S/N

[Albertus]

Saluti a tutti

Supponiamo di fotografare lo stesso oggetto celeste deep sky , con lo stesso set up , sotto lo stesso cielo e a parità di tempo totale:

A ) con tante esposizioni di breve durata
B) con poche esposizioni di lunga durata

nel secondo caso il rapporto segnale / rumore dovrebbe essere più alto

Supponendo che in entrambi i casi non ci sia mosso, ci sarebbero delle differenze significative tra le due immagini ?

[Nicobugi]

supponiamo di avere due ore a disposizione e di fare una sessione con 12 pose da 10min ed un'altra con 40 pose da 3min, in quest'ultimo caso avresti un'immagine più pulita appunto per maggior rapporto segnale/rumore, poiché il rumore diminuisce all'aumentare del numero pose mediate, quindi avrai un'immagine finale anche più dettagliata

[etruscastro]

ma oltre un certo limite non c'è un miglioramento sostanziale.
sposto in -Deep Sky-

[Marco Rapino]

A parità di tempo totale di esposizione, le pose lunghe vincono sempre, perché mentre il segnale cresce in maniera lineare, il rumore cresce in maniera inversamente quadratica \sqrt{T}.
Pertano 10 esposizioni da 10s avranno
S: 10*10 = 100 R: 10 * \sqrt{10} = 33 SNR = 3.33

Una esposizione da 100s
S = 100 R = \sqrt{100} = 10 SNR = 10

Come dice Etruscastro c'è un limite oltre il quale il rapporto SNR non migliora più, ma parliamo di molte ore di posa prima di raggiungerlo

[Marco Rapino]

supponiamo di avere due ore a disposizione e di fare una sessione con 12 pose da 10min ed un'altra con 40 pose da 3min, in quest'ultimo caso avresti un'immagine più pulita appunto per maggior rapporto segnale/rumore, poiché il rumore diminuisce all'aumentare del numero pose mediate, quindi avrai un'immagine finale anche più dettagliata

È il contrario, non conta il numero di pose totali, ma il tempo di ciascuna posa per il motivo di cui sopra

[Nicobugi]

È il contrario, non conta il numero di pose totali, ma il tempo di ciascuna posa per il motivo di cui sopra

e dibattito aperto sia

[altazastro]

La trattazione matematica in dettaglio del problema (ne potete trovare una qui) dimostra che le pose lunghe sono avvantaggiate, però il vantaggio è tanto minore quanto peggiore in termini di IL è il cielo e comunque anche con cieli molto buoni è meno di quanto magari si pensa.

Inoltre la differenza è tanto minore quanto il rumore di lettura è basso, ed in questo senso i CMOS stanno riducendo ulteriormente le distanze.

Altra interessante lettura (in italiano stavolta):

https://www.skypoint.it/img/cms/Blog...20Narduzzi.pdf

particolarmente da pagina 14 in avanti su questo tema.

Sono essenzialmente le considerazioni (di entrambi gli articoli) che mi hanno portato a provare la strada dell'astrofotografia a pose corte in altazimutale.

[Marco Rapino]

Allora va fatta distinzione tra quale abbia un SNR maggiore e cosa sia meglio fare date le circostanze di acquisizione, perché sennò si fa solo confusione
È comprovato matematicamente e fisicamente che le lunghe pose hanno un rapporto SNR maggiore sempre per il motivo spiegato sopra del rapporto che c'è tra la crescita del segnale e del rumore, rispettivamente lineare e inversamente quadratico. È palese che mettendo queste due funzioni su un grafico si nota come al crescere del tempo T il rapporto tra le due funzioni si fa via via più grande a favore del segnale, ergo un SNR più alto.

Ora parliamo da un punto pratico:
I sensori CCD hanno un rumore di lettura superiore ai sensori CMOS, questo perché la natura fisica dei sensori che sono estremamente sensibili alla radiazione luminosa ha di contro il fatto che soffrano di tale problema. Difatti proprio per avere immagini pulite si consiglia ai possessori di CCD di fare pose lunghe e NON più pose! Sempre per il punto sopra.

I sensori CMOS soffrono molto meno tale rumore e con tempi più brevi riescono ad ottenere lo stesso SNR delle CCD, anche se va detto che per cogliere i dettagli più deboli di oggetti con magnitudine molto alta i tempi brevi saranno sempre un problema, perché va bene il rapporto segnale rumore, ma il sensore deve raccogliere abbastanza segnale per mostrare tali dettagli. La CCD in questi casi vince.

Parliamo anche di un altro aspetto FONDAMENTALE di questa discussione, la FWC dei sensori. Le CCD tendono ad avere una FWC di gran lunga superiore alle CMOS, la mia SBIG ha 70k vs i 20k della ASI 1600 GT..una differenza abissale. È chiaro che con una FWC così bassa l'inquinamento luminoso diventa un grosso problema, perché le pose lunghe non fanno altro che saturare il sensore con IL, data la piccola capacità dei bucket dei CMOS, cosa che invece non vale per le CCD, perché prima che si satura un pixel ci vuole più del triplo del tempo.

Quindi riassumendo, dal punto di vista scientifico lunghe exp > brevi exp, da un punto di vista pratico consiglio con le CCD di fare lunghe pose e con i CMOS di farle lunghe abbastanza prima di saturare il sensore, vuoi perché l'oggetto abbia una magnitudine bassa o vuoi per inquinamento luminoso e simili. Comunque consiglio le più lunghe possibili.

[cesarelia]

Anche secondo me ha ragione Marco, i tempi lunghi vincono sempre, a parità di condizioni. Poi se vincono di una spanna o due spanne a seconda delle condizioni non saprei, ma vincono.
Poi c'è un limite a tutto, ad esempio non farò una sola posa da 8 ore, ma certamente per motivi diversi dal rapporto S/N

[Albertus]

salute a tutti

sono contento che la mia domanda sembra aver suscitato un certo interesse
Io ho solo conoscenze teoriche , poca pratica e solo visuale, ma la sapevo come Marco e gli altri
ancora un paio di precisazioni :

1 )
le CMOS hanno "bucket " con un FWC più basso rispetto alle CCD ma anche , in generale,
pixel più piccoli
Non dovrebbe contare LWC per unità di superficie ?

2)
consideriamo due immagini ottenute entrambe con un sensore CMOS , con tempi di esposizione diversi ma stesso tempo di integrazione
L' immagine con SNR più alto dovrebbe essere più "pulita"
Cosa si intende esattamente ?
La risoluzione dovrebbe dipendere solo dal diametro del tele
Il contrasto credo solo dalla sensibilità del sensore (12 bit) oltre che dal tele (rifrattore o riflettore ) che sono gli stessi nei due casi
I dettagli dei componenti poco luminosi dovrebbero essere gli stessi in quanto il numero di fotoni "puliti" è lo stesso a parità di tempo totale
forse i fotoni o meglio gli elettroni "sporchi" alterano i colori ?
se è cosi, in che modo ?