Украинский Астрофорум
Общий раздел => Форум для начинающих => Тема начата: LatchLocker от 17 Октября 2012, 22:35:15
-
Наши глазки - оптические приборы. А всяк прибор, как киповец заявляю, калибровки/поверки требует :smart:
Решил занятся своими глазками. Небольшая программка, демонстрирующая "картинку" случайным образом, монитор, тёмная комната, пульт с вариантами ответа, рулетка, ассистент-писарь, Excel, и вечер "развлечения". Проверялось по: вертикальные и горизонтальные линии ("зебра"), кружочек с фазами ("псевдовенера").
Сводный результат на картинке:
(http://i.piccy.info/i7/1dd34392a846d01a0cdc3df66684fc84/4-47-551/55831525/EyeChart_800.jpg) (http://piccy.info/view3/3601934/3842e7da0dd45d253cf69a9c820cb65c/orig/)(http://i.piccy.info/a3/2012-10-17-21-33/i7-3601934/800x497-r/i.gif) (http://i.piccy.info/a3c/2012-10-17-21-33/i7-3601934/800x497-r)
Методика пока опускается, краткое пояснение:
"Уверенно вижу" - когда угловой размер превышает это значение, не возникает никаких сомнений что за картинка. Взят наихудший, по фазе "псевдовенеры".
"Не различаю" - чёткое ощущение, что ответ будет наугад, т.к. совершенно немогу различить. Взят наилучший, по линиям.
Отсутствующий график ниже 40% - отрезал принудительно, как заведомо неинформативное.
Отсюда интересный, но никак неполучающийся на практике вывод: ту-же фазу Венеры (будь она неладна! >:() Должен чётко видеть в "идельный" бинокль при 10х максимум!
А невижу ведь! И почему, спрашивается в задаче? ???
-
За Венеру вспомнил историю - коллега рассказывал, что его бабушка фазы различала невооружённым взглядом. Вполне возможно, что это были довоенные годы - и небо чище без индустриализации, и зрение острее, и здоровье крепче. А в бинокль... может, если фильтры какие-то одеть, чтоб не слепила, да на монтировку его, то...
-
Чтобы различить, впринципе, достаточно её увидеть. Дальше, по яркости и элогнации, впринципе, можно предположить.
Но не увидеть (рассмотреть) саму фазу! А вопрос именно об рассмотреть.
-
Эксперимент - интересный. :up:
Отсюда интересный, но никак неполучающийся на практике вывод: ту-же фазу Венеры (будь она неладна! >:() Должен чётко видеть в "идельный" бинокль при 10х максимум!
А невижу ведь! И почему, спрашивается в задаче? ???
Дело в контрасте, ну и в физиологии зрения, конечно. Если тот же эксперимент повторить с псевдовенерой на сером фоне (контраст не 100%), граница "вижу-не вижу" подвинулась бы в сторону бОльших углов. Та же история с любым опт. прибором - контраст рубится, и приехали. Реальную фазу Венеры при угловом размере, близком к 1 мин. (тонкий серп), с 10х различить можно, но не с театральным биноклем, а с хорошим рефрактором и прозрачной спокойной атмосферой.
PS Байки про известных астрономов, показывающих Венеру в телескоп, и их тетушек, удивляющихся неправильно повернутому серпу, циркулируют во все времена ... ::)
-
Та же история с любым опт. прибором - контраст рубится, и приехали
С контрастом был самый затык ещё до начала экспериментов, эго тоже надо было как-то нормализировать/привести, чтобы не влиял на последующие результаты.
Кстати с контрастом получался похожий график, при размерах изображения заведомо бОльших, чем разрешающая способность, но с оговоркой - наступает некоторый переломный момент, когда детализация начинает падать из-за чрезмерного контраста.
Если с угловым размером по выборке в 11 человек без проблем со зрением получались очень близкие результаты, то с порогом чувствительности по контрасту разброс был просто огромный, по этому график не рисую. Подозреваю, что разброс вызван скорее субъективными нежели по физиологическими причинами, однако, эксперимент, который позволит подавить/нормировать/измерить субъективный фактор пока не придумал.
