Synthèse des caractéristiques des instruments - Diamètre, luminosité, contraste...

[Gontran]

Bonjour,

 

Le fichier ci dessous contient l'outil au format excel et les explications des formules au format pdf (lecture plus aisée des formules)

https://dl.dropboxusercontent.com/u/41589621/Comparatif.zip

 

Qu’est ce qui est mieux ? Une belle lunette apo, un newton, une grosse lunette achro, un Mak qui ne tient pas de place ? Cette question n’est absolument pas le but de cet outil ! Quel est donc le but alors ? Faire une synthèse des instruments « de base » existants afin de déterminer certaines de leurs caractéristiques comme par exemple leurs capacités à détecter des objets faibles. Il n'y aura donc pas de réponse ici aux éternels débats qui finissent généralement par des empoignades. Pas de trollage ici s'il vous plait

 

 

Ne sont considérés ici que des instruments aux caractéristiques standards à « gros volume de vente », par exemple un Dobson Orion 300/1500, un Mak skywatcher 102/1300, etc… Ne sont pas pris en compte les instruments plus haut de gamme comme Takahashi, instruments d’artisans ou autres. L'outil au format excel permet de définir les caractéristiques d'autres instruments.

 

Une bonne partie des formules utilisées dans cet outil sont des formules connues, exactes ou approchées. D’autres, comme l’effet du chromatisme, sont beaucoup plus complexes. Afin de comparer les caractéristiques des instruments, certaines hypothèses ont donc été prises. Les résultats me semblent assez cohérents mais ces hypothèses peuvent être totalement revues !

 

Des éléments n’ont (pour le moment) pas été pris en compte : la correction de l’instrument sur l’ensemble du champ par exemple. On considère donc une image au centre du champ. De même, la diffusion des miroirs n’est pas prise en compte, Idem pour la qualité de fabrication des éléments optiques, le traitement antiflets dans les instruments, etc..

 

Certains résultats peuvent surprendre. Par exemple, le fait qu’un Newton 130/900 obstrué à 36% avec une aluminure à 85% (et avec un état de surface parfait) ait des caractéristiques supérieures à une apo de 90 mm. Selon les calculs, c’est pourtant le cas en terme de luminosité, mais pas pour le contraste.

 

Voici donc à quoi ressemblent les résultats. L’outil au format excel permet de trier les données selon 5 critères. Les images présentées ci-dessous montrent un tri :

- le type d’instrument

- la magnitude limite des instruments.

Les résultats montrés ci dessous sont calculés avec une aluminure à 15% de perte et des renvois coudés à 9% de perte (donnée constructeur)

 

 

 

Avant d’interpréter les résultats, une lecture des définitions ci-dessous est conseillée.

 

Feuille « Data »

 

Cette feuille comprend des données utilisées pour calculer les performances des instruments de la feuille « Tableau »

 

Perte aluminure

Valeur exprimée en pourcentage déterminant la quantité de lumière perdue lors de la réflexion de la lumière sur un des miroirs de l’instrument. Elle est généralement comprise entre 3 et 15%. Par défaut, elle est fixée à 15%.

Lors des calculs, étant donné que la lumière passe par 2 miroirs sur les télescopes, cette valeur intervient donc 2 fois.

 

Perte transmission apo

Valeur exprimée en pourcentage déterminant la quantité de lumière perdue lors de la transmission de la lumière à travers le système de lentilles de la lunette apochromatique. Par défaut, elle est fixée à 2%.

 

Perte transmission achro

Valeur exprimée en pourcentage déterminant la quantité de lumière perdue lors de la transmission de la lumière à travers le système de lentilles de la lunette achromatique. Par défaut, elle est fixée à 2%. Ce paramètre ne tient pas en compte la perte de qualité due au chromatisme.

 

Perte en diamètre due au chromatisme à F/5

Valeur exprimée en pourcentage déterminant la perte de qualité engendrée par le chromatisme d’une lunette achromatique ayant un rapport F/D de 5. Cette valeur empirique a été déterminée par le constat suivant : une lunette achromatique de diamètre D permet de voir la même chose en ciel profond qu’une lunette apochromatique de diamètre (1-perte à F/5) x D.

Par défaut, la valeur est fixée à 20%. Cela signifie que l’outil considère qu’une lunette apochromatique de 80 mm permettra de voir la même chose qu’une lunette achromatique de 100 mm à F/5. La lunette achromatique donnera cependant un halo violet sur les objets brillants.

Dans les calculs du tableau, cette valeur permet par extrapolation de calculer les pertes des autres lunettes achromatiques (voir feuille « Tableau »).

 

Magnitude limite à l’œil nu

Valeur sans unité donnant la magnitude limite d’on objet stellaire qu’un œil peut discerner sans utiliser d’instrument. Sur un excellent ciel, cette valeur est fixée à 6 mais peut dépendre de l’utilisateur. Sur des sites pollués par la lumière, la valeur est plus faible.

