Hola Juan: Leí tu mail sobre cámaras fotográficas para astrofotografía. Por si te interesa te adjunto archivos que bajé de internet, si se abren en forma incompleto, busca en google con el nombre del archivo y lo bajas. No puedo enviar carpetas por esta vía, si se puede, no se el truco. Te saluda Gastón Achaya Juan Breuer <jjbreuer@xxxxxxxxx> escribió: Hola Claudio y Gonzalo! Es cierto. La guerra Nikon & Canon en Astrofotografia es casi una cosa ganada por Canon. Aunque queden defensores claro. Las mejores Nikon estan entre la D50 y la D40. No se donde cae la D40x. No hay que perder de vista los nuevos modelos 40D de Canon y D300 de Nikon a pesar de ser mas caros agregan ambas funcionalidades que para Astronomia son importantes: Live Preview (en el LCD o en la Computadora) con control remoto de foco por la computadora (confirmado en Canon) y bulbo (sin cables adicionales). 14-bits en las fotos RAW. Esos dos cambios estarian generando un revuelo! Fijate en http://astrosurf.com/buil/ hay reviews y comparaciones varias muy completas. Saludos, Juan. ----- Original Message ---- From: Claudio Argandoña <cl_audio_ar@xxxxxxxx> To: telescoperos@xxxxxxxxxxxxx Sent: Tuesday, November 20, 2007 1:50:12 PM Subject: [telescoperos] nikon d70 v/s rebel modificada Gran Gonzalo, la verdad es que ambas camaras son excelentes. La Canon modificada: las fotos salen muy rojas, muy sensible al H alpha sobre todo (muy bueno para la Cabeza de Caballo, por ejemplo). La Canon rebel XTi tiene sensor CMOS de 10Megapixeles y la Nikon CCD de 6,2 Megapixeles. El Felipe Mc Auliffe tiene la D70 (creo que Elias tambien) y saca muy buenas fotos. En San Pedro la controlo 100% con su notebook. la Canon tambien se puede. Hay quienes defienden mas a la Canon. Es lo que mas he escuchado. Parece que es un duelo entre Mercedes y Rolls Royce.... o entre Mazda y Subaru.... o entre Colun y Nestle... entre Super 8 y Chocman??.... me doy... Mejor te dejo los enlaces con las caracteristicas. http://es.wikipedia.org/wiki/Nikon_D70 http://es.wikipedia.org/wiki/Canon_EOS-400D A la "tia" Moira y a Gonzalo les recomiendo la ultima opcion, segun lo que me han contado por ahi amigos que la tienen. Pero es muy importante el tema de las tarjetas de memoria, que para trabajos astronomicos se usa formato RAW+JPEG (es lo maximo) y eso usa haaarta memoria. Cl. ----- Mensaje original ---- De: Gonzalo Contreras <gonzalo.cont@xxxxxxxxx> Para: telescoperos@xxxxxxxxxxxxx Enviado: martes, 20 de noviembre, 2007 16:39:48 Asunto: [telescoperos] Re: Informe viaje y respuestas varias Hola Claudio: ¿Como salen las fotos con la Nikon D70 compradas con la Canon sin modificar?. He leído que la Nikon produce demasiado ruido a sensibilidad muy alta. Saludos. Gonzao. El día 17/11/07, Aldo Moraga <aldo.moraga@xxxxxxxxx> escribió: Hola Claudio ¡Tremendo sacrificio que has tenido que hacer!, se ve que la pasaste sumamente mal por esos desolados y obscuros parajes, ¡qué terrible!, pues por suerte ya estas de vuelta por esta poblada y contaminada cuidad, jajaja. Buenas las fotos, te felicito, me gusto esa del Fruto estelar, si no me equivoco es Eta Carinae la nebulosa que se ve por el follaje de los arboles ¿o no?, igualito como se ve el cielo por acá. La otra muy buena es la Gran Nube de Magallanes, por lo demás patudamente me tomé la libertad de darle un pequeño toque con el photoshop, para practicar el procesado digital, aquí la adjunto. Bueno, pronto esperamos alguna charla clandestina sobre tu experiencia nortina y alguna clase en terreno sobre astrofotografía. Saludos Aldo. Claudio Argandoña escribió: Querida familia telescopera. Intente leer uno a uno el cerro de mails, para ponerme al dia. Paciencia, ya respondere. Este mail es largo y pido disculpas por eso. Les quiero contar y compartir una experiencia muy hermosa, muy exigente (al limite para mi) y de mucho aprendizaje en todo sentido. Estuve trabajando, ya por segunda vez para una empresa de turismo llamada "Quasarchile", especializada en turismo astronomico para extranjeros, principalmente de Europa y USA. El lugar de operaciones fue nuevamente Coyo, ubicado a unos 7 km al sur de San Perdo de Atacama, a un par de decenas de minutos de arco al norte del Tropico de Capricornio. La primera parte del trabajo consistio en hacer astrofotografia, absolutamente solo, 6 noches enteras, literalmente aislado del mundanal ruido y la segunda parte, ser el asistente por 2 noches del guia principal (Felipe Mc Auliffe, amigo achayino, compañero de varias sesiones de observaciones en diversos lugares, que trabaja en APEX en radioastronomia y que le manda muchos saludos al Nicolator), cuya funcion era hacer astronomia observacional y fotografica con los pasajeros que tomaron el tour. Agradezco a la "tia" Moira por haberme entrenado en el ingles, ya que me sirvio muchisimo para comunicarme casi fluidamente y de forma mas natural con los pasajeros, provenientes de USA y de Inglaterra y que no hablaban ni una letra del español. Estoy mejor de lo que pensaba!!. Equipos Equipos principales que utilizamos (de Quasarchile): Telescopio Meade RCX-400 de 10 pulgadas f/8 (con montura azimutal), telescopios Red Ball Astroscan de Edmund Scientific, 4 pulgadas f/4 (una maravilla!), oculares Meade Ultra Wide Angle de 14 mm (de 1,25 pulgadas) y 24 mm (para portaoculares de 2 pulgadas) camaras Canon EOS Rebel y Canon EOS Rebel XTi, ambas digitales y la ultima esta modificada para astronomia (se le extrae un filtro para dejarla mas sensible al rojo, especialmente en la banda del Hidrogeno Alpha, que es donde emiten mas algunas nebulosas). Lentes Canon: objetivo de 85 mm F/ 1,8, objetivo zoom de 18-50 mm, objetivo zoom 10-22 mm y teleobjetivo 70-300 mm. Tambien use, of course, mi brazo tangente y salieron bonitas fotos. Felipe llevo su Celestron Nextar de 8 pulgadas, su camara Nikon D-70, camara y camara CCD Meade Autostar, todo controlado desde su notebook. Hizo unas buenas tomas y me enseño como se tomas las imagenes de calibracion, que tambien me habia estado explicando Farid cuando estuvo en Santiago. Fotos Despues mando mas fotos. Aunque no estan buenas, por mientras adjunto: -Cometa P/17 Holmes, en foco Cassegrain (alias "foco primario"), apilado de 5 imagenes con DeepSkyStacker. -Nebulosa NGC 3372 (Eta Carinae) "colgando" del arbol. Rebel XTi, Lente Canon 85 mm f/1.8, T de exp: 23 s ISO 400 -LMC, Nube mayor de Magallanes, 5 imagenes apiladas y procesadas con DeepSkyStacker, restando las tomas "dark". -El que escribe, observando en Coyo con el RCX 400 bajo la constelacion de Cassiopeia (en forma de "M", faltando una estrella). A la derecha al medio, se aprecia la manchita del cometa Holmes. Curiosamente en la foto el telescopio lo apunta (se ve rojo porque fue tomada con la Rebel XTi modificada). Lente Canon a 20mm f/4.5, ISO 1600, T=20s. Fotos de Elias Mella Medel Aprovecho de contestarle a Elias por lo de sus fotos de la luna. Ademas de felicitarte, tambien debo criticar algo que nos pasa a todos y es el tema del enfoque. Es tremendamente dificil hacer un buen foco sobre todo con los lentes objetivos de la camara fotografica y sobre todo cuando son de gran angulo y las estrellas mas brillantes apenas se ven por el visor. Los objetivos de las camaras por lo general no son de buena calidad para hacer tomas de objetos celestes, sobre todo estrellas. Por lo menos a mi me quedaron muchas fotos de campo amplio desenfocadas (con el 10-22mm). Felipe nos hizo un calculo de la famosa mascara de Hartmann, que se usa para enfocar en telescopios, binoculares, camaras, etc y construi una para el telescopio Meade. Ya hablaremos sobre eso en las proximas jornadas donde Lobos. Lo importante es enfocar bien utilizando esta mascara y haciendo tomas de prueba de una estrella brillante, luego visualizarlas y ampliarlas lo que mas se pueda (si se pasan al computador inmediatamente de tomar la exposicion, tanto mejor). Este metodo se usa mucho y es muy preciso. Una vez enfocada correctamente la estrella, el resto de los objetos celestes quedan tambien en foco. Gracias Marco por el "pichicateo" de la foto de Orion. Juan Galvez, estas absolutamente autorizado a "pichicatear" y usar la foto, siempre y cuando no la inscribas como tuya y despues nos cobres por usarla, jeje... ALMA Tambien comparto la enorme felicidad que tuve, por un lado, gracias a gestiones de Felipe, visitar el lugar donde se esta instalando el mayor radio observatorio del planeta, el llano de Chajnantor, hacia el este de San Pedro, que se accede por el Km 57 del camino internacional que va al paso de Jama. Roberto me llamo cuando estaba bajando de vuelta a San Pedro y se corto la señal. Y aprovecho expresar mi felicidad de haber superado mi record de altura, ahora llegue a los 5.104 msnm, segun GPS y no me senti mal, pese haber dormido un par de horas apenas en la noche anterior. Bueno, les dejo. Me voy a dormir...zzzzz... PD: el terremoto estuvo muy fuerte y lo disfrute mucho y vi como del Likancabur salia una nube de polvo por los derrumbes. La construccion de adobe donde estaba alojando resistio muy bien. Gracias Monica por la informacion de este terremoto.. --------------------------------- ¡Descubre una nueva forma de obtener respuestas a tus preguntas! Entra en Yahoo! Respuestas. --------------------------------- --------------------------------- --------------------------------- --------------------------------- --------------------------------- ¿Chef por primera vez? - Sé un mejor Cocinillas. Entra en Yahoo! Respuestas. --------------------------------- ¿Chef por primera vez? - Sé un mejor Cocinillas. Entra en Yahoo! Respuestas.Title: CANON EOS 10D - Evaluation de la réponse spectrale
EVALUATION DE LA REPONSE
SPECTRALE
DE L'APPAREIL PHOTO NUMERIQUE
CANON EOS 10D
Une version mise à jour de la réponse spectrale du
Canon 10D/300D est ici (avec
une comparaison avec le Nikon D70)
An updated version of the Canon 10D/300D spectral response
is here
(and a comparison with the
Nikon D70)
La mesure de la réponse spectrale du CANON EOS 10D a été réalisée de jour avec le spectrographe LORIS en analysant la lumière solaire ambiante. Voici un exemple en couleur de spectre obtenu lors de cette session :
Le graphe ci-après montre le profil spectral brut obtenu. Il s'agit de l'addition des trois canaux Rouge, Vert et Bleu extraits d'une image RAW. (traité avec Iris V4.0). Il faut ici bien noter qu'il s'agit d'un résultat brut, c'est-à-dire qu'aucune pondération de correction chromatique n'a été appliquée aux canaux. Donc, le signal est exactement tel qu'il sort du capteur CMOS de l'appareil numérique. Quelques raies spectrales ont été indiquées dans cette figure.
