Впечатления от камер Meade LPI-G и Meade LPI-G Advanced

Компания Meade любезно предоставила мне для обзора несколько монохромных астрономических камер – Meade LPI-G и Meade LPI-G Advanced. Данные камеры предназначены в первую очередь для лунно-планетной съемки, однако могут использоваться и для съемки с длительными выдержками. Устройства оснащены портом ST4 для автогидирования. В продаже также есть цветные версии камер.

Астрофотография  – вид фотографии, объектом съемки в котором являются ночное небо и небесные тела. С появлением недорогих цифровых фотоприемников астрофотография стала гораздо доступнее для любителей астрономии. Сейчас многие люди обладают фотоаппаратом либо в виде отдельного устройства, либо встроенного в телефон.

Главное отличие астрономических камер от бытовых – отсутствие встроенного объектива, экрана, энергонезависимой памяти для хранения снимков, поэтому камеры такого типа не могут работать автономно, без подключения к компьютеру. Кроме того, у астрокамер больше настроек и есть возможность записи несжатого потока данных с фотоприемника, в то время как в бытовых камерах обычно используется запись со сжатием и, соответственно, с потерей деталей. Также астрокамеры могут быть с цветной матрицей, так и с монохромной.

В монохромных камерах каждый пиксель формирует фрагмент бесцветного изображения. В большинстве цветных камер матрица покрыта слоем цветных фильтров (фильтр Байера) – каждый пиксель воспринимает либо красный, либо зеленый, либо синий цвет. Для получения цветного изображения производится дебайеризация –  вычисление недостающих цветов в каждом из пикселей. Например, между двумя красными пикселями находится зеленый пиксель. Значение недостающего красного пикселя можно рассчитать интерполяцией и специальными формулами. Из-за нехватки красных и синих пикселей изображение в этих цветах получается более шумным и размытым, чем в зеленых лучах.

Преобразование монохромной матрицы в цветную путем добавления фильтра Байера
Преобразование монохромной матрицы в цветную путем добавления фильтра Байера

Для получения цветного изображения с монохромной матрицей поочередно делают три черно-белых снимка через красный, зеленый и синий фильтр. Затем при помощи программного обеспечения  снимки комбинируются в один цветной снимок. Изображение получается более резким и чистым, чем при съемке с точно такой же, но цветной матрицей.

Ниже показаны три снимка Юпитера, полученных  15 мая 2018 года, в 00:10, при помощи монохромной камеры и цветных фильтров Meade. Чтобы было понятнее создание цветного изображения из черно-белого, я преобразовал монохромные снимки в цветные.

Юпитер, снятый при помощи монохромной камеры с цветными фильтрами.
Юпитер, снятый при помощи монохромной камеры с цветными фильтрами.
Аддитивное смешение цветов — метод синтеза цвета, основанный на сложении цветов непосредственно излучающих объектов.
Аддитивное смешение цветов — метод синтеза цвета, основанный на сложении цветов непосредственно излучающих объектов.

С цветной камерой проще и быстрее получить результат, однако для некоторых видов астрофотографии крайне желательно использование монохромной камеры – например, узкополосная съемка туманностей в линии водорода, съемка Венеры в ультрафиолетовом диапазоне, съемка в ближнем ИК-диапазоне. Для гидирования черно-белая камера также предпочтительнее за счет более высокой чувствительности.

Однако вернемся к нашему обзору. Поставляются камеры Meade LPI-G и Meade LPI-G Advanced в небольших красочных коробках. Комплект поставки одинаков – камера, USB-кабель, кабель автогида, переходник-удлинитель с резьбой под фильтры, диск с программным обеспечением. Спереди камеры закрыты резиновой заглушкой. На камере LPI-G также закреплен небольшой шнурок.

Камера Meade LPI-G Advanced
Камера Meade LPI-G Advanced
Комплектация
Комплектация
Камера Meade LPI-G
Камера Meade LPI-G
Комплектация
Комплектация

Корпус камер металлический. На задней части расположены разъемы для USB-кабеля и порта автогида, а также окошко красного светодиода, сигнализирующего о включении камеры.

Начинка у камер различная – в LPI-G установлен сенсор AR130 с разрешением 1280 х 960 (пиксель 3.75 микрон), в LPI-G Advanced – более современный сенсор с обратной засветкой Sony imx178 (3072 x 2048, пиксель 2.4 микрона). Предельная скорость записи в полном разрешении у LPI-G – около 30 кадров в секунду, у LPI-G Advanced – около 60. Для связи с компьютером LPI-G использует интерфейс USB 2.0, LPI-G Advanced – USB 3.0. Кабели, соответственно, разные.

У матриц с обратной засветкой (Backside Illumination, BSI) фотодиоды находятся над электродами, такие матрицы лучше работают со светосильными объективами, чем матрицы с фронтальной засветкой (Frontside Illumination, FSI).

