1° Forum di Astronomia Amatoriale Italiano

Ragazzi avrei una proposta da sottoporvi.
Come qualcuno di voi saprà già, il software Avistack (gratuito) download per il processing ed elaborazione (Wavelet) delle immagini dopo la funzione dell'allineamento delle immagini, produce un diagramma qualitativo di ogni singolo frame. Chi come me infatti allinea una sequenza dal migliore al peggiore, avrà visto il diagramma in discesa...questo altro non è che lo scadimento del seeing dovuto a turbolenze e quant'altro.
Partendo da una valutazione del seeing dal miglior frame, possiamo oggettivamente valutare quanto sia la forbice fra i picchi di massima e di minima qualità.
Il problema è definire insieme come valutare il diagramma e come attribuire i valori del seeing in funzione dell'abbassamento della linea prodotta da Avistack. Purtroppo non è un problema da poco perchè ovviamente il diagramma tiene in considerazione solo quella determinata sequenza e quindi ovviamente la stessa discesa ci sarà da seeing 6 a 4 che da seeing 9 a 7!!!!
E' comunque interessante iniziare con una valutazione che sia comunque impressa in un diagramma anche solo al limite come scopo puramente informativo.
La proposta quindi è questa: perchè non alleghiamo alle nostre schede, anche solo lunari, i diagrammi qualitativi?
Almeno sapremmo di quanta è l'oscillazione dell'intera sequenza utilizzata per la somma finale...poi con il tempo troveremo un metodo per dargli un significato più scientifico!

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"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)

Non ho ancora provato Avistack ma non so come quel tipo di diagramma possa ricavare un valore assoluto per il seeing, al netto del telescopio, del campionamento e del soggetto.
Provo a fare un'analisi partendo dal mio solito doppio Giove, di cui conservo sempre i filmati originali:
http://www.youtube.com/watch?v=1PRnrhsOBdw
Per ciascuno ho estratto due frame a caso, ho fatto la differenza e l'ho moltiplicata per 10 per maggiore visibilità.


Come è prevedibile, col seeing brutto si vede l'effetto delle distorsioni, c'è una struttura, mentre col seeing buono rimane solo il rumore elettronico, altrimenti la differenza sarebbe 0: frame tutti uguali=immagine immobile salvo oscillazioni della montatura che si compensano con l'allineamento.
Se un software è in grado di fare questi calcoli velocemente siamo a cavallo, basta solo che chieda due parametri in input dall'utente:
-la scala dell'immagine, perché è ovvio che tra due video con la stessa distorsione, quello col seeing peggiore è quello con la focale più bassa.
-i tempi di posa, perché più le pose sono lunghe e più i frame tendono a essere uguali anche col seeing scarso.
Alla fine quello che dovrebbe fare è dire se un mio video di Giove ha un seeing migliore o peggiore di un tuo video della Luna, e dubito che una sola analisi della decadenza tra migliore e peggiore frame sia sufficiente per ottenere questo scopo, ci vuole di più. Ma penso anche che gli autori di Registax abbiano i mezzi per fare il lavoro che dico io, se è giusto, dipende se ne hanno voglia. Cosa ne pensi?

E già che ci siamo, ecco qualche altro video che vale più di mille parole.
Questo è il mio Marte della famosa serata del seeing "cesso" del 28/12:
http://www.youtube.com/watch?v=j99h4PZNTRM
Ma non è nulla in confronto a quanto visto il 3/01...
Se il primo è un cesso questa è la fogna:
http://www.youtube.com/watch?v=SiKEM5K1m9k
Ed è stata l'unica notte serena degli ultimi 10 giorni, il 2010 inizia proprio bene!