On remarque immédiatement que la raie rouge de l'hydrogène (H alpha) se situe dans le queue de réponse de cet APN, pratiquement à la limite de la sensibilité, ce qui laisse présager quelques problèmes pour réaliser facilement des images de nébuleuses à émission ans le rouge... La réponse dans le bleu est en comparaison satisfaisante.
La graphique suivant montre les trois réponses rouge, verte et bleu normalisées au pic. La source de lumière est encore le spectre solaire (on voit les raies spectrales).
Pour réaliser le graphique suivant on a divisé le signal observé dans chaque canaux par le spectre théorique d'une étoile G2V (le type spectral du Soleil). Ceci permet d'éliminer la contribution spectrale de l'étoile. Le résultat est par ailleurs légèrement lissé. Ce document permet notamment d'estimer le recouvrement des bandes spectrales (pureté spectrale) et la position des coupures de bande (on note que la raie de l'oxygène interdite [OIII] à 5007 A est à cheval sur les canaux bleu et vert, ce qui est malheureusement un grand classique avec ce type de matériel).
Le graphique suivant montre une tentative pour trouver la vraie réponse spectrale du CANON EOS 10D. Pour cela il est nécessaire de supprimer le filtre spectral constitué par la spectrographe lui-même (essentiellement l'efficacité spectrale du réseau de LORIS, un modèle à transmission blazé à la longueur d'onde de 5800 A). La réponse spectrale de LORIS associé à un détecteur CCD Kodak KAF-1602E a été souvent déterminée. En partant d'une connaissance du rendement quantique du KAF-1602E relevé sur les notices d'informations de Kodak il est possible de trouver le rendement de LORIS sans détecteur et ainsi de corriger le signal observé en sortie de l'appareil numérique Canon. Le calcul est assez indirect et probablement entachée d'une certaine erreur mais qui ne remet sans doute pas les conclusions. Voici le résultat.
La haute sensibilité dans le bleu relativement à la partie rouge est encore plus criante. Avec le EOS 10D testé, la réponse au niveau de H-alpha ne représente que 3% de la réponse mesurée dans bleu-vert ! Cet appareil est quasi insensible à des longueurs d'onde plus grandes que 6750 angstroms.
Voici le spectre calibré du Soleil observé avec LORIS associé au Canon EOS 10D et un zoom Canon 24-85 mm utilisé à f=85 mm (i.e. la réponse instrumentale est retirée pour trouver le vrai flux spectral du Soleil). Un défaut de focalisation explique la perte de contraste des raies dans le bleu profond (chromatisme des optiques).
Détail de la région du spectre solaire allant du triplet vert du magnésium jusqu'à la raie rouge de l'hydrogène.
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d'évaluation du Canon EOS 300D/10D
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d'index
Title: EOS 20D verseus EOS 10D comparison
Canon EOS 20D vs Canon
EOS 10D
and
Canon 10D /
Canon 20D / Nikon D70 / Audine comparison
Part 1 : Canon 10D / 20D comparison
Comparison of the DSLR Canon EOS 20D and the DSRL Canon 10D in the
field of astronomy and faint detection flux. Only the optoelectronic point of
view is analysed.
Notes:
The two DSLR are measured during the
same run (16 November 2004).
The image are acquired in the RAW format.
The
telescope used for star images is a refractor Takahashi FSQ-106 (106 mm
aperture - 530 mm focal length - a razor blade fluorite instrument).
The
sky is very polluted (suburban condition).
The images are processed and
analysed with Iris software.
The signification of ADU is "Analog Digital
Unit" i.e. the "digital count" at the output of the camera.
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DETECTIVITY
Below, crops of the Gamma Cas star field (only a very small part of the full frame is showed at the original scale). No white balance applied ("natural" color of the RAW images). Offset and thermal signal is subtracted. The flat-field correction is not realized. The visualisation parameters are the same for the two DSLR.
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Comment: the ESO10D image is clearly more noisy. But, for an objective comparison, it is important to consider the relative sensitivity of the two camera. Measure of the signal on the sky background, on defocused stars and on white uniform screen (sun light) shows a sensitivity gain of 1.41 for the 10D comparatively to the 20D. So, the photon noise in the sky background of 10D is significantly increased.
The difference aspect of the 10D and 20D is confirmed in the documents below. The RGB channel are equaly added for produce a black & white image. The 10D image is more boosted (see halo around Gamma Cas) but also more noisy.
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A more pertinent criteria for the detectivity consist to rescale at the same sensitivity the two images. Now it is possible to appreciate the true signal to noise ratio of the images. It is the important test:
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Comment: The resolution gain of the EOS 20D is evident (remember, pixel size of 6.4 microns and 7.4 microns respectively for the 20D and the 10D). The detectivity is also sligthly better for the EOS 20D, but for a part, because the increased resolution (better sampling of the stars).
INTRINSIC NOISE
Below, short exposure in the darkness (same visualisation condition):
EOS 10D
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EOS 20D
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Histogram distribution of intensities in the bias
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Comment: The noise is very gaussian for the two DSLR (a good new!). The measured RMS noise for the EOS 10D bias is 6.2 ADU (ISO 400). The measured RMS noise for the EOS 20D bias is 2.4 ADU (ISO 400). The apparent noise of the 20D is significantly lower (evident on the images). But, the electronic gain is not similar (transfer curve method evaluation on flat-field images): 2.4 electrons/ADU for the EOS 10D and 3.1 electrons/ADU. Finally the true readout RMS noise is 6.2 x 2.4 = 14.9 electrons for the EOS 10D and 2.4 x 3.1 = 7.4 electrons for the EOS 20D.
The intrinsic noise of the EOS 20D is 14.9 / 7.4 = 2 time lower comparatively to the EOS 10D. It is a major difference between the two cameras and the EOS 20D is here the winner (improved CMOS detector and/or video electronic chain).
For the two DSLR the fixed pattern amplitude in the bias is very low: 1 pixel RMS.
THERMAL SIGNAL
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Histogram distribution of intensities in the bias frame and dark frame
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The thermal signal of the CMOS detector for the
two cameras is definitively very small... and the performance is in
progress for the EOS 20D! The dark signal is estimated 3 times lower for
the 20D in ADU. If we take into account the gain difference of the two cameras,
the thermal signal (in electron unit) is nearly two time lower for the
EOS 20D comparatively to the EOS 10D.
