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inviato il 29 Luglio 2016 ore 7:06
Ciao a tutti.
vorrei porvi una domanda un po' inconsueta.
Qualcuno mi saprebbe indicare come calcolare il numero di fotoni al secondo incidenti su un pixel, conoscendo illuminamento in lux di un oggetto (e la sua distanza) o di un ambiente, il diametro e la focale dell'obiettivo di ripresa e la dimensione dei pixel?
Mi interessa soprattutto per poter predire il rapporto S/N e l'esposizione in fotografia astronomica... e in generale per curiosità
Grazie |
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inviato il 29 Luglio 2016 ore 22:09
La sorgente quindi si può considerare a distanza infinita? |
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inviato il 29 Luglio 2016 ore 22:22
se usi pentax ultimi modelli astrotracer
il fotone.......aiuta |
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inviato il 29 Luglio 2016 ore 22:52
Vuoi fotografare le galassie ad alto redshift di Arp :)? |
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inviato il 30 Luglio 2016 ore 7:53
SI la sorgente la puoi sicuramente considerare a distanza infinita
“ Vuoi fotografare le galassie ad alto redshift di Arp :)? „
No, oltre i 200 Mly non ci vado  |
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inviato il 30 Luglio 2016 ore 9:04
Qualcuno mi saprebbe indicare come calcolare il numero di fotoni al secondo incidenti su un pixel, conoscendo illuminamento in lux di un oggetto (e la sua distanza) o di un ambiente, il diametro e la focale dell'obiettivo di ripresa e la dimensione dei pixel? "
Il calcolo preciso NON lo puoi fare, semplicemente perché non conosci la funzione di trasferimento del sistema ottico, obiettivo + filtro AA + Bayer, anche se sai quanta luce arriva in ingresso, non puoi calcolare quanta ne esce in uscita.
Qualcuno ha già misurato il flusso e qui:
warrenmars.com/photography/technical/resolution/photons.htm
trovi la risposta alla tua domanda, il flusso di fotoni per pixel, e proprio per astrofotografia.
Sicuramente hanno approssimato la funzione di trasferimento del gruppo ottico ad 1, 100%, altrimenti non vedo come l'abbiano potuto calcolare.
Il flusso lo puoi ritenere praticamente costante al variare della lunghezza focale, dato che il livello di luminosità non cambia nel cielo, sulle focali normali.
Se tu usassi un sensore con sistema criogenico di raffreddamento, per ridurre il rumore termico, quello cha ha componente principale nel rumore di un sensore, quei flussi sarebbero robusti, rapportati alle capacità di cattura di un sensore criogenico.
Usando un sensore normale, non raffreddato sui - 200 ° C, il rumore termico non lo riduce e.......bisogna accontentarsi.
Scatta SEMPRE in RAW e setta il RAW alla massima precisione, massima profondità di bits, almeno 14 bits.
Buon divertimento!
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inviato il 30 Luglio 2016 ore 10:28
Si certo Alessandro son consapevole che ci vorrebbero dati di assorbimento di luce delle lenti, riflessioni degli specchi, assorbimento atmosferico, QE, gain, lunghezza d'onda.. etc etc.. tutti dati ipotizzabili chiaramente senza pretesa di precisione assoluta
Quel che voglio ottenere è una stima
Quel che non riesco a capire è come si ridistribuisce la luce in base a obiettivo e focale.
Mi spiego meglio (supponiamo tutte le efficienze e trasmittanze = 1 per farla semplice)
Esempio (numeri a caso): Una stella di mag. 10 emette circa 200x10^-12 lux
Ho un obiettivo che ha area di 1m^2
Quanti fotoni raccoglie?
La sua focale è 2m
Come la distribuisce nei pixel? (in questo caso siccome dovrebbe rimanere teoricamente il disco di airy la focale dovrebbe non contare)
e se invece faccio il conto su una sorgente distribuita? una galassia che ha dimensione 10'x10' e emette 10^-9 lux
Stesso obiettivo, quanti fotoni raccoglie?
E come si distribuisce la luce raccolta sui pixel al variare della focale? In questo caso sicuramente la luce viene spalmata su area più grande tanto più la focale è lunga quindi ai singoli pixel cala il numero di fotoni allungando la focale.
Che formula descrive/approssima questo?
Ora mi vado a leggere l'articolo segnalato
P.S. per il discorso RAW. ci mancherebbe altro, anche perchè il sensore CCD il jpeg per fortuna non te lo propone nemmeno |
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inviato il 31 Luglio 2016 ore 16:52
"..Una stella di mag. 10 emette circa 200x10^-12 lux ..." se fai una misura, misuri un flusso, ossia intensità luminosa su unità di superficie, che per il lux è riferito al m2, il lux misura il flusso luminoso per m2, 1 Lux = 1 Lumen per m2.
Il valore misurato che hai indicato, è il valore del flusso che arriva su di un m2 di superficie qui sulla Terra da quella stella lì.
Se l'ottica ha un campo vista di 1 m2, raccoglie dunque pari pari quel valore.
Senza errare di molto, puoi assumere, con un obiettivo normale a 7 - 8 lenti, che obiettivo, filtro di BAYER, Filtro AA, etc, assorbano circa 80% (ottanta percento) di quel flusso luminoso in Lux: 200x10 ^-12 X 0,2 = 40 x 10 ^-12 è il valore che finisce sul sensore.
