Linssin valovoiman merkitys

[RETiisi]

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.

[einari]

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.

[Pappis]

Ja prosessoinnissa täytyy venytellä.

[RETiisi]

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.

[vehnae]

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.

[einari]

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

[RETiisi]

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?

[vehnae]

Juuri näin, matematiikasta on kyse.

[Pappis]

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.

[Octopus]

Millainen kamera sulla on?

[RETiisi]

5D mk II

[RETiisi]

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?

[RETiisi]

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.

[DarkSide]

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.

[Timpe]

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