AMPLIFIER GLOW
Higth contrast view of the reduced full frame (note the format difference):
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CONCLUSION
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EOS 10D |
EOS 20D |
Image format |
3072 x 2048 pixels |
3504 x 2336 pixels |
Pixel size |
7.4 microns |
6.4 microns |
Electronic gain @ ISO 400 |
2.41 electrons/ADU |
3.14 electrons/ADU |
Readout noise in ADU @ ISO 400 |
6.2 ADU |
2.4 ADU |
Readout noise in electrons @ ISO 400 |
14.9 electrons |
7.5 electrons |
Relative parasitic thermal signal per pixel |
2 |
1 |
Relative responsivity for extended objet in ADU |
1.41 |
1 |
Relative responsivity for extended objet in electron |
1.07 |
1 |
The EOS 20D is an improved version of the EOS 10D.
The major gain is a lower intrinsic electronic noise. This progress compense the
lower sensitivity induced by the smaller pixel size. The difference between
EOS10D and EOS20D is not considerable - the EOS 10D remains largely a very
powerful and competitive camera today. Dark signal of the 20D is reduced to 50%
(for the tested model). The resolution gain of EOS 20D will be notable only if
it is possible to use high qualities optics (for example short focal length
fluorine refractor or very good telephoto lens like the Canon EF 400 mm
L).
Part 2 : Detectivity of the EOS 10D / 20D, Nikon D70 and Audine CCD camera
The same field is observed with the DSLR Canon EOS 10D / 20D, Nikon D70 and the CCD camera Audine. The cumulative exposure time is identical. The telescope is a Takahashi refractor FSQ-106 (4-inch aperture). Images taken the 23 Nov. 2004 (presence of a large moon and polluted sky condition).
For the DSRL images, the ISO setup is 400. A
simple linear interpolation is used for convert the CFA matrix to a RGB image.
The black and white images are computed by adding the Red, Green and Bleue
channel.
The IR-cut (and antialiasing) filter of the Nikon D70 is removed (click here for details). Note the potential excess of IR signal (a superior number of red and IR photons are captured). The MODE 3 of the D70 is used ("true" RAW images).
The EOS 10D image is unfortunately very slightly out of focus (not critical for signal evaluation).
The AUDINE camera include a Peltier cooled CCD Kodak KAF-0402ME (one of the better CCD detector available for amateurs). The pixel size of KAF-402ME is 9 microns. The performance of AUDINE camera is very nearly similar to a SBIG ST7ME camera for example.
The images are scaled to the EOS 20D grid.
The detectivity estimation is biased by the difference of spectral response of the cameras (pixel RGB filters for 10D / 20D, pixel RGB filters for the D70 but a clear IR transmission, unfiltered full Si spectral range for the AUDINE), but the comparison is representative and significant if the goal is only the detection of the faintest objects and not a phometric use.
Canon EOS
10D |
Canon EOS
20D |
Nikon D70 |
Audine |
Exposure : 3 x 120 sec. = 360 sec. |
Exposure : 12 x 30 sec. = 360 sec. |
Exposure : 3 x 120 sec. = 360 sec. |
Exposure : 3 x 120 sec. = 360 sec. |
Below, the localization of the field on a POSS2 image (Palomar Observatory Sky Survey - Red plate). The central star is GSC 4017:531 at AD 0H56M13.0s, DEC +60°34'44" (M=11.6).
Scaled POSS Red (the halo is from Gamma Cas) |
Original scale of the POSS Red |
The table below give the typical relative signal in ADU measured from 10 stars of the field (integrated signal measured from the fit of star's PSF) for the same integration time:
|
Canon EOS
10D |
Canon EOS
20D |
Nikon
D70 |
Audine |
Sadu |
1.62 |
1.00 |
2.95 |
9.68 |
The measure is characteristic for a "mean" star spectral type (G type ?).
We compute now the term Q, proportional to the detector Quantum Efficiency. If g is the electronic gain in electrons/ADU, we have :
|
Canon EOS
10D |
Canon EOS
20D |
Nikon
D70 |
Audine |
g |
2.41 |
3.14 |
2.98 |
1.97 |
Q |
1.24 |
1.00 |
2.80 |
6.07 |
In most general case, for deep-sky imagery the dominant noise come from the background sky (it is particularly true during this test - moon light + city light). So, for compute the limit magnitude we are not concerned with the intrinsic detector noise (the Read Output Noise).
For the sky-limited case and for a same signal to noise ratio , the detectivity difference in magnitude for the instrumental configuration (1) and (2) is given by (see for example Astronomical Optics, D. J. Schroeder, 1987):
where is the system transmittance, t is the total exposure time, D is the telescope diameter, p is the pixel size and Q is the quantum efficiency (the relative value of Q can be used).
For the present evaluation the terms , t and D are identical for all the configurations. The table below give the pixel size:
|
Canon EOS 10D |
Canon EOS 20D |
Nikon
D70 |
Audine |
p |
7.4 |
6.4 |
7.8 |
9.0 |
Finally, the computed difference of detection limit referenced to the Canon EOS 10D is:
|
Canon EOS
10D |
Canon EOS
20D |
Nikon
D70 |
Audine |
0 |
0.05 |
0.38 |
0.66 |
For example, for the same instrument, the same sky and the same exposure, the Audine camera can detect stars fainter by 0.66 magnitude compared to the EOS 10D. The EOS 10D and EOS 20D give very similar results, confirmed by the aspect of the deep-sky images. The unfiltered Nikon D70 is attractive for faint detection, and we have also a true "black&white" camera for wavelength upper to 800 nanometers (RGB filters are transparent in infrared). The unmodified D70 is not specifically tested during this run but its response is equivalent to the Canon EOS 10D (click here for details).
Complement : How to compute the photon transfer curve and the electronic gain ?
Note: The procedure is illustrated by the Iris software commands but other software have similar function.
(1) Take two successives images of a white screen (same exposure) - here a from a Nikon D70 (the dusts are not important !):
(2) Subtract the bias of each image (normally constant - the mean level in the darkness). For example OFFSET -45, if the mean bias level is of 45 ADU.
(3) Extract the green channel information only: command CFA2GREEN2
(4) Evaluate the median intensity of the images in the central region: Select the region, Contextual menu, Statistics command and Median result. Use an area if 50x50 pixels for exemples. Suppose the result S = 1433 ADU.
(5) Compute the difference of the two images: SUB IM1 IM2 1433
(6) Evaluate the standard deviation of the central region: Select the region, Contextual menu, Statistics command and Sigma result. Suppose the result 29.03 ADU.
(7) Divide the standard deviation by 1.414 (i.e. ), this give the noise of one image. Here 29.02 / 1.414 = 20.53.
(8) Compute the variance V = 20.532 = 421.
(9) Compute the caméra gain g = S / V = 1124 / 421 = 2.67 electrons / ADU
(10) Plot the curve V=f (S) for many value S. It is the transfer curve. The inverse of the slope is the camera gain g. The variance at the origin give the square of the camera noise in ADU. Example for the Nikon D70:
The final electronic gain of the system is and the readout noise is (but, for the readout noise it is preferable to measure directly the deviation on a bias image - the result is more precise). The transfer curve is also informative about linearity of the electronic chain.
The transfer curve of the EOS 10D (400 ISO) - g = 2.41 electrons / ADU - RON = 16.3 electrons:
The transfer curve of the EOS 20D (400 ISO) - g = 3.14 electrons / ADU - RON = 7.5 electrons:
The transfer curve of the Audine (KAF-0402ME) - g = 1.97 electrons / ADU - RON = 21.0 electrons:
See also related subject on this site:
Canon EOS 10D vs Nikon D70: http://astrosurf.com/buil/d70v10d/eval.htm
Use of the EOS 10D (wide field imagery): http://astrosurf.com/buil/us/10d/wf.htm
Remove the IR filter of the Nikon D70 and performances: http://astrosurf.com/buil/d70/ircut.htm
Evaluation of the Canon EOS 10D: http://astrosurf.com/buil/us/digit/eval.htm
Test of the EOS 10D (Aude page): http://www.astrosurf.com/aude/test_10d/test.htm
Title: Nikon D70 Versus Canon 10D
COMPARAISON
DU CANON
10D ET DU NIKON D70
EN IMAGERIE ASTRONOMIQUE LONGUE
POSE
COMPARATIVE
TEST
CANON 10D / NIKON D70
IN THE FIELD OF DEEP-SKY
ASTRONOMY
1.
INTRODUCTION
Le Canon EOS 10D est bien connu
pour ces très bonnes aptitudes en imagerie du ciel profond. Il les doit pour
l'essentiel à son capteur à technologie CMOS, qui a un courant d'obscurité
exceptionnellement bas. Le peu de signal d'obscurité présent au bout de quelques
minutes de pose est par ailleurs assez facilement éliminé en réalisant les
opérations de pré-traitement classiques de l'imagerie électronique
CCD (retrait d'une carte du signal thermique). Ces opérations sont
impérativement réalisées sur les images RAW. Notons que le Canon EOS 300D, moins
coûteux que le EOS 10D, a des performances optoélectroniques tout
à fait équivalentes. Cliquer ici pour quelques
résultats obtenus avec l'appareil photo reflex Canon 10D.
