Définition de l' échantillonnage.
L' échantillonnage est une notion essentielle en astrophotographie...La définition exacte nous dit que " l' échantillonnage représente la portion angulaire de ciel vue par un photosite du capteur ". Il s' exprime en secondes d'arc par pixel.
Sa maîtrise permet d'obtenir un résultat optimal en tenant compte à la fois des limites réelles de résolution de votre matériel, et des limitations imposées par la qualité du ciel de votre lieux d' observation...
Il conviendra ainsi d'adapter ce paramètre en jouant à la fois sur la dimension du Photosite de votre capteur ainsi que sur la focale de l'instrument.
Calculer la résolution de votre instrument:
C'est par là qu'il faut commencer. Inutile en effet de demander à votre instrument une résolution qu'il n'est pas en mesure de fournir...
Pour rappel, la résolution R en arc seconde se calcule par la formule:
R=0.252 X λ / Ø
où:
λ = longueur d’onde de la lumière en nm
Ø = diamètre de l’optique en mm
Pour rappel, les longueurs d'onde en RVB sont:
Rouge: 650 nm
Vert : 550 nm
Bleu : 450 nm
Prenons l'exemple d'un Télescope 200/1000.
Si nous calculons sa résolution dans le vert, alors:
R=0.252 X 550 / 200 = 0.69
Il est tenu pour acquis (selon le théorème de Nyquist-Shannon), que le pas de l'échantillonnage doit être deux fois plus petit que le pouvoir de résolution de l'instrument.
Aussi, l' échantillonnage idéal sera:
0.69 / 2 = 0.34"
Ce calcul convient à la photographie planétaire ou lunaire, domaines dans lesquels on cherchera un échantillonnage très fin : Le pouvoir séparateur de l'instrument doit s'étaler sur environ deux pixels si l'on veut en tirer le maximum. Il ne faut pas perdre de vue que l' échantillonnage optimal ne pourra être efficace qu'à condition que les conditions météo soient optimales également, et l'instrument parfaitement collimaté.
Depuis peu, il convient également à l'imagerie du ciel profond (nébuleuses planétaires), à condition d'utiliser la technique de photographie à courtes poses ( moins de 1 seconde unitaire) avec capteurs CMOS récents et hyper sensibles.
Par contre, en photographie classique du ciel profond (poses de plusieurs minutes), on se cantonnera à une valeur d' échantillonnage comprise entre 1,5" et 2.5"
On a recours dans ce domaine à des temps de pose très longs, souvent de plusieurs minutes.C'est alors la turbulence qui devient l'élément restrictif prépondérant, et c'est donc en fonction de cette dernière qu'il convient de déterminer la résolution effective. L'intensité de la turbulence est calculée par un algorithme complexe, prenant en compte de très nombreux éléments de l'atmosphère, et aboutit à une valeur indicative, appelée SEEING.
Pour connaitre le SEEING de votre lieu d'observation, je vous invite à consulter le site meteoblue.com .
En France, on considère que l'on a couramment des valeurs de SEEING comprises entre 1″ et 4″
On prend en général 1/3 du SEEING, soit pour un SEEING à 2", on visera un échantillonnage à 0.68"
E= (206 X P)/F
où:
P = dimension d'un photosite, en microns
F = longueur focale de l'instrument, en millimètres.
Dans notre exemple, si nous reprenons les caractéristique de notre Télescope 200/1000, sur lequel on monte le capteur d'un Canon 1000D, dont la taille des Photosites est de 5,7 um, on aura alors:
E = 206 X 5,7 / 1000 = 1,17
Une fois déterminé l'échantillonnage le mieux adapté à l'objet visé et aux conditions de prise de vue, il faut l'obtenir.
Les deux seules variables sur lesquelles on peut agir, sont la taille du pixel ou bien encore la focale résultante.
Il est donc intéressant de posséder plusieurs capteurs dont la taille des photosites diffèrera, afin de pouvoir en changer à volonté.
On peut également changer la focale résultante de l'instrument. Pour ce faire, on utilise, une lentille de Barlow, avec un pouvoir multiplicateur de 2, 3 ou même 5 fois... qui augmente cette distance focale ou bien au contraire un réducteur de focale qui la diminue.
Voyons dans notre exemple,comment évolue l'échantillonnage en fonction des différentes barlows...
Barlow 2X E = 0.58
A savoir, enfin: Si on utilise le capteur d'un appareil photo, il faut savoir que dans nos calculs, il faudra appliquer un coefficient multiplicateur de 1.5.
Ainsi, dans notre exemple, on a fait référence au capteur d'un Canon 1000D, dont la taille des photosites est de 5,71 um. Il faudra dans ce cas utiliser une valeur de 8,57 um...
Bon calculs et bonnes observations...
