Choix d'une caméra - la taille des pixels

[LucaR]

Bonjour,

 

A terme j'aimerais changer d'imageur pour aller vers une solution caméra monochrome ou couleur + filtres. Pas tout de suite, mais je commence à réfléchir dès maintenant car d'expérience il vaut mieux réfléchir longtemps avant d'investir dans des trucs chers 🙂

 

Pour commencer j'ai donc essayé d'estimer une la taille de pixels idéals. Je sais que ce n'est pas le seul critère, mais c'est déjà un à prendre en compte! 

 

Après avoir fouillé les docs à droite à gauche Voici mon raisonnement.

 

=> J'aimerais savoir ce qu'en pensent les expérimentés parmi vous: j'ai bon ou je fais fausse route?

 

Si c'est bon j'en ferais sans doute un tuto simplifié en le généralisant (d'où cette présentation) - ce que j'ai trouvé jusqu'à présent dans le domaine était plutôt complexe pour mathématiciens confirmés!

 

1) Besoin pour le CP longue pose 

 

Mon setup actuel: lunette 102/714 triplet + réducteur 0,75 + AZEQ6 avec l'imageur Canon 650D non défiltré.

 

Je calcul d'abord mon besoin en CP longue pose car c'est ma priorité.

 

Le calcul me dit que le pouvoir séparateur de mon instrument sur la longueur d'onde moyenne 550 est à 1,36".

 

On considère généralement que l'amplitude de la turbulence en longue pose est compris entre 2" (meilleurs conditions) et 4" (pires conditions). C'est supérieur à mon pouvoir séparateur, c'est donc le facteur limitant. En effet, des détails qui bougent trop pendant les poses longues entraines forcément du flou: même voir plus petit dans du flou ne permet pas de voir plus que... du flou !

 

Un autre facteur limitant est la qualité du suivi + guidage. Pour simplifier on va considérer que j'arrive à une amplitude d'erreur de 2,5" ce qui est considéré comme une bonne qualité mais pas inconcevable avec mon AZEQ6 si je paramètre bien les choses.

 

Je peux donc considérer qu'en CP, selon la turbulence mon pouvoir de résolution sera compris entre 2,5" (limite de mon suivi) et 4" (fortes turbu)

 

Le critère de Nyquist dit que l'échantillonnage (nombre de seconde d'arc par pixel de caméra) doit être situé entre 1/3 et la moitié du pouvoir de résolution. Si je n'ai pas fait d'erreur de calcul (je vous passe les détails :-)), ça me donne :

 

=> à turbu faible (résolution max) : échantillonnage idéal entre 0,8"/px et 1,25"/px
=> à turbu forte (résolution min) : échantillonnage idéal entre 1,3"/px et 2"/px

 

Je dirais donc que le meilleurs échantillonnage se situe aux alentours de 1,2"/px à 1,3"px, ce qui pourrait satisfaire à peu prêt toutes les conditions - disons 1,25. 

 

=> Est-ce que ça vous semble une bonne stratégie de choisir ce "juste milieu" là?

 

Un autre calcul me dit que la taille des pixels correspondant à 1,25"/px avec ma focale est 3.2 micromètres. J'imagine que c'est moins "grave" de sur-échantillonner que sous-échantillonner, donc je considère 3,2 micromètre comme une limite supérieure à ne pas (ou pas trop) dépasser. A noter au passage que les pixels de mon APN actuel font 4,29 microns => clairement je sous-échantillonne!

Si on regarde les capteur Sony existant par exemple, ça me dirigerait donc vers ceux à 2,9 microns ou à la rigueur 3,75 mais pas plus, ou éventuellement 2.4.

 

=> Capteur Sony en 2.9: IMX290, IMX327, IMX462 ; en 3.75: IMX224, IMX185, IMX385, IMX533 ; en 2.4: IMX178, IMX183
 
2) Planétaire

Voyons ensuite ce que ça donne pour le planétaire (pas prioritaire pour moi) ou le CP courte pose.

 

On considère que si on film à plus de 10 images par secondes (je pense que toute les caméra le font?) la turbulence en pose courte est comprise entre 0,5" et 2" avec une moyenne à 1", ce qui est cette fois inférieur à mon pouvoir de résolution qui devient donc le facteur limitant (même net je ne peux pas voir plus petit).

 

D'autres formules encore donnent pour chaque taille de pixel de caméra une focale maximum au delà de laquelle il n'est pas la peine de monter sur mon instrument (avec Barlow) car ça conduirait à du sur-échantillonnage inutile d'un côté, mais aussi de la perte de champs en vain puisque des pixels en trop seraient "gâchés" => pas optimisé, quoi.