Par défaut, elle est fixée à 6.

 

Feuille « Tableau »

Caractéristiques de l’instrument

 

Type

Champ à entrer manuellement

Type d’instrument. Les valeurs à utiliser sont :

- Achro C. : Lunette achromatique courte

- Achro L. : Lunette achromatique longue

- Apo : Lunette apochromatique

- Mak : Maksutov

- Newt. : Newton

- SC : Schmidt Cassegrain

 

Nom

Champ calculé

C’est le nom de l’instrument enrichi par le diamètre et la focale.

 

Diamètre et Focale

Champ à entrer manuellement

Diamètre et focale de l’instrument

 

F/D

Champ calculé

Rapport F/D de l’instrument (Focale / instrument)

 

Obstruction en diamètre

Champ à entrer manuellement

Pourcentage du miroir primaire obstrué par le secondaire (en diamètre). Cette donnée peut être fournie par le fabriquant. Dans le cas d’une lunette, cette valeur est nulle puisqu’il n’y a pas de miroir. Pour les télescopes, la valeur est généralement comprise entre 20 et 40%.

 

Taille miroir secondaire

Champ calculé

Taille du miroir secondaire des télescopes calculé par la formule :

Taille secondaire = Obstruction x Taille primaire

Cette valeur est nulle pour les lunettes.

 

Calculs

Pertes chromatisme

Cette valeur ne concerne que les lunettes achromatiques, les autres instruments étant considérés comme n’en ayant pas.

Elle est directement influencée par le paramètre « perte en diamètre due au chromatisme à F/5 » et représente la quantité de lumière utile perdue en raison du chromatisme. Elle ne se veut pas comme étant une formule exacte mais comme une valeur approchée mettant en avant les pertes dues aux instruments achromatiques à faibles F/D.

La valeur est déterminée par une extrapolation des observations faites sur le terrain et par calibration, en constatant que :

- plus le F/D est élevé, moins il y a de chromatisme

- la diminution de chromatisme en fonction du F/D n’est pas linéaire mais est proche d’une fonction en 1/x².

- à F/D, les pertes deviennent faibles

Une perte de 20% en diamètre correspond à 40% de perte de lumière. Le modèle est calibré pour avoir 10% de perte de lumière à F/10 (3,16% de perte de diamètre)

La perte de lumière due au chromatisme est donnée par la formule :

Pertes chromatisme = 250 x (pertes à F/5)² / (F/D)²

 

Pertes optiques

Cette valeur exprimée en pourcentage représente la quantité de lumière perdue lors du passage de la lumière sur les différents éléments de l’instrument (miroirs ou lentilles).

Pour les lunettes, elle est donnée par les valeurs de pertes en transmission (achro ou apo) définies dans « data ».

Pertes optiques = perte transmission (achro ou apo)

Pour les télescopes, elle est donnée par les pertes engendrées par le passage sur les 2 miroirs définies dans « data ».

Pertes optiques = 1 – (1 – perte alluminure) x (1 – perte alluminure)

 

Pertes obstruction

Cette valeur exprimée en pourcentage représente la quantité de lumière perdue en raison de la présence du miroir secondaire devant le miroir primaire. Elle est nulle pour les lunettes. La formule est:

Pertes obstruction = (Taille miroir secondaire)² / (Taille miroir primaire)²

 

Pertes renvoi coudé

Cette valeur exprimée en pourcentage représente la quantité de lumière perdue par le passage de la lumière dans un renvoi coudé utilisé sur les lunettes, les Maksutov et les Schmidt Cassegrain. Elle est influencée par les pertes de l’aluminure du renvoi coudé définies dans « data ». Elle est nulle pour les Newton qui n’utilisent pas de renvoi coudé.

 

Pertes totales

Cette valeur exprimée en pourcentage représente la quantité de lumière totale perdue suite au passage dans l’instrument. Elle dépend des pertes de chromatisme, optiques, d’obstruction et de renvoi coudé. La formule est :

Pertes totales = 1 – (1 – Pertes chromatisme) x (1 – Pertes optiques) x (1 – Pertes obstruction) x (1 – Pertes renvoi coudé)

 

Diamètre équivalent en luminosité

Cette valeur représente, pour l’instrument considéré de diamètre D, la valeur du diamètre équivalent d’un instrument n’ayant pas de pertes. La formule est :

Diamètre équivalent en luminosité = D x Racine carrée (1 – Pertes totales)

Au moins un instrument aura de perte, au plus son diamètre équivalent en luminosité sera proche de D. A contrario, un instrument avec beaucoup de pertes (mauvais renvoi coudé, fortes pertes en transmission, fort chromatisme…) sera moins lumineux et son diamètre équivalent en luminosité sera plus faible.

