Добро пожаловать на наш астрономический форум!
Надеемся, что здесь вы сможете получить толковые ответы на свои вопросы по любительской астрономии основанные на опыте и знаниях, а не на догадках, мифах и чтении Интернета по диагонали.
Если вы решили присоединиться к нам - придерживайтесь и Вы в своих ответах этих правил

Зоны особого внимания: ЧАВО (FAQ), Обзоры оборудования и Окуляры

Предельная выдержка без смаза без часовика

Секреты повседневного использования астрономических инструментов, их юстировки и регулировки

Модератор: Ernest

Ответить
bot
Сообщения: 31
Зарегистрирован: 28 окт 2009, 12:20

Предельная выдержка без смаза без часовика

Сообщение bot » 01 ноя 2009, 21:29

Фотографировал несколько дней назад созвездие Ориона.
Объектив 105 мм (в пересчете на 35 мм около 160мм), выдержка 30с.
Все звезды получились параллельными черточками, длинной раза в 3-4 больше чем шириной.
Кто виноват?
Виновник у нас под ногами - Земной шар вращается вокруг своей оси, вместе с вашим фотоаппаратом! Или, как полагали древние, небесная сфера со всеми звездами на нем оборачивается вокруг земли за 24 часа. Вот и получается смаз.

Какова-же максимальная выдержка с неподвижной камеры при которой этот смаз (удлинение изображений звезд) еще не заметен?

На пальцах примерно так.
На 35 мм кадре хорошо заметен смаз в 0.05 мм (на самом деле еще меньший - порядка 2-3 размеров пикселя приемника). То есть критичен угол поворота (0.05/f)*57.3*60 угловых минут или в описанном выше случае примерно в (0.05/160)*57.3*60 = 1 угловую минуту. За 24 часа небо делает полный круг, за 1 час - поворачивается на 15 градусов, за минуту на 15 угловых минут. То есть предельная выдержка, при которой смаз звезд экваториального созвездия от "вращения неба" будет заметен не очень при фокусе объектива 160 мм составит 1/15 минуты или 4 сек.

Точнее предельную выдержку по астрономическим объектам с аппарата неподвижного относительно Земли, когда суточное вращение неба еще не сильно портит изображение, можно посчитать так.

t, сек = 14000*L/(N*f)/cos(δ)

где L - длина (возможно приведенная = 35 мм) длинной стороны кадра в мм, N - приемлемый дискрет разрешения (например, 1000-1500 на сторону, в пределе равно числу пикселей на приемнике вдоль этой длинной стороны), f' - фокусное расстояние объектива в мм (когда надо помноженное на кроп-фактор, то есть приведенное к 35 мм приемнику, если L = 35 мм, и, возможно, помноженное на увеличение телескопа, если камера расположена за его окуляром, а объект съемки - Луна или что-то в этом роде), δ - склонение фотографируемого объекта (угол между небесным экватором и светилом).

Подставим цифры из примера выше (cos(δ) для экваториального созвездия Орион примерно равно 1), 14000*35/(1000*160) = 3 сек.

А вот при съемке Луны цифровиком (приведенный фокус 100 мм) за окуляром неподвижного телескопа с увеличением 60х предельная выдержка получится 14000*35/(1000*60*100) = 1/12 сек
Назад к оглавлению статей

Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 18717
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Контактная информация:

Re: Предельная выдержка без смаза без часовика

Сообщение Ernest » 18 июл 2024, 12:03

Правило 500

Предельная выдержка при которой изображения звезд не будут иметь удлинения из-за вращения Земли составляет 500/FL секунд, где FL - фокусное расстояние объектива.

Это упрощенный вариант формулы из стартового сообщения примененный по умолчанию к фулфрейм камере (L=35мм) в предположении, что предел разрешения составляет примерно 35 мкм (N = 35/0.035 = 1000). Понятно, что 1000 пикселей вдоль длинной стороны кадра это какой-то каменный век - подразумевает разрешение 480p-720p. Поэтому на практике взыскательные фотографы применяют "правило 300": предельная выдержка звездного неба неподвижной камерой с фокусным расстоянием FL составляет 300/FL секунд. Это немногим лучше, чем "правило 500"- удлинение звезд из-за вращения Земли считается незаметной, если составляет примерно 1/1600 от длинной стороны full-frame кадра, но все-же немного недотягивает до Full HD, не говоря уже о стандартах разрешения 2K или 4K.

Вот примерная табличка предельных выдержек в секундах без видимого смаза звезд
на full frame для разных стандартов разрешения и фокусных расстояний объективов
N\FL(мм)101520305085115130200500
140pSD256191128966438231715104
240pSD426115775838231410962
360pSD640775138261597641.5
480pSD854573829191275431
720pHD128038261913853321
1080pFull HD1920261713953221.30.5
1440p2K2560191310642.31.71.510.4
2160p4K3840139642.61.5110.60.3
4320p8K768064321.30.80.60.50.30.1
  • Первая колонка - телевизионный стандарт разрешения (число линий по короткой стороне)
  • Вторая колонка - обозначение телевизионного разрешения SD (SDTV) - стандартное, HD (HDTV) - высокое и так далее
  • Третья колонка - число пикселей в соответствующем кадре по длинной стороне
  • Четвертая и последующие колонки - максимальная выдержка в секундах в зависимости от фокусного расстояния, в мм (см. верхнюю строку)
  • Выдержку следует сократить, если приемник меньше, чем full-frame поделив на кроп-фактор (ну или смотреть выдержки для приведенного фокусного расстояния)
Расчет выдержек в таблице исходит из довольно жесткого подхода:
  • съемка в сторону небесного экватора cos(δ) близок к 1, при съемке в сторону полярной звезды выдержку смело можно удваивать
  • считается допустимым смаз не более чем в ширину пикселя, в то время как часто изображения звезд с ореолами из-за аберраций и светорассеивания сами занимают несколько пикселей, так что и тут есть возможность увеличить предельную выдержку вдвое-трое

ёжик
Сообщения: 1394
Зарегистрирован: 30 май 2021, 12:14

Re: Предельная выдержка без смаза без часовика

Сообщение ёжик » 18 июл 2024, 16:54

Не каждый объектив 4К разрешение потянет на открытых диафрагмах. Поэтому, выдержка может быть и больше. (Ernest: см. второе примечание)

Аватара пользователя
DeWynter
Сообщения: 534
Зарегистрирован: 12 май 2019, 03:37

Re: Предельная выдержка без смаза без часовика

Сообщение DeWynter » 19 июл 2024, 01:08

Я отвечу как практик-фотограф ;) Для full-frame кадра в 35-45Мпикс "правила 300" более чем достаточно. Более того - достаточно даже "правила 400" если не особо придираться. Все мои фото ночного неба за последние лет 5 сняты именно с "правилом 400". Печатаю фото для клиентов вплоть до 1.2м по длинной стороне - клиенты пока не жаловались.
Телескопы: WO Zenithstar 61 APO f6 / SW BD 100ED f9.
Окуляры: Pentax XW, ES68°, Vixen SLV, TMB Planetary II.
Окуляры Пары: RKE, Baader BCO, Vixen NPL, Celestron Omni.
Бино: CZ/Vernonscope + GPCs.

Ответить