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Daniel Borcard Saint-Roch de l’Achigan

Échantillonnage, résolution, définition. Daniel Borcard Saint-Roch de l’Achigan. Colloque CCD/DTC Boisbriand 19 novembre 2011. Concept 1: la résolution. Écart (en unités d'angle) des deux points les plus proches qu'on est capable de distinguer. Non résolu. Allongé. Résolu.

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Daniel Borcard Saint-Roch de l’Achigan

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Presentation Transcript

  1. Échantillonnage, résolution, définition Daniel Borcard Saint-Roch de l’Achigan Colloque CCD/DTC Boisbriand 19 novembre 2011

  2. Concept 1: la résolution Écart (en unités d'angle) des deux points les plus proches qu'on est capable de distinguer. Non résolu Allongé Résolu

  3. Concept 1: la résolution La résolution d'un télescope dépend de plusieurs éléments: Le diamètrede l'instrument La longueur d'onde de la lumière La turbulence (1 – "seeing")

  4. Diamètre et résolution Résolution (en secondes d'arc): Résolution = 120 / diamètre en mm Résolution (arcsec) Diamètre (mm)

  5. Concept 1: la résolution Exemple: deux étoiles, séparation 1 seconde d'arc Non résolu Allongé Résolu http://outreach.atnf.csiro.au/ 60 mm de diamètre: rés = 120 / 60 = 2.0 secondes d'arc 90 mm de diamètre: rés = 120 / 90 = 1.33 seconde d'arc 120 mm de diamètre: rés = 120 / 120 = 1.0 seconde d'arc

  6. Concept 1: la résolution La résolution photographique (pour un appareil numérique) dépend en plus de la taille des pixels Le télescope projetteune image La caméra numérique échantillonne cette image  Concept 2: l'échantillonnage

  7. Concept 2: l'échantillonnage NGC 6946 Échantillonnage fin Petits pixels et/ou longue focale Échantillonnage grossier Gros pixels et/ou courte focale

  8. Concept 2 (imagerie): l'échantillonnage Pour un télescope donné: La surface totale du capteur détermine la grandeur du champ photographié La dimension d'un pixel et la focale du télescopedéterminent l'échantillonnage L'échantillonnage se mesure en secondes d'arc par pixel

  9. Calcul de l'échantillonnage éch = 206 × taille du pixel (µm) / focale (mm) Exemples : pixels de 5.4 µm Échantillonnage Sec. d'arc / pixel Focale (mm)

  10. Résolution photo ***** ATTENTION ***** L'échantillonnage n'est pas la même chose que la résolution !!! Pour distinguer deux points sur une image, il faut que ces deux points tombent sur deux pixels différents. Donc, la résolution photographique est deux fois plus faible que l'échantillonnage !

  11. Résolution photo La résolution photographique deux fois plus faible que l'échantillonnage !

  12. But: atteindre une résolution compatible avec le sujet photographié ... et le bon sens! Ciel profond C'est la turbulence moyenne qui est limitante Au Québec: turbulence moyenne: 2 à 2.5 sec. d'arc Il faut donc viser un échantillonnage de 1 à 1.3 seconde d'arc par pixel

  13. Mon exemple Celestron 9.25 et SBIG ST2000XM Résolution optique maximale du télescope: 120 / 235 = 0,51 seconde d'arc Taille des pixels de la SBIG: 7,4 µm

  14. Celestron 9.25 et SBIG ST2000XM Échantillonnage à F/D = 10: 206 x 7,4/2350 = 0,65 seconde d'arc par pixel Résolution à F/D = 10: 2 x 0,65 = 1,3 seconde d'arc • Un peu trop résolu pour notre turbulence • On gaspille de la lumière (image sombre) sans rien gagner en échange

  15. Celestron 9.25 et SBIG ST2000XM Échantillonnage à F/D = 6,3: 206 x 7,4/1480,5 = 1,03 seconde d'arc par pixel Résolutionà F/D = 6,3: 2 x 1,03 = 2,06 seconde d'arc • En plein dans le mille ! En raccourcissant la focale, on raccourcit le temps de pose nécessaire sans rien perdre de réel sur le plan de la résolution.

