Q: ночная фотография, выдержка, ISO

lexa - 09/Апр/2013 18:01

Вот допустим некто хочет снять Млечный Путь. Или, попроще, освещенный Луной пейзаж.

Кадр считаем статичным, т.е. выдержкой можно играть в широких пределах, а кадры потом клеить.

Возникают понятные вопросы:

  1. Какую чувствительность ставить?
  2. Сколько кадров клеить в стеке?

Вот, к примеру, у DeepSkyStacker читаем в FAQ, если простыми словами то

  • Есть некие "оптимальные ISO" (похожие, на глаз, на 1e/1ADU, действительно задирать выше смысла вроде нет)
  • Чем больше кадров клеить - тем лучше
  • Но слишком маленькую выдержку делать смысла нет, какой-то сигнал нужен

Но это понятные общие соображения. А конкретнее?

Вот что лучше, 100 кадров с выдержкой 10s или 33 кадра с выдержкой 30s?

Можно взять и снять темновые кадры с разной выдержкой и построить график зависимости шума от выдержки. Но есть ли какая-то готовая методика по применению этого знания?

Скорее всего, у астрономов эта тема разобрана уже 100500 раз. Ткните носом куда почитать....

На всякий случай апдейт: я не собираюсь снимать объекты на небе телескопом. Я хочу (попробовать) снять пейзаж со звездным небом и (не попробовать, а снять) пейзаж освещенный растущей луной (судя по календарю, полной луны мне в июне не дадут).

Comments

macrop (not verified) - 09/Апр/2013 18:13

а вот http://jankovoy.livejournal.com/32850.html

Асторономы, когда я последний раз видел, больше с плёнкой баловались... притом с химией, чтобы спектральные характеристики смещать...
А у меня с луной например другие проблемы, в телескоп её на ISO 200 можно с короткой выдержкой снимать... А лучше где-то 400 или 800, если её на весь кадр увеличить, то она из телекопа просто на глазах улетает. Пять минут и всё.. =)

lexa - 09/Апр/2013 18:23

По вашей ссылке - общие соображения. Я их знаю. У меня более конкретные вопросы.

С луной все ж просто, там sunny f/16 rule :)

dibr (not verified) - 09/Апр/2013 18:33

Из общих соображений:
- сигнал копится линейно, поэтому количество сигнала зависит только от общей экспозиции
- "токи утечки" копятся приблизительно линейно
- тепловые шумы копятся как корень от времени экспозиции
- шумы дискретизации и шумы усилителя/АЦП прибавляются при каждой экспозиции (и копятся как корень числа экспозиций).
Исходя из этого получается, что 33 кадра с выдержкой 30с лучше 100 кадров с выдержкой 10с - сигнал в сумме одинаковый, а вот шумов оцифровки накопится меньше.
Дополнительно - если есть вычитание темнового кадра, темновой кадр тоже лучше усреднить.

lexa - 09/Апр/2013 18:52

А вот из общих соображений, да.

Вот допустим мы поснимали темновой кадр при разных выдержках. Затем убрали вычитание черного (благо на Canon оно не вычитается) и строим график. По горизонтальной оси - выдержка, по вертикальной - сигма.
(сигнала - нет, поэтому сигнал-шум построить не можем)

Какие выводы мы должны будем сделать, глядя на эту кучу битого кирпича?

dibr (not verified) - 09/Апр/2013 19:17

Ну так надо сначала график, потом выводы. Как можно делать выводы из графика, когда я не вижу графика?

Я ожидаю линейный рост отсчётов за счёт токов утечки (не знаю, применимо ли слово "сигма" для случая, когда помеха может быть только положительной - токи утечки обычно втекают в пиксель, но не вытекают из него), плюс рост как корень за счёт теплового шума, плюс константа (возможно очень малая) за счёт шумов оцифровки. Ну, и я везде пренебрегаю "дробовым шумом" (или как он там по научному называется - статистический разброс, связанный с тем, что фотоны падают случайным образом, и пропорциональный корню сигнала) - во-первых он мал, во-вторых - после сложения он, по идее, должен зависеть только от суммарного сигнала, но не от того, каким образом он был собран, а в третьих - он более актуален для "светловых" кадров, а не для темновых.

Из тех же общих соображений хочется сказать, что темновой кадр тоже лучше копить малым числом длительных экспозиций, то есть при 33 "светловых" кадрах по 30с - сделать, скажем, 10 "темновых" по 100с, а то и 3 темновых по 330с (а суммарную экспозицию делать как минимум не меньше, чем суммарную светловую - ведь при вычитании отсчёты придётся нормировать на экспозицию, при малой суммарной экспозиции темнового кадра темновые токи вычтутся, а вот тепловые шумы и шумы дискретизации наоборот, увеличатся за счёт нормировки). Но поскольку я не уверен в линейном поведении матрицы при таких выдержках, и в "случайности" шумов оцифровки - возможно имеет смысл просто повторить "светловую" серию, но в темноте. Собственно, если включить вычитание в камере, так и получится автоматически.

lexa - 09/Апр/2013 19:22

Темновые - DeepSkyStacker хочет видеть с той же выдержкой, что и содержательные (ну и bias - с самой короткой).

