Calcul du champs ...

[Gibehem]

Salut ...

 

Je bute sur un problème ...

 

Considérons les faits suivants :

 

Un capteur de 640 pixels de large / 5.6µm par pixels ... soit 3.584 mm de large.

 

Une étoile (Deneb / +45°) parcours ce champs en 234 secondes.

 

Quel est la focale de l'instrument ???

 

 

Je crise !!!!!!!

 

 

Merci !

[gil31]

Salut,

 

T'as essayé ça ? : http://perso.orange.fr/sirius.jpr/divers/ChampCCD.exe

[Alu]

Salut,

ça n'est pas compliqué à partir du moment où on fait un croquis (et qu'on ne se plante pas quelque part, mais là c'est un autre problème).

 

Partons du cas simple :

à l'équateur céleste, la trace laissée par une étoile sur le capteur pendant un temps Delta T est un segment de droite, jusque là c'est OK.

pendant Delta T, l'angle alpha apparent parcouru par cette étoile est : alpha (rad) = Delta T (s) * 2pi/(24*3600) à l'approximation de période de rotation terrestre près

 

Une étoile située à l'un des pôles célestes ne laisserait évidemment aucune trace sur le capteur. Par contre toutes les autres étoiles situées entre l'équateur céleste et les pôles laisseraient une trace en forme d'arc de cercle dont l'angle formé par les projections orthogonales sur l'axe polaire serait aussi (en °) Delta T (s) * 360/(24*3600)

Le problème c'est que ce n'est pas cet angle qui t'intéresse parce que tu ne te situe pas au centre du cercle sur lequel la dite étoile semble se déplacer (intersection de l'axe polaire et de ce cercle) mais au centre de la sphère céleste (intersection de l'axe polaire avec les cercles du plan de l'équateur céleste sur lesquels semblent se déplacer les étoiles situées à l'équateur).

 

Ce que tu cherches si j'ai bien compris c'est l'angle apparent vu par toi (enfin le capteur) formé par les 2 extrémités de l'arc "imprimé" sur le capteur pendant un temps Delta T.

Si on énoncce le problème autremennt, cela revient à calculer l'angle apparent séparant 2 objets de même déclinaison mais dont la différence des AD est justement Delta T.

 

Si je ne me suis pas planté dans mon dessin de sphère ou dans la lecture que j'en fais, cet angle est en ° :

alpha = 180/PI * acos(sin^2(d*PI/180.0)+cos^2(d*PI/180.0)*cos(Delta ra*PI/180.0))

Avec d la déclinaison en ° et Delta ra la différence des AD des 2 objets en °(=Delta T*360/(24*3600))

 

Finalement si on exprime le cas général de deux objets O1(ra1, d1) et O2(ra2, d2) on a l'angle apparent (depuis le centre de la sphère céleste, donc par nous) :

acos(sin(d1*PI/180.0)*sin(d2*PI/180.0)+cos(d1*PI/180.0)*cos(d2*PI/180.0)*cos(ra1*PI/180.0-ra2*PI/180.0))

 

Il faudra que je vérifie ça, je n'en suis pas certain à 100% tant que je n'ai pas essayé sur 2 ou 3 cas concrets...

[Alu]

En appliquant le calcul à ton cas d'étude ça donne :

 

En 234s, la rotation de la Terre est de 0,975°, on cherche maintenantt l'angle qui séparerait deux étoiles de 45°DEC et dont la différence des AD est 0,975°

D'après la formule ci-dessus (peut-être foireuse c'est à voir...), l'angle séparent ces deux étoiles (où les deux extrémités de l'arc de cercle capté par la webcam) est :

angle = 0.689425°

(pas besoin d'une précision pareille, c'est un copier/coller du résultat que me donne la prog de la formule)

cet angle (champ) correspond aux 3,584mm de ton capteur donc d'après la relation

 

champ = 57,3*dimension/focale (en fait c'est une approximation parce que normalement il y a de l'arctan dedans mais x=arctan(x) est une très bonne approx au voisinage de 0 et même un peu plus loin, voir DL).

 

focale =57,3*dimension/champ (en °)

focale = 298mm avec tes valeurs.

 

Alors ça colle, c'est un téléobjectif de 300mm qui était utilisé ou je suis complètement à l'ouest?

[Gibehem]

Merci ...

 

mais ça foire !!! ... c'est au foyer de ma 80ED ...

[Franck34]

Merci ...