The Canon EOS 10D has a very good reputation for its
deep sky imaging performance. The main reason behind that mainly lies with its
CMOS sensor and its exceptionally low dark current level. The remaining dark
current after an exposure of a few minutes can be easily removed by applying the
usual pre-processing techniques (subtracting the dark current signal). These
processing steps must be carried out on RAW images from the camera. It must be
noted that the Canon EOS 300D costs less than the EOS 10D and has similar
optoelectronic performance. Click here for some results with the Canon 10D
DSLR.
Il est intéressent de comparer pieds à pieds le nouveau venu
de chez Nikon, le D70, qui est le pendant du 10D/300D. Le D70 est équipé d'un
CCD d'origine Sony. Cette page présente le comportement du Nikon D70 en imagerie
longue pose ainsi qu'une comparaison de quelques performances avec celles du
10D.
It is quite interesting to
compare this performance with the new Nikon D70 which is a direct competitor of
both 10D/300D. The D70 is fitted with a Sony CCD chip. This page explains the
behaviour of the Nikon D70 for long exposures and compares a few results with
the 10D performance.
A gauche, le Canon 10D équipé du téléobjectif de 200 mm f/2.8 de la marque. A droite, le Nikon D70 équipé du téléobjectif de 180 mm f/2.8 de la marque.
Dans tout ce qui suit le format de stockage est le RAW
(fichiers ayant l'extension NEF dans le cas du Nikon et CRW dans le cas du
Canon). Le logiciel Iris est utilisé pour
afficher le contenu des fichiers RAW et pour le convertir en images
couleurs.
The RAW is the acquisition
format (NEF file for Nikon, CRW for Canon). The Iris software is
used for decode the RAW and for display and analyse color
images.
2. QUALITE DES FICHIERS RAW / RAW FILE
QUALITY
Pour les prises de vue longue pose, le Nikon D70 propose
deux modes qui se distinguent par la présence ou l'absence d'une
procédure automatique de réduction de bruit. Un troisième mode a été
trouvé, un peu par hazard. C'est un mode non officiel, non documenté, mais nous
allons voir qu'au final c'est lui qui sauve l'usage du D70 en imagerie
ciel profond... Voici la définition de ces modes :
Three different acquisition mode are used with the Nikon D70: MODE 1 = noise reduction option OFF, MODE 2 = Noise reduction ON, MODE 3 = Noise reduction ON, BUT the DSLR is shutdown during the automatic dark frame acquisition. The MODE 3 is unofficial (!), but it is the only solution for take a true raw image with the D70... Details are here:
MODE 1
L'option de réduction de bruit est mise OFF. Dans ce mode le D70
réalise une pose, qui peut aller au delà de 30 secondes si on utilise la pose B
(Bulb). Au terme de la pose, l'image est sauvegardée dans la carte mémoire sous
la forme d'une image RAW (matrice de Bayer dans laquelle on peut encore
distinguer la séparation spatiale des pixels rouges, verts et bleus). Mais
allons le voir, Nikon réalise entre-temps une opération de filtrage dont le but
est d'éradiquer le signal thermique, qui dans le cas du CCD Sony se
manifeste comme des pixels nettement plus intenses que le moyenne (pixels dits
"chauds"), éparpillés sur le détecteur. Le traitement s'apparente à un filtrage
médian qui est appliqué de manière distincte sur les 3 familles de pixels
colorés. Ce traitement n'est pas mentionné dans la documentation Nikon, et le
fait qu'il soit pratiqué automatiquement et autoritairement sur les images RAW
est une très mauvaise nouvelles ! Nous allons voir les conséquences. Le
format RAW du Nikon D70 n'est donc pas un vrai format brut tel qu'on est en
droit de l'attendre, c'est-à-dire une image qui reflète fidèlement le signal
sortant du capteur CCD (via le convertisseur analogique/numérique). C'est une
tromperie par omission de la part de Nikon. La présence de ce filtrage numérique
explique pourquoi les images longues poses faites dans l'obscurité dans ce mode
ne montrent pratiquement aucun signe de signal thermique - le malheur vient de
ce que les étoiles sont aussi elliminées !
The reduction noise option is put OFF. At the end of the
exposure, the "raw" image is stored into the CompactFlash. But before this, the
internal firmware applied a median like filter to the three layers of the image
for erase hot pixels (local intense thermal signal). This processing is not
mentioned in Nikon documentation, and the fact that it is applied automatically
on RAW images is worst news! We will see the consequences. So, the RAW format of
Nikon D70 is not a true raw format such as one has the right to await it, i.e.
an image which would reflected the outgoing signal of a CCD sensor (via the
analog/digital converter). The presence of this numerical filtering explains why
the long exposure in the darkness in this mode do not show any sign of thermal
signal, which is completely abnormal for CCD
specialists.
MODE 2
L'option de réduction de bruit est mise ON. Dans ce cas l'appareil
enchaîne deux prises de vue successives. La première avec l'obturateur ouvert
durant le temps demandé par l'opérateur, le seconde avec l'obturateur fermé, de
même durée. La seconde image est soustraite à la première et le résultat est
sauvegardé dans la carte CompactFlash. C'est la technique traditionnelle
utilisée en astronomie pour retirer le signal thermique. Mais généralement
l'opération est faite a posteriori pour éviter de doubler le temps
d'observation. Le MODE 2 est très peu pratique en observation
astronomique, où le temps est toujours compté. Mais en plus, les ingénieurs de
Nikon, non content de retirer le signal d'obscurité par soustraction, en rajoute
une couche en prenant l'initiative de réaliser automatiquement le
calamiteux filtrage médian du MODE 1.
The reduction of noise option is ON. In this case the DSLR take
two successive frames. The first with the shutter open during the time requested
by the operator. The second with the shutter closed, of the same duration. The
second image is subtracted from the first and the result is stored in the
CompactFlash card. It is the traditional technique used in astronomy for remove
the thermal signal. But generally the operation is made a posteriori to avoid
doubling the observation time. MODE 2 is far from practical for astronomical
observation, where time is always counted. But moreover, Nikon engineers adds an
operation: the median filter is also applied AFTER the dark frame exposure!
MODE 3
Ce
mode permet d'utiliser toutes les capacités du D70 en terme de résolution
pour l'astronomie longue pose. Pour cela l'option de réduction du bruit est
mise sur ON. On lance ensuite la prise de vue, mais au lieu d'aller jusqu'au
bout, l'alimentation du D70 doit être coupée quelques fractions de secondes ou
quelques secondes après le démarrage de la phase d'acquisition de la pose
d'obscurité, c'est-à-dire une fois que l'obturateur est fermé. A ce stade,
le D70 a déjà stocké dans une mémoire tampon l'image faite sur le ciel.
L'important est que l'appareil soit arrêté avant la fin de l'acquisition
automatique en obscurité. Il n'y a aucun risque d'endommager quoi que ce soit.
Que ce passe-t-il lorsque l'on coupe l'alimentation en agissant sur
l'interrupteur ON/OFF ? Le logiciel du D70 sauve automatiquement l'image
actuellement en mémoire tampon sur la carte CompactFlash. C'est une mesure de
sécurité prévue semble-t-il prévue par les ingénieurs de Nikon au cas où
l'utilisateur coupe l'alimentation accidentellement. De fait, l'appareil
sauvegarde une image absolument brute, au sens fort du terme, sans réaliser le
moindre traitement dessus. Cette image RAW est tout à fait semblable à une
vraie image CCD, qu'il va être possible de traiter en profondeur et qui
présente des qualités autrement supérieures à celles venant des modes 1 et 2.
Dans le cadre d'une utilisation automatiquement une petite électronique et un
mécanisme agissant sur le bouton marche/arrêt sont nécessaires. On peut
aussi songer câbler en parallèles au bouton de déclenchement de pose et au
bouton marche/arrêt des fils que l'on tire à l'extérieur du boîtier et que l'on
pilote avec une électronique adéquate. Cette électronique peut palier l'absence
très regrettable de télécommande fillaire et d'intervalomètre pour le D70.
Malheureusement l'accès à la zone du bouton marche/arrêt s'avère
particulièrement ardue...
This mode
preserve the CCD full resolution for astronomical long exposure applications.
The first part is identical to the MODE 2 (noise removal procedure is
ON), but for going until the
end, it is necessary to turning off the power switch some fraction seconds or some few seconds after the first acquisition
phase, i.e. once that the shutter is closed and that the D70 carrying out the dark frame. There is no risk to
damage anything. The firmware of D70 automatically saves the image stored in the
buffer memory on the CompactFlash card. It is a safety measure if the user cuts
off the power supply without taking guard there. Now, the D70 save an absolutely
true raw image. This RAW image is equivalent to a true CCD image, which it will
be possible to process in-depth. Within the framework of a use automatically, a
small electronics and a servomechanism which acts as switch at the level of the
concentric on/off button can be developed. It is also probably possible to use a
wired solution but it is necessary to open the camera (see web site in reference
at the end of this page - the operation seen to be complex...).
Pour ce qui concerne le Canon 10D ou 300D, la situation est
bien plus simple. Le RAW est bien une image brute traduisant fidèlement
l'information provenant du capteur CMOS. Tout est donc sain et
facile.
Concerning the Canon 10D or
300D, the situation is much simpler. The RAW is well a rough image, translating
information accurately coming from sensor CMOS. All is thus
easy.
