Hallo,
@Werner (Ifrit):
Dazu empfehle ich Dir folgende Lektüre:
14.11.2 Spatial Sampling, S.548-551
in Optical Shop Testing, 2nd ed., Daniel Malacara
Da wird die dahinter stehende Mathematik angerissen und weitere Literatur dazu ist am Kapitelende aufgeführt.
oder z.B.:
The Geometrical Modulation Transfer Function (MTF) - for different pixel active area shapes, Orly Yadid-Pecht
Ein Überblick bzgl. sampling:
MICHAEL UNSER
Sampling—50 Years After Shannon,
PROCEEDINGS OF THE IEEE, VOL. 88, NO. 4, APRIL 2000, pp. 569
@Haramir:
Eigentlich gibt es bei der Ankopplung zwei Grenzen, die man beachten sollte:
1. Auflösungsgrenze: Wie Du siehst gehen hier die Meinungen weit auseinander. Probier einfach aus, was sich für Dich nach Deinem Equipment gerade ergibt.
Bei nicht optimaler Ankopplung verschenkst Du halt etwas Auflösung. ABER!!! Siehe ->2tens
2. Grenzauflösung f_N des Sensors! (Für 5,6um-Pixel: 89,3 lp/mm) Von der solltest Abstand halten, da Du Dir sonst Artefakte durch Aliasing einhandelst!
Was heißt das? Liegen Frequenzen vor, die die Grenzauflösung des Sensors überschreiten, so werden diese quasi an der Grenzfrequenz des Sensors in Richtung niedrigere Frequenzen gespiegelt und mit den Signalen dort überlagert. Diese Artefakte lassen sich NICHT mehr entfernen!
Je nach Wellenlänge bzw. welche Pixeldimension man verwendet liegt diese untere Grenze in diesem Fall bei ca. f/20-25.
Diesen Effekt lassen die Befürworter der geringen Brennweiten/großen Pixel leider auch vollkommen unter den Tisch fallen, obwohl er sich eigentlich direkt aus dem Abtasttheorem/sampling ergibt.
@Gerd:
Ein paar Fragen/Anmerkungen, die Dich vielleicht zum Nachdenken anregen:
-Warum wird das DOT-Teleskop mit dem Faktor von sogar 6,6x = N/Pixelgröße (450/19980mm, f/44,4 6,7um-CCD) angekoppelt? In Euren Augen wäre das ja vollkommen übertrieben. Machen die Profis da einen Fehler? Mit einem kleineren Faktor könnte man ja soviel kürzere Belichtungszeiten und größere Felder erreichen?
-Warum werden hier beim sampling von Planetendetail pro aufgelöstem Objekt 3 Pixel empfohlen?
JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH, VOL. 112, E05S02, doi:10.1029/2005JE002605, 2007
"Resolution of a surface feature (e.g., enabling
measurement of its planimetric dimensions) depends on
the contrast of the feature, SNR, and illumination angle,
but a useful guideline is that 3 pixels (with 0.1 MTF and
high SNR) are needed across an object to consider it
resolved."
Das wären bei f/20(550nm) gut 3,6um-Pixel. In Euren Augen viel zu kleine Pixel.
-Bei einer vergleichbaren Problematik werden hier sogar 4 Pixel pro cycle zur Abtastung empfohlen, um aliasing auszuschließen.
J.E. Greivenkamp und J.H. Bruning in Optical Shop Testing, Daniel Malacara, 2d ed., Phase Shifting Interferometry
p. 551: "If the fringe frequency exceeds the Nyquist frequency, aliasing appears in the recorded image of the fringes, and this sampled interferogram is not interpretable by standard PSI techniques. ... To avoid these problems, it is usually recommended that about four pixels per fringe be used."
Das wären bei f/20(550nm) dann sogar nur noch 2,2um-Pixel. Sinnlos?
oder hier 2,5-3 samples:
Optical Microscopy Primer
Digital Image Sampling Frequency
"In most cases, to ensure adequate sampling for high-resolution imaging, an interval of 2.5 to 3 samples for the smallest resolvable feature is desirable."
oder hier 4x Nyquist:
Pawley, JB (2006) Points, Pixels and Gray Levels: Digitizing Image Data, chapter 4, pages 59-79 in: Handbook of Biology Confocal Microscopy 3rd edition. (ed.) JB Pawley. Springer, New York. ISBN = 0-387-25921-X
-Warum werden von Euch Ankopplungen im Aliasbereich des Sensors empfohlen, wo doch allgemein explizit davon abgeraten wird, da aliasing nicht mehr entfernbar ist?
z.B.: Publication of the Astronomical Society of the Pacific, 104: 285-289, 1992 April
"The principal conclusion of this investigation is that compliance with the Nyquist criterion is worth pursuing any time ... .