 

Diamètre équivalent en contraste

Pour les télescopes (instruments à miroir), une formule empirique établit qu’un instrument de Diamètre D avec un secondaire de diamètre d a un contraste équivalent à un instrument parfait de diamètre D –d. C’est une formule approchée essentiellement valable pour les faible lumières.

Pour les lunettes apochromatiques, considérées « parfaites » dans cet outil, la perte en contraste est nulle.

Sur les lunettes achromatiques, il n’y a pas d’obstruction. Cependant, le chromatisme introduit une baisse de contraste difficile à chiffrer. L’hypothèse prise dans cet outil est que

- le contraste ne dépend pas du flux entrant (donc pas d’influence par le renvoi coudé et la transmission à travers les lentilles)

- la perte de contraste du au chromatisme et équivalente à la perte de diamètre due au chromatisme

Pour les lunettes, cette perte est donc donnée par :

D x Racine carrée (1 – Pertes Chromatisme)

La formule globale est:

Diamètre équivalent en contraste = (D – d) x Racine carrée (1 – Pertes Chromatisme)

 

Magnitude limite

Cette valeur représente la magnitude limite d’un objet stellaire qu’un instrument peut détecter au grossissement équipupillaire. Elle dépend du diamètre équivalent en luminosité de l’instrument et de la magnitude limite à l’œil nu déterminée dans « data ». La formule est :

Magnitude limite = Magnitude limite à l’œil nu + 5 x Log10 (Diamètre équivalent en luminosité / 6)

 

Pouvoir séparateur corrigé

Le pouvoir séparateur d’un instrument est une valeur exprimée en secondes d’arc qui représente la taille minimum des détails qu’un instrument de diamètre D peut détecter. La formule est donnée par :

Pouvoir séparateur = 120 / D

Cette formule est corrigée en considérant que :

- l’obstruction n’influence pas le pouvoir séparateur

- le chromatisme influence le pouvoir séparateur

L’effet du chromatisme est encore une fois difficile à estimer mais la même hypothèse que précédemment a été prise : L’effet du chromatisme sur le pouvoir séparateur est équivalent à la perte de diamètre due au chromatisme.

Le formule devient donc :

Pouvoir séparateur corrigé = 120 / (D x Racine carrée (1 – Pertes Chromatisme)

 

Sur la droite de la feuille, à condition que les macros soient autorisées par excel sur le PC, des boutons permettent de trier les instruments selon 5 critères :

- le type d’instrument

- le diamètre mesuré de l’instrument (=D)

- le diamètre équivalent en luminosité / la magnitude limite

- le diamètre équivalent en contraste

- le pouvoir séparateur corrigé

 

Feuille « instrument perso »

 

Les données et formules présentes sont les mêmes que dans la feuille « tableau ». Il est possible d’ajouter ses propres instruments en entrant leurs caractéristiques et en laissant les formules.

 

La différence par rapport à « tableau » est qu’il est possible de fixer les valeurs suivantes pour chaque instrument : Pertes achro à F/5, Pertes aluminure, Pertes transmission apo et achro, Pertes renvoi coudé et magnitude limite à l’œil nu.

CEla permet d’avoir des télescopes avec des qualités d’aluminure différents ou des renvois coudés différents.

La valeur de pertes achro à F/5, qui n’a d’influence que sur les lunettes achromatiques, peut être laissée à 20% même si l’instrument n’est pas à F/5. Les formules calculent par extrapolation les pertes en fonction du F/D de l’instrument.

Modifié 6 février 2015 par Gontran

[astrocg]

très intéressant et instructif; bravo

une petite coquille je pense sur le mak127 la focale courante est 1500 et non pas 1250

mais çà ne change rien au reste ... ou presque:wub:

[Gontran]

Le Mak 127 a bien une focale de 1500, c'était une erreur de ma part. Je vais modifier.

Modifié 5 février 2015 par Gontran

[Gontran]

Quelques commentaires avec les paramètres utilisés.

 

- une apo 80/600 a une meilleure magnitude limite et un meilleure contraste qu'une achromatique courte 100/600.

- l'apo 80/600 et l'achro 120/600 ont une magnitude limite et un contraste similaires (léger avantage à l'achro)

- Mêmes conclusions pour le pouvoir séparateurs

=> Ca coincide avec mes observations pour la 100 et avec les observations de syncopatte pour la 120. Un peu normal, c'était un des paramètres de calibration des modèles

 

Un renvoi coudé à 1% de reflectivé fait gagner 0,1 en magnitude pra rapport à un RC à 9%.

 

Une apo de 150 a des performances proches d'un SC de 200 mm pour la magnitude limite mais est plus contrastée.

Une newton 200/1200 peu obstruée (25%) a un contraste similaire à une apo de 150.

