Recenzja kamery Tucsen Discovery M15

Opis i testy monochromatycznej kamery Tucsen Scienon Discovery M15 sCMOS

Tucsen wprowadził do swojej oferty kamery Discovery, w tym monochromatyczną Discovery M15. Według opisu są to kamery z matrycą sCMOS (Scientific CMOS). Matryce tego typu oferują bardzo dobrą wydajność i bardzo niskie szumy odczytu. Matryce tego typu używane są w high-endowych kamera laboratoryjnych i nie są tanie. Tymczasem Discovery M15 kosztuje nieco ponad 400 dolarów plus transport, cła i podatki. W nieco innej obudowie dostępna jest też w Opticstar.

Opisywana kamera Tucsena wyposażona jest w matrycę Sony - IMX035. Jest to matryca CMOS wykorzystująca technologię Exmor - matryca posiada przetworniki A/D dla każdej kolumny, co ogranicza szumy. Nie jest to matryca wykorzystująca technologię sCMOS, gdzie system odczytu i konwersji A/D jest zdublowany i bardziej złożony (by dać jeszcze niższe szumy jak i znacznie większy zakres dynamiczny). Mimo to kamera M15 jest gdzieś w pobliżu osiągów matryc sCMOS. Tą samą matrycę znajdziemy w kamerach przemysłowych (Point Grey Firefly MV1.3, Flea3 USB3 itp.)

W tym artykule zaprezentuję możliwości kamery Discovery M15 i jej oprogramowania w astrofotografii Układu Słonecznego.

Discovery M15 obok małej kamery xiQ i DMK21

Specyfikacja kamery

  • Matryca: Sony Exmor IMX035 CMOS
  • Rozmiar klatki: 1270 x 1030
  • Rozmiar piksela: 3.63μm
  • Przekątna: 1/3"
  • Prędkość nagrywania: około 20 FPS na pełnej klatce, 50-60 FPS przy bin2
  • Migawka: postępowa (rolling shutter)
  • Szum odczytu: 3e
  • Interfejs: USB2
Specyfikacja Discovery M15

Specyfikacja Discovery M15

Matryca zawiera dość dużą ilość pikseli (podobnie jak ICX445 w Chameleonie) i dobrze pasuje do fotografii Słońca, czy Księżyca. Duże prędkości osiągalne są tylko na bin2. Umożliwia to fotografowanie planet, ale należy pamiętać że bin2 daje nam piksel 7,26. Do dużego piksela musimy dobrać odpowiednio dużą światłosiłę (około f/25-30).

Jak większość matryc CMOS posiada ona postępową migawkę, gdzie odczytywany jest każdy wiersz po kolei. Może to powodować artefakty jeżeli obraz nie jest wystarczająco stabilny. Z tego powodu matryce tego typu rzadko stosowane są w astrofotografii Układu Słonecznego. Przy stabilnym seeingu migawka się sprawdzi, ale gdy obraz będzie pływał - może dodatkowo pogorszyć obraz.

Kamera ma bardzo niski szum odczytu. W porównaniu do matryc CMOS Microna (szumy rzędu 20e), czy matrycy e2v EV76C560 pracującej z globalną migawką (15-20e) da się to zauważyć na fotografiach i zbieranym materiale. Kamerki planetarne z matrycami takimi jak ICX618, ICX445 mają szumy odczytu na poziomie 6-8e. Dzięki tak niskiemu szumowi wystarczy mniejsza ilość klatek by uzyskać dobrej jakości zdjęcie końcowe. Łatwiej jest też uniknąć drobnego ziarnistego szumu po wyostrzeniu zdjęcia. Niski szum przydał się w moim przypadku przy fotografowaniu Słońca w ultrafiolecie. Niestety aplikacja nie pozwoliła mi zastosować długich ekspozycji by sfotografować Jowisza w paśmie metanu - w tym przypadku niskie szumy też są bardzo ważne.

W porównaniu do prawdziwych matryc sCMOS ta kamera jest dość powolna (pewnie dzięki niższym prędkościom zredukowano szumy. Ta matryca może być bardzo szybka), jak i oferuje tylko postępową migawkę. 3e szumu odczytu to też powyżej typowych sCMOS dających szumy poniżej 2e. Tam gdzie stosuje się kamery sCMOS, czy EMCCD takie różnice mają ogromne znaczenie. W astrofotografii planetarnej przy tej w miarę dobrej cenie kamera ma bardzo dobre osiągi w kategorii szumu i czułości.

Konstrukcja kamery

Kamera Tucsen Discovery M15
Kamera Tucsen Discovery M15 z nosem C/CS

Kamera jest większa od np. DMK21 (choć jest trochę chudsza). Obudowa jest solidna, metalowa. Matryca znajduje się w zamkniętej komorze - z przodu znajduje się szklana szybka chroniąca ją przed kurzem i wilgocią. Kamera nie posiada aktywnych systemów chłodzenia.

