Rozdíl v Bin mezi ZWO a QHY a princip softwarového slučování pixelů

Předchozí článek probral praktický postup softwarového slučování pixelů (Bin); tento článek se ponoří hlouběji do principu: proč se chování Bin u kamer ZWO a QHY liší a proč „dělat Bin na počítači“ ztrácí data méně často než „dělat Bin na kameře“.

ZWO a QHY mají odlišné výchozí hodnoty Bin

Vezmeme-li jako příklad ZWO 6200mm a QHY600M, oba ve skutečnosti používají stejný snímač Sony IMX455 BSI, ale výchozí chování Bin není stejné:

1. Slučování pixelů u ZWO provádí pouze „průměrování pixelů“. Můžete fotografovat stejný rovnoměrně osvětlený flat panel a zjistíte, že jas před Binem a po Binu je přibližně stejný – to je typický znak průměrování.
2. Slučování pixelů u QHY je naopak ve výchozím nastavení „sčítání pixelů“ (podobné chování tradičních CCD), samozřejmě jej lze přepnout i na průměrování.

Je třeba dát pozor na to, že pokud je QHY nastaveno na sčítání, hodnoty mohou přesáhnout 16 bitů; v takovém případě je nutné upravit čtecí příkaz a zapnout 32bitový přenos, aby bylo možné odeslat kompletní data. Kromě toho platí postup ZWO jak pro monochromatické, tak pro barevné kamery, zatímco sčítací Bin u QHY funguje jen u monochromatických kamer.

Proč se logika toho, zda dělat Bin na CMOS, liší od CCD

U kamer CMOS je hlavním účelem nastavení softwarového nebo firmwarového Bin v okamžiku snímání zmenšení velikosti souboru nebo zvýšení snímkové frekvence. Je ale třeba dát pozor na chování vyčítacího šumu (read noise):

• CMOS: po Binu se vyčítací šum zdvojnásobí;
• CCD: po Binu vyčítací šum naopak klesá.

To je zásadní rozdíl mezi CMOS a CCD v otázce Binu a také důvod, proč v éře CMOS není motivace „dělat Bin na straně kamery“ tak silná jako u CCD. Slučování pixelů u CMOS se ve skutečnosti lépe hodí provádět později, v softwaru při postprodukci, kde je výsledek lepší.

Výhody a nevýhody dělání Bin v počítačovém softwaru

Přesunutí Binu do počítačového softwaru přináší několik reálných výhod:

1. Stejně zvyšuje poměr signálu k šumu, ale výpočet je flexibilnější

Softwarový Bin přináší rovněž 2násobné zlepšení SNR, přičemž výpočetní efektivita počítače je lepší a k dispozici je i více algoritmů na výběr.

2. Nezahazuje žádná data

To je klíčové. Takzvaný binární průměr ve skutečnosti neznamená „sečíst a pak vydělit 4“ (na příkladu Bin 2). Sečtení čtyř 16bitových binárních čísel vyžaduje 18 bitů (dojde k přetečení, protože se překročí 16 bitů), a binární dělení 4 ve skutečnosti znamená sečíst a poté zahodit dva nejnižší bity (což odpovídá posunu desetinné čárky o dvě místa doleva).

Pokud tedy uživatel ZWO nastaví Bin přímo na kameře, přijde o tuto část dat; uživatel QHY musí zapnout 32bitový přenos a poslat kompletní data do počítače, jinak bude přetečená část stejně zahozena. Naproti tomu při Binu na počítači se počítá s 32 bity, žádná data se neztratí a zachová se plná hloubka potenciálové jámy (full well) i bitová hloubka.

3. Cenou je nutnost přenášet a ukládat více dat

Slučování pixelů obětuje rozlišení, ostrost klesá, ale velikost souboru se výrazně zmenší. Naopak pokud neděláte Bin na straně kamery, potřebujete přenášet více dat a také více místa na uložení originálních souborů. To je cena, kterou platíte při volbě „Bin na počítači“ – nejprve unesete větší originální soubory výměnou za úplnou, bezeztrátovou flexibilitu při postprodukci.

Doplnění

Návod k zapnutí 32bitového přenosu u QHY najdete v oficiální uživatelské příručce. Je třeba dát pozor na to, že tuto funkci podporuje jen několik novějších modelů (jako QHY600, QHY268, QHY411, QHY461 atd.).