 

Une achro courte de 150/750 est moins performantes en magnitude limite, contraste et pouvoir séparateur qu'une achro longue de 127/1200 qui, elle même l'est moins qu'une apo de 120 mm.

 

Une achro longue de 90/900 semble plus performante qu'une apo 80/600 (mais présente un peu de chromatisme)

 

Tout cela reste cohérent. Je n'ai par contre pas beaucoup d'expérience avec les Mak/SC réputés "bons en planétaire", ce qui est un peu contradictoire avec l'obstruction. Est ce parce que la correction est bonne sur tout le champ, que l'état de surface est meilleur, qu'il y a moins de réflet grace au bafflage ?

[etoilesdesecrins]

Merci Gontran pour ce super boulot !

Ca aide bien quand on est justement en phase de réflexion, même si la météo calme un peu !

Se dégagent 2 grosses tendances, les grandes qualités des (grosses) apo et les perfs écrasantes des gros Newtons.

Ca tombe bien, ce serait le set-up rêvé !

[Invité Wolfan]

[quote=Gontran;1977051

Une achro longue de 90/900 semble plus performante qu'une apo 80/600 (mais présente un peu de chromatisme)

 

 

Bonjour,

 

Merci Gontran pour l'information d'ordre générale, pour le petit détail ça je le savais déjà , aussi valable pour le contraste équivalent d'un newton de 130!

Des données à prendre avec des "petites" pincettes tout de même.

 

Bon ciel étoilement lunaire à tous

Modifié 5 février 2015 par Wolfan

[Gontran]

Attention: on parle de "chiffres". Le ressenti peut être différent. Par exemple, d'un pointe de vue esthétique, je (moi, mon avis...) préfère l'image dans la 80 apo que dans une 90/900 achro. Mais ça n'est pas pour cela que la 80 est plus 'performante'.

[christiand]

Felicitations pour cette compil qui sera utile à bon nombre d'entre nous.

Juste un truc : le renvoi coudé dans la chaine optique de certaines optiques (lunette, mak, SC) n'est pas quelque chose d'obligatoire. Bcp observent directement sans RC, surtout avec les trépieds suffisamment hauts (je n'ai jamais utilisé de RC avec mes SC, sauf cas très particulier pour des objets situés proches du zénith ... quand la pelouse était trop mouillée .... )

 

Christian

[Gontran]

Dans ce cas, perte de RC = 0% dans le fichier excel

Modifié 5 février 2015 par Gontran

[helie]

L'obstruction n'influence pas le pouvoir séparateur....ah bon ?

Sinon ce tableau est effectivement bien pratique pour dégrossir son choix.

Il reste encore beaucoup de parametres : coma, courbure de champ, polyvalence, etc... mais impossible de les integrer tous.

[starac]

Bonsoir,

 

L'obstruction n'influence pas le pouvoir séparateur....ah bon ?

...

 

Mes lectures vont dans le même sens: que tu prennes la formule de Dawes ou de Rayleigh (ou encore la formule empirique moyenne suivant laquelle la résolution = 120 / diamètre de ton instrument), c'est le diamètre seul qui conditionne le pouvoir intrinsèque de la résolution (ça doit encore être un truc géométrique, angulaire ), peu importe que tu obstrue ton diamètre ou non.

 

Par contre, il se peut que suivant les écarts de luminance (de clarté entre un détail clair et un détail sombre), l'obstruction peut nuire au contraste apparent, mais c'est une autre histoire ... et cela dépend encore des cibles choisies (détails très rapprochés p.ex. qui se distinguent par un écart de clarté / luminance faible - p. ex. en planétaire - ou alors étoiles doubles très rapprochées avec deux étoiles qui pètent bien mais qui ne sont pas séparées par une distance angulaire importante ...)

 

(si je déconne, corrigez-moi svp )

[starac]

... sacré boulot à décortiquer ... je pense qu'il pourrait y avoir d'autres conclusions à tirer au-delà des critères donnés par ces tableaux, non?

[leduc09]

Oui, c'est le principe de l'interférometrie, point besoin d'un miroir de 100 m, plusieurs espacés de la même distance (mais pas à main-levée ), un ordi et hop, une image d'un telescope de 100m de diametre (en résolution).

 

Amicalement.

[Gontran]

Pour le pouvoir séparateur, effectivement, l'obstruction n'a pas d'influence (selon la littérature).

Par contre, comme expliqué dans le sujet, j'ai mis un coefficion correcteur du au chromatisme de l'instrument. Je n'ai pas trouvé d'autre document simple et concret à ce sujet. Ce coefficient me semble pas trop mal quand je compare la valeur sur les lunettes achro (variable en fonction du F/D) et ce que j'ai pu voir sur le terrain.

 

je pense qu'il pourrait y avoir d'autres conclusions à tirer au-delà des critères donnés par ces tableaux, non?

J'ai du mal à comprendre la question...