Voici des extraits d'images qui illustrent les propos
ci-dessus. Elles ont été acquises en milieu urbain. Le D70 est équipé du
téléobjectif AF NIKKOR 180 mm f/2.8, utilisé à pleine ouverture. La sensibilité
est réglée sur ISO 800. Le temps de pose est de 30 secondes (pas plus à cause de
l'absence de télécommande lors du test, ce qui empêche l'usage raisonnable de la
pose B). La température est de 8°C. Le format original est le RAW. Le résultat
est cependant présenté en couleurs après détramage de la matrice de Bayer en
utilisant le logiciel Iris (interpolation linéaire simple). Le fond de ciel est
rendu d'un gris neutre en ajoutant ou en soustrayant les constantes adéquates
aux couches de couleurs (commande BLACK sous Iris). Les couches rouge, verte et
bleu sont ensuite multipliées par les coefficients respectifs 1.93, 1.00 et
1.80, qui équilibrent la balance du blanc pour une étoile de type solaire
(étalonnage sur la surface lunaire). L'étoile Arcturus (Alpha Boo) se trouve au
centre du champ. L'observation a été réalisée le 8 mai 2004.
Here some part of images which illustrate the
remarks above. They were acquired in urban environment. The D70 is equipped with
an AF NIKKOR 180 mm f/2.8, used at full aperture. Sensitivity is ISO 800. The
exposure time is 30 seconds (because of the absence of remote control during the
test, which prevents the reasonable use the bulb mode). The ambiant temperature
is 8°C. The result is however presented in colors after decoding the
Bayer matrix of the RAW by using the Iris software (simple linear
interpolation for this test, a good choice for deep-sky). The sky background is
returned to a neutral gray by adding adequate constants to the color layers
(BLACK command under Iris). The layers red, green and blue are then multiplied
by the respective coefficients 1.93, 1.00 and 1.80 for the white balance
(calibration on lunar surface i.e. a solar like source). The star Arcturus
(Alpha Boo) is in the center of the field. The observation was carried out on
May 8, 2004.
Image D70 - MODE
1
D70 image - MODE 1 -
Arcturus field - 30 seconds exposure - Nikkor 180 mm f/2.8
lens.
Aucun point chaud n'est visible, et pour cause, le logiciel
interne du D70 les retires automatiquement. Remarquez l'aspect peut naturel des
étoiles faibles, un peu baveuse et avec des artifacts.
No hot pixels are visible, ok, but notice the little
slobbery stars and the artifacts (see below).
Image D70 - MODE
2
D70 image - MODE 2 -
Arcturus field - 30 seconds exposure
Toujours pas de points chauds. En plus, deux
procédures successives de nettoyage sont appliqués sur le format "RAW"
(abus de langage !).
Here, two
successive cleaning procedure are applied to the format " RAW " (an abuse
language!).
Image D70 - MODE
3
D70 image - MODE 3 -
Arcturus field - 30 seconds exposure
Les étoiles retrouvent enfin du piqué
(rappelez-vous, pour obtenir une image RAW non filtrée il faut couper
l'alimentation durant la pose d'obscurité). Remarquer que les plus faibles
étoiles ressortent bien mieux. Les aigrettes de l'étoile Arcturus sont bien plus
fines. Quelques points chauds sont bien sur visibles, mais en nombre finalement
assez limité. Clairement, le filtrage interne peut être éliminé en faisant des
exposition avec le mode de réduction de bruit activé et en arrêtant l'appareil
alors qu'il réalise sont image de noir interne.
Now, notice
the sharpness of the stars (remenber, the unfiltered RAW image is
saved by turning off the power during the automatic dark frame capture). The
faintest stars are more visible. The diffraction spikes of Arcturus are much
finers. Some hot spots are visible, but in a limited number
finally. Clearly, the median cut filter can be by-passed by making
exposures with noise reduction on and switching the camera off when it is making
it's internal dark frame.
Image D70 - MODE 3 - Image
réalisée dans l'obscurité totale
D70 image - MODE 3 - Dark frame
Les points chauds du signal thermique sont bien
là. Une bonne nouvelle, leur nombre et leur intensité, font que nous avons ici
une des meilleure performance que j'ai observé sur un capteur CCD (le
niveau du signal thermique est significativement plus bas que celui
rencontré sur des CCD à technologie MPP, comme les Kodak de la série
KAF, pourtant déjà excellent sur ce plan). On enrage d'autant plus auprès
des ingénieurs de Nikon d'avoir cherché à supprimer par tous les moyens ces
points chauds dans les modes officiels 1 et 2.
A good news, the number of hot pixel and their intensity, make
that we have here one of the best performance than I observed on a CCD sensor
(the level of the thermal signal is significantly lower than that see with MPP
technology, like the Kodak CCD series KAF, however already excellent from this
point of view)..
Image D70 - MODE 3 - Image du
champ d'Arcturus après retrait de la carte du signal thermique à
posteriori
D70 image - MODE 3
- The Arcturus star field after thermal signal removal (during
preprocessing)
La soustraction a été réalisée dans le format
RAW sous Iris (soustraction des matrices de Bayer de pixels à pixels).
Après cette soustraction du signal thermique l'image est convertie en couleur.
Elle est propre et détaillée !
The
subtraction was carried out in RAW format under Iris (subtraction of Bayer
matrix). After the image is converted into color. The result is clean and
detailed!
Pour mieux apprécier les dégâts causés par
l'algorithme automatique de suppression du "bruit" implanté par Nikon, voici
quelques agrandissement et comparaison (agrandissement d'un facteur 4 par simple
duplication de pixels) :
For better
appreciating the damage caused by the automatic suppression "noise" algorithm
established by Nikon, here some enlarging and comparison (scaling of a factor 4
by simple duplication of pixels):
Left MODE 1 acquisition method - Right MODE 3 acquisition method
A gauche l'image acquise dans le MODE 1, à droite
l'image acquise dans le MODE 3. Les images d'étoiles délivrées par le Nikkor de
180 mm sont très fines. Clairement, l'algorithme interne à allègrement confondu
les points chauds et les étoiles. Les étoiles faibles ont pratiquement
disparues (perte de détectivité), les plus brillantes sont distordues
(perte de résolution) et des fausses couleurs apparaissent (perte de la
photométrie). C'est très caractéristique du "travail" fait par un filtrage
médian. Il est clair que les gens de Nikon n'aiment pas les astronomes
!
On left, MODE 1 acquisition, on
the right, MODE 3 acquisition. The star images delivered by Nikkor 180 mm are
very fine. Clearly, the algorithm confused the hot pixels and stars. The weak
stars practically disappeared (loss of detectivity), most brilliant are
distorted (loss of resolution) and false colors appear (loss of photometry). It
is very characteristic of the " work " made by a median filtering. It is clear
that people of Nikon do not love the astronomers!
Left MODE 2 acquisition method - Right MODE 3 acquisition method
A gauche l'image acquise dans le mode 2, à droite l'image
acquise dans le mode 3. Le statut est strictement le même. Ce mode de
suppression du bruit du D70 n'apporte rien s'il est utilisé tel
quel.
Mode 2 (left) and mode 3 (right) comparison. The
situation is strictly the same one...
L'examen direct des images RAW du Nikon D70 (matrice de
Bayer, ou CFA pour Color Filter Array) montre bien l'action néfaste du
traitement Nikon sur nos chères étoiles :
The direct examination of RAW Nikon D70 images (Bayer matrix, or
CFA image for Color Filter Array) shows well the harmful action of the Nikon
processing on our dear stars:
Nikon D70 - Left MODE 1 Bayer image - Right MODE 3 Bayer image
A gauche, agrandissement de l'image CFA acquise
en MODE 1. Le filtre efface des étoiles et entame l'aspect des plus brillantes.
A droite, l'image CFA en MODE 3.
Left, enlarging of the CFA image acquired in MODE 1. The filter erases
stars and affect the aspect of most brilliant. On right-hand side, CFA in
MODE 3.
Voici à présent le même champ observé avec le boîtier
EOS 10D équipé de l'objectif Canon EF 200 mm f/2.8 L. Les autres paramètres
sont identiques à ceux du Nikon D70 à part les coefficients de la balance des
blancs qui pour les couches rouge, vert et bleu sont respectivement égaux à
1.96, 1.00 et 1.23.
Now the same
field observed with the Canon EOS 10D equipped with the Canon EF 200 mm f/2.8
L.The other parameters are identical to those of Nikon D70, except the white
balance coefficients. For the layers red, green and blue the coefficients are
respectively equal to 1.96, 1.00 and 1.23.
Image Canon
10D
Canon 10D image -
Arcturus field - 30 seconds exposure - Canon 200 mm f/2.8
tele.
Ci-dessus une pose brute de 30 secondes. Above a 30 seconds a raw exposure.
Image 10D - Image réalisée dans l'obscurité totale - dark frame
Pose de 30 secondes dans l'obscurité. Il n'y a pratiquement
aucune trace de signal thermique (ce rappeler que la température était de 8°C au
moment de l'observation).
30 seconds
exposure in the darkness. There is practically no trace of thermal signal
(recall that the temperature was 8°C at the time of the
observation).