 

Pour 2.4m c'est 1094mm. J'y arrive avec Barlow x1.5 (si ça existe?), ou x2 avec le réducteur 0.75 = 1071, soit 97% du max
Pour 2.9m c'est 1322mm => réducteur + barlow 2.5 = 1339mm, 101% du max
Pour 3.75m c'est 1710mm => barlow 2.5 = 1785mm, 104% du max

 

Ce qui là aussi aurait tendance à avantager la taille 2.9m, qui permet le plus de s'approcher de la valeur idéal. 

 

Conclusion

Bref ma conclusion de ce raisonnement c'est qu'avec ma lunette et ma monture, l'idéal en terme de taille de pixel de caméra est un des trois capteurs à 2.9 micromètres IMX290, IMX327, IMX462 (si on s'en tient aux Sony) - mais que les capteurs à 2.4 ou 3.75 restent envisageable si d'autres critères (sensibilité...) militent plus en leur faveur. Mais ces autres critères je les verrais dans une deuxième temps 🙂

 

Pour compléter je suppose qu'il faudrait aussi voir en quoi le binning pourrait influer sur ce raisonnement, mais je n'ai pas encore assez compris cette technique pour en parler 🙂

Modifié 26 octobre 2020 par LucaR

[krotdebouk]

C'est pas faux... et ça fait mal à ma tête pour finalement avoir à choisir entre peu de caméras pour le CP.

Mon avis moins détaillé et plus sur mon expérience de caméras mono puisque je connais pas les caméras couleurs : pour aller sur ta lunette en CP, regarde la 183 ou attends un peu les retours réels de la 294MM. Elles sont refroidies et c'est un net plus pour les poses longues.

Côté échantillonnage, je ne sais pas si les calculs sont à considérer à 2 chiffres après la virgule. Je fais travailler ma 183 à 0.65"/p (200/800 à x0.95) sous un ciel moyen (PL) et turbulent et ça me parait pas trop mal

SHO : https://www.flickr.com/photos/133093801@N02/50405543852/in/dateposted-public/

LRVB : https://www.flickr.com/photos/133093801@N02/49924890368/in/dateposted-public/

Elle travaille aussi à 500 de focale, donc proche de ce que tu aurais avec ton réducteur

https://www.flickr.com/photos/133093801@N02/50048765887/in/dateposted-public/

Pour échantillonnage assez serré (0.51"/p), tu peux aller voir celle ci : http://www.astrosurf.com/topic/141028-abell-84/

J'allais oublier celle-ci qui a été faite avec ma lunette 102/700 au foyer et avec la 183 (m'en sert plus, je crois qu'elle a une collim un peu pas terrible).

Sur le matériel, je pense que le facteur limitant est plutôt la performance de la monture en guidage et bien sûr, ce que le ciel veut bien nous laisser faire.

 

Pour du planétaire, je me tournerai vers une seconde caméra dédiée genre 224. De toutes manières, tu ne vas pas faire des miracles dans ce domaine avec une lunette de 100 mm. Par contre, ça pourrait être sympa en lunaire avec une 183.

 

Le binning, c'est là : https://astronomy-imaging-camera.com/tutorials/everything-you-need-to-know-about-astrophotography-pixel-binning-the-fundamentals.html

La dernière phrase me semble être la plus importante.

 

Voilà pour moi

Modifié 27 octobre 2020 par krotdebouk

[Roch]

Salut,

 

Tu te casses un peu trop la tête

 

Être sous-échantilloné est un problème car tu perds des détails. Par contre être suréchantillonné n'en est pas un si tu fais de la longue pose.

Quand tu es suréchantillonné, il faut faire des poses unitaires plus longues pour compenser. Sauf que les capteurs actuels permettent des poses beaucoup plus courtes qu'il y a quelques années... ce qui fait que même si tu avais des pixels de 1 microns, en faisant des poses de quelques minutes tu es large.

 

Évidemment, ton image suréchantillonnée sera moins piquée en affichage 1:1, mais elle sera grossie davantage... donc il te suffit de redimensionner pour l'afficher détaillée à ta convenance et tu n'auras pas moins de détails qu'avec un échantillonnage correct.

 

Ah, et si tu prends un capteur couleur, il faut un échantillonnage 30% plus fin pour obtenir les mêmes détails.

 

Le critère principal sera plutôt ce que tu veux faire : petits objets ou gros ? Budget élevé ou non ?Narrowband ou LRGB ?

 

Voilà

 

 

Modifié 27 octobre 2020 par Roch

[TonyBANKS75]

Réflexions très intéressantes, qu'il est bon de mener au moins une fois, mais à lire à tête reposée et pas sur un smartphone 😋. 

Tony

[LucaR]

il y a une heure, krotdebouk a dit :

Pour du planétaire, je me tournerai vers une seconde caméra dédiée genre 224. De toutes manières, tu ne vas pas faire des miracles dans ce domaine avec une lunette de 100 mm. Par contre, ça pourrait être sympa en lunaire avec une 183.