Jest to kamera na interfejsie USB2 i bardzo łatwo podłączyć ją do komputera. Wydaje się być wrażliwa na ograniczenia przepustowości - kamera potrafi zwalniać gdy np. coś jeszcze podłączone jest do tego samego kontrolera USB.

By podłączyć kamerę do teleskopu wystarczy typowy nos 1,25" z gwintem C/CS (do kamer przemysłowych), lub adapter C/CS dający gwint T2 - w zależności od naszych potrzeb.

Oprogramowanie - ISCapture

Do obsługi kamery dostajemy od producenta aplikację ISCapture (nie należy mylić z IC Capture dla kamer TIS). Tak jak kamera aplikacja ta przeznaczona jest bardziej do fotografii laboratoryjnej niż seryjnego nagrywania klipów AVI.

Ustawienia ekspozycji i nagrywania są w dwóch oddzielnych kartach i trzeba po prostu szybko się między nimi przełączać. Używając kamery natrafiłem na pojawiające się od czasu do czasu (zazwyczaj w nieodpowiednim momencie) przypadku powolnego nagrywania - po podłączeniu kamery wszystko działa, ale AVI nagrywany jest z prędkością kilku klatek na sekundę. Według producenta kamera wrażliwa jest na ograniczenia przepustowości USB2 spowodowane podłączeniem innych urządzeń.

Kamera nie oferuje wyboru mniejszego fragmentu klatki (ROI) dla większej, planetarnej, prędkości nagrywania. Duża szybkość dostępna jest tylko poprzez tryb bin2. Podgląd na żywo da się dopasowywać do rozmiaru monitora, przez co łatwiej da się kadrować obraz Księżyca, czy Słońca.

Poważny problem na jaki natrafiłem to błąd ograniczający ilości klatek w klipie AVI. Przy maksymalnie 500 klatkach AVI zapisywane było poprawnie. Przy większej ilości AVI zapisywało się zniekształcone i bezużyteczne. Producent bada ten problem, ale na chwilę obecną nie mam na to rozwiązania. W przypadku bin2 problem ten nie pojawiał się (przynajmniej do 2000 klatek). Kamera ta może też zapisywać serie plików BMP, czy TIFF.

ISCapture Main Control

ISCapture Main Control

W karcie "Main Control" ustawiamy prędkość odczytu (Frame Speed), a także gain, czy czas ekspozycji. Poniżej tych ustawień możemy przełączyć kamerę z pełnej klatki bin1 na bin2.

Po prawej znajduje się menu odpowiedzialne za podgląd - możemy wybrać podgląd w rzeczywistnym rozmiarze (1:1) np. do ostrzenia, czy wybrać dopasowywanie podglądu do rozmiaru ekranu - do kadrowania.

ISCapture File Save

ISCapture File Save

W karcie File Save możemy ustawić format zapisu danych, np. na AVI i podać ilość klatek do nagrania. Ikona aparatu rozpoczyna nagrywanie.

Testowe zdjęcia

Żółty filtr pasmowy i filtr UVenus + Baader AstroSolar, TSAPO65Q
sun-14-10-2012
sun-14-10-2012
C11 + reduktor/korekto f/6.3:
moon-29-08-2012
moon-29-08-2012
moon-29-08-2012
moon-29-08-2012
moon-29-08-2012
moon-29-08-2012
moon-29-08-2012
C11 przy f/10:
moon-25-08-2012
moon-25-08-2012
moon-25-08-2012
moon-25-08-2012
~f/22.5 bin2 i bin1, żółty filtr szerokopasmowy:
jupiter-20-10-2012
jupiter-20-10-2012
jupiter-20-10-2012

Podsumowanie

Zalety:
  • Niskie szumy odczytu
  • Duże prędkości nagrywania w bin2 do fotografowania planet
  • Solidne wykonanie
  • Dobra jakość obrazu jak na IMX035
Wady:
  • Problemy z nagrywaniem AVI w ISCapture (długość klipów i szybkość nagrywania)
  • Brak bardzo krótkich czasów ekspozycji (fotografia Słońca z ND3.8 wymaga mniej niż 1ms w moim przypadku)
  • Problemy z ustawieniem długich czasów ekspozycji

Discovery M15 jest dobrą kamerą, jednak w astrofotografii Układu Słonecznego ograniczana jest głównie przez oprogramowanie. Sprawdzi się w fotografii Księżyca i Słońca, choć za obecną cenę ~$500 można kupić inną kamerę z lepszym oprogramowaniem i lepszymi osiągami. W przypadku planet nie jest raczej w stanie konkurować z kamerkami wyposażonymi w matryce ICX618 (i dobre oprogramowanie).

blog comments powered by Disqus

Kategorie

Strony