Вышеприведенный график соответствует контрасту в пять стопов* Именно на этом значении контраста получались наиболее стабильные показания по всем. Периферийное освещение и фон подбиралось таким образом, чтобы тёмный фрагмент рисунка имел ту-же яркость (замер по фотографии, с визуальным подтверждением отсутствия разници). Отличия в спектральной чувствительности фотоаппарата и глаза не учитывались (субъективно, отличия не регистрировались).
*если кто не в курсе, один стоп (единица) - изменение [яркости] в два раза.
Некоторые цифры по себе:
Пиковый порог чувствительности (до 5% ошибок) зарегистрирован в полумраке, 0.07 стопа.
Уверенное различие - 0.11 стопа.
Порог снижения контраста - 7.3 стопов
Дискомфортное ощущение - свыше 11.6 стопов.
Через некторое время опыты повторим на предмет воспроизводимости.
ПС: дело не в байках про тётушек. Пока дело касаемо чего-либо фоторегистрирующего, результат сходится с рассчётным до последнего значащего знака. Как только вопрос касается визуального наблюдения - полный разброд и шатание, вплоть до полностью противоречивых, как друг другу, так и физике, и здравому смыслу и вообще. Надумал как-то всё привести под общий знаменатель. Или покрайней мере прикинуть насколько это неполучится.
-
Реальную фазу Венеры при угловом размере, близком к 1 мин. (тонкий серп), с 10х различить можно
Так вот, по результатам экспериментов получилось, что до восхода Солнца, когда подловить контраст венера/небо, тонкий серпик таких размеров должен чётко читатся уже при 3х идеализированной гляделки даже при условии довольно буйной (но чистой) атмосферы... ::)
-
Дело в контрасте
Переделали с учётом замечания. Аппроксимация "интуитивно вручную" (из-за относительно малой выборки). Вот где-то так получилось... ::)
-
Известным истинам как будто не противоречит::) :)
-
И как бы картинка неспеша начинает вырисовыватся и цифры пляшут. И получается что эту несчастную Венеру не рассмотреть именно из-за огромного контраста Венера/небо, из-за этого потребуется увеличение куда бОльшее, чем пиковая разрешающая для глаз. Увеличение даже "идеальной дудки" ограничено как минимум дифракционно, по этому с маленькой дудкой ничего не получится.
А если накинуть абераций от атмосферы и оптики (которые по идее тоже тем больше портят жизнь, чем выше исходный контраст картинки), так и вообще получается грустно!
Зато по крайней мере "разброд и шатание" в показаниях более не выглядит как разброд и шатание... ::)
ПС: "ореол" вокруг той самой Венеры при транзите, якобы вызванный её атмосферой всё таки глюк 8)
-
Кстатиговоря...
Вопрос на засыпку: MTF кто-нибуть своим трубам делал? Если да, то как, если нет то почему? ::)
-
MTF кто-нибуть своим трубам делал? Если да, то как, если нет то почему? ::)
Получить МТФ - муторное лабораторное дело, требующее дополнительного оборудования, которое у аматеров вряд ли водится. Да и смысла особого нет - НОРМАЛЬНЫЙ телескоп имеет дифракционно-ограниченную оптику, посему его реальная МТФ мало отличается от идеальной (теоретически -посчитанной). Эти отличия, скорее всего, утонут в ошибках измерений.
-
Вопрос: что такое MTF?
-
MTF (http://www.google.com.ua/search?q=MTF) - Modulation Transfer Function, по нашему более известна как ЧКХ (http://www.google.com.ua/search?q=ЧКХ) - частотно-контрастная характеристика. Коротко - та самая хитрая кривая, которая показывает как падает контраст с уменьшением детали изображения. Тоесть, очень наглядно, и более однозначно чем "линии на миллиметр" показывает разрешающую способность оптики.