Modifié 6 février 2015 par Gontran

[cpeg]

Bonjour,

 

Une perte de 40% pour les achros courtes me semble nettement abusif

 

J'ai une L150/1200 et une L150/750. Il y a une différence, mais elle est minime, et principalement due au fait que j'observe en zone polluée, donc un fort G serait nécessaire pour assombrir le fond de ciel et la F/5 aime moins les forts G. C'est compliqué mais en tout état de cause l'écart est très faible.

 

J'utilise mes séances d'observations de variables pour faire des stats à ce sujet en notant pour chaque séance la magnitude limite à l'oculaire.

 

Ça donne pour mon site urbain:

 

L150/1200 Mv limite atteinte 12.5 moyenne sur 17 séances: 11.3

 

L150/750 Mv limite atteinte 12.4 moyenne sur 151 séances: 11.4

 

Je ne note les mv limite que quand j'ai un ciel d'une qualité minimale (c'est subjectif, je sais...). La L150/1200 est légèrement moins bonne en moyenne mais le nombre de séance est nettement plus faible, elle n'a donc pas eu toutes ses chances .

 

J'ai aussi des comparaisons avec des newtons, faut que je ressorte le tableau.

 

 

Concernant la perte de contraste due à l'obstruction, à mon avis, elle entraîne de facto une perte en résolution mais difficile à chiffrer et dépendant du type d'image obtenue. Je me souviens de tests lus sur des optiques photo, faites sur mires, où il était évident qu'à faible contraste la définition tombait fortement.

 

Mais en imagerie numérique, les possibilités d'intervention permettent de compenser en grande partie, ce qui sauve les Schmidt-Cassegrains et d'autres formules à forte obstruction.

 

Sur ce point ce n'est qu'un avis tout théorique...

Cordialement,

Claude

[starac]

Bonjour,

 

...

J'ai du mal à comprendre la question...

 

ma faute ... pardon : je pense d'abord à reporter les données de chaque type d'instrument dans un diagramme en "toile d'araignée" avec un axe par critère - puis, éventuellement, à faire des catégories d'instruments genre "bon compromis pour débuter" - "focalisé planétaire" - visuel vs photo - etc ... intuitivement, on connaît pas mal de réponses à cela mais ce serait peut-être aussi une piste d'exploitation de ces tableaux - juste pour la discut ...

[cpeg]

Voilà un extrait de mon tableau, plus récent que celui utilisé dans le message suivant, ce qui a permis à la L150/1200 de dépasser sa petite sœur avec quelques séances de plus.

 

 

Dans ce tableau l'instrument de référence est la 120/600 achro et les calculs théoriques ne tiennent compte que du diamètre.

 

Pas forcément simple à exploiter mais ce sont des données expérimentales

 

Nota: quand je parle de moyenne il s'agit bien de la moyenne des maxima de chaque séance, pas la moyenne des magnitudes des étoiles observées bien sûr. Ça va sans dire mais mieux en le disant....

Modifié 6 février 2015 par cpeg

[ZITO]

Joli tableau, cela fait un bon récapitulatif !

Petite remarque quand même ....

Pour les Newton et leurs obstruction par le secondaire il faut prendre le petit axe du secondaire.Dans ton tableau je vois par exemple 300/1500 secondaire 85 mm et ça c'est le grand axe à mon avis .

[Gontran]

Pour le 300/1500, j'ai pris la valeur de 28% donnée par le constructeur. Je vérifierai sur le mien.

 

cpeg, merci pour ses données, je vais regarder

Les 40% donnent une perte en lumière. En diamètre, ça fait 20%.

D'après tes mesures, effectivement la différence entre les 150 sont faibles. Tes séances sont faites en photo ? Si oui, est ce que ça peut expliquer ?

[fred-burgeot]

Salut Claude,

 

Concernant la perte de contraste due à l'obstruction, à mon avis, elle entraîne de facto une perte en résolution mais difficile à chiffrer et dépendant du type d'image obtenue. Je me souviens de tests lus sur des optiques photo, faites sur mires, où il était évident qu'à faible contraste la définition tombait fortement.

 

Oui, le contraste influe sur la résolution. Ce qui fait que des formes apparaissent dans une image ce sont...des contrastes ! Et ce quelle que soit la taille angulaire de la forme en question.

 

D'où l'intérêt des mires et des FTM, qui renseignent sur le degré de dégradation du contraste et, de fait, sur la résolution qu'on peut espérer atteindre pour un contraste donné.

 

Mais en imagerie numérique, les possibilités d'intervention permettent de compenser en grande partie, ce qui sauve les Schmidt-Cassegrains et d'autres formules à forte obstruction.

 

On lit très souvent ce que tu écris.

Je ne fais pas d'imagerie, mais j'ai demandé à des copains calés dans le domaine ce qu'ils pensent de cela.