Infatti quello che avevo scritto era che purtroppo Avistack, ed ovviamente, valuta la degradazione della qualità dei frames in relazione alla sequenza che gli viene sottoposta dall'utente.
Per cui ovviamente è praticamente impossibile valutare oggettivamente il seeing da quel diagramma: si può solo valutare il seeing di quella sequenza, o meglio, quanto è la degradazione dei frames che abbiamo utilizzato per il processing.
Diciamo che è una soluzione a metà; infatti ci aiuta a verificare da quale sequenza siamo partiti, quanto sia la forcella su cui stiamo lavorando...insomma un pò di dati.
Per quanto riguarda i 2 dati che tu vuoi analizzare non sono sicuro.
1) Quando parli di "...quello col seeing peggiore è quello con la focale più bassa" non riesco a capire cosa intendi. Non capisco infatti come si possa valutare il seeing in funzione di una scala d'immagine che ovviamente è il campionamento strutturale in visuale...cosa intendi per seeing peggiore con la focale più bassa?
2) Per i tempi di posa concordo con la tesi nel senso che maggiore è il tempo di posa e maggiore è l'uniformità di dettagli aquisiti e di similitudini nella valutazione del seeing. Più che altro in soldoni si spiattella maggiormente l'immagine alterando quindi la reale valutazione dei dettagli aquisiti. Però anche qui non sono sicuro. Infatti alcuni astroimagers utilizzano 30fps mentre altri di meno. Io per esempio riprendo a 15fps con relativa esposizione differente rispetto al medesimo oggetto ripreso a 30fps. Eppure ho sempre trovato maggior benefici in questo tempo d'aquisizione andando spesso ben sotto al 1/30 di esposizione. Le prove le ho fatte...molti test. Non ho mai visto decadenza di dettagli..anzi più dinamica e spessore nel contrasto.
Tra l'altro è importante valutare un'altra cosa Mars...l'effetto distorsione spesso non è per niente uguale.
Spesso la distorsione è molto lenta e quindi il concetto di tempi di posa perde significato perchè in molti momenti piuttosto lunghi i frames aquisiti non sono affetti da distorsione "veloce".
Purtroppo le turbolenze sono davvero tante e molto variabili. Non penso che 2 dati possano bastare per una precisa valutazione oggettiva del seeing.
Un altro esempio: se hai una serata con distorsione lenta e sfocatura costante ma anch'essa lenta dovuta alla distorsione, i momenti brutti li puoi anche valutare 3/10...ma quelli stabili magari 8/10!!! Diciamo quindi che il diagramma in questione può determinare e far ben capire questa forcella...
Forse allora sarebbe interessante anche un altro tipo di valutazione: tutto l'intero filmato. Così ogni volta si capiscono i punti estremi...ma anche qui di quella sola ripresa purtroppo.
Penso che queste nostre valutazioni siano molto importanti e costruttive. Bisogna forse trovare altri meccanismi.
Tornando alla tua proposta di dati:
1) scala immagine: se intendi la scala che ovviamente viene fuori calcolando focale, tipo di ccd di ripresa, diametro...sicuramente è da tener presente e sono d'accordo anche perchè racchiude in se tutti i parametri fondamentali di ripresa.
2) tempi di posa: intendi fps o d'esposizione? Se sono fps direi che sopra i 15fps ogni valutazione è assolutamente la stessa. Sotto iniziano i dubbi ovviamente.
Sarebbe interessante poter far includere un terzo parametro dovuto all'oscillazione dei dettagli (ovviamente non dovuta all'inseguimento). Avistack infatti ha un altro diagramma iniziale, quando per intenderci si fa il primo allineamento su due punti. In quel diagramma si evidenziano tutte le valutazioni d'oscillazione e si permette infatti di eliminare quei frames che si "spostano" troppo. Anche qui però penso che il programma faccia un mix, ovviamente, su quella che è il reale spostamento causato dal seeing con quello del semplice inseguimento meccanico! Se però si procede ad un allineamento iniziale con Iris o Registax, per esempio, ecco che la variazione dei dettagli fra i due punti è quasi escusivamente quella dovuta dal seeing!
Questo fattore potrebbe essere il 3) punto ed è sicuramente molto determinante unito ai due precedenti.
Esiste su Registax una simile formula?

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"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)

E' molto semplice: immagina un filmato di Marte a 20 m di focale che sia grande 250 pixel come il mio Giove brutto, e che bolla uguale. Ovviamente quel seeing sarebbe meno cattivo.
Insomma è più complicato da spiegare che da capire. E ci torno dopo.
Ovviamente parlo dell'otturatore. Potresti fare benissimo 7,5 fps con pose di 1/100 (sempre se hai luce), ma è sempre e solo il secondo dato che conta. Non mi dovevi neanche fare una domanda del genere!
L'idea di calcolare lo scarto tra i frame comprende tutto questo. Provo a fare un esempio preciso di cosa intendo:
Scala di 0,165"/pixel (7 m di focale con la DMK), Giove di 42" -> risulta grande 250 pixel all'equatore e di area circa 50000 pixel. Bene, prendi due frame allineati e per ciascun pixel all'interno della sagoma del pianeta calcola la differenza assoluta (o, meglio, il quadrato della differenza, così calcoliamo una vera e propria varianza di una normale di media 0) tra gli ADU nei due frame. E fai la media, cioè la somma di questi 50k scarti quadratici divisa per 50k.
Poi immagina per semplicità che il CCD non abbia rumore gaussiano: se il filmato è ripreso in orbita, questo valore viene 0 perché non c'è seeing e i frame sono tutti perfetti e identici. Mentre più c'è turbolenza e più le differenze sono maggiori e questo indice viene elevato, e comprende tutti i tipi di distorsioni possibili e riassume in un colpo solo tutte le cose che hai menzionato. Infatti nella differenza tra i Giove brutti vedi proprio l'effetto dello spostamento tra un fame e l'altro delle varie parti interne al disco.
In pratica misureremmo il seeing con un indice che va da 0 (caso ideale dell'Hubble) in su, e più alto è e ovviamente peggio è. L'importante è solo standardizzare questo numero al netto di tutte le altre variabili, ecco che allora entrano i due parametri che il software deve chiedere all'utente perché non li può vedere dal filmato:
-la scala serve perché se invece di un Giove di 42" a 7 m, ho ripreso Marte di 21" a 14 m, il numero deve essere metà del precedente, per ovvi motivi.
-il tempo di posa serve perché più è alto e più devo aumentare questa "penalità". Per fare un altro esempio, se ottengo quel numero con pose di 1/10000 s oppure con pose di 1 s, è evidente che nel secondo caso il seeing è stato peggiore, perché a parità di seeing con la posa lunga devo ottenere immagini più sfocate ma meno diverse tra loro (e io voglio un numero assoluto che dipenda solo dal cielo e non da quello che faccio io). Anche questa è una cosa che è più facile da capire che da spiegare.
Come calcolare la penalità in funzione della posa però non lo so, per questo chiedo aiuto ai più esperti.
E' chiaro che coi pianeti non facciamo mai pose di 1 s, però magari tra 1/10000 e 1/10 una differenza c'è lo stesso e bisogna tenerne conto.
Certo, questo lavoro serve per dare la valutazione media del filmato con cui si è ottenuta una certa foto, e nelle schede andremmo a scrivere quel numero invece degli obsoleti Antoniadi e Pickering. Poi nell'arco di 2 minuti è impossibile che cambi tra 3/10 e 8/10, abbiamo sì frame buoni e frame più rovinati ma la differenza non è mai abissale.
No ma una volta che si hanno i frame allineati, per loro aggiungere una funzione con questi conti sarebbe molto semplice. Quindi se siamo d'accordo trduco in inglese e mando una mail, tentar non nuoce.

