Avaruus.fi - keskustelualue

Nyt kun Wirtasta on yritellyt kuvata ja vertailee omia saavutuksia muiden aikaansaannoksiin, on alkanut mietityttää linssin valovoimaisuuden merkitys. Totta kai se vaikuttaa tarvittavan valotusajan pituuteen. Mutta mihin muuhun se vaikuttaa? Itse hankin SkyTrackerPron kompensoimaan omien kehnojen linssien valovoimapuutetta. Wirtanen ei kuitenkaan pidemmilläkään valotuksilla ole hääppöisesti tullut esiin f4-putkella. Vihreä väri loistaa poissaolollaan. Taivaanvahdissa olevissa nopeammilla putkella kuvatuissa kuvissa värikin erottuu selvemmin. Kannattaisiko siis panostaa vielä valovoimaisempiin putkiin, vai onko ongelma enemmänkin kuvankäsittelytaidoissani. Seurantalaitteella pääsen yli minuutinkin valotuksiin 200- millisellä putkella, mutta varsinainen himmeä kohde ei nouse sen kummemmin esiin, vaan hukkuu kuvan muuhun yleiseen kirkkauteen. Valitettavasti Vaasassa ei saa vuokrattua linssejä kokeiluun.

Kyllä sanoisin että f/4-lasilla ja minuutin valoilla pitäisi saada Wirtanen kohtuullisen hyvin näkyviin. Nyt tosin täysikuu on todennäköisesti vienyt parhaan näkyvyyden.
Ja pinoaminen pitää tehdä komeetan mukaan.

Ja prosessoinnissa täytyy venytellä.

Jotenkin on tullut semmoinen tunne, että käsittelyyn ja venyttelyyn tulisi parempaa raakamateriaalia f2-putkella. Ne, joilla löytyy f4 ja f2.jotain -putket voisivat testata tuota tieteellisemmin. En ole ihan vielä vakuuttunut vakuutteluistanne :)

Valosaasteettomampi paikkakin olisi tietysti hyvä. Nyt on vain ollut sellaista kilpajuoksua pilvien kanssa, ettei uskalla lähteä ajelemaan pois katuvaloista.

Mutta tuo f2 vs f4 -raakadatavertailu olisi kiva kuulla.

Viime päivinä tosiaan täysikuu on möllöttänyt juuri komeetan suunnalla. Suosittelen yrittämään uudelleen mahdollisimman pian kuuttomalta taivaalta ja/tai hakeutumaan pimeämpään paikkaan. Veikkaan, että tulokset ovat varsin erinäköisiä.

Mitä tulee valovoimaeroon, niin näinhän se menee. Jos polttoväli pysyy samana mutta valovoima kasvaa f/4:stä f/2:een, niin signaalia kertyy neljä kertaa nopeammin, eli samaan lopputulokseen mihin nyt menee minuutti pääsee jo 15 sekunnissa. Toki f/2 on sitten muilla tavoin haasteellinen mm. tarkentamisen suhteen.

Jos tuota haluaisi konkretisoida, niin raakadatavertailu onnistuisi f/2 lasilla helposti ottamalla vertailukuvia f/4:ään himmennettynä.

Tuollaisen vertailun voisi tehdä (joku joskus epäilemättä tehnytkin).
Voisit ehkä laittaa nykyiset raakakuvat jonnekin tarjolle niin voisi katsoa (joulun jälkeen) mitä niistä saa aikaan.

Lähtökohtani tämän säikeen aloittamiseen oli se, että onko tämä silkkaa matematiikkaa, vai nouseeko himmeä kohde valovoimaisemmalla putkella paremmin esiin taustastaan? Eli onko lyhyesti, mutta laadukkaampaa suoraan sama kuin pidempään, mutta huonompaa?

Juuri näin, matematiikasta on kyse.

