 fois plus grande que la seconde.

Le premier, à temps de pose égal, et quel que soit le F/D, enregistre des étoiles 10 magnitudes plus faibles.

Ca, c'est en admettant que les étoiles sont ponctuelles dans la 80 et le 8 mètres.

En vrai, le 8 mètres est handicapé par la turbulence, donc le gain est moins fort.

S

[Ce message a été modifié par Superfulgur (Édité le 28-10-2009).]

[Superfulgur 16 096]

Chuis pas du tout d'accord, Thierry L.

Non seulement la comparaison est légitime, mais en plus elle est pertinente, puisque l'objet d'étude de la comparaison, le ciel, est le même.

Un 38 tonnes et une trotinnette n'ont aucun point commun.

C'est, en revanche, fascinant de comparer des super photos d'astrams faites disons, au 200, avec des photos pros faites avec des 4 m il y a 40 ans, voire même pourquoi pas avec le VLT ou Hubble aujourd'hui, c'est plein d'enseignements.

S

[michel06330 7]

C'est bien beau tout ça, mais moi, ce ne sont pas les étoiles que je veux voir et je ne cherche pas la magnitude 20.
Si déjà je pouvais atteindre dans mon ciel périurbain la magnitude 16, limite mathématique de mon 16", je serais comblé.
Je pourrais "voir" depuis ma terrasse ce que j'ai au Restefond par exemple et où l'arrivée imminente de la neige m'empêchera bientôt d'accéder.

Je me sens bien seul .

Michel

[Thierry Legault 5 806]

mais si Supertrottinette, les deux objets permettent de se déplacer et peuvent très bien aller sur la même route. Quant à comparer les images données par des instruments dont, à capteur égal, l'un donne des images 125 fois plus petites (en champ) et plus résolues que l'autre (à la turbulence près), franchement je ne vois pas bien où ça mène...enfin en photo classique, viendrait-il à l'idée de comparer une photo faite au fish-eye et une autre avec un super télé, quand bien même ils viseraient dans la même direction ?...

Quant à comparer les photos d'astram d'aujourd'hui et celles des pros d'hier, oui certes mais ce n'est pas une question de rapport F/D, c'est une question de détecteur

[Ce message a été modifié par Thierry Legault (Édité le 28-10-2009).]