Замечание про отсутствие графика - правильное. Но я надеялся сначала получить от кого-то ссылку на методику, а потом уже проделать упражнение согласно методике.

skarafuto (not verified) - 09/Апр/2013 20:40

Сигнал - шум http://www.realsky.ru/articles/astrophotography

Процесс в кратком виде http://oleg.milantiev.com/material/?id=607#p3-10

Рецепты астрофотографии http://shvedun.ru/astrofoto-jim.htm

blacklion - 09/Апр/2013 21:26

Почитал рецепты. Как всё сложно!

lexa - 09/Апр/2013 22:08

Ну вот я в результате - лишнего удалил. Не надо ни о чем просить :)

Отвечая на заданный (и стертый) вопрос - да, гайд должен быть для обратной связи. Думаю, что при полевой установке всей конструкции - это точнее, потому что штатив может потихоньку оседать в земле и все такое.

А у астрономов - да, все сложно, но мне нужна от этого малая часть.

lexa - 09/Апр/2013 22:12

О, спасибо!

По первой ссылке нашел оригиналов - и очень им рад!

katushev (not verified) - 09/Апр/2013 21:51

Выше правильно отметили, что 33х30 лучше 100х10. Кроме bias'ов и dark'ов еще полезно снять flat'ов - они от виньетирования избавят.
Dark'и необходимо снимать при тех же параметрах, что и imag'ы из рассчета - один дарк на 3 кадра.

lexa - 09/Апр/2013 22:11

Про 33x30 vs 100x10 есть больной практический вопрос, который нуждается в изучении: в теории, шумопонижение (через вычитание dark frame) в кэнонах отключается. На практике - неизвестно, возможно что какой-то шумодав таки включается на очень длинных кадрах.

Про dark - понятно, хотя вот непонятно удастся ли на практике так снимать (через три кадра на четвертый вешать крышечку), не факт.

Про Flat - на широкоугольнике с открытой дыркой виньетирование будет, к гадалке не ходи. И не факт что это плохо для пейзажного снимка.

katushev (not verified) - 09/Апр/2013 23:50

Когда снимаю, отключаю ВСЕ встроенные фенечки, и расширение, и усиление светов и, в том числе, встроенный шумодав. По его логике - действительно идет вычитание шумнового кадра, но только если он включен принудительно. На выдержках длиннее 30 секунд он не работает, т.к. они идут в режиме bulb, а в этом режиме он оключается. Съемка при астрофото может быть длиннее и существенно и отсчитывается через интервалометр или в простанародии пульт с таймером.
Про дарки - я их снимаю после съемки лайтов - не важно "когда", важно " сколько" ;)
Для пейзажного - согласен.

lexa - 10/Апр/2013 07:17

Ну насколько я вижу, при ~30 сек и 21mm (самый светосильный ширик у меня), уже вместо звезд видны черточки в несколько пикселов. Т.е. длиннее выдержки не надо бы уже, если не снимать star tracks.

Вместе с тем - что там творится в камере даже с отключенным шумодавом - нуждается, на мой взгляд, в изучении. Просто time series снять с крышечкой и разными выдержками - и посмотреть на результат, я займусь.

katushev (not verified) - 11/Апр/2013 01:12

Если без ведения снимать, тогда конечно - максимальная выдержка из расчета фокусного расстояния. При выдержках длиннее 20 секунд даже на ширике без ведения не обойтись. Либо снимать небо на длинных выдержках на монтировке, а потом "клеить" землю.

weyjrd (not verified) - 09/Апр/2013 23:24

За 30с у меня на 17мм часть звезд уже в линию сливались. Фотографировал таймлапс Млечного Пути как раз.А про склейку что почитать можно?

lexa - 10/Апр/2013 07:11

Ну вот мне тоже показалось, что для современной цифры 600/focus rule - слишком слабое, на 21-мм и 30sec - уже черточки.

