Project all-sky camera - 自製全天魚眼鏡

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Project all-sky camera - 自製全天魚眼鏡

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社長 » 2011-09-30, 22:10

最近為自己的西藏天文台物色一些週邊器材,包括想置一部類似SBIG的all-sky cam在那裡,但又想試試能否用手上的器材組合一部,主要是解像度高些的,特別對彩色版更有利,初步看技術上是可以的。

因為這只是個初步實驗,並未投入測試,所以待成功後才移至自製器材專區。

初步測試組合如下:

- 映美精DMK41AU02.AS,按現時180度成像圈的大小約850x850像素計,其實DMK31或DBK也足以應付,但41及31系的價格一樣,在那種應用環境下最高幀速根本用不著,而最終要傳輸的檔案大小也可用ROI解決,所以暫不用花心思在這事上。選映美精相機有幾個好處,包括可拍攝錄像、定格、可調對比度增益曝光等,曝光時間由1/10000秒至1小時不等,又可自動曝光,拍攝間風景或夜空如銀河及流星雨,甚至長時間曝光的星流跡也可以。

- Nikon fisheye converter FC-E8,這枝鏡很有意思,10年前接上Nikon Coolpix相機拍流星雨,已發現這鏡的修正度不俗,估不到今天還寶刀未老。

- 6mm CCTV 鏡頭,才數十元的貨色,輕巧實用,或許改用8mm以用盡DMK41的短邊長960像素的限制下,產生最高解像度的180度成像圈。

因為相機僅需用一條USB線供電及操控,其他如防水罩等也是數百元的貨色,試試稍後再測試一下,再向大家報告。以下僅在辦公室試拍,有機會移至夜空下拍攝。
附加檔案
all sky.jpg
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兩個天文台 - 白鷺湖天文台、西藏自動化天文觀測站
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Re: Project all-sky camera

文章willis » 2011-10-01, 10:10

Wow! This simple idea seems great. I don't know the price of sky camera, but it certainly not cheap. Hmm, I want to find one fisheye converter in the secondary market. :lol:
PS* Wonder how fisheye converter & DBK41 work for star field.
Tak FS60C, APM-LOMO 80/480, APM-TMB 105/650, SW Black Diamond 120ED, Borg 125SD, SW 12" Dobs , Lunt LS35T, Lunt LS80T
TMB Super Mono 4mm, Pentax XO 2.5mm, Baader Planetarium 8-24mm, Nagler (2-4mm, 3-6mm, 13mm), Ethos (3.7mm, 6mm, 10mm), Explore Scientific 100º (14mm, 20mm)
DBK 21, DMK 21, DMK 41, DMK 51, ASI 178MC
Nikon D810A, Canon 5D II, Fujifilm X-T10
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Re: Project all-sky camera

文章社長 » 2011-10-01, 10:56

HK$17000+

http://www.sbig.com/ALLSKY340C.html

那個鏡頭本身都要3000多元了:

http://www.bhphotovideo.com/c/product/4 ... _F1_4.html

我可以用DBK21先試試,若沒有IR Cut下的情況如何。

這個要二萬多元,規格有點像DMK41+Fujinon鏡頭:

http://www.alcor-system.com/us/AllSkyCamera/index.html#

要麼我先用現成設備組裝一個放在西藏,若相機及軟件運作正常,若又不滿意現成的鏡頭,稍後換個Fujinon魚眼鏡便可以,因為我唯不滿意是SBIG的解像度太低,操控上沒映美精那麼具彈性,及不是全魚眼。
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Re: Project all-sky camera

文章universe24 » 2011-10-02, 00:18

期待社长的测试结果。长久以来,我也想搞一个全天监视系统,无奈目前没有心去真正找个适当的镜头,之余又觉得市面的闭路电视镜头不够好,所以一直没有行动....
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Re: Project all-sky camera

文章社長 » 2011-10-02, 00:30

樓上的Fujinon鏡頭便可以了,但不平宜。

因為最後影像質量還是要看那個塑料外罩,所以我不會有太大期望,唯一能實現較大解像度便可以。

用映美精相機的好處是設計曝光、拍Time lapse等彈性很大,然後定時把影像FTP上網頁便可以。

另外在馬來西亞也要考慮結露問題,這個在西藏或許不會發生,一來那裡很乾燥,而來白天照照輻射很強。

現在看我唯一担心的,還是雷擊,萬一把我的Boltwood Cloud sensor打殘了就麻煩了 :?
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Re: Project all-sky camera

文章universe24 » 2011-10-02, 11:04

Fujinon产品还是消费不起...看来还是要放弃高素质镜头,转向CCTV镜头,不知道社长有何介绍?得空要逛下相机店,看看是否有好货色...