The fact that a CCD samples surface brightness by integrating it over contiguous intervals does not prevent the presence of the aliasing
errors that would be expected from any array of infinitesimal spatial samplings ... . When aliasing errors are present they do not signify it in the manner of the "snow" of random errors."
oder:
e2v technologies limited, A1A-CCDTN105 Issue 5, June 2003
"Aliasing is increasingly important at spatial frequencies
exceeding (n0/2). At the Nyquist limit, n0, the perceived
modulation can vary from zero to a maximum value as the test
pattern is shifted by half a pixel pitch across the CCD."
oder:
Jeremy Sanderson
Collecting Data - Nyquist Sampling
How digital images are formed – sampling
(
www.microscopist.co.uk)
"When aliasing happens, the original analogue signal cannot be correctly reconstructed by the digital dataset. Continuous signals of differing frequency become indistinguishable from one another (aliases of one another) when sampled."
oder:
W. Heering, Lichtechnisches Institut Uni Karlsruhe, Optoelektronik II,
"Weil die Kurven sich im Bereich von fN=fs/2 bis fs überlagern, erzeugt eine örtliche Abtastung eines Signals der Frequenz fin > fN zusätzlich eine niederfrequentere Spektralkomponente im Ausgangssignal mit der Frequenz fout= fs–fin.
Sie kann durch Filterung mit einem Tiefpass der Eckfrequenz fs/2 nicht eliminiert und vom eigentlichen Signal unterschieden werden."
Somit wäre alles jenseits >f/18-20 (bei 5,6um-Pixel) eigentlich Unfug. Gilt das für Euch nicht?
-Wie verändert denn seeing die MTF und sind deswegen bei schlechtem seeing größere Pixel zu bevorzugen?
Geht übrigens aus Suiters MTF-Kurven/Text bei schlechtem seeing hervor; ansonsten:
Publication of the Astronomical Society of the Pacific, 104: 285-289, 1992 April
"In addition, ... it must be remembered that seeing, unlike diffraction, attenuates and shifts the complex amplitudes
at higher spatial frequencies rather than omitting them." "
Wird jetzt vielleicht verständlich, dass ein sampling mit mehr als 2 Pixeln/lp und damit eben auch ein größerer Ankopplungsfaktor Sinn macht und auch verwendet wird?
Tja, Vielleicht nutzt's ja was ...
Nun noch zu Deinen Kommentaren ....
Du bleibst den Praxisbeweis für den Nutzen deiner extremen Ankopplung schuldig.
Keineswegs! Den hatte ich oben schon gepostet. Offensichtlich muss ich hier wohl alles öfter wiederholen ...
Aber bitte, nochmal:
Multi-wavelength imaging system for the Dutch Open Telescope
F.C.M. Bettonvil
z.B. Fig. 2
Weitere Pics unter:
http://dot.astro.uu.nl
Diese Bilder beweisen, das das Scope bei der in Euren Augen "unsinnig hohen" Ankopplung seine theoretische Auflösung erreicht. q.e.d.
Ist es wirklich so schwierig wenn ihr mal in die von mir zitierte Literatur schaut und Euch selbst überzeugt???
Jan hat bewiesen das selbst bei 2,5 x Pixel hervorragende Ergebnisse erzielt werden können.
Wo wurde bewiesen, dass wirklich alle Details an der Auflösungsgrenze aufgezeichnet wurden? Wo wurde bewiesen, dass bei dieser zu geringen Ankopplung keinerlei Artefakte in's Bild gekommen sind?
Deine Argumentation beruht rein auf theoretischen Überlegungen ...
FALSCH! Die Überlegungen lassen sich eben genau an oben aufgeführtem Scope auch PRAKTISCH belegen.
Muss ich das jetzt tatsächlich alles noch einmal wiederholen?
Na ja es ist eine für Leute die sich nicht so intensiv mit der Materie beschäftigen wollen und nur mal ne Hausnummer wissen wollen doch eher sehr verwirrende Diskussion die denen leider nicht wirklich weiterhilft
Ehrlichgesagt ich muss schon etwas schmunzeln wenn ich sehe wie Viehl Gehirnschmalz hier verwendet wird um letztlich doch nur zu der Erkenntnis zu gelangen das es eben eine recht schwammige Geschichte ist mit dem konkreten Faktor und sehr von den getroffenen Annahmen wie Wellenlänge oder Richtung der der Auflösung abhängt.