Valovoima ei vaikuta kohteen ja taustan suhteelliseen kirkkauteen mitenkään. Valoisa putki vain kerää fotoneja enemmän ja nopeammin kuin pimeä. Valovoimaisuus on hyvä juttu sen takia, että tietyssä ajassa kerättyjen fotonien statistiikka on parempi, mikä antaa enemmän mahdollisuuksia kuvan prosessointiin.

Millainen kamera sulla on?

5D mk II

Visuaalihavainnointiinhan himoitaan aina vain suurempaa peiliä tai objektiivia himmeille kohteille. Mitä laveampi torvi, sitä parempi valonkeräyskyky. Niin ja niin himmeän kohteen pääsee ylipäätään havaitsemaan vain niin ja niin suurella putkella. Kameroissa taas valotuksen pituudella pystytään siis TÄYSIN kompensoimaan pienempi aukko?

Pappis sanoo, ettei valovoima vaikuta taustan ja kohteen suhteelliseen kirkkauteen mitään. Tuossa on ehkä se olennaisin asia, mihin kaipasin kommentteja. En vain osannut muotoilla asiaa oikein. Pohdin siis alun perin, että vaikuttaako parempi valovoima kohteen ja taustan väliseen kontrastiin,  jolloin kohde nousisi paremmin esiin kuin pienemmän valovoiman objektiivilla.

Ei kait tossa ole kysymys kuin että hommaa tarpeeksi ison linssin (kuten otsake viittaa), niin pääsee eroon
kontrastia heikentävistä optisista osista. Merkitystä on myös linssin optisella tarkkuudella, joka maksaa.

Lainaus käyttäjältä: Pappis - 24.12.2018, 19:59:13
Valovoima ei vaikuta kohteen ja taustan suhteelliseen kirkkauteen mitenkään. Valoisa putki vain kerää fotoneja enemmän ja nopeammin kuin pimeä.

"Valoisa putki" ei ole millään tavalla mystisesti paremmin fotoneita lävitseen päästävä tai keräävä laite, vaan on  kyse tuon putken fyysisten ominaisuuksien sivuvaikutuksesta valoherkällä kamerakennolla. Asiaa auttaa ymmärtämään, kun otetaan ensin ajatukseen mukaan CCD/CMOS-kennon pinta-ala, jonne kerätään noita fotoneita talteen. Sitten mietitään lisää kuinka suurelle osalle kennon pinta-alaa a.) valovoimainen ja b.) pimeä optiikka taittaa nuo valotuksen aikana kerätyt fotonit. Tässä ovat yllä viitatut optiikan fyysiset ominaisuudet:
* Valovoimainen optiikka = lyhyt polttoväli suhteessa sen apertuuriin.
* Pimeä heikko valovoimainen optiikka = pitkä polttoväli suhteessa sen apertuuriin.
Otetaan tuon jälkeen ajatuksiin mukaan kuvaamasi deep sky -kohde, jonka näennäinen pinta-ala tuollaisen CCD/CMOS kennon pinnalla vaihtuu tuon käytetyn kuvauspolttovälin mukaisesti. Kohteen koko on siis loppukuvassa sen mukainen, millaisella polttovälillä sitä kulloinkin kuvataan (tämän ymmärtävät kaikki).

Nyt kasan päälle tulee oivallusta vaativa osuus, jossa mietitään kuinka ne kohteesta tulevat fotonit täyttävät CCD/CMOS-kennon pikseleitä (pikselikaivoja). Jos kohteesta tulee esim. 100 fotonia kokonaisuudessaan tietyssä valotusajassa, niin tuollainen "pimeä" optiikka (pitkä polttoväli = kapea kuva-ala taivaalta) näyttää sen deep sky -kohteen lähes koko kennon pinta-alalle levinneenä. Tällöin yksittäiseen pikselikaivoon tulevien fotonien määrä jää keskimäärin pienemmäksi kuin vastavuoroisesti valovoimaisella optiikalla kuvaten. (Nuo sata fotonia leviävät ympäri kennon pinta-alaa kauttaaltaan, sen sijaan että ne sata fotonia keskittyisivät esimerkiksi vain 1/4 kennon pinta-alalle, jolloin ne sata fotonia täyttävät tuon 1/4 pinta-alan pikselikaivot täydemmiksi).