Если мы сами изготавливаем зеркало, контролируем теневиком/интерферометром, имеем картинку рельефа с разрешением Л/100, то вычислить МТФ действительно никаких сложностей, и смысла особого нет, согласен.
Вопрос-же касался более реалистичной ситуации: есть (недорогой) заводской телескоп для которого указаны только основные ТТХ, нужно сделать его качественно-количественную оценку, причём, чтоб поменьше субъективизма, и максимально простым, доступным для кухонного исполнения способом.
Здесь (http://www.afanas.ru/video/mtf.htm) предлагают, как по мне, весьма простой, и более чем доступный способ.
Прокомментирую что смущает с моей ТЗ:
- фокусировка будет не в бесконечность, по этому, скорее всего будет промах в характеристиках. Возможно настолько большой, что ставит крест на методе сразу-же.
- большое кол-во разношёрстного ПО, которое надо "скрещивать" в процессе, плюс шаманство (т.е. субъективная компонента) с аппроксимацией. На фоне первого пункта, это семечки которые решаются в полпинка посредством спец-ПО.
Чем нравится: кто угодно и в любой момент сможет провернуть.
Второй вариант, пока только продумывается, сделать табуляцию фокусировки по какой-либо яркой звезде, и из картинок пробовать синтезировать ЧКХ. Так будет в бесконечности. Но это уже спецоборудование, электрофокусер-табулятор, экваториальная с сопровождением, нужно чистое небо, погрешности от атмосферы и прочие прелести.
Пока воттакой расклад.
-
Игры с ЧКХ (MTF) наиболее актуальны для фотообъективов, которые, как правило, далеки от дифракционно-ограниченного исполнения. Плюс к этому, оценки ЧКХ завязаны на светоприемник (ранее - фотоэмульсия, сейчас- разного рода матричные детекторы), то есть, на практике, измеряется ЧКХ системы "объектив+светоприемник". Вне всяких сомнений, ЧКХ удобна тем, что позволяет непосредственно сравнивать объективы совершенно разных систем.
Для измерения ЧКХ серийного телескопа с диаметром апертуры D нужно иметь:
1. высококачественный коллиматор с апертурой D, или большего диаметра
2. набор мир (тестовых объектов) разной частоты с синусоидальным или прямоугольным распределением пропускания
3. светоприемник, позволяющий регистрировать выходное изображение без существенного искажения контраста.
Второй вариант, пока только продумывается, сделать табуляцию фокусировки по какой-либо яркой звезде, и из Пока
Измерения ЧКХ по звезде - это измерения ЧКХ системы атмосфера+телескоп +светоприемник, где (в случае приличной оптики) основную роль будет играть атмосфера. Практический смысл таких измерений - наглядно увидеть, насколько атмосфера задавит теоретически достижимую ЧКХ. :o ;)
-
1) Смысла от наличия колиматора пока не понимаю. Всмысле, макронасадка если "по нашему"? ::)
2) Само собой. Но для цифры только синус, П-образный на цифру никак низя - алиасинг побороть будет куда сложнее. Особенно если разрешающая оптики выше дискретности матрици.
3) Например, какая-нибуть мелкопиксельная вэбкамера, способная на ручную настройку. Если брать одну и ту-же то как минимум относительные ТТХ выудить пожалуй получится.
А по звёздочкам, ИМХО, замечательный критерий для удалёнок-автоматов: включился, открыл крышу, посмотрел на на опорную звёздочку, подумал, и назад крышу закрыл, потому что смысла нет ;)
-
1) Коллиматор "уносит" тестовый объект в бесконечнось.
2) Шаг выборки приемника должен быть существенно выше предельной пространственной частоты измеряемой оптики - в этом случае ЧКХ приемника можно пренебречь. Поскольку супермелкие пиксели - редкость, изображение в фокусе телескопа придется перебросить на приемник с увеличением, используя высококачественный объектив. Тестовым объектом, кроме классических мир (решеток), может быть ровный край ("полуплоскость") или светящаяся линия. При использовании края или линии ЧКХ рассчитывается по распределению интенсивности в зарегистированном изображении тест-объекта.
