Сравнение шумов фотокамер и астрокамеры

В сегодняшнем тесте на шумы мы сравним три популярные камеры (цены указаны на 01/07/2020):

сравним три популярные камеры

Мы будем производить измерение шумов матриц камер без учёта тепловых шумов. Для этого мы снимаем BIASы — чёрные кадры с закрытой крышкой и заклеенным окошком видоискателя на самых коротких выдержках, какие только сможет сделать камера! Для каждой камеры эти параметры разные:

  • CANON EOS 5D Mark-II = 125 мкс (1/8000 сек)
  • CANON EOS 650D = 250 мкс (1/4000 сек)
  • ZWO ASI2600MC PRO (Color) = 32мкс (1/31250 сек)

В идеале, в файле изображения должны быть нули! Соответственно, всё что там будет отличным от нулей  всё шумы!

Как показали предыдущие эксперименты: при достаточном охлаждении тепловой шум уходит и общий шум падает до уровня шума BIASов, поэтому нет смысла трать время на длинные выдержки

 

Измерения будем производить при следующих условиях:

  • летней ночью при температуре +29°С (при комнатной температуре)
  • зимней ночью при температуре -15°С (в морозилке холодильника, с предварительно пролежавшей там пару часов камере).

Качественную оценку уровня шума будем производить с помощью программного обеспечения RawDigger (достаточно trial версии) по следующей методике:

численные значения шума буду получать как среднее арифметическое среднеквадратичного отклонения в каналах:

RGBdev=(Rdev+Gdev+Bdev+G1dev)/4

И вот какие результаты мы получили:

У камеры CANON EOS 650Da уровень шума на морозе на ISO=160…1600 снизился в двое! CANON EOS 650Da уровень шума

А вот у камеры CANON EOS 5D Mark-II уровень шума абсолютно не зависит от температуры! Я даже на ночь оставлял её в морозилке! Может всё дело в том, что я в ней тоже сделал теплоотвод графеновой плёнкой на кронштейн штатива?CANON EOS 5D Mark-II уровень шума

Из своего практического опыта фотографа, хочу отметить, что приемлемый уровень шума на фотографии для CANON EOS 5D Mark-II приходится до ISO=3200, а для CANON EOS 650D до ISO=400. Что соответствует уровня шума (исходя из графиков) ~21


Сравнение уровня шумов камеры CANON EOS 5D Mark-II и CANON EOS 650Da при температуре +29°С.
Последнее «рабочее» ISO для CANON EOS 5D Mark-II =3200, а для CANON EOS 650Da=640
 CANON EOS 5D Mark-II и CANON EOS 650Da при температуре +29°С
(т.к. значение ISO=125, 250, 500, 1000 и 2000 у CANON EOS 650Da нет, их значения были интерполированы)

Сравнение уровня шумов камеры CANON EOS 5D Mark-II и CANON EOS 650Da при температуре -15°С.
Последнее «рабочее» ISO для CANON EOS 5D Mark-II =3200, а для CANON EOS 650Da=1250
CANON EOS 5D Mark-II =3200, а для CANON EOS 650Da=1250
(т.к. значение ISO=125, 250, 500, 1000 и 2000 у CANON EOS 650Da нет, их значения были интерполированы)


Как то грустно осознавать, что по уровню шума CANON EOS 650Da по сравнению с CANON EOS 5D Mark-II теряет 2 1/3EV летом и 1 1/3EV зимой… Однако, стоп! Этот тест не является корректным! Ведь у CANON EOS 650Da были удалены оба светофильтра и вместо их установлен SVBONY UV/IR Cut, а следовательно, светопропускание у его будет выше!

H-Alpha

Чтобы это измерять, я сделаю 2 фотографии на одном и том-же объективе CANON EF 70-200 f/2.8 IS II USM с одного и того же места и одной и той-же экспопаре: ISO=400 t=0.4s f/11.0 (Диафрагма зажата до 11,0 чтобы избежать виньетирования)

Очевидно, что фотография с CANON EOS 5D Mark-II значительно темнее!фотография с CANON EOS 5D Mark-II значительно темнее!