Image 10D - Image du champ
d'Arcturus après retrait de la carte du signal thermique à
posteriori
The Arcturus star
field after thermal signal removal (during preprocessing)
L'image du champ d'Arcturus après soustraction du signal
d'obscurité.
The image of the
Arcturus field after subtraction of a reference dark signal
frame..
Comparaison d'un détail du champ entre le Canon 10D et le
Nikon D70 utilisé dans le mode 3 (l'échelle de l'image du 10D est augmentée d'un
facteur 3,6 et non pas 4 pour tenir compte de la différence de focale des deux
optiques - mais pas de la petite différence de taille des
pixels).
Comparison of a small part
of the field between Canon 10D and Nikon D70 used in mode 3 (the scale of the
image of the 10D is increased by a factor 3,6 and not 4 to take account of the
difference in focal distance of two optics - but not of the small difference in
pixel size).
Left Canon 10D image - Right Nikon D70 MODE 3 image
La détectivité est légèrement meilleure sur le 10D que sur
le D70 mais cela s'explique par le fait que le premier collecte 20 % de flux que
le second compte tenu de l'optique utilisée. L'objectif Nikon affiche un
défaut de chromatisme supérieur à celui du Canon (présence d'un halo bleu
autour des étoiles). L'objectif Canon comporte des verres spéciaux qui corrigent
fort bien cette aberration optique. Malgré cela, l'image du Nikon est plus
piquée, plus homogène sur le champ, exempte de défaut d'excentrement
et agréable à focaliser. En regard, malgré deux objectifs testés, le 200 mm
de Canon présente un défaut d'alignement difficilement admissible compte tenu du
prix de cette optique (présence de coma d'excentrement en bord d'image). Il faut
ajouter que le filtre antialiasing placé en avant du capteur, produisant un flou
volontaire, a une action plus modérée sur le Nikon que sur le Canon, ce
qui contribue encore au sentiment d'image fouillée que délivre le D70. Un bon
point sur ce plan à Nikon, même si des effets pervers peuvent en résultés (les
étoiles de couleur verte dans l'image - mais qui disparaissent si on composite
plusieurs poses par effet de moyenne).
The detectivity is slightly better on the 10D than on D70 but
the first collects 20 % more flux that the second . The Nikon lens displays a
colour defect higher than that of the Canon (presence of a blue halation around
stars). The Canon objective use special glasses which correct this aberration
extremely well. In spite of that, the image of Nikon is pricked, free from
important field. It should be added that the antialiasing filter placed in front
of the sensor, producing a voluntary blur, has an action more moderated on Nikon
than on the Canon, which still contributes to the sharpness of
D70.
La séquence d'images ci-après montre le champ de la
nébuleuse planétaire Messier 57. Dans les trois cas on a additionné 4 images
posées chacune 30 secondes. La faiblesse du MODE 1 d'acquisition est
criante pour le D70 lorsque les images stellaire sont à la base très
fines.
A sequence on M57 nebula
(4x30 seconds exposure). The dramatic status of the D70 MODE 1 is very evident
in the situation of point like stellar image.
NIKON D70 - MODE 1 |
NIKON D70 - MODE 3 |
CANON 10D |
Dans le test ci-après, qui montre toujours le
champ de M57, l'image du Canon 10D a été ramené à la même échelle que
celle du D70 (acquise en MODE 3). Il y a toujours 4 images de 30 secondes
additionnées dans le cas du 10D, mais ce nombre est porté à 7 images pour le D70
afin de compenser la perte de rapport signal sur bruit occasionnée par
la plus petite taille de l'objectif qui l'équipe. Les images ont été
transformées en noir et blanc (simple addition des couches RVB) et affichées en
négatif. La détectivité du 10D apparaît très légèrement supérieure à celle
du D70, mais l'écart n'est pas vraiment significatif.
Detectivity comparison: Left, negative view of the 10D image
(stack of 4x30 seconds exposures), right, negative view of the D70 image - MODE
3 (stack of 7x30 seconds exposures - for compensate difference of
optic).
3. SIGNAL THERMIQUE / THERMAL
SIGNAL
Les images suivantes montrent
l'aspect du signal thermique pour les deux boîtiers testés. Pose de 300 secondes
dans l'obscurité totale avec une température de 22°C et à ISO 400 (MODE 3 pour
l'image D70).
Left, Canon 10D
300-seconds exposures dark frame at 22°C. Right, Nikon D70 300-seconds
exposures dark frame at 22°C.
A gauche, le signal thermique du 10D, à droite,
le signal thermique du D70. Les seuils de visualisation sont identiques dans les
deux cas (200 et -50 avec un niveau moyen amené à zéro). Le capteur du D70
montre un phénomène d'électroluminescence provoqué par les circuits de
sortie du CCD. Le point le plus intense de ce halo est de 190 ADU pour une pose
de 300 secondes. On observe un phénomène semblable sur le capteur CMOS du 10D,
mais nettement moins intense (12 ADU en 300 secondes). Le taux de signal
thermique caractéristiques des pixels les plus chaud du D70 et de 8 ADU/s à
22°C. Le même taux pour le 10D est de 0,5 ADU/s (2 pixels seulement ont un
taux de 6 ADU/s dans l'appareil testé).
On left, the thermal signal of the 10D, on the right, the
thermal signal of D70. The thresholds of visualization are identical in both
cases (200 and -50 with an average level brought to zero). The D70 shows a
phenomenon of electroluminescence caused by the output circuits of the CCD. The
most intense point of this glow is of 190 ADU for a 300 seconds exposure. One
observes a similar phenomenon on 10D CMOS, but definitely less intense (12 ADU
in 300 seconds). The rate of the thermal signal characteristic of the hottest
pixels of D70 is 8 ADU/second at 22°C. The same rate for the 10D is 0,5
ADU/second (2 pixels only have a rate of 6 ADU/s in the model
tested).
Détail du signal d'obscurité du Nikon D70 (portion d'image
RAW agrandie 5 fois - pose de 300 secondes à 22°C et ISO 400) :
Detail of a dark signal for the Nikon D70 (crop of a
RAW image scaled 5 time - 300 seconds exposure at 22°C and ISO
400):
De gauche à droite, MODE 1 (NIKON réalise un filtre du type
median pour supprimer les pixels chauds avant de sauvegarder l'image dans le
tampon mémoire sous la forme d'un fichier NEF), MODE 2 (noter que les valeurs
négatives sont mise à zéro et donc perdues), MODE 3 (les pixels chauds sont bien
visible : la coupure de l'alimentation de l'appareil durant la pose d'obscurité
produit une sauvegarde automatique de l'image en mémoire sans que le filtre
médian soit appliqué), et le résultat de la soustraction de deux images
successives acquises en MODE 3.
From left to right, MODE
1 (NIKON is doing a weak median filter for suppress hotpixels before writing the
resulting buffer to a NEF file), MODE 2 (notice, the negative values are
zero-clipped and lost), MODE 3 (hotpixels are now visible: power cutoff during
dark frame exposure will cause the buffer to be flushed without the median
filter applied), and the result of the subtraction of two successive MODE 3
images.
Histogramme cumulé inverse du signal thermique
(d'après des images RAW). Pose de 120 secondes dans le noir à ISO 400 et 21°C.
Noter que l'échelle verticale est logarithmique. Voici comment lire ce
graphique. Par exemple, dans l'image Canon 10D il y a 20 pixels chauds qui
ont une intensité supérieure à 1000 pas codeurs. Pour la même pose, dans
le cas du Nikon D70 il y a 200 pixels qui ont une intensité supérieure à
1000 pas codeurs (mode 3). Avant correction, le signal d'obscurité du D70 est
typiquement 10 fois supérieur à celui du 10D. Dans les deux cas plusieurs
populations de pixels chauds sont identifiés.
Inverse cumulated histogram of the thermal signal (from RAW
data). Exposure of 120 seconds in the darkness with ISO 400 and 21°C. Note that
the vertical scale is logarithmic. Here how to read this graph. For example, in
the Canon 10D image there are 20 hot pixels which have an intensity higher than
1000 steps coders. For the same exposure, in the case of Nikon D70 there are 200
pixels which have an intensity higher than 1000 steps coders (mode 3). Before
correction, the dark signal of the D70 is typically 10 times superior with that
of the 10D. In both cases several family hot pixels are
identified.
4. FLAT-FIELD
Image flat-field (champ plat) réalisé avec le Canon
10D sur un écran blanc à la longueur d'onde de 500 nm (filtre interférentiel de
20 nm de bande passante) et à f/22. Les taches sombre sont des poussières
déposées sur le filtre situé en avant du capteur (ce n'est pas un problème,
elles disparaissent après un bon nettoyage).
Flat-field image (flat field) realized with Canon 10D on a white screen
at the wavelength of 500 nm (interference filter of 20 nm pass-band) and at
f/22. The dark spots are the dust deposited on the filter located in front of
the sensor (it is not a problem, they disappear after a good
cleaning).
Le même écran photographié avec le NIKON D70,
toujours à la longueur d'onde de 500 nm et à f/22. Un défaut de bord est visible
(peut être lié aux limite du coating du filtre placé en avant du CCD ou au CCD
lui-même).