Das kann ich nur sagen viel Wind um nichts.
Ich muss hier nicht die höhere Mathematik bemühen um ne Hausnummer für die Ankopplung zu erhalten die eh von mehr oder weniger willkürlich getroffenen Annahmen abhängig ist.
Das ist mit Kanonen auf Spatzen schießen.
Jetzt muss ich aber lachen! Was soll denn diese eigenartige Passage hier bedeuten?
Wer bemüht denn wo höhere Mathematik? Außerdem ist die Auslegungsgrenze keineswegs so schwammig (siehe Bspl.-System).
Meine Ableitung ist nahezu genauso einfach wie Deine, läßt aber keine wichtigen Parameter unter den Tisch fallen und läßt sich sogar am realen Objekt verifizieren (siehe oben)! Nur leider scheinst Du das nicht zur Kenntnis nehmen zu wollen.
Ganz abgesehen davon halte ich ein bisschen Theorie für durchaus angebracht. So hat man Hintergrundwissen und kann dann selbst entscheiden, ob z.B. so Ausführungen wie Deine sinnvoll sind.
Es gibt absolut keinen Beweis das die guten Pics nur wegen der von dir favorisierten extremen Ankopplung gut sind, ich sag nur Placebo!!!
Offensichtlich ignorierst Du es, weil es nicht in Dein Weltbild paßt!?
Also nochmal:
Es gibt ein professionelles Beispielsystem, das explizit auf Hochauflösung optimiert ausgelegt ist (nix Placebo!!!). Es ist doch vollkommen legitim sich bei der Auslegung eines eigenen Scopes nun daran zu orientieren und dieselbe Ankopplung zu verwenden. Die bei guten Bedingungen mit dieser Ankoppelung gewonnenen Bilder sind dann die logische Folge dieser optimalen Auslegung.
Vielleicht solltest Du in einer ruhigen Minute wirklich mal das bzw. die paper dazu auch lesen!?
Ich denke mit Faktor 3,6 liegt man sehr gut, er liegt zwischen der von Jan gemachten Erfahrung und deinem auf Extremen Annahmen beruhenden 6,2.
Und er beruht auf einer fundierten theoretischen Grundlage
Wo ist bei Deiner angeblich so fundierten theoretischen Grundlage die Berücksichtigung der kürzesten Aufnahme-Wellenlänge und der längsten Pixeldimension?
Wohl doch nicht so fundiert, sondern eher, so wie Du oben geschrieben hast: schwammig!?
In dem Zusammenhang ist es einmal interessant, wo denn wirklich die Stärken/Schwächen der jeweiligen Ankopplung liegen:
1. Optimale Ankopplung:
Pos.:
-volle Auflösung
-keine systeminhärenten Artefakte
Neg.:
-längere Belichtungszeiten
-weniger frames/sec
-evtl. mehr Rauschen (leicht entfernbar)
2. Zu geringe Ankopplung:
Pos.:
-kurze Belichtungszeiten
-mehr frames/sec
Neg.:
-Auflösungsverlust
-Artefakte (nicht mehr entfernbar!)
In beiden Fällen ist man auf lucky-imaging angewiesen, d.h. auf möglichst unverzerrte Abbildung. Nur der Teil, der durch die Dynamik
der Atmosphäre hervorgerufen wird, läßt sich durch kurze Belichtungzeiten "Einfrieren". Insofern nutzen die möglichen kürzeren
Belichtungszeiten im 2ten Fall nur bis zu einem gewissen Grad, der Vorteil relativiert sich.
Noch ein Hinweis bzgl. speckle-imaging/masking wie von DOT verwendet: es gibt inzwischen Software hierzu auch im Amateurbereich.
Damit ist es möglich auch bei schlechterem seeing die Auflösungsgrenze des verwendeten Teleskops zu erreichen. Leider beschränkt sich das
momentan nur auf Doppelsterne. Falls das in Zukunft einmal auf 2D-Objekte erweitert werden sollte, wird obige Diskussion gottseidank hinfällig.
Nach Gerd's Kommentaren hat für mich diese "Diskussion" ihre sinnvolle Phase hinter sich gebracht und deswegen verabschiede mich hiermit.
Ciao Werner