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 комментариев к “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. 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?

Добавить комментарий для Star Hunter Отменить ответ

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

четырнадцать − девять =

 ДАЮ СОГЛАСИЕ НА ОБРАБОТКУ МОИХ ПЕРСОНАЛЬНЫХ ДАННЫХ, С ПОЛИТИКОЙ КОНФИДЕНЦИАЛЬНОСТИ ОЗНАКОМЛЕН 
Прокрутить вверх