The same screen
observed with the Nikon D70, always at the wavelength of 500 nm and at f/22. An
edge defect is visible (can be related to the limit of the filter coating placed
in front of the CCD or to the CCD itself).
L'effet de bord sur le D70 est imperceptible
lorsqu'on visualise la couche verte uniquement sans le filtre
interférentiel.
The edge
effect on D70 is unperceivable when the green layer is displayed only without
the interference filter.
5. OFFSET
Canon 10D
offset
A gauche, la moyenne de
10 exposition brève dans l'obscurité. Le bruit RMS de la moyenne est de
2,06 pas codeur. Une faible structure fixe verticale est visible (les
seuils de visualisation sont pris entre 50 et 0 ADU). A droite, le résultat de
la soustraction de deux offsets successifs (chacun est la moyenne de 10
poses individuelles). La structure a disparu.
Left, mean of 10 short exposure frame from the Canon 10D
(crop). The RMS noise of the mean is of 2.06 ADU. A faint vertical fixed pattern
is visible (threshold limits are 50 and 0 ADU). Right, the subtraction of
the two successive offsets (each is the mean of 10 individual frame). The
pattern is disappear
Nikon
D70 offset
A gauche, la
moyenne de 10 exposition brève dans l'obscurité. Le bruit RMS de la moyenne est
de 1,57 pas codeur. Une très faible structure fixe horizontale est visible. A
droite, le résultat de la soustraction de deux offsets successifs (chacun
est la moyenne de 10 poses individuelles). Le résultat est très
propre.
Left, mean of 10
short exposure frame from the Nikon D70 (crop). The RMS noise of the mean
is of 1.57 ADU. A very faint horizontal fixed pattern is visible
(threshold limits are 50 and 0). Right, the result of the subtraction of the two
successive offsets (each is the mean of 10 individual frame). The result if
very clean.
6. CODAGE NUMERIQUE /
NUMERICAL CODING
Ci-dessous,
l'histogramme de la distribution de l'intensité des pixels dans une vue
domestique en utilisant uniquement les pixels verts de l'image de
la matrice de Bayer (fonction cfa2green2 de Iris). Certains codes semblent
absent dans l'image provenant du D70.
Below, the histogram
of the intensity distribution issued from a domestic frame by using only the
green pixels of the Bayer matrix image (cfa2green2 procedure
of Iris). Some codes seem absent in the image coming from
D70.
Détails de l'histogramme de l'image
du Nikon D70 :
Details of the D70
histogram:
Le Nikon D70 semble utiliser un
algorithme de compression avec perte d'informations au travers d'une table de
transcodage. Le codage des pixels passe de 12 bits à 9,5 bits environ lors de
cette opération. Il est possible que les codes manquant dans l'image RAW soient
le résultat de la décompression, ce qui créée un phénomène de postérisation. Une
fois l'image RAW traitée (compositage de plusieurs clichés, registration, ...)
et convertie en couleurs, le phénomène disparaît pratiquement totalement et
l'aspect visuel de l'image est préservé. Voir aussi cet article. Cette
interprétation de l'aspect de l'histogramme reste à
confirmer.
Nikon D70 seems to
use a lossy compression algorithm through a transcoding table for the NEF files.
The result is an average coding of about 9.5-bit per data point, and not the
original 12-bit. It is possible that the codes missing ("gaps") in image RAW
is the result of the decompression process (9 to12 bits coding), which created a
phenomenon of posterization. Once image RAW processed (registration, stacking,
...) and converted into colors, the phenomenon practically disappears and the
visual aspect of the image is preserved. See also this article. This
interpretation of the aspect of the histogram remains to be
confirmed.
7. SENSIBILITE EN
Ha / Ha
SENSITIVITY
La sensibilité dans le rouge, et tout particulièrement au
voisinage de la raie Ha, est un des problèmes douloureux avec les reflex
numériques actuel. Le filtre anti-infrarouge installé devant le détecteur coupe
en effet le rouge bien trop tôt. Ce filtre ne laisse passer qu'une portion
congrue de la lumière des nébuleuses, quelques pourcent tout au plus, alors que
le capteur est potentiellement très sensible à cet endroit. Le Nikon D70 est
très attendu sur ce point. Le résultat semble montrer que le D70 n'est pas
meilleur que son concurrent 10D/300D en ce qui concerne la sensibilité dans le
rouge. Dommage !
The red
sensitivity, and particularly in the vicinity of the Ha line, is one of the painful problems with the current DSLR
cameras. The anti-IR filter installed in front of the detector cuts the red
really too early. This filter let pass only a fraction of the light of nebulas,
a few percent at most, whereas the sensor is potentially very sensitive for this
wavelength. Nikon D70 is very expected on this point. The result seems to show
that D70 is not better than its competitor 10D/300D in regard to the sensitivity
in the red.
Les portions d'images ci-dessus montrent la région de
l'étoile Gamma Cyg, entourée de nébuleuses à émission. Ce test de sensibilité
dans le rouge a été réalisée dans des conditions difficiles (en ville) et avec
des poses élémentaires de durées trop courtes (30 secondes). On a additionné 10
images de 30 secondes pour atteindre un temps de pose cumulé de 300 secondes. A
gauche le résultat obtenu avec le Canon 10D, à droite le résultat obtenu avec
Nikon D70. Les pixels ont été agglomérés avec un facteur 4 suivant les
deux axes (binning numérique en utilisant la commande BINXY de Iris).
Difficile de dire qui a l'avantage. Le résultat est médiocre dans les deux cas
compte tenu de la sensibilité potentielle dans le rouge du détecteur qui équipe
ces deux appareils photo.
Ha sensitivity -
Left the Canon 10D, right the Nikon D70. 10x30 seconds exposure and sub-urban
condition
Nearly the same result... not very good!
8. SENSIBILITE EN INFRAROUGE /
INFRARED SENSITIVITY
En forçant sur le temps de pose, on peut s'apercevoir que
les appareils photographiques digitaux peuvent être sensibles dans le proche
infrarouge. Comment se comportent le D70 et le 10D dans ce
domaine.
IR sensitivity of the Nikon
D70 and Canon 10D is demonstrated by the use of a RG9 filter.
Voici un paysage photographié avec le Nikon D70 équipé de
son téléobjectif de 180 mm. Les paramètres de prise de vue sont ISO 800,
l'objectif diaphramé à f/13 et un temps de pose de 1/500 de
seconde.
An everyday picture with
the D70 + 180 mm at f/13, ISO 800, 1/500:
La même scène est photographiée en plaçant un
filtre RG9 devant l'objectif (coupure vers 750 nm). Toujours à f/13 le temps de
pose est à présent de 1/2 seconde. L'image infrarouge a été transformée en noir
et blanc.
RG9 filer is now added
(cut off near 750 nm). 180 mm at f/13, ISO 800, 1/2 s:
Dans l'image couleur de départ, la couche rouge a été
remplacée par l'image infrarouge ci-dessus. Cela donne une scène qui ressemble
bien à ce que nous verrions si nos yeux étaient sensibles dans le proche
infrarouge : la chlorophylle réfléchit bien plus fortement la lumière solaire
dans l'infrarouge. La végétation se teinte alors d'un beau rouge
!
The red layer is replaced by the
IR image (Iris is used for register the color layers):
La même expérience a été réalisée avec le Canon 10D,
toujours à f/13 avec l'objectif de 200 mm et à ISO800. La nuance importante est
que, pour obtenir la même densité dans l'image IR (voir cliché ci-dessous), il a
été nécessaire de poser 8 secondes, au lieu de 0,5 seconde pour le D70. Le
filtre anti-IR du D70 bloque donc sensiblement moins le rayonnement infrarouge,
mais on ne s'en plaindra pas !
Same,
but with the Canon 10D. 200 mm at f/13, ISO 800, exposure 8 seconds (remember,
for the D70 the exposure time is only 0.5 second!):
9. REPONSE SPECTRALE /
SPECTRAL RESPONSE
Les réponses spectrales relatives des
trois couches RGB ont été évaluée sur des spectres du Soleil en utilisant le
spectrographe LORIS. Le calcul prend en compte la distribution spectrale du
spectre solaire et l'efficacité spectrale de LORIS. Les spectres ont été lissés
avec des fonctions Splines pour elliminer les raies spectrales de Fraunhofer.
Les images couleurs sont issues d'une interpolation linéaire simple des images
CFA, ce qui minimise les artéfacts et les biais photométriques (on a utilisé
le logiciel Iris pour cela).
The relative spectral response of the three RGB layers were evaluated
by using the spectrograph LORIS with Sun observation. The calculation takes into
account the spectral distribution of the solar light and the spectral efficiency
of LORIS. The spectra were smoothed with Splines functions to eliminate the
Fraunhofer spectral lines. The color images result from a simple linear
interpolation of the CFA images which minimizes the photometric artifacts and
the photometric errors (Iris software was used for that).