  16. Celestron 9.25 et SBIG ST2000XM

  17. Celestron 9.25 et SBIG ST2000XM Échantillonnage: 0,5 sec. d'arc / pixel Aucun gain réel Échantillonnage: 1 sec. d'arc / pixel

  18. Celestron 9.25 et SBIG ST2000XM Échantillonnage: 2 sec. d'arc / pixel Perte de résolution Échantillonnage: 1 sec. d'arc / pixel

  19. Imagerie planétaire: La haute résolution En imagerie planétaire, c'est la turbulence minimale qui est limitante. On cherche à atteindre la résolution maximale du télescope. Lorsqu'on l'atteint, ont dit qu'on image en haute résolution. But à atteindre: un échantillonnage égal à la moitié de la résolution maximale du télescope

  20. Mon exemple DMK 31AF03.AS et Celestron 9.25 Résolution maximale du télescope: 120 / 235 = 0,51 seconde d'arc But à atteindre: un échantillonnage égal à la moitié de la résolution maximale du télescope => échantillonnage visé: environ 0,25 sec. d'arc / pixel

  21. Mon exemple DMK 31AF03.AS et Celestron 9.25 Résolution maximale du télescope: 120 / 235 = 0,51 seconde d'arc Taille des pixels de la DMK 31: 4.65 µm 1024 x 768 pixels

  22. Mon exemple DMK 31AF03.AS et Celestron 9.25 Échantillonnage à F/10: 206 × 4,65 / 2350 = 0,41 seconde d'arc par pixel Résolution à F/10: 2 × 0,41 = 0,82 seconde d'arc => n'exploite pas tout le potentiel du C9.25 (0,51") mais permet de belles mosaïques lunaires

  23. 13 août 2009 C 9.25 F/10, DMK31 Filtre vert 4 tuiles

  24. Échantillonnage à F/10: 206 × 4,65 / 2350 = 0,41 seconde d'arc par pixel Résolution à F/10: 2 × 0,41 = 0,82 seconde d'arc Permet aussi de profiter de nuits où le seeing est tout juste "bon" Transit d'Io sur Jupiter. 5 novembre 2011 Filtre IR Pro Planet 742

  25. DMK 31 et Celestron 9.25 Échantillonnage à F/20: 206 x 4.65/4700 = 0,204 seconde d'arc par pixel Résolution à F/20: 2 x 0,204 = 0,41 seconde d'arc • Exploite tout le potentiel du C9.25 (0,51") ! • Haute résolution!

  26. 13 août 2009 C 9.25 F/20, DMK31 Filtre vert Excellent seeing!

  27. Échantillonnage: 0,10 sec. d'arc / pixel Aucun gain réel Échantillonnage: 0,20 sec. d'arc / pixel

  28. Échantillonnage: 0,41 sec. d'arc / pixel Perte de résolution Échantillonnage: 0,20 sec. d'arc / pixel

  29. Résolution télescope: 2 sec. d'arc Échantillonnage: 0.96 sec. d'arc/pixel Résolution image: 1.92 sec. d'arc Soleil, H-alpha, Lunt 60 mm barlow 2x, DMK31, 4 août 2011

  30. Encore une autre notion: La DÉFINITION Définition: capacité de percevoirun détail Dépend de beaucoup de facteurs, dont le contraste et la forme du détail. P.ex. un détail linéaire est beaucoup plus facile à voir qu'un point.

  31. La DÉFINITION

  32. La DÉFINITION Un détail linéaire est beaucoup plus facile à voir qu'un point. Exemple: un câble électrique (25 mm diam.) Distance: 2,6 km Angle: 2 sec. d'arc Résolution de l'oeil humain: 60 sec. d'arc

  33. Exemples: définition Exemple: Saturne, division de Cassini Visible avec un 60 mm (résolution 2 sec. d'arc) Angle: 0,5 sec. d'arc

  34. La DÉFINITION Exemples Résolution instrument: 0,51 sec d'arc Échantillonnage: 0,16 sec. d'arc par pixel Division d'Encke (?) Division d'Encke: Angle: 0,04 sec. d'arc Saturne, 5 février 2004. Celestron 9.25, barlow 3x, Philips ToUCam Pro. Compositage Registax 3 de 220 images individuelles.

  35. La DÉFINITION Exemples Réfracteur 127 mm Résolution instrument: 0.94 sec d'arc Dimension angulaire de la faille: 0,27 sec. d'arc

  36. Merci!

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