Подходим к любительскому астрофото с научной стороны

[VT100]

Усиление (пропорциональное увеличение числа электронов после экспозиции, но до оцифровки) в КМОП-матрице. Я не перепутал?

Или, всё-таки, некий усилительный кунштюк между ячейками матрицы и её АЦП?

[excentrisitet]

Само число электронов конечно не увеличивается. Если посмотреть схему КМОП матрицы, например тут:

http://makal47.ru/instrumentyi-fotografa/cmos-matritsa-fotoapparata

То сколько родилось у нас электронно-дырочных пар в конденсаторе 3, то столько и пойдёт на выход в момент считывания. Другой вопрос, если мы этот ток не просто сразу считаем и пропустим через АЦП, а сначала пустим на аналоговый усилитель, и лишь потом оцифруем.

Принцип работы, как его представляю, в достаточных для меня, любителя астрофотографа, терминах описан вот тут:

https://keldysh.ru/papers/2003/prep85/prep2003_85.html

Более глубоко в детали процессов я пока не вникал, ибо не было нужды.

[dcoder_mm]

На этом предлагаю пока остановиться

Ну вот только началось и сразу кончилось. Продолжайте, конечно. Начало очень хорошее

[maxim_ge]

КМК неплохо было бы как-то обозначить проблему и кратко очертить общий путь решения, а потом уже разбирать детали.

Пример проблемы. SW130650EQ5 Nikon D7000 exp 12 x 300sec.

ISO200:

ISO800:

Т.е. при высоких ISO внезапно получаем меньше деталей.

12 x 120сек, ИСО800, вроде бы на том же оборудовании, но короче выдержка, и вообще красота:

Ну т.е. выбор экспотройки — нетривиален.

Пример решения. Нас интересует поиск максимума в соотношении сигнал/шум, в примере принято, что "Действительно, есть все основания полагать (как теоретические, так и проверенные экспериментально в других опытах), что при не слишком больших освещенностях уровень сигнала пропорционален выдержке и числу ISO с достаточно высокой точностью" — примерно так и получилось у Вас (непонятны, конечно, рамки допустимого вот этого "примерно"). Далее автор решил ограничиться измерением уровня шума темновых кадров, а соотношение сигнал/шум получить аналитически. Метода, может быть, и не очень "правильная", но зато понятная.

[excentrisitet]

Да, Павел конечно там расписал проблему довольно подробно, и в целом с его выводами я тоже согласен. Просто хотелось, так сказать, пройти по тем же граблям: переварить чужой опыт порой бывает сложнее чем набрать свой.

А касательно стартовых фото — у меня они вызывают сейчас кучу сомнений. И основной — а точно ли Nikon отдаёт честный RAW, потому что когда шум считывания практически совсем не зависит от ISO — возникают вопросы: https://photonstophotos.net/Charts/RN_e.htm

[maxim_ge]

И основной — а точно ли Nikon отдаёт честный RAW, потому что когда шум считывания практически совсем не зависит от ISO — возникают вопросы: https://photonstophotos.net/Charts/RN_e.htm

Занятно:

А вот dxomark:

Nikon/D7000---Measurements

[ghosts_in_a_box]

Добрый день!

Тема интересная, продолжайте!

Хотел бы добавить, что для таких измерений вообще можно снять объектив и светить монитором напрямую в матрицу (если он конечно съёмный), тогда будет минимум пятен от пыли на объективе, виньетирования и прочего. И можно провести полноценную offset + dark калибровку (а не только offset), чтоб как раз убрать те самые горячие пиксели, хотя не уверен, что они внесут какой-либо значительный вклад на малых выдержках.

Ещё есть некоторые соображения на тему выбора ISO. Так как изменение ISO никак не влияет на количество электронов на детекторе и просто усиливает уже собранный сигнал, но уменьшает динамический диапазон, то оптимальным значением будет минимальное iso, которое позволит превысить шум ADC. Данное значение не обязательно будет единичным усилением (unity gain) и может быть как меньше (для малошумящих ADC), так и больше (для сильно шумящих). Конечно это только для случая, когда мы можем компенсировать всё длинной выдержкой, но для сильно шумящих ADC всё равно имеет смысл поднимать ISO выше единичного усиления, т.к. шум просто все съест.

[excentrisitet]

По последнему абзацу — не всё так просто, и это я планирую рассмотреть позже. ;) Хотя unity gain и неплохой компромисс, но он тоже не святой грааль и иногда даже значительное повышение ISO бывает оправданным. Но это скорее будет в третьей части.

[VT100]

+1

… так как изменение ISO никак не влияет на количество электронов на детекторе и просто усиливает уже собранный сигнал, но уменьшает динамический диапазон .....