1° Forum di Astronomia Amatoriale Italiano

Cari amici,
prendo spunto da una discussione, a parer mio molto importante e sulla quale vorrei suscitare vostri interventi, uscita fuori su un'altro mio argomento (Basler ACE a1300 - Prima luce su Giove...!).
Molti astro imagers dell'alta risoluzione sembrano costantemente alla ricerca della camera con le prestazioni migliori. Cosa in effetti naturale e legittima quando vogliamo comunque stare al passo e mantenere la nostra attrezzatura al top.
Uno dei parametri fondamentali che viene valutato e che viene messo in stretta relazione con le prestazioni e la qualità della camera è il FRAME RATE, o frames per second, in parole povere la velocità di registrare fotogrammi in un filmato.
Ho notato che spesso tale parametro è veramente considerato IL PARAMETRO che determina la scelta di una camera e decide se la camera è una camera BUONA o una camera SCADENTE. Questa "super valutazione" del fps si basa di solito su alcuni concetti distorti. Primo fra tutti il seguente.
a)[i] "Elevati fps aiutano quando il seeing è scadente"[i]
Questa affermazione, a parte alcuni rarissimi casi in cui può essere ritenuta vera, è di solito falsa e fuorviante.
Perché falsa: il fps massimo (massimo raggiungibile in teoria) è limitato dal tempo di shutter (tempo di esposizione di ogni singolo fotogramma) + il tempo di lettura del sensore da parte della camera (in genere molto breve)+ il tempo di trasferimento del frame dalla camera al computer (dipende soprattutto dal tipo di connessione - USB2, Firewire, ecc-). Ad influenzare questo valore poi c'è anche l'architettura software e hardware che deve gestire il flusso di dati che arriva (come il software ottimizza e gestisce il flusso di dati e la velocità/potenza dei componenti hardware del computer che si utilizza).
E' chiaro che se si imposta un tempo di esposizione di 100 millisecondi sarà impossibile avere fps>10, con 50 ms non si avranno fps>20 e così via. Quindi è vero che per avere alti valori di fps devo per forza avere tempi di esposizone brevi, ma non è assolutamente vero il contrario. Cioè posso avere tempi di esposizione brevi e fps più bassi. Ad esempio posso registrare un filmato con esposizione di 20 ms e 15 fps.
Tornando all'affermazione: cosa occorre per "congelare" il seeing? Registrare ad elevati fps o registrare fotogrammi con tempi di esposizione brevi? Per quanto ne so io dovrebbe essere più importante lavorare con tempi di esposizione brevi. E' ovviamente importante anche riprendere un elevato numero di frames. Questo è ovvio.
Facciamo un esempio concreto. Soggetto: Luna. Ovvio che è meglio sfruttare tutto il sensore. Se voglio riprendere 3000 frames per scegliere i migliori 600 (ipotizzando appunto un seeing mediocre) posso farlo con una ripresa di 150 secondi se riprendo a 20 FPS o di 75 secondi se riprendo a 40 FPS. Questo per quanto riguarda il FPS. Se ho il seeing mediocre dovrò cercare un compromesso cercando di ridurre il tempo di esposizione di ogni singola immagine a scapito di un aumento di rumore dovendo aumentare il GAIN.
Quindi avere la possibilità di ripresa a 40 FPS, in questo caso, porta ad un "vantaggio" di fare un video impiegando 75 secondi in meno. Sinceramente mi sembara chiaro che è del tutto inutile.
Perché è fuorviante: perche distoglie l'attenzione da quello che è veramente importante: la sensibilità del sensore. Difatti, se lo scopo è quello di ridurre al massimo il tempo di shutter, questo può essere fatto solo se ho segnale a sufficienza. E avrò segnale solo se ho un sensore molto sensibile. Quindi, solo se ho un sensore molto sensibile riesco a "congelare" il seeing, viceversa se ho una camera con alti fps, ma un sensore poco sensibile sarò costretto a lavorare con tempi più lunghi che mi costringeranno comunque a lavorare a bassi fps.

Quando è importante avere alti fps? Quando si lavora su pianeti o comunque su soggetti che ruotano o si muovono velocemente (Giove e i suoi satelliti, su tutti) allora è fondamentale raccogliere tutte le informazioni su tutti i canali RGB nel tempo più breve. In questi casi però non dovrò lavorare in pieno formato (a meno di non lavorare con una camera con risoluzione VGA 640x480) e mi basterà lavorare con una frazione del sensore usando funzioni di AOI (Area Of Interest), in altre parole "croppare" il sensore. In questo modo, almeno lavorando su alcuni software e su alcune camere, è possibile aumentare sensibilmente il fps ed arrivare a valori discreti anche per tali applicazioni (diciamo almeno 35/40 fps).