Valovoimaisen optiikan etuna on siis yksinkertaisesti se, että se keskittää tietyssä valotusajassa kerätyt (deep sky -kohteen "taivaalta tulevat vähäiset") fotonit tehokkaammin tietylle pinta-alalle CCD/CMOS -pikselikaivoja (esim. vaikkapa tuolle 1/4 pinta-alalle kennon kokonaispinta-alasta). Tällöin tuohon loppukuvaan saadaan deep sky -pintakohteelle parempi signaali/kohina-suhde (S/N ratio) valoa digitoivan kennon elektroniikalle ja näin haluamasi deep sky -pintakohteen haluttu signaalivalo erottuu paremmin muun taustataivaan tasaisesta (epätoivotusta) valoisuudesta. Ja tämä on juuri se haluttu lopputulos eli haluamasi deep sky -kohde nousee näin kuvankäsittelyssä paremmin esille taustataivaalta, kun siinä on voimakkaampi valaistustaso suhteessa taustataivaan valoisuuteen :wink:

Tarkoittaisiko tuo nyt sitten tiivistettynä, että järkkärinkin kuva-alan keskelle sijoitettuna esim. Wirtanen nousisi taustastaan paremmin esiin f2 -valovoimaisella objektiivilla, kuin f4-valovoimaisella? Eikö se sitten näyttäisi kuvan ulkoreunojen vinjetoinnilta?

Viestiketjun aloittajan kamerasta sen ei pitäisi jäädä uupumaan.

Täältä olen katsellut kameroiden kennojen pikselikokoja (pixel pitch). https://www.digicamdb.com/specs/canon_eos-5d-mark-ii/

http://www.clarkvision.com/articles/does.pixel.size.matter/

Ehkä vähän tyhmäkin kysymys, mutta käytätkö vastavalosuojaa?

Aina, kun ei tarvitse rynnätä pilvenraosta kuvaamaan :) Silloin saattaa unohtua...

Sitä vaan meinasin, että pitkissä putkissa kannattaa olla vastavalosuoja kiinni kun katselukulma on kapea ja ilman suojaa putken sivuilta pääsee ei-toivottua valoa putkeen.

Lainaus käyttäjältä: RETiisi - 25.12.2018, 13:59:50
Tarkoittaisiko tuo nyt sitten tiivistettynä, että järkkärinkin kuva-alan keskelle sijoitettuna esim. Wirtanen nousisi taustastaan paremmin esiin f2 -valovoimaisella objektiivilla, kuin f4-valovoimaisella? Eikö se sitten näyttäisi kuvan ulkoreunojen vinjetoinnilta?

Kyllä, sitä kautta että valovoimaisemmalla optiikalla kädessä on enemmän fotoneja ja siten suhteessa vähemmän kohinaa, joten sen jälkeen kun taustataivaan vähentää pois (eli vääntää taustan tummaksi) niin kohde erottuu jäljellejäävästä kohinasta paremmin.

Sama esitettynä matematiikan kautta: taivaalta tuleva fotonien virta on aina satunnainen, joten jokaisessa kuvassa on kohinaa neliöjuuren verran suhteessa kohteesta kerättyyn signaaliin. Sama pätee taustataivaaseen, eli jos taustataivaan kirkkaus on f/4:llä kuvattaessa 100 ja kohteen 50, niin mukana tulee kohinaa √100 + √50. Kun taustataivaan osuus vähennetään pois, niin jäljelle jää aina siitä aiheutunut kohina jota ei voida vähentää sen satunnaisen luonteen takia. Tällöin saadaan signaali/kohinasuhteeksi saadaan 50 / (√100 + √50) = ~2,9. f/2:lla valoa jää talteen neljä kertaa enemmän, eli saamme taustataivasta 400 ja kohdetta 200 yksikköä, ja signaali-kohinasuhteeksi 200 / (√400 + √200) = ~5,9 mikä on tuplasti parempi.