Проанализируем гистограммы! И что мы видим? Красный канал ярче на целую ступень +1EV (да здравствует Hа) а остальные каналы на +2/3EV!

фотография с CANON EOS 5D Mark-II значительно темнее!

Возьму худший случай и буду считать что камера CANON EOS 650Da ярче на +2/3EV и соотнесу ISO c эталонной: CANON EOS 5D Mark-II /CANON EOS 650Da

Сравнение уровня шумов камеры CANON EOS 5D Mark-II и CANON EOS 650Da при температуре -15°С.
Последнее «рабочее» ISO для CANON EOS 5D Mark-II =3200, а для CANON EOS 650Da последнее эквивалентное ISO=1000 (640)

Сравнение уровня шумов камеры CANON EOS 5D Mark-II и CANON EOS 650Da при температуре -15°С

Сравнение уровня шумов камеры CANON EOS 5D Mark-II и CANON EOS 650Da при температуре -15°С.
Последнее «рабочее» ISO для CANON EOS 5D Mark-II =3200, а для CANON EOS 650Da последнее эквивалентное ISO=2000 (1250)Сравнение уровня шумов камеры CANON EOS 5D Mark-II и CANON EOS 650Da при температуре -15°С

А для того, чтобы по-честному в соревнованиях участвовала астрокамера в тестах мы произвели подбор GAIN. Для этого на штатив был установлен фотообъектив Canon EF 70-200mm f/2.8L IS II USM. Сначала была к объективу подсоединена камера CANON EOS 5D Mark-II.  При постоянной диафрагме f/2.8 были получены выдержки для всех значений ISO! После чего, подключив астрокамеру ZWO ASI2600MC PRO (Color) мы, установив полученные выдержки, подбирали значение GAIN, чтобы получить ту-же яркость.

ZWO ASI2600MC PRO (Color)

И вот какие соотношения чувствительности камер относительно эталонной CANON EOS 5D Mark-II мы получили!

ISO
5DMark-II
ISO
650Dа
GAIN
ZWO ASI2600MC
50120
100170
125182
160100200
200220
250160245
320200270
400290
500320305
640400330
800350
1000640365
1250800391
1600411
20001250427
25001600451
32002000460
40002500
50003200
64004000
128005000
256006400

Оказалось, что светочувствительность GAIN<120 не доступна ни одной фотокамере! А максимальный GAIN=460 астрокамеры эквивалентен примерно ISO=3000

На этих эквивалентных GAIN мы и произведём измерения с выключенным и включенным охлаждением сенсора (нам удалось его охладить до -13°С)

На камере ZWO 2600MC Pro (Color) с выключенным охлаждением максимально рабочее эквивалентное ISO=1000 (GAIN=365), а с охлаждением — любой GAINZWO 2600MC Pro (Color) с выключенным охлаждением

Сравнение шумов камер при +29°С:Сравнение шумов камер при +29°С

Сравнение шумов камер при -15°С:Сравнение шумов камер при -15°С

Сравнение шумов камер при +29°С и с включенным охлаждением сенсора в астрокамере:Сравнение шумов камер при +29°С и с включенным охлаждением сенсора в астрокамере


Некоторые Выводы:

  1. Охлаждаемой астрокамере конкурентов нет!
  2. Приемлемый уровень шума по данным RawDigger для фотокамеры=21
  3. Удаление стоковых светофильтров делает фотокамеру ярче на +2/3EV и на +1EV по водороду!
  4. По уровню шума CANON EOS 650Da по сравнению с CANON EOS 5D Mark-II теряет 1 2/3EV летом и  2/3EV зимой…
  5. Модифицированный для астросьёмки б/у фотоаппарат зимой является отличным бюджетным решением по цене дешевой астрокамеры, но значительно превосходящим её по параметрам!
  6. Зимой все фотокамеры превращаются в астрокамеры практически премиум уровня! 😉
  7. Надо обновить свою «гражданскую» камеру, а мой CANON EOS 5D Mark-II переделать в астрокамеру и снимать с гидированием на ISO=640 или ISO=1250!

Спасибо за внимание!

Мы!

Ответить