远程拍摄用NINA精细测量回差并设置电调参数

远程拍摄用NINA精细测量回差并设置电调参数

本文主要根据作者在使用多个电调后获得的对焦经验,向大家介绍在远程拍摄时电调焦做V曲线时的移动范围,步长,回差的设置方法。使用软件为NINA(N.I.N.A. - Nighttime Imaging 'N' Astronomy免费远程拍摄软件),主镜为大黄,D180,f/2.8,Moonlite电调,先看一下最终对焦曲线的效果图。

本文不仅会告诉你怎么调电调参数,也会告诉你为什么要这么调。

正文开始

前情提要:(撰写的)昨天新拿到了一套设备,从零开始设置了一次电调焦参数。正巧前些天有同好问我电调该怎么设置,所以我觉得有必要总结一下。如果你也是刚装上一个电调,那么可以跟着这篇文章的思路进行调试。

电调工作原理:首先简单地给大家介绍一下软件控制电调焦对焦的原理。以主流的V曲线对焦为例。在焦点时,星星成像应该是一个最小的点。当底片离开焦点位置,无论是向前移动还是向后移动,星点都会变虚。这意味着星点半径会变大。

于是我们测量焦点前后星点的大小制作“位置—星点大小”的曲线图,通过拟合得到理论上星点位置最小的点,就是焦点。在一套对焦流程里,软件就是自动地移动电调到各个位置,拍摄一张照片来测量,然后再移动,直至画出曲线,然后找到最小位置并移动过去。

在测量这个V曲线时,我们就需要确定电调前后移动的范围是多少在这个范围内取多少点能既保证V曲线精度又节省时间。同时电调的机械结构回差导致位置和焦点并不完全对应,这部分原理在设置回差时再提。

从零开始设置电调

首先在NINA里连接电调,根据电调的说明书设置好电调行程两端的极限值。推荐电调运动到最里侧设为0,然后在电调接电的情况下拉到最外面,将此值设为最大值。当然最大值可以设置稍小一些,避免意外。

连接电调后,在NINA的“选项-自动对焦”栏中你会看到很多参数我们一个一个来设置。

1. 自动对焦方式设为星点HFR;使用亮星数量20-30颗;默认曝光时间5秒或更长;稳定时间1秒。

自动对焦中心剪裁比例设为0.5—1都可以。这个的意思是取画面中心多少范围内的星点进行测量。如果你的画面各处星点都完美且视角很窄那就设高一点,如果周围星点不好,那就设低一点只取中心的星点。

中间白框为设置0.5的对焦区域

2. 现在我们剩下了“初始偏移步数”“曲线拟合”“对焦步长”“回差补偿方式”和“回差大小”这些参数需要我们在后续逐渐通过测试来确定,暂且让它们都为默认值,回差均为0。

将滤镜设为L,这样曝光效率最高,节约调试时间。彩色相机不用管。

接下来通过曝光确定对焦步长和步数

首先要大概移动到焦点位置

具体操作是从0开始,每次移动一段距离,然后曝光10秒看一下星点。没有星点或看到虚了的星点就继续移动。当NINA能测出星点HFR后,就要慢一点调了(选项-主控台-图片选项-标注图像打开就能测HFR了)。我们的目标是移动到HFR在7附近,6-8都可以。注意!这是单方向移动到HFR6,不能调到小于6然后反向调回到6。

现在,记下HFR=7时候的电调位置。以我的为例,位置是2075。然后继续按刚才的方向慢慢移动并曝光测量,你会发现HFR在逐渐减小,然后又逐渐增加。当HFR再次达到7左右时,记下电调位置。我的位置是2200。两次数值不需要完全一样。

现在解释一下操作原因。首先只向一个方向移动是为了避免回差影响位置,而取HFR=6的位置是因为我们希望让V曲线两端的HFR值就在7左右。太大会导致星点很虚测不准,太小会让曲线形状不明显测量精度下降。

我们将刚才测得的数值除以10(或12),就得到了自动对焦步长应该设置的大概值。我的这套就是125/10=12.5。我取了接近的整数13。然后,将初始偏移步数设为5(或6).