Mutta mainittakoon että f/4 ei ole vielä mitenkään erityisen hidas tai huono luku, olosuhteet merkitsevät todella paljon. En itsekään tajunnut sitä kunnolla ennenkuin pääsin kuvaamaan Yellowstonessa ja Teneriffalla, hämmentävä fiilis kun kamerasta katsottuna kuvat näyttävät jo aivan valmiilta.

Itseä ainakin hieman hämää tämä asia ja oletukset.

Eikö käytännössä tilanne jos polttoväli pysyisi samana, mutta toinen putki olisi valovoimainen tarkoita, että pitäisi putken halkaisija olla suurempi? Eikö nimenomaan putken/peilin halkaisija tai oikeastaan pinta-ala ole oikeastaan ainoa asia joka vaikuttaa loppupeleissä valovoimaisuuteen realistisesti vertailtuna kun puhutaan pistemäisen kohteen valovoimasta.

Jokainen valonlähde aiheuttaa tietyn säteilytehon pinta-alaa kohti joten tietyn kohteen joten eihän fotoneita saa enempää tietystä kohteesta talteen kun putken päästä tulee. Valovoimaisemmalla putkella tulee kokonaismäärältään toki enemmän fotoneita kennolle asti, mutta sehän johtuu kun kuva-alaan tulee enemmän pistemäisiä kohteita.

Korjatkaa toki jos ajatusmallini on täysin väärä.

Lainaus käyttäjältä: Zalama - 08.01.2019, 10:12:00
Eikö käytännössä tilanne jos polttoväli pysyisi samana, mutta toinen putki olisi valovoimainen tarkoita, että pitäisi putken halkaisija olla suurempi? Eikö nimenomaan putken/peilin halkaisija tai oikeastaan pinta-ala ole oikeastaan ainoa asia joka vaikuttaa loppupeleissä valovoimaisuuteen realistisesti vertailtuna kun puhutaan pistemäisen kohteen valovoimasta.

Tämä on vähän eri kysymys kuin ketjun aloittajalla (vaikuttaako valovoima pintakohteen ja taustan väliseen kontrastiin => ei), mutta jospa pari esimerkkiä selventäisi:

1. Aukkosuhde määrää pintakohteen kirkkauden

Kuvataan planetaarista sumua f/4 kameraobjektiivilla ja isolla f/4 kaukoputkella. Kummassakin tapauksessa kuhunkin kohteen peittämään pikseliin saapuu yhtä monta fotonia kohteesta (koska aukkosuhde on sama), mutta kameraobjektiivin pienemmän polttovälin takia sumu täyttää kennolla kymmenen pikseliä kun taas kaukoputkella kuvattuna sama kohde täyttää kennolla 10000 pikseliä. Kaukoputkella on selkeästi saatu kohteesta talteen enemmän fotoneja (=parempi kuva), vaikka valovoima (aukkosuhde) on sama.

2. Apertuuri ei yksinään nosta loppukuvan kirkkautta

Kaukoputken tehokkuutta voidaan mitata käsitteellä etendue, joka määritellään kaavalla ε=AΩ jossa A = apertuurin pinta-ala ja Ω putken taivaalta näkemä avaruuskulma. Käsitettä käytetään ns. survey-teleskooppien vertailussa joiden tarkoituksena on käydä läpi taivasta mahdollisimman nopeasti. Avaruuskulmaan Ω vaikuttaa sekä polttoväli että kameran kennon koko. Jos apertuurin koko kasvaa ja avaruuskulma saadaan pidettyä ennallaan (=pienempi aukkosuhde tai isompi kenno) saadaan kokonaisuudessa taivaalta talteen enemmän fotoneja. Samasta kaavasta nähdään myös kohdan 1. vaikutus, eli vaihtamalla kaukoputki samanlaiseen isompaan apertuuri kyllä kasvaa, mutta samoin myös polttoväli eli havaittava avaruuskulma Ω pienenee. Lopputuloksena kennolle jää yhtä paljon fotoneja talteen, mutta ne tulevat pienemmältä alalta taivasta.