Forse questi link vi possono dare qualche altra idea.
http://www.astrosurf.com/cavadore/optiq ... index.html
http://www.astrosurf.com/cavadore/techn ... index.html

Seguo la discussione anche se non ho molto tempo per approfondire. Fa piacere che ci si sta spostando su una valutazione adeguata al ricevitore finale (CCD al posto dell'occhio) come spesso paventato in passato in altre discussioni.
Sono d'accordo sull'ultima osservazione di Mars sia sulla scala che per il tempo di posa.
A mio avviso si potrebbe scegliere comunque un tempo di posa non superiore a 1/30" (decidere un intervallo stretto che tutti possano utilizzare) ed eventualmente considerare un frame di riferimento che sia il risultato della somma di pochi frames (5, 10 , 20, pochi insomma) ma standard per tutti.

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Il mio blog: https://www.astroimaging.it

Era quello che intendevo riferendomi al fatto che sopra 1/15 tutto va bene.
Invece ho dato un'occhiata al software di misurazione del seeing...praticamente, in forma più complessa, analizza l'andamento del seeing.
Se noi riuscissimo a tener conto dei dati sulla scala d'immagine, tempi d'esposizione ed eventuali oscillazioni...direi che siamo a cavallo. Poi bisogna tradurre tutto in arcsec ed analizziamo la risoluzione per valutare l'esatta corrispondenza del seeing.
La cosa è lunga, ne sono consapevole ed è pure tosta nel senso che bisogna starci dietro e capisco che con il lavoro e soprattutto tempo schifoso il tutto sia ancor più pesante!
Vediamo un pò che si riesce a fare.
Nel frattempo, giusto per semplice informazione e di archiviazione dati, dalle prossime mie schede lunari (dato che incomincio ad utilizzare Avistack) io allegherò i diagrammi di qualità frames...

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"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)

Non sempre è possibile, almeno Saturno è tagliato fuori.
Cioè?

Di notte ho pensato meglio alla fase 1 del discorso: le due immagini che ho postato dimostrano che si può in modo matematico discriminare il seeing buono da quello cattivo, ma l'idea degli scarti è solo quella più semplice e si possono inventare regole più accurate per valutare la distorsione delle immagini. Intanto il rapporto è meglio della differenza, però in tal caso bisogna stare attenti ai bordi perché le divisioni e il numero 0 non vanno d'accordo, allora bisognerà analizzare il bordo in un altro modo. Poi si dovrà tenere conto anche del soggetto perché ognuno ha il suo contrasto intrinseco. Ad esempio se io valuto un quadrato di 10x10 pixel all'interno del disco di Venere, è difficile notare i movimenti, con lei è il bordo che conta. Eccetera.
Sicuramente gli algoritmi per il quality estimator faranno già analisi di questo tipo, perciò Registax è già a metà dell'opera, dovrebbe solo aggiungere le funzioni per passare dalla qualità relativa a ottenere quella assoluta.

In linea di principio il seeing si potrebbe misurare facendo una lunga esposizione di una stella, oppure facendo lo stacking dei fotogrammi senza riallinearli.
Il FWHM della figura così ottenuta dipende dal seeing (più precisamente dal parametro di Fried r0) e dal diametro del telescopio D. Poichè il diametro è noto si può risalire a r0. La formuletta esatta non saprei dirla al volo ma si può trovare.
Il problema è che così facendo si misura come seeing anche l'errore di tracking del telescopio. Per questo Cavadore preferisce fare una misura dello spostamento differenziale di due immagini della stessa stella. Per avere le due immagini basta un diaframma con due fori (inizialmente serviva un prisma ora non più).
In più c'è un software che fa tutto lui.
Il pregio di questo metodo è che il seeing viene misurato secondo un indice standard che è la scala di Fried r0.

Altri metodi producono indici che magari possono essere validi ma che non si correlano chiaramente a r0. Invece se si conosce r0 si ha un indice standard e si conosce tutto.