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Conceptos teóricos del guiado con PHDGuiding
PHDGuiding es uno de los programas más p0pulares para realizar el guiado de la montura en fotografía astronómica, es gratuito y automatiza muchos de los pasos iniciales para que podamos comenzar a guiar sin demasiadas complicaciones. Debido a esto y a que personalmente lo utilizo de forma habitual, me he interesado en obtener el máximo rendimiento del mismo y para ello hay que tener claros algunos de los parámetros que maneja el programa y que veremos a continuación.
La página principal de este programa es esta.
Min Motion Pixel
Uno de los conceptos más importantes dentro del programa es Min Motion Pixel que permite definir el número de píxeles o fracción (subpíxel) a partir del cual el programa de guiado considerará que hay que enviar un pulso de corrección (guiar).
Min. motion (pixels) en PHDGuiding
Digamos que se comporta como una tolerancia ajustable, que podemos variar para evitar que PHDGuiding envíe pulsos de guiado ante movimientos erráticos de una estrella producidos por la turbulencia atmosférica y solo cuando efectivamente se haya desplazado. Con valores inferiores al valor especificado (el valor del ruido debido al seeing) no podemos asegurar si la estrella se haya desplazado o no. Es posible que sea ruido o es posible que sea desplazamiento, pero no es adecuado tomar la decisión de guiar.
A partir de la versión 1.12 podemos variar el valor a tiempo real
Como vimos, cualquier programa de autoguiado permite detectar la posición del centroide de una estrella con una precisión mayor al píxel, ello nos permite establecer el valor de “Min Motion Pixel” como fracciones de un píxel (en la práctica no más allá de la centésima de píxel). En las siguientes líneas vamos a ver cómo podemos calcularlo.
Lo primero, necesitamos el valor de la resolución del telescopio principal (f=762mm) con la cámara de captura (Canon EOS400D -> píxel de 5,7um) y el telescopio de guiado (f=300mm) con la cámara de guiado (QHY5 -> píxel de 5,2 um). Según la fórmula que determina la resolución obtenemos lo siguiente:
Resolución telescopio Canon = 206,3 x 5,7 / 762 = 1,54 segundos de arco por píxel
Resolución guiado QHY5 = 206,3 x 5,2 / 300 = 3,58 segundos de arco por píxel
Para verlo más claro, veamos un ejemplo a modo figurativo (recuerda que el perfil de cualquier estrella se extiende mucho más allá de un único píxel).
Imagina que la estrella azul ocupa 1 píxel en la Canon. Lógicamente la misma estrella en la QHY5 quedará holgada, con espacio sobrante por todos los lados (no se aplica escala alguna, es un ejemplo):
Ejemplo píxeles en Canon y QHY5
Aunque el tamaño del píxel de la Canon es mayor que el de la QHY5, el tamaño de la estrella lo define la focal del telescopio usado (ya sabes, menor focal, imágenes más pequeñas) y la estrella no ocupa todo el espacio en la cámara de guiado.
Si aplicasemos un valor de 1 (píxel completo) a Min Motion pixel, estaríamos diciendo que mientras el centroide de la estrella no se salga del píxel de la cámara guía no realice ninguna corrección. Esto se traduce en que la estrella en la Canon se saldría del píxel y nos aparecerían los molestos trazos y errores notables en la imagen final. Fíjate que no es un problema en el guiado, lo está haciendo correctamente pero se basa en el valor que hemos establecido.
Para solucionarlo, podemos bajar el valor Min Motion Pixel y usarlo en modo “subpíxel” de manera que el programa pueda detectar movimiento dentro del propio píxel de la cámara guía. Si esto no fuera posible (un programa sin modo subpíxel o un guiado manual), para conseguir un guiado adecuado deberíamos usar telescopios guía con la misma focal (o mayor) que el telescopio principal.
Cálculo del valor de Min Motion Pixel
Para conseguir que el programa de guiado detecte variaciones leves de la estrella guía sin que se traduzcan en errores de imagen de la cámara principal, deberíamos conseguir la misma resolución que en la cámara Canon. Es más, en realidad lo mejor es siempre ir un poco más allá y detectar el movimiento de la estrella guía por debajo de esa resolución. Lo ideal es determinar el límite del seeing de cada momento de la noche para saber exactamente ese valor pero por lo general para empezar, un valor aceptable son 0,75 veces el valor de la resolución de la cámara principal, es decir:
1,54 x 0,75 = 1,15 segundos de arco por píxel
Por tanto, tenemos un píxel que cubre un área de 3,58 segundos de arco, pero necesitamos detectar movimientos en un área de 1,15 segundos de arco así que, ¿cual es el valor del subpíxel?
1,15 / 3,58 = 0,32 píxeles
Este es el valor de Min Motion Píxel y el que deberemos indicar al programa para realizar un guiado correcto, aunque no deja de ser un valor teórico. Deberíamos tener en cuenta el seeing o turbulencia de cada noche en concreto para poder determinarlo con exactitud. Ya sabemos que si la turbulencia es muy elevada, el movimiento aparente de la estrella puede confundir al programa de guiado y es muy probable que tengamos que aumentar un poco ese valor.
Donde:
(X0, Y0) es la coordenada del la esquina superior izquierda del área que cubre la estrella
P(i, j) representa el valor de la intensidad del píxel localizado en x = X0+i, y = Y0+j
w es el ancho en píxeles del área inspeccionada
h es el alto en píxeles del
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6 Comments to “La resolución en cámaras digitales y otros conceptos. PHDGuiding.”
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Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons.
Por fin encuentro algo sobre todos esos parametros del phdguiding! en español! pues todo lo que encuentro no entiendo NADA! me fue de mucha utilidad! muchas gracias!
Tienes pensado hacer algun articulo sobre todos los pasos a seguir para guiar con éste programa?
Porque no logro dilucidar para que sirve cada cosa, o cuales son las que tengo que variar si o si y cuales dejar por default.
Por otro lado: que programa puedo usar para graficar las vibraciones del telescopio? y con que puedo compararlo para ver si es aceptable para astrofotografia.
muchas gracias de nuevo! ojala hagas un articulo “how to guiar” :P
saludos!
Hola Facu, perdón por la demora en contestar. De momento puedo responderte a lo del artículo de guiado… lo tengo en mente, pero lleva mucho tiempo y además, primero tengo que entenderlo yo ;). Este que has leído no está terminado, pero prefería publicarlo para poder tener acceso a estos datos en cualquier lugar, que es precisamente el motivo por el que existe esta web.
Me alegra que te sirviera de ayuda.
Fernando, un artículo muy interesante y sobretodo muy muy útil, para aquellos que no terminamos de comprender bien lo de resolución por pixel y demás.
Gracias por el curro y por compartirlo.
Miguel
Gracias Fernando.
Tener todo esto bien ordenado y a mano es un gran servicio a todos.
Saludos
Juan A.
No dejas de sorprender. Un trabajo estupendo para tenerlo todo clarito clarito.
Saludines.
Juanjo
[...] De momento estoy haciendo pruebas y la noche del 8 de septiembre realicé 34 vídeos de 90 segundos entre las 4 y las 5:30. El resultado, para mi, es espectacular. La calidad no es muy buena porque pretender conseguir detalles finos con un Newton de 6 pulgadas y 752 de focal, añadiendo dos lentes barlow (2x y 3x) es poco menos que una locura (ver este artículo). [...]