-
Супермелкие это насколько? Сейчас как-бы тренд в бытовухе 1.8-2.4мкм/пиксел. С байером разумеется, но в стационарных условиях это решаемо. Ту-же вебку с пикселом больше чем 3мкм ещё попоискать надо. По прикидкам это уже за гранью теорпредела для видимого ::)
Насчёт колиматора - дошло. У SW909 гиперфокал по 3мкм - 27км, далековато :gigi:
-
Супермелкие это насколько? Сейчас как-бы тренд в бытовухе 1.8-2.4мкм/пиксел. С байером разумеется, но в
Для данной задачи бытовуха скорее всего не подойдет, нужен линейный приемник с приличным динамическим диапазоном. Сгодится любая Ч/Б ПЗС камера с АЦП 12 бит минимум, но у ходовых ПЗС пикселов менее 7 мкм не попадалось ::)
-
Если конкретно ПЗС, то до 4.7, камеры-наружки :)
Вопрос в другом: мельче пиксел = больше шумит (неважно кмоп или пзс). Больше шум - меньше разрядность АЦП (шум квантовать смысл отсутствует). Однако, никто никуда не спешит, если камерка "с ручным приводом", и усреднять, и HDR никто не отменял.
Или что-то неучитываю? ::)
-
Аналоговые и т.п. камеры малопригодны для фотометрических измерений. Нужна ПЗС камера, с глубокой ямой, с хорошим АЦП и малым уровнем собств. шумов (= с охлаждением).
Если, к примеру, в качестве объекта взять полуплоскость, ее изображение в фокусе телескопа замоется с характерным масштабом порядка 2*лям*V, где V -относительный фокус. Т.е, для типичного V=5 ширина профиля размытого края составит около 10 мкм. Увеличив это изображение в 8-10 раз, получим приемлемое количество точек отсчета вдоль размытого профиля (при пикеле светоприемника 7-9 мкм). Измерять интесивность вдоль профиля нужно с максимально достижимой точностью (1% и лучше), для чего и нужна малошумящая ПЗС камера::)
-
Если, к примеру, в качестве объекта взять полуплоскость
Под полуплоскостью подразумевается "нож" - яркий+тёмный с резким переходом? Зелёное подал, красное получил и исследуешь, в этом смысле "полуплоскость"? ???
-
Оно самое, ровный черный край на светящемся фоне. На бесконечности. Вот первое, что попалось для этого подхода
http://www.isprs.org/proceedings/XXXV/congress/comm1/papers/2.pdf
-
Мдэм... Ну это самый, так сказать, встенулобовой подход :-\
Установить миру под углом - мысль, конечно, любопытная в плане сузить спектр импульса тестовой ф-ции. Только вносит дополнительную жменьку неоднозначностей (трудновато как по мне предполагать передаточную линзового микрорастра матрици, а от него вся итоговая пляска).
Но если даже так у народа получается, то, выходит что нужно всего навсего поставить перед телескопом (вплоть до обыкновенную, с правкой) лупу для имитации бесконечности, а дальше играть на мирах. Вопрос что за мира - пока открыт. Ножи и иже с ними (с разрывами) негодятся сразу, надо что-то гладкое. ::)
-
И вот она, проблема, здрасте! :weep:
ЧКХ для объективов, действительно, для посортировать - просто замечательный критерий. А как быть с окуляром?
Простейший случай: есть ящик окуляров (механически идентичных, с одинаковым форусным, условно), задание: посортировать их по [критерий].
Что можно придумать, чтобы на табуретке? ::)
-
В который раз в глаза бросилось.
Вроде небо совершенно чистое, вроде звёз видно - тыщи. Смотриш в телескоп... Ну, так себе.
Другое дело, есть облачка. Когда на небе чётко очерченные облачка (в наших краях такая погода - редкость, обычно - молоко), видимость в дырки меж ними - просто шикарная! :o
Этому есть какое-то обьяснение, или "эффект запретного плода"? ::)