解释一下,这样NINA的操作是从当前对焦位置出发,先移动5步长的距离,然后反向运动,开始每步拍一张图片,测量HFR并计算V曲线。我的经验告诉我单边设置5-6个采样点就够了,而刚才除以10或12的目的就是用对焦总范围除以两侧取样点数,得到单步距离。

然后是“曲线拟合”算法,我推荐先使用“趋势线和双曲线”,这是因为我发现对于折射镜和反射镜都存在某些情况下,曲线左右两侧都是直线,但两侧不对称的情况,例如左陡右缓。此时使用抛物线或双曲线拟合就会出现拟合点偏向更缓的一侧。增加趋势线算法可以对这种情况进行一定弥补,条件是曲线两边有足够的直线区域进行计算。

后续若不满意可以再试试其它的算法,总得来说曲线两侧直线区域越大越应该用趋势线,弯曲部分越大越应该用抛物线和双曲线

测量回差值

最后就是回差值的测量和调整了,这是比较重要的一个重点

首先解释一下什么是回差。在电调焦驱动调焦筒内外运动时,在各部分齿轮或接触面之间,无论配合多精密总会存在一点间隙。当调焦座按一个方向运动到某位置,此时反向运动,首先需要运动过间隙才会再次接触到调焦筒。此时调焦筒根本不运动,而软件控制电调位置是在改变的,自然就造成了位置错误。所以,在更改运动方向时必须先抵消回差。同样,抵消多了肯定也是不行的。对于大多数电调焦,内外运动的回差值是基本一样的。

在NINA里,可以看到对焦方式有绝对值超出值两项。若设置超出值,则数值大小应稍大于回差实际值,同时一边设置数值另一边设为0。而绝对值需要认真填写两侧的精确回差数值。下面我们先使用绝对值来测准确的回差值。(默认两侧回差相同)

首先通过单方向移动电调到一个能稳定显示星点HFR的位置,记下位置数值。然后在回差设为0的情况下,反向缓慢移动电调。我认为每次移动10就可以。拍摄图片,判断HFR是否发生非常明显改变。若未发现明显改变,则继续移动。若发生改变,记下现在的数值。此时走过的数值就是稍大于回差值了。在此我测量的数值是15。从这个数开始,逐步确定回差精准数值。

将回差方式设为绝对值,并将这个数输入两个框中。然后移动到焦点附近,开始自动对焦。注意,自动对焦单张曝光时间尽量长一下,4-10秒为宜,以避免亮度不足造成测量不准。

此时你会看到NINA开始了曲线制作。虽然回差不准,但是经过这次对焦,也基本到了焦点附近。看此时的曲线,开始的位置像是发生了断层。我们就依靠这个断层来判断回差是否准确。

我们在主控台里的电调焦界面向左(里)调整两个对焦步长的距离(每次做测试对焦的曲线时都要先进行这两步偏移)然后再次点击自动对焦,制作曲线。我们先记下曲线开始的这个点和第一步对应的斜线。在调焦走完左侧曲线后,它会发现右侧取点太少了,就会继续到右侧继续取样,形成这样的曲线。

注意,盯准第一次对焦点第一段斜线,并将其和左侧同HFR值的曲线进行对比。看这段回差值稍大的曲线,你会发现第一步的斜线要更陡形成了陡断层。

右侧有陡断层

有这样的曲线说明回差值设置大了。此时就要减小回差值。

如果回差值小了,你会发现第一步是缓断层,如图。

缓断层

有缓断层就需要增加回差。

如果回差设置得实在太小了(一般不会太大)你会发现最开始的几个对焦点是无序或上下波动却整体停滞的。在几步后会走出一个不错的曲线。此时你只需要把“停滞步数步长”得到的数值输入回差值即可。实际上经过了第一步大致测量回差值,一般不会出现这种情况。

经过多次对焦查看,你应该得到这样的一个曲线。

提醒:刚才所说和左侧曲线进行对比是因为不同镜子或滤镜造成曲线就是会在某HFR处形成转折,比如下图SII的曲线。两侧是对称转折。

所以要和左侧对称位置进行比较,而不要仅看前后变化。

最后,推荐大家把这个精细测得的回差值记录下来,然后把回差修正改为“超出值”,将回差数值✖1.2到1.5,得到的数值填入一侧回差值中,另一个值设为0.

以上就完成了回差测量,此时电调设置也完成了,能够实现自动对焦操作。若对结果不满意,可以进行一些微调。例如,我发现在HFR更大的情况下依旧可以准确测量,所以将步长由13改为了15。这就需要大家自己摸索着完了。毕竟试错是远程台乐趣之一。

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