Le graphique suivant montre la réponse
spectrale comparée du D70 et du 10D. Les courbes sont normalisée à leur pic de
réponse. La réponse du canal vert est très proche pour les deux appareils. On
note en revanche par rapport au D10 que la sensibilité dans le bleu du D70 est
déportée vers les courtes longueurs d'onde, que la bande passante est plus
étroite et que le rendement est plus faible dans cette bande. Les canaux rouges
des deux appareils sont similaires, à ceci près que la réponse relative du D70
est 10% inférieure à celle du 10D au niveau de la raie Ha de l'hydrogène, mais
que le D70 a aussi une réponse plus étendue dans le rouge profond (ceci confirme
les mesures en infrarouge du paragraphe précédent).
The following graph shows the spectral response of the
D70 and of the 10D. The curves are normalized to their peak response. The
response of the green channel is very close for the two digital cameras. The D70
blue response is shifted toward the short wavelengths compared to the 10D. The
blue curve of the D70 is also narrower and a global lack of sensitivity is noticed. The red channels of the two DSLR
are very similar.
A la longueur d'onde de 500 nm, isolée
avec l'aide d'un filtre interférentiel de 20 nm de largeur de bande, il s'avère
que le Nikon D70 produit 0.848 fois moins de signal que le 10D dans le canal
vert pour une même sensibilité ISO et en corrigeant les effets instrumentaux
(taille des pixels, type des objectifs). Partant de cette mesure, les courbes
ci-après montre les réponses spectrale des deux appareils pour une même
sensibilité ISO. Attention, cela ne signifie pas que le D70 est 0.848 moins
sensible que le 10D car pour cela il faut aussi prendre en compte
le bruit dans l'image.
At the 500nm wavelength, isolated by an interferential filter of 20nm
range, it appears that the Nikon D70 produces 0.848 times less signal than the
Canon 10D in the green channel for a same ISO sensitivity. This being computed
by correcting the instrumental effect (pixel size effect, lens type). The above
curves show the spectral response of the two cameras for the same ISO
sensitivity. Be careful, this does not mean that the D70 is 0.848 times less
sensitive than the 10D, because they are not here compared at the same signal to
noise ratio.
On a porté sur le graphe suivant la
position de raies spectrales remarquables. La couleur bleu-vert des nébuleuses
planétaires (raies OIII) est bien restituée, mais le défaut de sensibilité dans
le rouge est criant (raie Ha).
On the
graph below, remarquable lines are indicated. The blue-green color of the
planetary nebulae (OIII line) is well restituted, but the lack of sensitivity in
the red is damageable ( Ha
line).
Le graphe suivant est la somme des
réponses des canaux rouge, vert et bleu. C'est la réponse panchromatique lorsque
l'on calcule une image noir et blanc à partir d'un image couleur en
utilisant la fonction de conversion "48 bits vers 16 bits" de
Iris.
The graph below shows
the sum of the response curve of the channels red, blue and green. This is the
pan-chromatic response when a white and dark image is computed from a color
image by using the conversion function "48 bits to 16 bits" of
Iris.
La spectre d'émission est celui de la
nébuleuse Messier 8. Il s'agit d'un spectre soigneusement calibré et l'intensité
relative des raies y est respectée (cliquer ici pour
des détails). La raie rouge de l'hydrogène est dominante.
The emission spectrum is the one from the
Messier 8 nebulae (click here for details of this observation). This is a carefully calibrated
spectrum and the relative intensity is conserved. The red line of the hydrogen
is predominant.
Ci-dessous, le spectre de Messier 8
multiplié par les réponses du Nikon D70 et du Canon 10D. La raie dominante est
celle de l'oxygène interdite [0III] à 500.7 nm. Dans les deux cas, la nébuleuse
perd sa couleur rouge de manière quasi identique (le D70 restitue le rouge des
nébuleuse très légèrement mieux que le 10D).
Below, the M8 spectrum is multiplied by the response of
the Nikon D70 and the Canon 10D. The dominant line is the forbidden
oxygen [0III] at 500.7 nm. In the two cases, the nebulae lose its red
color on a very similar way. (The D70 will reproduce it a little bit better than
the Canon 10D).
Vous pouvez télécharger ici les réponses
spectrales calculées pour vos propres simulations (fichiers ASCII)
:
You can dowload here the
spectral response computed, for your own simulation (ASCII
file):
Canon channel
R
Canon
channel G
Canon channel
B
Canon
panchromatique
Nikon channel
R
Nikon
channel G
Nikon channel
B
Nikon
panchromatic
Cliquer ici pour aller sur une page expliquant comment retirer le
filtre anti-IR du Nikon D70
Click here:
A procedure for remove the IR-cut filter of the Nikon D70
Sur cette même page quelques résultats sur le ciel avec le D70 en utilisant un filtre anti-IR plus complaisant vis à vis de la raie Ha. On this page some deep sky images taken with a new IR cutoff filter.
10. QUELQUES INFORMATIONS UTILES / SOME USEFUL INFORMATIONS
Le tableau suivant donne les valeurs de quelques paramètres
mesurés sur les deux boitiers (ADU = Analog Digital Unit, e- = electron) :
The following table gives the value of some measured
parameters (ADU = Analog Digital Unit, e- =
electron):
|
NIKON D70 |
CANON 10D |
Gain at ISO 400 |
2.98 e-/ADU |
2.41 e-/ADU |
RMS noise at ISO 400 |
19 e- |
15 e- |
Peak dark current at 22°C (typical) |
8 ADU/sec/pixel |
0.5 ADU/sec/pixel |
Offset level (observed electronic bias) |
MODE 1: 0 ADU (clipped to zero) |
129 ADU |
Dynamic |
12-bit (4095 ADU) |
12-bit (4095 ADU) |
Detector |
CCD (Sony ICX413AQ) |
CMOS (proprietary) |
White balance (solar type light and linear de-bayer function under Iris software) |
R = 1.93 |
R = 1.96 |
Note : le défaut de sensibilité du D70 mis en évidence au
paragraphe précédent se manifeste ici par un coefficient de correction pour ce
canal plus élevée que das le cas du 10D.
The sensitivity defect of the D70 in the blue channel is put in
evidence here through a compensation parameter value for the correction of
the blue channel higher than for the Canon 10D.
Ci-dessous, une session de test du D70 (à
gauche) et du 10D (à droite). Le D70 est commandé par le port infrarouge d'un
PDA Sony Clié (Palm OS). Plus simplement, l'intervalomètre TC-80N3 est utilisé
pour le 10D.
Below,
a test session of the D70 (left) and of the 10D (right). The D70 is
remotely controlled by the infrared port of a Sony Clié PDA (Palm OS).
More simply, for the 10D the time remote controller TC-80N3 is
used.
Miscellaneous
A wired remote
control for the D70 : http://dp-now.com/archives/000689.html
Palm PDA infrared port remote of the D70 : http://www.natemc.com/nikontrigger.php
How to remove the IR cutoff filter of the D70 (1) : http://astrosurf.com/buil/d70/ircut.htm (size of the filter (mm) : 29.60 x 25.26
x 1.35
How to remove the IR cutoff filter of
the D70 (2) : http://www.lifepixel.com/IR.htm
How to remode the IR cutoff fiter of
the 300D (1 - Terry Levejoy description) : http://www.pbase.com/terrylovejoy/iraamod
How to remove the IR cutoff filter of the
300D (2) : http://s92176845.onlinehome.us/canon/canonDR.htm
How to remove
the IR cutoff filter of the 300D (3 - Gary Honis) : http://ghonis2.ho8.com/rebelmod.html
How to remove the IR cutoff filter of the
300D (french) : http://ti-tutu56440.nuxit.net/modifier_un_eos_300d.htm
How to remove the IR cutoff filter of the 10D (1) :
http://members.nextra.at/mschwarz/astronomie/Equipment/10D/10Dmodify.htm
How to remove the IR cutoff filter of the 10D (2 - Achim
Schaller) : http://www.startrails.de/html/mod.html
How to remove the IR cutoff filter of the 20D : http://www.lrgb.com/20d.html
How
to remove the IR cutoff filter of the 350D (Ashley Roeckelein) : http://astro.ai-software.com/articles/mod_350D/mod_350D.html
How to remove the IR cutoff filter of the 350D (Javier
Leina) : http://personales.ya.com/javier_laina/ARTICULOS/FILTRO/filtro350deng.html
How to remove the IR cutoff filter of the
5D/20D/D70/... (LifePixel) : http://www.lifepixel.com/IR.htm
Baader IR cut filter (replacement of the
300D/350D/20D filter) : http://www.baader-planetarium.de/zubehoer/mechadap/digi-t2.htm
Essentiel
électronique can remove for you the internal filter of EOS DSRL : http://www.essentielelectronique.com/english.php
External monitor (for improve the focus) :
http://www.lcdracks.com/monitors/vlcd4kit01.html
300 D sequencer : http://djoye.chez.tiscali.fr/shutter.html
EOS DSLR: cable for control long exposure: http://www.dslrfocus.com/help/eoscable.htm
A simple 300D remote shutter: http://www.peeters.com/300d.html
Sylvain Rondi page: http://www.astrosurf.com/rondi/instru/decl350d/
Automatic sequencer (QuickAPN) : http://perso.wanadoo.fr/michel.pujol/quickapn/quickapn22.htm
11. CONCLUSION
NIKON D70 |
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CANON 10D |
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