Что почитать про склейку - я не знаю. Мне сказали слово DeepSkyStacker - я им и пользуюсь, там есть документация и FAQ.

weyjrd (not verified) - 10/Апр/2013 10:59

DeepSkyStacker посмотрю, спасибо.
Если вдруг чем-то помогут равки с 5D2 ночные (млечный путь в горах снимал), могу выложить.

renat (not verified) - 10/Апр/2013 02:50

Едва ли сейчас возможно вывести формулу подбора оптимальной экспотройки для художественного астрофото, слишком много надо учесть параметров. В общем случае тридцатисекундный снимок даст нам заметно больше деталей, чем 3 десятисекундных, так что если можно сделать длительную выдержку, ее лучше сделать. Но ограничителей масса. Например, большая проблема - засветка неба. В Москве она ограничивает осмысленную экспозицию несколькими секундами, в Подмосковье - несколькими минутами. Причем, естественно, надо учитывать характеристики конкретного места и даже направления - у меня на площадке, скажем, запад гораздо темнее востока. Второй момент - погода. Дымка может усилить влияние засветки, например. Если облачность переменная, а облака бегут быстро, длину экспозиции тоже приходится ограничивать, дабы потом выбрать неиспорченные кадры. То же относится и к выпадению на камере росы, и к волнам тумана. Очень важна температура, она сильно влияет на тепловые шумы при сверхдлинных выдержках (а другими видами шумов в таком случае можно и пренебречь, если речь не о рекордных результатах). Причем надо понимать, что при длинных выдержках фотоаппарат нагревается сам, причем неравномерно - становится видно, где у нас ЭЦП и электромагнит, держащий зеркало в поднятом состоянии. Эту гадость плохо убирают даже темновые кадры. Плюс надо учесть и точность сетапа (за какое время появится смаз), и характеристики самого снимаемого объекта. Так, центральная область "Туманности Андромеды" прорабатывается за несколько секунд, а самая тусклая периферия - за несколько часов.

Что до темновых кадров, их действительно лучше снимать ближе к центру сессии - связано это именно с тем, что температура матрицы за ночь может очень сильно меняться. Онако надо понимать, что важно это лишь в том случае, если сессия длится несколько часов. Однако если возможности нет, можно снять их и в конце, результат все равно будет лучше, чем без их вычитания. Количество - чем больше, тем лучше, однако штук 20 вполне хватает, если мы, опять-таки, не гонимся за рекордным результатом. И, естественно, влияние каждого нового добавленного в стек кадра убывает экспоненциально.

Кеноны для сверхдлинных выдержек подходят очень хорошо, это стандарт для бюджетного астрофото.

lexa - 10/Апр/2013 08:37

А где бы почитать всякие общие соображения (с формулами) про выдержку?
Раз с засветкой мы боремся путем укорачивания единичной выдержки - значит простое аддитивное правило не работает, верно?

lazybird_ru (not verified) - 10/Апр/2013 12:07

Для пейзажа со звездным небом нужно не забыть фонарик (или другой источник света) для подстветки объектов на переднем (и не очень) плане. При выдержках порядка 30 сек. свет должен быть достаточно слабым -- источник света приходится даже затемнять, или отражать его свет от подручных предметов. Например, я для освещения достаточно больших площадей использовал видеосвет с регулятором, установленным на минимум.

http://www.sergeignatkin.ru/image/D13640
(30 сек. на 15мм фишай -- на пределе по длительности, но и напечатать такое крупно это не получится, увы)

Можно просто фонариком рисовать, как кистью, но результат нестабилен для таких затрат времени.

Mikr - 10/Апр/2013 19:26

Готовый ответ дать не могу, самому интересно, но могу подкинуть ссылок по теме.
http://www.astronomy.ru/forum/index.php/board,8.0.html
Сообщество астрофотографов, тонны информации больше чем за 10 лет.
Прикреплены вверху пара тем-агрегаторов, там и учебники всего и вся, и оглавление форумного материала.
Оттуда за несколько минут нашел информацию для 350D:
http://www.astronomy.ru/forum/index.php/topic,20017.msg367646.html#msg36...
То есть для 350D лучше было делать меньше снимков но более длинных. Хотя разница на самом деле становится совсем небольшой если на улице тепло, да и вообще влияние температуры значительно сильнее.

В списке из этого поста:
http://www.astronomy.ru/forum/index.php/topic,30358.msg551310.html#msg55...
Есть несколько тем, затрагивающих вопрос количества снимков в серии и их длительности.

Насколько мне видится, можно или поднимать там тему для получения свежей информации по последним сенсорам, или самим ставить эксперименты - искать оптимальное ISO для конкретной камеры, а потом сравнивать шумы при разных выдержках и сериях.

lexa - 10/Апр/2013 19:38

Ага, за ссылки спасибо. Надо в этом месте навести какую-то теорию.

slowkukuing (not verified) - 10/Апр/2013 23:42

Короткие (по кол-ву снимков) серии лучше - меньше греется, ergo меньше шумы чтения (readout noise).
Для ПЗС было достаточно критично. как там оно нынче на новых КМОП - нужно просто тестировать, ибо оно имеет тенденцию улучшаться (в терминах е-/сек :-)).