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Choix d'une caméra - la taille des pixels


LucaR
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  • Avexiens

Bonjour,

A terme j'aimerais changer d'imageur pour aller vers une solution caméra monochrome ou couleur + filtres. Pas tout de suite, mais je commence à réfléchir dès maintenant car d'expérience il vaut mieux réfléchir longtemps avant d'investir dans des trucs chers 😄

Pour commencer j'ai donc essayé d'estimer une la taille de pixels idéals. Je sais que ce n'est pas le seul critère, mais c'est déjà un à prendre en compte! 

Après avoir fouillé les docs à droite à gauche Voici mon raisonnement.

=> J'aimerais savoir ce qu'en pensent les expérimentés parmi vous: j'ai bon ou je fais fausse route?

Si c'est bon j'en ferais sans doute un tuto simplifié en le généralisant (d'où cette présentation) - ce que j'ai trouvé jusqu'à présent dans le domaine était plutôt complexe pour mathématiciens confirmés!

1) Besoin pour le CP longue pose 

Mon setup actuel: lunette 102/714 triplet + réducteur 0,75 + AZEQ6 avec l'imageur Canon 650D non défiltré.

Je calcul d'abord mon besoin en CP longue pose car c'est ma priorité.

Le calcul me dit que le pouvoir séparateur de mon instrument sur la longueur d'onde moyenne 550 est à 1,36".

On considère généralement que l'amplitude de la turbulence en longue pose est compris entre 2" (meilleurs conditions) et 4" (pires conditions). C'est supérieur à mon pouvoir séparateur, ce qui en fait le facteur limitant. En effet, des détails qui bougent trop pendant les poses longues entraines forcément du flou: même voir plus petit ne permet pas de le rendre moins flou !

Un autre facteur limitant est la qualité du suivi + guidage. Pour simplifier on va considérer que j'arrive à une amplitude d'erreur de 2,5" ce qui est considéré comme une bonne qualité mais pas inconcevable avec mon AZEQ6 si je paramètre bien les choses.

Je peux donc considérer qu'en CP, selon la turbulence mon pouvoir de résolution sera compris entre 2,5" (limite de mon suivi) et 4" (fortes turbu)

Le critère de Nyquist dit que l'échantillonnage (nombre de seconde d'arc par pixel de caméra) doit être situé entre 1/3 et la moitié du pouvoir de résolution. Si je n'ai pas fait d'erreur de calcul (je vous passe les détails :-)), ça me donne :

=> à turbu faible (résolution max) : échantillonnage idéal entre 0,8"/px et 1,25"/px
=> à turbu forte (résolution min) échantillonnage idéal entre 1,3"/px et 2"/px

Je dirais donc que le meilleurs échantillonnage se situe aux alentours de 1,2"/px à 1,3"px, ce qui pourrait satisfaire à peu prêt toutes les conditions - disons 1,25. 

=> Est-ce que ça vous semble une bonne stratégie de choisir ce "juste milieu" là?

Un autre calcul me dit que la taille des pixels correspondant à 1,25"/px avec ma focale est 3.2 micromètres. J'imagine que c'est moins "grave" de sur-échantillonner que sous-échantillonner, donc je considère 3,2 micromètre comme une limite supérieure à ne pas (ou pas trop) dépasser. A noter au passage que les pixels de mon APN actuel font 4,29 microns => clairement je sous-échantillonne!

Si on regarde les capteur Sony existant par exemple, ça me dirigerait donc vers ceux à 2,9 microns ou à la rigueur 3,75 mais pas plus, ou éventuellement 2.4.

=> Capteur Sony en 2.9: IMX290, IMX327, IMX462 ; en 3.75: IMX224, IMX185, IMX385, IMX533 ; en 2.4: IMX178, IMX183
 
2) Planétaire

Voyons ensuite ce que ça donne pour le planétaire (pas prioritaire pour moi) ou le CP courte pose.

On considère que si on film à plus de 10 images par secondes (je pense que toute les caméra le font?) la turbulence en pose courte est comprise entre 0,5" et 2" avec une moyenne à 1", ce qui est cette fois inférieur à mon pouvoir de résolution qui devient donc le facteur limitant (même net je ne peux pas voir plus petit).

D'autres formules encore donnent pour chaque taille de pixel de caméra une focale maximum au delà de laquelle il n'est pas la peine de monter sur mon instrument (avec Barlow) car ça conduirait à du sur-échantillonnage inutile d'un côté, mais aussi de la perte de champs en vain puisque des pixels en trop seraient "gâchés" => pas optimisé, quoi.

Pour 2.4m c'est 1094mm. J'y arrive avec Barlow x1.5 (si ça existe?), ou x2 avec le réducteur 0.75 = 1071, soit 97% du max
Pour 2.9m c'est 1322mm => réducteur + barlow 2.5 = 1339mm, 101% du max
Pour 3.75m c'est 1710mm => barlow 2.5 = 1785mm, 104% du max

Ce qui là aussi aurait tendance à avantager la taille 2.9m, qui permet le plus de s'approcher de la valeur idéal. 