 

De ce que j'en ai compris : en traitement d'images, on ne peut pas faire apparaitre des contrastes qui n'existent pas à la sortie de l'instrument.

Si le contraste est faible sur une image brute, alors l'image finale, aussi bien traitée qu'elle puisse être, ne montrera que peu de contraste et donc une quantité de détails limitée.

Dit autrement, si les C14 (par exemple) sortent des images parmi les plus belles et détaillées de la toile en planétaire, c'est pas par la magie des traitements, c'est parce qu'ils transmettent bien le contraste. On dirait bien que leur optique n'est pas aussi pourrie que ça et que l'obstruction n'est pas le critère n°1 sur la transmission du contraste. Le diamètre y est aussi pour quelque-chose

 

Fred.

[PierreDesvaux]

Comme tous les beau super hyper calculs, tout dépend des hypothèses...

 

Pourquoi le newton 300/1500 a t'il un énorme secondaire de 84, avec une obstruction de 28 % ? parce qu'UN fabricant le propose tel quel ? y a plein d'autres newtons avec des obstruction bien moindres, donc, des contrastes supérieurs...

 

Pis, au dela de la formule optique, en matière de contraste, y a aussi un facteur énorme, c'est la qualité de l'optique, et surtout, l'état de surface... Ceusses qui ont regardé dans un miroir avec un état de surface superpolis ont vu la différence flagrante...

 

Donc, c'est bien joli, ces zolis tableaux, mais c'est pas mal simplifié, au risque de conclusion bien erronées, et dans la vraie vie, c'est un peu plus compliqué de cela...

 

En fait, ce genre de tableau, c'est très dangereux... Cela fait croire à des conclusions qui n'ont pas lieu d'être...

[Gontran]

Pis, au dela de la formule optique, en matière de contraste, y a aussi un facteur énorme, c'est la qualité de l'optique, et surtout, l'état de surface

Oui, c'est ce que j'ai écrit dans le message expliquant les tableaux.

"Des éléments n’ont (pour le moment) pas été pris en compte : la correction de l’instrument sur l’ensemble du champ par exemple. On considère donc une image au centre du champ. De même, la diffusion des miroirs n’est pas prise en compte, Idem pour la qualité de fabrication des éléments optiques, le traitement antiflets dans les instruments, etc.."

 

Je précise ensuite

"Ne sont considérés ici que des instruments aux caractéristiques standards à « gros volume de vente ». Ne sont pas pris en compte les instruments plus haut de gamme comme Takahashi, instruments d’artisans ou autres. "

 

Le fichier excel permet de modifier ou d'ajouter d'autres instrument "standard".

Modifié 6 février 2015 par Gontran

[Qorche]

Bonjour,

 

bravo pour cet excellent travail de collecte Les résultats me paraissent cohérents, et sont d'autant plus pertinents qu'il s'agit de formules optiques courantes dans le commerce.

 

Perte aluminure

Valeur exprimée en pourcentage déterminant la quantité de lumière perdue lors de la réflexion de la lumière sur un des miroirs de l’instrument. Elle est généralement comprise entre 3 et 15%. Par défaut, elle est fixée à 10%.

Lors des calculs, étant donné que la lumière passe par 2 miroirs sur les télescopes, cette valeur intervient donc 2 fois.

Par défaut tu l'as fixée à 15 % dans tes tableaux. 0,85² = 0,7225

 

Perte en diamètre due au chromatisme à F/5

Valeur exprimée en pourcentage déterminant la perte de qualité engendrée par le chromatisme d’une lunette achromatique ayant un rapport F/D de 5.

OK dans l'hypothèse où tous les instruments comparés (achromats) sont optimisés pour le visuel, c'est-à-dire avec un extremum de focalisation aux alentours des 510 - 530 nm.

 

Cette valeur empirique a été déterminée par le constat suivant : une lunette achromatique de diamètre D permet de voir la même chose en ciel profond qu’une lunette apochromatique de diamètre (1-perte à F/5) x D.

Par défaut, la valeur est fixée à 20%. Cela signifie que l’outil considère qu’une lunette apochromatique de 80 mm permettra de voir la même chose qu’une lunette achromatique de 100 mm. La lunette achromatique donnera cependant un halo violet sur les objets brillants.

[...]

La perte de lumière due au chromatisme est donnée par la formule :

Pertes chromatisme = 250 x (pertes à F/5)² / (F/D)²

[...]

la perte de contraste du au chromatisme et équivalente à la perte de diamètre due au chromatisme

Pour les lunettes, cette perte est donc donnée par :

D x Racine carrée (1 – Pertes Chromatisme)

Ouverte à combien, la 100 ? F/5

Intéressant et osé, cette approche "à l'ordre 1" sur un sujet qui peut engendrer pas mal de controverses. Je constate que les valeurs obtenues pour la 80/400 concordent avec celles que j'ai obtenues empiriquement en observation planétaire et étoiles doubles avec cet instrument.