Pour rappel, les longueurs d'onde en RVB sont:
Rouge: 650 nm
Vert : 550 nm
Bleu : 450 nm
Prenons l'exemple d'un Télescope 200/1000.
Si nous calculons sa résolution dans le vert, alors:
R=0.252 X 550 / 200 = 0.69
En déduire l' échantillonnage idéal du matériel:
Il est tenu pour acquis (selon le théorème de Nyquist-Shannon), que le pas de l'échantillonnage doit être deux fois plus petit que le pouvoir de résolution de l'instrument.
Aussi, l' échantillonnage idéal sera:
0.69 / 2 = 0.34"
Ce calcul convient à la photographie planétaire ou lunaire, domaines dans lesquels on cherchera un échantillonnage très fin : Le pouvoir séparateur de l'instrument doit s'étaler sur environ deux pixels si l'on veut en tirer le maximum. Il ne faut pas perdre de vue que l' échantillonnage optimal ne pourra être efficace qu'à condition que les conditions météo soient optimales également, et l'instrument parfaitement collimaté.
Depuis peu, il convient également à l'imagerie du ciel profond (nébuleuses planétaires), à condition d'utiliser la technique de photographie à courtes poses ( moins de 1 seconde unitaire) avec capteurs CMOS récents et hyper sensibles.
Par contre, en photographie classique du ciel profond (poses de plusieurs minutes), on se cantonnera à une valeur d' échantillonnage comprise entre 1,5" et 2.5"
On a recours dans ce domaine à des temps de pose très longs, souvent de plusieurs minutes.C'est alors la turbulence qui devient l'élément restrictif prépondérant, et c'est donc en fonction de cette dernière qu'il convient de déterminer la résolution effective. L'intensité de la turbulence est calculée par un algorithme complexe, prenant en compte de très nombreux éléments de l'atmosphère, et aboutit à une valeur indicative, appelée SEEING.
Pour connaitre le SEEING de votre lieu d'observation, je vous invite à consulter le site meteoblue.com .
En France, on considère que l'on a couramment des valeurs de SEEING comprises entre 1″ et 4″
On prend en général 1/3 du SEEING, soit pour un SEEING à 2", on visera un échantillonnage à 0.68"
Calculer l' échantillonnage effectif:
Celui-ci correspond à l'échantillonnage réel que vous obtenez avec votre instrument, en fonction du diamètre de celui-ci et de la taille des Photosites du capteur utilisés.
Il se calcule d'une manière très simple par la formule suivante :
Il se calcule d'une manière très simple par la formule suivante :
E= (206 X P)/F
où:
P = dimension d'un photosite, en microns
F = longueur focale de l'instrument, en millimètres.
Dans notre exemple, si nous reprenons les caractéristique de notre Télescope 200/1000, sur lequel on monte le capteur d'un Canon 1000D, dont la taille des Photosites est de 5,7 um, on aura alors:
E = 206 X 5,7 / 1000 = 1,17
Ajustement de l' échantillonnage:
Une fois déterminé l'échantillonnage le mieux adapté à l'objet visé et aux conditions de prise de vue, il faut l'obtenir.
Les deux seules variables sur lesquelles on peut agir, sont la taille du pixel ou bien encore la focale résultante.
Il est donc intéressant de posséder plusieurs capteurs dont la taille des photosites diffèrera, afin de pouvoir en changer à volonté.
On peut également changer la focale résultante de l'instrument. Pour ce faire, on utilise, une lentille de Barlow, avec un pouvoir multiplicateur de 2, 3 ou même 5 fois... qui augmente cette distance focale ou bien au contraire un réducteur de focale qui la diminue.
Voyons dans notre exemple,comment évolue l'échantillonnage en fonction des différentes barlows...
Barlow 2X E = 0.58
Barlow 2.5X E = 0.47
Barlow 3X E = 0.39
Barlow 4X E = 0.29
Barlow 5X E = 0.23
La meilleure combinaison semble être l’adjonction d’une lentille de Barlow de 3X, portant l’échantillonnage à une valeur de 0,39 pour un échantillonnage idéal de 0,34
La meilleure combinaison semble être l’adjonction d’une lentille de Barlow de 3X, portant l’échantillonnage à une valeur de 0,39 pour un échantillonnage idéal de 0,34
Capteurs CCD ou APN: Pas tout à fait la même chose...
A savoir, enfin: Si on utilise le capteur d'un appareil photo, il faut savoir que dans nos calculs, il faudra appliquer un coefficient multiplicateur de 1.5.
Ainsi, dans notre exemple, on a fait référence au capteur d'un Canon 1000D, dont la taille des photosites est de 5,71 um. Il faudra dans ce cas utiliser une valeur de 8,57 um...
Bon calculs et bonnes observations...
Aucun commentaire:
Enregistrer un commentaire