Conclusion

Bref ma conclusion de tout ce raisonnement c'est qu'avec ma lunette et ma monture, l'idéal en terme de taille de pixel de caméra est un des trois capteurs à 2.9 micromètres IMX290, IMX327, IMX462 (si on s'en tient aux Sony) - mais que les capteurs à 2.4 ou 3.75 restent envisageable si d'autres critères (sensibilité...) militent plus en leur faveur. Mais ces autres critères je les verrais dans une deuxième temps 🙂

Pour compléter je suppose qu'il faudrait aussi voir en quoi le binning pourrait influer sur ce raisonnement, mais je n'ai pas encore assez compris cette technique pour en parler 🙂


 

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  • Administrators
Il y a 18 heures, LucaR a dit :

caméra monochrome ou couleur + filtres

première erreur

c'est camera monochrome + filtre ou camera couleur

Il y a 18 heures, LucaR a dit :

Un autre calcul me dit que la taille des pixels correspondant à 1,25"/px avec ma focale est 3.2 micromètres. J'imagine que c'est moins "grave" de sur-échantillonner que sous-échantillonner, donc je considère 3,2 micromètre comme une limite supérieure à ne pas (ou pas trop) dépasser. A noter au passage que les pixels de mon APN actuel font 4,29 microns => clairement je sous-échantillonne!

pas grave

un pixel plus gros reçois plus de lumière et "pardonne" plus de truc. le sous échantillonnage est toujours rattrapable grâce a un bon traitement (le drizzle), le sur échantillonnage est a mon sens plus navrant : etoile baveuse mollesse des détails, perte de lumière, bien que la aussi tu peut récupérer une partie des pertes grâce à un binning logiciel (il faut une camera à très faible bruit)mais tu perds 50% de résolution
la réalité du terrain  . perso avec l'a7s + fsq je suis clairement sous échantillonné, mais pourtant, je trouve les images "parfaite" dans la restitution des détails et des étoiles. je ne loupe rien 

 

Il y a 18 heures, LucaR a dit :

Je peux donc considérer qu'en CP, selon la turbulence mon pouvoir de résolution sera compris entre 2,5" (limite de mon suivi) et 4" (fortes turbu)

moui... ça peut tout à fait être cumulatif... soi 6.5" ;) pis y'a l'étalement de la turbu sur le temps d'intégration, la ça peu faire mal

donc petit pixel, oui.

perso j'ai essayé. ça marchotte mais je trouve mes images moche. j'ai laissé tomber

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  • Avexiens

Merci!

Il y a 4 heures, frédogoto a dit :

le sur échantillonnage est a mon sens plus navrant : etoile baveuse mollesse des détails

As tu un exemple quelque part? J'entends souvent ces termes "baveux/molesse" mais je ne visualise pas encore trop à quoi ça correspond.

En fait je pensais faire les choses en deux étapes:

1) acheter d'abord une petite caméra couleur pas trop chère (genre la 178MC ou la 290MC) pour faire un minimum de planétaire (même si je sais que ça restera limité avec mes 102mm) et pouvoir aller chercher quelques galaxie trop petites pour les gros pixels de mon APN mais que ma lunette est capable de résoudre (en tout cas théoriquement). Je continuerais le grand champs/nébuleuses avec mon APN dont je suis encore bien loin d'avoir tiré tout le potentiel! Le petite caméra me servira alors pour le guidage, ce sera toujours mieux que ma webcam achetée 25 euros d'occase 😄

2) plus tard, quand j'aurais le budget, passer sur une vraie caméra monochrome refroidie à grand capteur pour le CP grand champs (et donc en effet le résolution ne sera pas mon critère principal) et m'éclater avec les filtres, explorer le SHO/HOO, etc... 

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  • Avexiens

Je ne sais si cela peut t’aider mais dans le package que je viens d’acquérir il y a une caméra QHYCCD modèle QHY5L-II-C que je peux te prêter pour un test.
En attendant que je sache m’en servir ... ça risque d’être coton vu la liste des choses à faire pour créer une photo (voir l’interessant sujet sur le forum).

Modifié par Perry Rhodan
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  • Avexiens

Merci c'est gentil !! Mais vu le confinement bis qui se profile avant la fin de la semaine je risque de la garder longtemps si je te l'emprunte 🙂 Je sais même pas si je vais retourner dans ton coin avant un moment...

 

 

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  • 1 month later...
  • Avexiens

Sujet intéressant et que je vais suivre.

Question qui peut avoir son intérêt au moment de l'achat car cela a une conséquence sur le prix:

Est-ce qu'il est indispensable de prendre un modèle refroidie ?

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  • Avexiens
Citation

prendre un modèle refroidi ?

Je pense que l’intérêt et plus d'avoir une température constante, ce qui permet de faire les darks et bias plus-tard à la même température, quitte à mettre la caméra dans le frigo.

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