L'assorbimento del sistema ottico è estremamente elevato SE SI USANO FOTOCAMERE COL FILTRO DI BAYER: col Bayer, il 75%, 2/3 della luce la butta via lui da solo.
Dividi il valore precedente per i Mpx della fotocamera, del sensore, ed hai il valore per pixel, chiaramente, approssimato, visto che hai fatto una ipotesi di assorbimento tutta da verificare (L'assorbimento sarà comunque tra 75% e 90%).
Facendo così, dividendo la superficie per il numero dei Pixel, assumi che centro e bordi del sensore ricevano la stessa quantità di luce, questo ma non è vero, dato che un'ottica vignetta sempre: se lavori a tutta apertura, e vuoi fare le cose più precise, considera il centro e mediano, ossia dal centro fino a 2/3 dal centro, che ricevano un flusso luminoso triplo del resto, 13 del fotogramma, ossia i bordi ( vignettattura di 1,5 stop dell'ottica)
La superficie del sensore Fx è di 24 x 36 mm = 864 mm e con quella puoi fare il calcolo percentuale.
La tabella riportata nel sito che ti ho indicato comunque ha già fatto tutti i conti e ti dà i fotoni per pixel, che è quello che cercavi.
Se la fotocamera non ha il Bayer e lavora in B%N, tipo le Leica nuove B&N, becchi un sacco di luce in più, hai file più pulito.
Che tu faccia il conto su di una stella, o su di una Galassia grossa, il flusso in Lux è sempre riferito al m2 di superficie terrestre: non cambia nulla.
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inviato il 01 Agosto 2016 ore 18:35
Però scusa, c'è una cosa che non mi torna in questo calcolo.
Non è plausibile che tutta la luce raccolta da un obiettivo finisca sulla superficie 24x36
(anche perchè l'obiettivo non sa che la deve concentrare lì piuttosto che in un sensore aps-c o di forma qualsiasi)
In realtà la luce di una stella si concentra tutta in pochi pixel (disco di airy e qualche pixel in più per turbolenza)
Invece quella della galassia viene ingrandita/rimpicciolita dalla focale.
Se la galassia emette 10 in totale a seconda di quanto è lunga la focale di ripresa occuperà una piccola parte del sensore, o tutto o anche oltre
La focale dovrebbe entrare in gioco
Che ne pensi?
Ciao |
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inviato il 02 Agosto 2016 ore 23:18
Alessandro Pollastrini sta spiegando bene come stanno le cose.
Mi permetterei anche di indirizzarti ad ABfotocalcio. L'ing. Alessio Beltrame ti lascia scaricare un suo ebook gratis che si occupa del rumore nella fotografia digitale. Fa prevalentemente foto di calcio, ma ultimamente si sta espandendo verso l' astrofotografia.
Un'autorità in materia era Martino Nicolini, ma purtroppo ci ha lasciati. |
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inviato il 16 Agosto 2016 ore 14:59
Stefano, ti faccio un copia-incolla di quello che mi ha scritto l'ing. Beltrame:
"mentre i calcoli, se avrai la pazienza e l'interesse di leggerli, sono qui:
www.swiftcalcs.com/worksheets/2b1ef05c-4c72-43b1-8e32-f6e62ab728d3/Mag
La sintesi è che in questa foto ci sono circa 100 fotoni per pixel (in media, per esposizione) e che alla fine l'incidenza delle varie sorgenti di rumore è quasi uniformemente distribuita".
Ovviamente Clark è un grande esperto/riferimento, ma le sue spiegazioni a volte non le capisco, diciamo che sa molto di più di quello che riesce a spiegare a un non-esperto come me. Ti preciso che non mi occupo per niente di astrofotografia.
Buone vacanze!
valerio grassi
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inviato il 16 Agosto 2016 ore 20:13
Grazie
li leggo e ti dico se torna con la strada su cui mi ha indirizzato Clark
Tieni conto comunque che quel discorso che ti facevo su fattore di ingrandimento per soggetti diffusi e concentrazione per quelli puntiformi mi ha confermato che è corretto e mi ha dato la dritta per come calcolarli
Comunque si, ti confermo che la vera sorgente di rumore, da esperienza e da calcoli, per i nostri cieli rimane l'inquinamento luminoso.
Dalle nostre località purtroppo produce molto più rumore quello del rumore termico delle camere, del rumore di lettura che è veramente basso nei sensori moderni, o dello shot noise
“ ma le sue spiegazioni a volte non le capisco „
hehe.. si è tipico di chi ne sa troppo (o a volte nulla ... ma di sicuro lui NON appartiene a questa ultima categoria lol)
P.S. ho letto qualche articolo di Beltrame in questi giorni. Come non dargli ragione! |
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inviato il 16 Agosto 2016 ore 23:01
La focale entra in gioco così: supponi di inquadrare un pianeta, ad es Giove. Più il diametro della lente è grande più è l'ingrandimento che puoi raggiungere perché entra più luce. Fissato il diametro, più è lunga la focale, minore sarà la porzione angolare inquadrata, più grosso verrà visualizzato il pianeta sul sensore. Se inquadri una stella che dista migliaia di anni luce non riesci a percepire l'ingrandimento al variare della focale. |
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