 

Diamètre équivalent en contraste

Pour les télescopes (instruments à miroir), une formule empirique établit qu’un instrument de Diamètre D avec un secondaire de diamètre d a un contraste équivalent à un instrument parfait de diamètre D –d. C’est une formule approchée essentiellement valable pour les faible lumières.

Elle est en fait valable pour les faibles fréquences spatiales, par exemple les grandes régions peu contrastées sur les planètes.

Cependant, par rapport à une optique non obstruée de diamètre D-d, une optique de diamètre D obstruée d fait rentrer plus de lumière. En planétaire, ça aide à percevoir davantage de contrastes. Plusieurs auteurs s'accordent sur une formule de diamètre équivalent planétaire D - 2/3 d plutôt que D - d.

 

Magnitude limite

Cette valeur représente la magnitude limite d’un objet stellaire qu’un instrument peut détecter. Elle dépend du diamètre équivalent en luminosité de l’instrument et de la magnitude limite à l’œil nu déterminée dans « data ». La formule est :

Magnitude limite = Magnitude limite à l’œil nu + 5 x Log10 (Diamètre équivalent en luminosité / 6 mm)

Cette formule est valable pour de la magnitude limite visuelle au grossissement pupillaire (mérite d'être précisé). Par ailleurs, le diamètre équivalent en luminosité ne prend pas en compte l'effet dispersant de l'obstruction, qui réduit légèrement la magnitude limite visuelle d'une optique.

 

Encore bravo, ça me donne envie d'aller plus loin sur le sujet

 

Qorche.

Modifié 6 février 2015 par Qorche

[Gontran]

Hello !

Par défaut tu l'as fixée à 15 % dans tes tableaux. 0,85² = 0,7225

Oui, entre temps, j'avais refais le calcul en changeant la valeur.

Ouverte à combien, la 100 ? F/5

Intéressant et osé, cette approche "à l'ordre 1" sur un sujet qui peut engendrer pas mal de controverses. Je constate que les valeurs obtenues pour la 80/400 concordent avec celles que j'ai obtenues empiriquement en observation planétaire et étoiles doubles avec cet instrument.

Oui, c'est bien une achro à F/5. Je vais préciser dans le message.

Elle est en fait valable pour les faibles fréquences spatiales, par exemple les grandes régions peu contrastées sur les planètes.

Cependant, par rapport à une optique non obstruée de diamètre D-d, une optique de diamètre D obstruée d fait rentrer plus de lumière. En planétaire, ça aide à percevoir davantage de contrastes. Plusieurs auteurs s'accordent sur une formule de diamètre équivalent planétaire D - 2/3 d plutôt que D - d.

Yep, j'avais créé un sujet là dessus sur base d'une étude de Thierry Legault. Tu avais participé aussi il me semble.

Cette formule est valable pour de la magnitude limite visuelle au grossissement pupillaire (mérite d'être précisé). Par ailleurs, le diamètre équivalent en luminosité ne prend pas en compte l'effet dispersant de l'obstruction, qui réduit légèrement la magnitude limite visuelle d'une optique.

Effectivement, ça doit être précisé pour la magnitude !

Que veux tu dire pour l'effet dispersant ? Parce que l'obstruction intervient déjà dans la diminution de la surface du miroir ainsi que dans la baisse de contraste. Tu veux parler de la diffraction ?

Modifié 6 février 2015 par Gontran

[christiand]

De ce que j'en ai compris : en traitement d'images, on ne peut pas faire apparaitre des contrastes qui n'existent pas à la sortie de l'instrument.

Salut Fred

 

"la sortie de l'instrument" c'est quoi ?

L'oeil ? Un film photographique ? Un smartphone ? Un CCD 8 bits ? Un CCD 16 bits ?

 

Si le contraste est faible sur une image brute, alors l'image finale, aussi bien traitée qu'elle puisse être, ne montrera que peu de contraste et donc une quantité de détails limitée.

Je ne pense pas.

C'est tout l'interêt de l'imagerie : une brute ne montre pas suffisamment de contrastes (ou de détails) en regard du bruit qu'elle contient.

Mais si tu compiles un grand nombre de brutes tu obtiens une image débruitée qui révéle toute la dynamique et les détails de l'image.

 

 

Désolé Gontran, je m'éloigne du sujet

 

Christian

[fred-burgeot]

 

"la sortie de l'instrument" c'est quoi ?

L'oeil ? Un film photographique ? Un smartphone ? Un CCD 8 bits ? Un CCD 16 bits ?

 

Salut Christian,

c'est ce qui est transmis par l'instrument, ça ne concerne pas le récepteur.

 

 

Salut Fred

 

Je ne pense pas.