 

mais ça foire !!! ... c'est au foyer de ma 80ED ...

 

Allez va :

 

http://www.optique-unterlinden.com/pratique/imagecalc-info.htm

 

et pour le calcul des oculaires:

http://www.optique-unterlinden.com/pratique/calvisu-info.htm

 

bye

[Gibehem]

Merci, mais c'est la focale réelle de la lunette que je souhaite calculer ...

 

 

Je suis bon pour refaire mes mesures avec Astrosnap (mesure taille pixel) ... et une bonne règle de 3 je sens ...

[Gibehem]

Mais quelques soit les formules utilisées, je tombe pareil ... 300 mm environ ...

 

pourtant je suis SÛR de mes videos ...

 

468 images à 2 images/seconde ... ça me fait bien 234 secondes ???

[Alu]

OK,

il y a effectivement un problème.

Ce qui est certain c'est que l'angle apprent formé par les 2 extrémités de la trace de l'étoile à 450 de DEC doit être plus petit qu'à l'équateur.

 

234s c'est presque 1° à l'équateur, mes 0.68° calculés ne me paraissent pas si mal. Maintenant il y a un autre problème, même deux : le chronométrage d'une part et la taille du capteuur de l'autre.

Le chronométrage ça semble OK, au pire on fait une erreur de quelques secondes donc ça passe. Par contre pour la dimension qui nous intéresse il faudrait la connaître précisément et surtout il faudrait savoir si les 2 extrémités de la trace sont à équidistance des grands côtés ou pas.

Je soupçonne deux sources d'erreur :

 

-les pixels font peut-être 5,6microns mais je ne suis pas certain qu'ils soient collés, le capteur doit être légèrement plus grand que ça. De plus, si la trace laissée par l'étoile traverse le capteur en diagonale, la distance est encore plus grande.

en cherchant un peu j'ai trouvé que le capteuur de la touc fait 4.86x3.64mm

Si on prends 5mm de distance on arrive déjà à 420mm de focale.

 

Ce qui est certain c'est que si ton étoile était à l'équateur, le calcul de la focale donnerait 210mm avec les 3.584mm et les presque 1° de champ en 234s. Or à 45° l'angle de champ n'est pas 3 fois plus petit, donc il y a bien un problème au niveau de la prise de mesures (temps et /ou taille).

On va y arriver, ton problème m'intéresse

[Alu]

Mais quelques soit les formules utilisées, je tombe pareil ... 300 mm environ ...

 

pourtant je suis SÛR de mes videos ...

 

468 images à 2 images/seconde ... ça me fait bien 234 secondes ???

 

On y vient,

Il y a des estampilles temporelles ou un autre moyen qui permettrait de dater tes images ? Parce que 2 i/s annoncées, si jamais c'était 2,5 i/s et que la dimension qui nous intéresse était un peu plus grande on se rapprocherait des 600mm de focale

[Gibehem]

Vouaip ... vouaip ...

 

J'ai fait une série de vidéo avec le 150/750 et la 80ED avec et sans barlow x2 ...

 

Et je viens en effet de me rendre compte que j'ai mélangé les données ... 234s, c'est avec le 150/750 !!!

 

 

Je reprends donc ce que j'ai ... (images comptées par VirtualDub ... )

 

80ED : 570 images à 2 fps soit 285 secondes.

80ED + Barlow x2 : 244 images à 2 fps soit 122 secondes

 

150/750 : 468 images à 2 fps soit 234 secondes ...

 

Etoile de référence : Deneb (+45°)

Capteur : 1/4" sony - 5.6µm par pixel.

Dimensions réelles de la surface d'aquisition : 4.60 x 3.97 mm (d'après datasheet icx098)

 

vala ...

[patry]

Heu, gibé il m'est arrivé d'avoir des résultats pour le moins foireux en ce qui concerne les "timings" de capture et la seule donnée "fiable" c'est le nombre d'image ! Ensuite c'est une soupe dans le fichier AVI !

 

En refaisant les calculs je trouve moi aussi autour de 400mm ... il en manque donc pas mal ! Ce qui doit foirer c'est le temps "réellement" passé à voir transiter l'étoile d'un bord à l'autre et ce mesuré avec, si possible, un chrono.

 

A moins qu'on t'ait en fait refilé un 80ED ouverte à 5 ... ou bien (moins de chance) une 53,33ED !