结露问题可以在塑料外罩内放置产热装置,虽然或许会提高摄像机的噪讯,但这是无可奈何了。
其实另外一个问题是白天的时候如何防护系统不被烈日照晒,恐怕连CCD都会烧掉...
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Re: Project all-sky camera

文章社長 » 2011-10-02, 11:19

universe24 寫:Fujinon产品还是消费不起...看来还是要放弃高素质镜头,转向CCTV镜头,不知道社长有何介绍?得空要逛下相机店,看看是否有好货色...

结露问题可以在塑料外罩内放置产热装置,虽然或许会提高摄像机的噪讯,但这是无可奈何了。
其实另外一个问题是白天的时候如何防护系统不被烈日照晒,恐怕连CCD都会烧掉...


在ebay上找個Nikon fisheye converter,數十美元可以了,加上運費應可控制在100美元水平:

http://www.ebay.com/sch/i.html?_from=R4 ... rter+FC-E8

因為是converter不是成像鏡頭,所以還要用一個短焦鏡頭,例如我的DMK41是1/2"晶片,最好用6mm鏡頭,若有7mm的更好,這個應在10美元水平的。

在塑料外罩加發熱線的影響,以馬來西亞計,可能還不及高氣溫的問題,我在西藏晚上通常高不過10度,入冬後是-20度,等於冷凍ccd了 :lol:

說日照會否把晶片燒掉,我也在專注搞全天魚眼相機的論壇問過,似乎一眾的意見是,理論上會有問題但實際沒出現過,所以我用DMK41是有視死如歸的心理準備,能用上兩三年便算了 :oops:
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Re: Project all-sky camera

文章社長 » 2011-10-03, 00:48

今天晚上管他什麼風暴警告,把魚眼鏡及電腦抬上天台拍了一系列定格照然後合成GIF動畫,因為映美精相機的操控彈性很大,經過今晚測試後,只能用四個字來形容:太好玩了! :P

拍攝數據:

- 映美精DMK41相機
- 1280X960解像度,以ROI限制魚眼圈範圍即828X828像素。
- 增益256、Gama 100、曝光 4s

連續拍攝10幀定格,然後以GIF animator合成動畫,可見雲層在天上高速掠過。另外也可以看到,我的自家天台觀測環境並不太理想,視野或許是夠開闊,但光害不低之餘,最大問題還是長期透明度偏低,要用到5nm窄頻濾鏡加上近三小時曝光才可拍到這個樣子,但訊噪比還是不足:

viewtopic.php?f=17&t=366#p3307

初步結論:

- 以下動畫以照片的100%出圖,目前看的鏡頭組合成像不算差,因為早前忘了DMK本身也是無紅外截止濾鏡的,所以DBK41的成像不會更差,只是解像度低些。

- 為減低影像訊噪,增益已調至最低的256,但曝光4秒已經足夠,不科學的比較,我在西藏看到的銀河比今晚掠過的雲層亮,所以移至西藏拍攝全天域星空應該沒問題,曝光不會導致星點拉線

- 以每幀曝光4秒的定格影像約200多KB計,正常的網速應能應付,而流星劃過天空大多在4秒內消失,在重要的晚上,這個設定應可拍下不少流星

所以我說太好玩了!