In tutti gli altri casi, a parere mio, pretendere alti fps non serve. Nella scelta quindi della nostra nuova camera valuteri con molta attenzione:
Punto 1) Fondamentale è avere un sensore SENSIBILE che consenta di scendere con il tempo di otturatore senza dover per forza mandare il Gain al massimo
Punto 2) Che abbia un buon numero di pixel se si pensa di utilizzarlo anche sulla luna
Punto 3) Che sia croppabile, e che Croppato a dimensioni buone per riprese planetarie (diciamo 700x600 o 600x500) possa dare buoni valori di FPS (diciamo almeno 35/40 FPS) nel caso di riprese a pianeti per i quali bisogna limitare il tempo di ripresa, Giove su tutti.

Questo è il mio modesto pensiero. Voi cosa ne pensate?

_________________
Leonardo Priami
Astrograph 300 mm f/3.8 Wynne corrected, Tak FSQ106, Celestron EdgeHD 11", AP1200 GTO, Losmandy G-11, Vixen GPD2, Apogee U16M, Apogee F9, Basler ACE A1300/Atik/Filtri Baader Dielectric - http://www.lpriami.altervista.org
___________________

Non solo hai ragione, ma hai spiegato già tutto in modo talmente chiaro che non credo qualcuno possa riponderti, se non per dire che, appunto, sottoscrive tutto quello che hai detto. Voglio aggiungere un'altra cosa riguardo al "congelamento" del seeing. Secondo la mia personalissima esperienza, è un fattore che oltre che essere sopravvalutato è un po' un mito che va sfatato. Infatti, oltre ai tuoi ragionamenti correttissimi sul sensore e sul tempo di esposizione del singolo frame , c'è da dire che raramente si riesce davvero a congelare il seeing. Infatti io, da possessore di una chameleon con sensore molto simile alla basler come sensibilità, riesco a riprendere a massimo una 30ina di fps in binning o 24 fps a 640x480. Ma nulla mi vieta di impostare tempi di esposizione del singolo frame anche di 1/100 di secondo ! Beh ho fatto delle prove in condizioni di cattivo seeing, ho fatto un filmato di 100 secondi su Giove con filtro rosso, a 24 fps e esposizioni di 1/80 di secondo (per non dover alzare troppo il gain se avessi usato un filtro IR). Quindi sono andato a spulciarmi tutti i frame ripresi . Ebbene i pochi frame buoni erano concentrati "a gruppi", cioè capitavano 4-5 frame buoni TUTTI IN FILA e poi magari 30-40 frame schifosi....poi un altri 3-4 buoni e una ventina schifosi. Alla fine riuscivi a sommare 200 frame su un filmato di 2000 frame. Ma se avessi usato un tempo di esposizione superiore, tipo 1/10 di secondo, avrei beccato ugualmente i 3-4 frame buoni attaccati ( che insieme racchiudono lo spazio di 1/24 X 3...cioè 1/8 di secondo ! )che tanto poi avrei sommato ugualmente. Difficilmente mi capita, spulciando un filmato frame per frame di vedere un singolo frame buono in mezzo a due frame schifosi, anche se riprendo con tempi di esposizione piccolissimi e al massimo frame rate. Certo io ho la limitazione di 24 fps per secondo, ma credo che statisticamente , riprendendo a 1/80 di secondo come esposizione, mi sarebbero dovuti capitare molti più frame buoni "isolati" se il seeing fosse, effettivamente , "congelabile".
Che ne pensi Leo, anche tu hai di queste esperienze ?

Ciao Leo, ti ringrazio per aver aperto questo post, l'ho letto attentamente e le tue giuste considerazioni mi hanno fatto cambiare idea sugli fps, non sono indispensabili come pensavo vista anche la tipologia di uso e di oggetti che riprendiamo.
Meglio una camera con le caratteristiche che indichi.
In quanto al discorso di Emadeg devo dire che in effetti la mia esperienza è analoga alla sua.

Posto la mia piccolissima testimonianza provata sulla pelle: l'altra sera riprendevo giove con il tsa e la atik titan, e mi sono accorto che quando spuntavo l'opzione per il fast mode il fit era più povero, credo che invece dei 16 bit che vanta la titan scenda sensibilmente sotto, e lo si nota anche facendo il fuoco!

Bhè di 850 fits ripresi, per mio errore 250 erano senza il fast-mode...ho processato solo questi con registax e ho finalmente ottenuto un'immagine decente (postata 40 frame su 247 viewtopic.php?f=16&t=54423)...gli altri frame tutti da cestinare

Posso quindi confermare che con la titan (nata per essere usata in deep, ma anche in planetario con 15fps dichiarati ) tani fps non servono a niente, anzi fanno letteralmente scadere l'immagine!