[Alu]

Tu pourrais essayer de faire une capture bidon à 2i/s en chronométrant pendant 1 ou é minutes puis ensuite compter les images ? Peut-être qu'on aura une surprise. Éliminoons les sources d'erreurs une à une, tant qu'on n'a pas trouvé on cherche.

[Gibehem]

Alors ... qques données supplémentaires ...

 

Vidéo 80ED au foyer :

 

nombre d'images totales : 582

heure de création de fichier : 22h04m57s

Dernier accès : 22h06m58s

 

 

Soit 121 secondes pour 582 images ... soit 4.80 im/s ... RHÂÂÂÂ !!!!!!!!!!!!!!!

 

La ******** de *********de ************.

 

Merde.

 

QCFocus ... c'est un menteur ... windows aussi, virtualdub aussi ...

 

 

mdr !

 

Rhââ ... je suis à 4.8 fps réels sur les 3 vidées ... (4.8 / 4.79 / 4.86 ...)

[patry]

Ca commence, 121" au lieu de 234, aux erreurs de mesure près (4,8 i/s, ce serait pas plutôt 5 i/s ... ce qui ferait un joli 116" (faut le temps de flusher et fermer le fichier). Or on commence à s'approcher des 700mm de focale là non (rapport de 3) !

[Gibehem]

non ... rien ...

[Alu]

Ah c'est mieux !

Pour la 80ED ça me donne :

angle à l'équateur en 121s (AD) = 0,50416°

angle perçu (champ de la trace) pour une étoile à 45° DEC : 0,35649°

 

focale=642mm en considérent une distance de 4mm pour le capteur. On doit toujours faire une erreur sur cette distance qu'il faudrait connaître précisément, mais les résultats sont encourageants.

[Gibehem]

Mouaip mouaip ...

 

ça me gave que l'on ne puisse pas faire confiance aux outils utilisés ...

 

rhaa !!

 

Je vérifierais avec astrosnap dès que possible ...

 

Merci Alu

[Alu]

Avec les hypothèses suivantes :

-la focale de 600mm annoncée est vraie

-la mesure de l'intervalle de temps est vraie

 

on peut estimer la distance (à vol d'oiseau, entre le point d'entrée et le point de sortie) que l'étoile a parcouru sur le capteur : 3,73mm

Si les deux extrémités de l'arc décrit par le mouvement de l'étoile forment un segment // au grand côté alors on peut en déduire que le grand côté mesure environ 3,73mm.

On pourrait s'amuser encore longtemps comme ça, en prenant en compte les incertitudes et en répétant les mesures pour affiner l'estimation de cette satanée dimension du capteur

[Alu]

oauip, faut aussi tenir compte de la coma, qui déforme l'image sur les bords du champ et fausse la vitesse de défilement... j'voulais pas foutre la merde hein....

 

pourquoi pas, regardons ce que ça donne. D'après S. Bertorello http://serge.bertorello.free.fr/math/formulaire/formoptique.html

on peut approximer la coma d'un newton (plus importante que sur la 80ED, non ?).

Pour un F/D de 7,5 et un écart de 2mm au foyer de l'axe optique ça donnerait une coma d'un peu plus de 6microns, soit un peu plus d'un pixel). C'est comparable à une erreur de chronométrage de moins d'une seconde donc on peut mettre de côté les effets de la coma pour le capteur de la webcam pour l'instant.

 

Quel est la bonne méthode pour mesurer la focale d'un instrument (une méthode précise tout en restant simple à mettre en pratique) ?

[patry]

Je pense qu'il faut photographier un objet de dimensions connue (une planète à la webcam ou un champ d'étoiles à l'APN) et comparer à proximité du centre du champ quelle est la taille exacte en pixels.

 

Je l'ai fait pour juju mais pas pour mesurer la focale exacte du C8 mais plutôt pour définir le rapport d'agrandissement avec un barlow et du tirage. Attention simplement avec juju qui est "très ovalisé" à toujours prendre le cercle inscrit sur l'intérieur ou sur l'extérieur (Iris donne directement l'information pour ceux que cela interesse).

 

Pour un champ d'étoiles, il faudra prendre en compte la judicieuse remarque d'épsilonzero car si la coma reste négligeable sur un capteur de webcam, elle ne l'est plus pour un reflex numérique ! De plus la déformation géométrique de l'optique (en barillet/coussinet) et celle liée à la turbulence (mais elle est toutefois statistiquement nulle) peut là encore fausser considérablement le résultat. La réfraction atmosphérique finalement si le champ est véritablement très grand (chanceux astram) !