以下的檔案有2MB大小,網速慢的同好要待動畫完全下載後才能觀看。
附加檔案
All Sky Animation.gif
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Re: Project all-sky camera

文章universe24 » 2011-10-03, 13:14

很好的...是Nikon Fisheye converter吗?不知鱼眼镜前的镜片大小是否也影响其集光能力与解释度?
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Re: Project all-sky camera

文章universe24 » 2011-10-03, 14:56

刚刚在陶宝网逛了下,发现标示着“37MM 0.21X 广角镜头 鱼眼镜”,从图片上看,镜头是凸起的,这应该就是类似Nikon的那种fisheye converter。
另外也看见一个给1/3" chip size 用的鱼眼镜,但角度只有175...还有一个给2/3"用的...有195度那么宽!
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Re: Project all-sky camera

文章funoooo » 2011-10-03, 20:45

好正, 能否直接放上网方案? 另防水問題?
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Re: Project all-sky camera

文章社長 » 2011-10-03, 22:37

universe24 寫:刚刚在陶宝网逛了下,发现标示着“37MM 0.21X 广角镜头 鱼眼镜”,从图片上看,镜头是凸起的,这应该就是类似Nikon的那种fisheye converter。
另外也看见一个给1/3" chip size 用的鱼眼镜,但角度只有175...还有一个给2/3"用的...有195度那么宽!


不懂,看到那麼多數學符號就頭痛了.....

http://en.wikipedia.org/wiki/Fisheye_lens

ftp://124.42.15.59/ck/2011-04/300/000/0 ... %BC%C6.pdf
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Re: Project all-sky camera

文章社長 » 2011-10-03, 22:42

funoooo 寫:好正, 能否直接放上网方案? 另防水問題?


不難,映美精可以預設Timelapse程式,然後自動ftp上網便可以,若特別天象我又可以拍動畫流星雨。

防水方面,買些優質的亞加力膠罩便可以,數百元而已。
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Re: Project all-sky camera

文章社長 » 2011-10-04, 00:51

今晚找了另一枝8mm鏡頭,光圈全開下仍有比昨天的鏡頭較佳像質(下圖一),收細光圈像場週邊影像更銳(下圖二),而且本身有接環可以直接旋上魚眼鏡,成像圈又大一點,約860像素直徑,初步看這個可以定案了,只待好天氣在星空下測試。
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All Sky Camera 4s closed aperture.gif
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All Sky Camera 1s full aperture.gif
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Re: Project all-sky camera

文章社長 » 2011-10-04, 10:46

universe24 寫:其实另外一个问题是白天的时候如何防护系统不被烈日照晒,恐怕连CCD都会烧掉...


今天拍的,把增益調至最低的256,曝光為1/10000秒,光圈收細,除了太陽那裡有些溢滿外,還是看到雲層及地面景物,情況與SBIG All Sky Cam相若,留意1:40,

http://sbig.impulse.net/sbwgifs/allsky_storm.wmv

有些人會在白天控制一個擋板之類的,把鏡頭遮著,但我想瞭解白天雲量,所以也不能太保護相機了。
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Re: Project all-sky camera

文章universe24 » 2011-10-04, 11:09

这个8mm的鱼眼可以直接连接DMK41而无需加多一个小镜头?请介绍一下....
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Re: Project all-sky camera

文章社長 » 2011-10-04, 12:44

no,那個converter不能聚焦,只是"擴角"鏡,所以還是中間要加一個成像鏡頭的,那個百多元的8mm鏡頭就是這樣。

若要一個魚眼鏡直接成像,就要我樓上有連結的那個Fujinon就是,但從某些圖片看,也不見得成像絶對完美,情況有點像kwlim那枝標準鏡,始終拍人拍鳥還可以用什麼MTF,但拍星這種點光源是最嚴苛了。
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Re: Project all-sky camera

文章kong » 2011-10-04, 17:42

i m interested but have not done in-depth study on the subject... so please bear with me...

question:
can i use a IP camera - e.g. for security use with 360 deg /fisheye len - as all sky camera? would 0.2lux be enough for the job at night?
kong
 
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Re: Project all-sky camera

文章社長 » 2011-10-05, 00:12

kong 寫:so please bear with me...


我也在摸著石頭過河,所以也不懂。

我手上有IP Camera,試過把這個魚眼放上去,是可以拍到180度視角的,但沒試過0.2lux的敏感度如何 :roll:
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Re: Project all-sky camera

文章funoooo » 2011-10-05, 11:29

社長,全個方案大約花多少錢? :o
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