C'est tout l'interêt de l'imagerie : une brute ne montre pas suffisamment de contrastes (ou de détails) en regard du bruit qu'elle contient.

Mais si tu compiles un grand nombre de brutes tu obtiens une image débruitée qui révéle toute la dynamique et les détails de l'image.

 

OK, mais une fois que tu as enlevé un maximum de bruit, n'est-ce pas l'instrument qui transmet le mieux le contraste qui révèle une image qui a le meilleur potentiel pour la suite du traitement ?

 

Inversement, un engin qui transmet mal le contraste (à cause d'une mauvaise qualité optique, d'une grosse obstruction...bref, un SC quoi ) peut-il sortir des images de folie par la seule magie du traitement informatique ?

 

Fred

 

Edit : oui, désolé pour le HS...

Modifié 6 février 2015 par fred-burgeot

[etoilesdesecrins]

Salut Gontran,

 

on peut comprendre le point de vue de Pierre, tout-à-fait pertinent, quand à la "vraie vie". Je pense qu'il faut effectivement rester très clairvoyant par rapport à ça : ces tableaux sont un excellent travail de base qui fait apparaître des tendances, mais ils n'ont pas vocation je pense à modéliser l'exactitude de la réalité, tout simplement au vu de la quantité de paramètres qui rentrent en compte.

 

Un simple exemple : la magnitude limite à ma 80ED

Tu reprends bien celle qui est donnée en théorie pour un diamètre de 80 : 11,5 (il y a 11,6 sur d'autres sources).

J'affirme ici atteindre en visuel facilement et fréquement des valeurs de 12 sur du stellaire ou de petites nébuleuses planétaires, et plus exceptionnellement percevoir 12,5 à la limite en vision décalée.

Je n'ai pas une vue hors norme, mais un bon site sans plus. Nul doute que des tests de magnitude limite effectuées sous le ciel d'ecellence des Hautes-Alpes monteraient encore plus haut.

A l'inverse, les données de Claude depuis Lyon ville semblent montrer les effets réducteurs de la pollution lumineuse.

[Qorche]

Que veux tu dire pour l'effet dispersant ? Parce que l'obstruction intervient déjà dans la diminution de la surface du miroir ainsi que dans la baisse de contraste. Tu veux parler de la diffraction ?

Oui. L'obstruction d'un télescope redistribue une partie de l'énergie lumineuse dans les anneaux de diffraction. Ce qui se traduit, visuellement et à luminosité égale, par un piqué stellaire moindre si l'optique est obstruée.

 

Yep, j'avais créé un sujet là dessus sur base d'une étude de Thierry Legault. Tu avais participé aussi il me semble.

Il y a deux références que j'aime beaucoup :

• la section "Performances" de Laurent's ScopePage, où une séparation est faite entre réduction de la transmission (aluminure, verre, etc) et redistribution de l'énergie d'une source ponctuelle entre la tâche centrale et les anneaux en fonction de la qualité optique (rapport de Strehl) et de l'obstruction (qui redistribue l'énergie de la tache centrale dans les anneaux de diffraction) ;
  
• le très béton Notes on Amateur Telescope Optics, où une tentative de définition du Strehl polychromatique est proposée, ce qui permettrait de refaire le travail de Laurent avec des achros
  

 

Il y a un troisième paramètre, difficile à prendre en compte : l'effet de la turbulence, face à laquelle les tubes obstrués d'entrée de gamme sont très peu résilients par rapport à des apos de moindre diamètre.

[starac]

Bonjour,

 

...

Oui, le contraste influe sur la résolution. Ce qui fait que des formes apparaissent dans une image ce sont...des contrastes ! Et ce quelle que soit la taille angulaire de la forme en question.

...

 

de quelle résolution parle-t-on? De la résolution intrinsèque de l'instrument, peu importe si cette résolution est visibe/lisible à l'oeil ou non, ou de la résolution visible? (celle qui effectivement, nous intéresse plus sur le terrain)? Car si c'est cette dernière, je peux bien comprendre: l'instrument résout, mais au fur et à mesure que le cotnraste apparent baisse, ça devient de plus en plus difficile à l'oeil, voire impossible, en deçà d'un contrate apparent minimum ?

[cpeg]

cpeg, merci pour ses données, je vais regarder

Les 40% donnent une perte en lumière. En diamètre, ça fait 20%.

D'après tes mesures, effectivement la différence entre les 150 sont faibles. Tes séances sont faites en photo ? Si oui, est ce que ça peut expliquer ?

 

Non, c’est du visuel pur.

 

 

A l'inverse, les données de Claude depuis Lyon ville semblent montrer les effets réducteurs de la pollution lumineuse.

 

L’intérêt principal de mes données c’est surtout une comparaison d’une série d’instruments "à œil égal". Bien sûr la pollution me fait perdre 1.5 à 2.0 mv par rapport à un bon site, comme à l'oeil nu.