Il vostro discorso interessantissimo conferma la mia esperienza

_________________
Cieli sereni, Elio.
visita il mio sito di Astrofotografia reflex

non l'avevo mai pensato in questi termini: mi hai aperto gli occhi

_________________
{andreaconsole.altervista.org}¦ Ballscope 300/1500 DIY "John Holmes"

sono considerazioni che sto facendo anche io!
ed è vero che in genere non si considera la questione sotto questo punto di vista.

io mi so scontrando con un problema di "incompatibilità" tra shutter e fps che, come dice andrea, mi sta aprendo gli occhi, ma davvero certi "pregiudizi" sono molto forti e difficilmente superabili.

_________________
qa'plà!
Radical chic certified

Antò, pregiudizi a parte anche M.Mobberley (libro imaging planetario) consiglia di non andare oltre i 10fps...di più dice che non serve...e me ne sto accorgendo come hai potuto leggere!
Molto meglio una camera sensibile e che magari tiri fuori fits a 16 bit non compressi
Purtroppo pensiamo di fregare il seeing, invece è lui che frega noi

_________________
Cieli sereni, Elio.
visita il mio sito di Astrofotografia reflex

Ragazzi perché citare autori che manco conoscevano gli attuali sensori? La tecnologia procede in ogni campo e fortunatamente anche nei ccd!
Non sono d'accordo sui 16 bit! Nelle riprese in alta risoluzione infatti non servono assolutamente a nulla. Solo ad abbassare il frame-rate. Una volta che possediamo i fatti un ottimo sensore, gli 8 bit sono sufficienti.
Innanzi tutto quoto Leo nel suo preambolo che semplicemente è la somma dei miei interventi precedenti nel senso che la pensiamo allo stesso modo.
Tuttavia ragazzi cosa vuol dire in fin dei conti "congelare" il seeing??? In tutta la mia esperienza decennale gli unici momenti che si sfruttano davvero bene i frames acquisiti al doppio della velocità, sono quelli con seeing ottimo affetto da grandi distorsioni. In quel caso riuscire a selezionare più frames possibili dei picchi buoni è senza dubbio meglio. Ma anche li il diametro ha un ruolo determinante rendendo impossibili certe velocità anche dai 10" in giu!
Del resto quando è che noi facciamo un'ottima immagine? In presenza di ottimo seeing che ti permetta di sommare praticamente tutti i frames acquisiti. Le mie immagini non vanno oltre gli 800 frames circa e molte neanche 600.
Può essere che con il doppio avevo qualcosina in più, ma lo dubito!
Ognuno faccia le sue valutazioni.
Infine dico che se avessi avuto qualche frames in più non mi avrebbe fatto schifo! La basler1300 sembra ottima se funziona correttamente.
Raf

_________________

"Non basta guardare,
occorre guardare con occhi che vogliono vedere,
che credono in quello che vedono..."
(Galileo Galilei)
"L'agitazione atmosferica è il limite alla
risoluzione dei telescopi" (Newton)
"Siamo surfisti del seeing,
aspettiamo l'onda giusta" (Raf)

la lezione che ho capito io è che sui soggetti dove il tempo non è determinante quanto lo è per [EDIT "quanto lo è per" al posto di "come", per evitare malintesi] giove, è più opportuno con una webcam riprendere a 5fps (diminuendo così la compressione che interviene sul singolo frame quando deve passare per l'imbuto della USB 1.1), abbassando al massimo il tempo di esposizione compatibilmente con l'uso di un guadagno che non esalti troppo il rumore. Finora, senza averci ragionato su, avevo fatto il contrario...

_________________
{andreaconsole.altervista.org}¦ Ballscope 300/1500 DIY "John Holmes"

Andrea, nel caso di giove il tempo di acquisizione è realmente determinante perchè ha una rotazione molto rapida, e la un alto frame rate può tornare utile soprattutto se stiamo acquisendo in tricromia.
In effetti riprendendo per ogni canale circa 30 secondi avremo 900 frames per canale, mentre a 15 fps ne avremo 450. Da quelli dovremo scremare i migliori per la somma. 450 frames a disposizione sono troppo pochi per giove.
Comunque con la funzione roi si riesce ad avere un alto frame rate anche con le nuove camere, quindi il problema velocità non sussiste in questo caso.
A 5 fps riprendesti in 30 secondi solo 150 frames, ma visto che è una webcam con sensore a colori (penso) in 100 secondi prenderesti 500 frames, ancora troppo pochi. Per giove tocca correre!