Матрицы с фронтальной (FSI) и обратной (BSI) засветкой
Матрицы с фронтальной (FSI) и обратной (BSI) засветкой

Просветление на защитных стеклах отличается – у LPI-G оно с зеленоватым бликом, у LPI-G Advanced – с синеватым. На внутренней части камер есть резьба C-mount для установки CCTV-объективов – например, для съемки метеоров.

Сравнение размера матриц у камер LPI-G Advanced и LPI-G
Сравнение размера матриц у камер LPI-G Advanced и LPI-G
Защитное стекло в камере Meade LPI-G
Защитное стекло в камере Meade LPI-G
Защитное стекло в камере Meade LPI-G Advanced
Защитное стекло в камере Meade LPI-G Advanced

Перед началом работы необходимо установить программное обеспечение Meade SkyCapture, включающее в себя драйвера. Программу можно установить с диска, либо скачать с сайта Meade.

Интерфейс Meade SkyCapture
Интерфейс Meade SkyCapture

Настроек очень много – в принципе, есть всё, что пригодится для съемки. Из боковой панели можно получить быстрый доступ ко всем функциям.

Желательно ознакомиться с боковой панелью, а также меню настроек (Опции>Предпочтения), чтобы знать, где настроить ту или иную функцию. Программа на русском языке, работоспособность нареканий не вызывает, глюков и вылетов за час съемки не обнаружилось. Есть поддержка RAW режима, формата данных “*.ser” и интервальной съемки. Возможно применение калибровки сразу при съемке (вычитание “дарков” и деление на “флэты”), а также сложение кадров в режиме реального времени. В общем, софт напоминает смесь программ Firecapture и SharpСap. Что касается поддержки этих программ, то Firecapture не удалось определить Meade LPI-G Advanced. В Sharpcap обе камеры определяются. В программе для гидирования PHD камера определяется либо через ASCOM-драйвер, либо через DirectShow-драйвер (подробности по ссылке). Для съемки рекомендую использовать родное программное обеспечение Meade SkyCapture.

Тестирование камер проводилось с телескопом Celestron Omni XLT 127  (Шмидт-Кассегрен, диаметр 127 мм, фокусное расстояние 1250 мм), установленным на монтировке Celestron NexStar SE.  Также при съемке использовался фильтр IR-pass 680 nm. Тестовый объект: Луна. Запись в программе Meade SkyCapture.

Для получения максимальной скорости записи с камерой Meade LPI-G Advanced необходим быстрый накопитель со скоростью записи от 400 мегабайт в секунду. В ноутбуке я использую SSD накопитель Samsung 850 EVO 250 Гб (скорость записи\чтения около 520 мегабайт в секунду). Минута видео в полном разрешении с максимальной частотой кадров (при 8 битах) с камеры LPI-G занимает около 2 гигабайт, с камеры LPI-G Advanced – 18 гигабайт.

Результат сложения 100 кадров из 1738, встроенная деконволюция в программе Autostakkert
Тест камеры Meade LPI-G по Луне. Результат сложения 100 кадров из 1738 в программе Autostakkert с деконволюцией.

Исходный видеоролик с камеры Meade LPI-G в формате ser и avi, а также результаты сложения нескольких роликов (100 кадров из 1738) в программе Autostakkert можно скачать по ссылке.

Камера Meade LPI-G Advanced обладает более высоким разрешением и диагональю матрицы, что позволяет заснять большее поле зрения, а также использовать меньшую кратность линзы Барлоу или вообще отказаться от ее использования.

Текст камеры Meade LPI-G Advanced по Луне. Результат сложения 100 кадров из 3600 в программе Autostakkert с деконволюцией.
Тест камеры Meade LPI-G Advanced по Луне. Результат сложения 100 кадров из 3600 в программе Autostakkert с деконволюцией.

При том же фокусном расстоянии без использовании линзы Барлоу удалось получить лучшую детализацию. Для получения аналогичной детализации на этом же телескопе с камерой Meade LPI-G необходима линза Барлоу с кратностью 3.75\2.4=1.56 раз. Разумеется, камера LPI-G Advanced является более предпочтительным вариантом для съемки лунных панорам. При фокусном расстоянии 2032 мм достаточно 10…11 роликов, чтобы заснять полную панораму Луны в фазе первой четверти.

Можно с успехом использовать камеру LPI-G Advanced для съемки Солнца в линии водорода при помощи телескопа Meade Coronado 40 mm h-alpha. При этом диск Солнца будет полностью помещаться в кадре, а детализация и разрешение будут оптимально согласованы с параметрами телескопа.