Isompi apertuuri ottaa siis kyllä aina enemmän fotoneja talteen, mutta niitä "hukataan" vastaavasti paremman suurennoksen saavuttamiseksi.

3. Apertuuri määrää pistekohteen (tähden) kirkkauden

Putki muodostaa tähdestä kuvatasolle diffraktiokuvion (airyn kiekko), jonka koko riippuu aukkosuhteesta. Nyt jos vaihdetaan vaikka 10" f/4 kaukoputki 20" f/4 -kaukoputkeen, niin airyn kiekon koko kuvatasolla on edelleen sama, mutta pinta-alaltaan neljä kertaa isompi peili on pakannut samankokoiseen airyn kiekkoon neljä kertaa enemmän valoa.

4. Polttoväli ja kennon (pikseli)koko ovat keskenään vaihdannaisia

Otetaan kaukoputki ja tuplataan sen polttoväli, jolloin kuvatasolle muodostuva kuva suurenee kaksinkertaiseksi. Kuvan kirkkaus kennolla pienenee neljäsosaan. Vastaavasti oltaisiin voitu käyttää puolet pienempää kameraa puolet pienemmillä pikseleillä, jolloin talteen jää sama neljäsosaan himmennyt kuva, mutta sen resoluutio on vastaavasti tarkempi.

Lainaus käyttäjältä: Zalama - 08.01.2019, 10:12:00
Jokainen valonlähde aiheuttaa tietyn säteilytehon pinta-alaa kohti joten tietyn kohteen joten eihän fotoneita saa enempää tietystä kohteesta talteen kun putken päästä tulee. Valovoimaisemmalla putkella tulee kokonaismäärältään toki enemmän fotoneita kennolle asti, mutta sehän johtuu kun kuva-alaan tulee enemmän pistemäisiä kohteita.

Kun kentässä on himmeä tähti, se lähettää fotoneja koko apertuurin alalle ja jos optiikka on hyvä, kohdistuu ne kaikki yhteen pisteeseen. Ihan sama mikä kulma on, vaikka olisi 100 asteen laajakulma niin fotonien määrä on sama sen tähden kohdalla.

Tavallisen kuvaamisen puolella hyvät objektiivit (linssit) lähtevät F4:sta. Mitä pienempi F-luku, niin sen nopeammin se piirtää hyvällä kontrastilla kuvan. Ja kameran kannattaa olla täyskenno-mallia.

Aloittajan ehdottama linssi 200mm-F2 on melko hurja tykki. Tuollainen olisi myynnissä KÄYTETTYNÄ 2500 € hintaan (Nikon kirppis facebookissa).

Digicamera.net-keskustelupalstalla eräs täälläkin vaikuttava antoi neuvon hakeutua paikoille, missä ei ole valosaastetta. Ja tässäkin ketjussa kerrottiin, millainen vaikutus valosaasteettomalla alueella on lopputulokseen.

Täältä olen katsellut mestoja: https://www.lightpollutionmap.info

Kannattaa opetella "tavallista valokuvausta" kirkkaalla kelillä sekä hämärässä katuvalaistuksessa jalalla jne. Hämärässä katuvalaistuksessa kannattaa kokeilla millaisilla arvoilla kuva ylivalottuu / palaa puhki. Kuvaa vastavaloon (aurinko vastassa, mutta ei näy kuvassa).

Olen kuvannut jalalla 200-300 mm * iso 100 * F8-F11 * 20 - 30 sekunttia "katuvalaistuksessa" hyviä kuvia (itse olen ollut pimeässä). Kohteet ovat olleet 1 - 2 kilometrin päässä. Putkena niinkin halpa kuin Tamron 70-300.

Toisaalta olen "tavallisenkin valokuvauksen" puolella NOVIISI.