 

En fait j'envisageais de faire en deux étape:

 

1) acheter dans l'immédiat une petite caméra couleur pas trop chère (genre la 178MC ou la 290MC) pour faire du planétaire et aller chercher quelques objets type galaxie trop petites pour mon APN, mais continuer le grand champs/nébuleuses à l'APN.

 

2) plus tard quand j'aurais le budget passer sur une vraie caméra monochrome refroidie pour le CP et m'éclater avec les filtres, faire du SHO/HOO, etc... La petite caméra achetée en 1 me servira alors pour l'autoguidage, mais aussi pour continuer à faire un peu de planétaire de temps à autre - même si je sais que je resterais limité de ce côté avec 102 mm.

 

il y a une heure, krotdebouk a dit :

Le binning, c'est là : https://astronomy-imaging-camera.com/tutorials/everything-you-need-to-know-about-astrophotography-pixel-binning-the-fundamentals.html

La dernière phrase me semble être la plus importante.

 

Merci je vais regarder ça en détail 🙂

 

il y a 52 minutes, Roch a dit :

Tu te casses un peu trop la tête

 

C'est cette météo déplorable qui me monte à la tête et m'empêche de pratiquer 😄

 

il y a 52 minutes, Roch a dit :

Être sous-échantilloné est un problème car tu perds des détails. Par contre être suréchantillonné n'en est pas un si tu fais de la longue pose.

 

C'est ce que je me disais, c'est pourquoi je viserais plutôt dans les petits pixels que les gros. De plus ça me demandera moins de barlowtage en planétaire et donc moins cher ou meilleurs qualité, je suppose.

 

il y a 52 minutes, Roch a dit :

Le critère principal sera plutôt ce que tu veux faire : petits objets ou gros ? Budget élevé ou non ?Narrowband ou LRGB ?

 

Comme je dis plus haut, deux étapes: d'abord avec budget faible me permettre de faire un peu planétaire et viser quelques petites galaxies du CP aujourd'hui trop petites pour mon APN (avec une première caméra pas trop chère donc) puis plus tard quand j'aurais du budget élevé sauter le pas vers la caméra refroidie pour le CP en Narrowband, compositions SHO/HOO, etc...

 

 

Modifié 27 octobre 2020 par LucaR

[Titophe]

De mon côté, je viens de franchir le pas avec une caméra monochrome à petits pixels (ASI183MM) et je fais mes premiers pas avec ma lunette TS102/520 (config. proche de ta lunette avec réducteur) et cela semble fonctionner correctement avec une turbulence faible (de l'ordre de 1 à 2'' et un guidage autour de 1'' avec ma Losmandy G11).

Le sur-échantillonnage ne pose pas de problème à condition de poser assez longtemps. Pour l'instant, je me suis limité à 180-240s mais je vais tester un peu plus avec 300s. Le problème avec ces petites caméras est la présence d'AmpGlow d'autant plus marqué que le temps de pose est long. Le post-traitemement avec la soustraction d'un dark-maitre est donc obligatoire. Pour ne pas avoir d'Ampglow, il faut tout de suite passer à des caméras beaucoup plus chère (format APS-C ou FF).

Et enfin l'étape qu'il me reste à franchir (après le passage du père Noël) c'est le HSO-SHO-HOO...

 

Tu peux donc voir mes premiers résultats en L(CLS)-RVB sur ma galerie Weabstro...

Voici le  dernier exemple en date :

 

 

[6ri.l]

joli
tu dit que tu utilise l'ASI183MM, donc la non refroidie?

 

[Titophe]

il y a une heure, 6ri.l a dit :

joli
tu dit que tu utilise l'ASI183MM, donc la non refroidie?

 

 

Non c'est bien une ASI183MM Pro... j'ai juste un peu raccourci son petit nom. Désolé pour cette imprécision.

 

Sinon en non refroidie couleur (ASI290MC) j'ai fait ça :

https://www.webastro.net/constellia/photo/90896_m51/

 ou ça :

https://www.webastro.net/constellia/photo/90897_m101/

ou encore ça en poses courtes :

https://www.webastro.net/constellia/photo/90894_m3-en-poses-courtes/

 

Modifié 27 octobre 2020 par Titophe

[6ri.l]

pas mal du tout

[Titophe]

Merci.

Tout ça pour dire que les caméras récentes, malgré leur petits pixels, fonctionnent très bien.

A mon sens, le choix réside davantage dans la taille du capteur et donc du champ couvert (et par conséquence du prix), monochrome ou couleur, refroidie (indispensable pour les longues poses) ou non.

 

[Sebriviere]

En dehors des pixels, il y a la capacité de ton train optique en cercle image.

Meme si une ASI462MC est capable de faire du CP, elle serait très restrictive sur une FSQ106...

Donc, en dehors de la dimension des pixel, un autre critère est ton cercle image et le champ que tu veux imager.

Diametre cercle optique au PO -> Pixel -> champ.