Несмотря на то, что камеры Meade LPI-G и LPI-G Advanced заявлены как устройства для съемки планет\Луны\Солнца, их вполне успешно можно использовать и для съемки объектов глубокого космоса. Желательно использовать светосильные телескопы или фотообъективы (c относительным отверстием хотя бы 1:5).

При анализе тестового темного кадра с камерой Meade LPI-G Advanced (выдержка 60 секунд, максимальное усиление, offset 0) было обнаружено яркое свечение нижних углов, а также слабое свечение в правом верхнем углу, что является так называемым “amp glow” – свечение матрицы из-за электролюминесценции полупроводниковых структур. Это типичное свечение матрицы Sony imx178. Для устранения этого явления необходимо применять калибровку – вычитание темновых кадров, либо обрезать кадр. При съемке планет, Луны и Солнца засветка по углам никак не проявляется – только при длительных выдержках и на большом усилении.

Meade LPI-G Advanced, amp glow
Meade LPI-G Advanced, amp glow. Выдержка 60 секунд, макс. усиление.

Чувствительность камеры Meade LPI-G ниже, чем у LPI-G Advanced, однако ее также можно использовать для съемки объектов глубокого космоса. Я не тестировал эту камеру при длительных выдержках, однако у меня была аналогичная камера с цветным сенсором, с которой я вполне успешно снимал яркие туманности. У сенсора AR130 нет такого свечения, как у imx178.

Вердикт:
Отличные камеры для съемки Луны, планет, Солнца, метеоров. Работают быстро и стабильно. Также пригодны для съемки с длительными выдержками. Программа Meade SkyCapture вполне самодостаточна и обладает всеми необходимыми настройками для продуктивной съемки небесных объектов. Обе камеры можно использовать для гидирования. Из замечаний – хотелось бы уменьшение свечения углов в Meade LPI-G Advanced.

Жду возможность протестировать камеру из той же обновленной линейки астрокамер, но для съемки deepsky объектов  – Meade DSI IV с охлаждением и малошумным сенсором Panasonic MN34230.

11 thoughts on “Впечатления от камер Meade LPI-G и Meade LPI-G Advanced”

  1. Никита

    Спасибо. Где используется узкополосная съёмка? И UHC будет работать с 178? Ещё пара вопросов не по астрономии: нравится ли вам отвечать на вопросы новичков? Какой у вас “стаж” в астрономии?

    1. Консультациями по астрономии занимаюсь уже 12 лет. Астрономией я увлекаюсь 27 лет. Первое астрофото сделал в 2001 году. Да, я помогаю новичкам и отвечаю на их вопросы. По узкополосной съемке ответил в предыдущем комментарии
      https://www.star-hunter.ru/meade-lpi-g-advanced-obzor/#comment-8684

      1. Никита

        Спасибо. Как я понял вы работаете с Дмитрием Селезнёвым? Вы в одном городе с ним?

          1. Никита

            Спасибо. Ясного вам неба и хорошей атмосферы!

  2. Никита

    Здравствуйте, Руслан. Где можно купить LRGB фильтры? Какие лучше купить? Нужны ли узкополосные фильтры? Какие? Где используются? Заранее спасибо.

      1. Никита

        Камеры пока нет. Собираюсь купить 290 или 178 или 385.

        1. Ну так надо сначала определиться с камерой 🙂
          Если цветная, то RGB фильтры не нужны. Узкополосные фильтры будут работать хуже, чем с монохромной матрицей, т.к. зеленых пикселей в 2 раза меньше общего числа, а красных – в 4 раза меньше. Условно можно использовать h-alpha фильтр с 178 матрицей в половинном разрешении и OIII фильтр в полном разрешении при съемке с цветной матрицей. Для 290 и 385 h-alpha фильтр не имеет особого смысла. А вот UHC может быть полезен.

          Если монохромная, то надо RGB фильтры (для съемки в цвете), колесо фильтров и, при необходимости, узкополосные фильтры (для начала хотя бы h-alpha). 385 камеры монохромной вроде нет, только 290 и 178. У меня 290 цветная и 178 монохромная.

          Разумеется, в качестве первой камеры лучше взять цветную – с ней проще и быстрее получить результат, особенно по Луне и планетам. Однако для узкополосной съемки монохром рулит. Поэтому советую взять или 178 цветную, или 178 монохромную. Кроме того, цветная камера немного дешевле, чем монохром http://ali.pub/34x3td

          1. Никита

            Спасибо. Где используется узкополосная съёмка? И UHC будет работать с 178?

Leave a Reply to Никита Cancel Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

пять × 2 =

 ДАЮ СОГЛАСИЕ НА ОБРАБОТКУ МОИХ ПЕРСОНАЛЬНЫХ ДАННЫХ, С ПОЛИТИКОЙ КОНФИДЕНЦИАЛЬНОСТИ ОЗНАКОМЛЕН 
Scroll to Top