ADU, UG, HDR, ISO, FULL WHELL – co to tak naprawdę jest?

Wiele dziwnych pojęć nas spotyka gdy szukamy wymarzonego aparatu czy astrokamery. Co kryje się za  tymi pojęciami i jak należy je rozumieć…. interpretacja własna :)

Najpierw trochę objaśnień samych skrótów: 
1. Studnia (full whell) – czyli maksymalna ilość fotonów w 1 piklsu które matryca jest w stanie zinterpretować i przetworzyć na sygnał elektryczny.
2. Bit – to wyrażenie, które opisuje na ile progów studni oprogramowanie matrycy jest w stanie podzielić ją (tą studnie). Wyróżniamy matryce 8,10,12,14 i 16 bitowe, odpowiada do następującym dzielnikom: 256 ,1024, 4096, 16384, 65536. Wartość ta jest stała i nie możemy jej zmieniać.
3. GAIN w aparatach cyfrowych zwany również ISO, to współcznnik zmniejszenia studni matrycy. Producent przedstawia go np. za pomocą wykresu.
wykres ilustruje jak zmienia się studnia wraz ze wzrostem wartości GAIN.

4. ADU (Analog-to-Digital-Units) a po polsku ? 1 ADU to liczba potrzebnych fotonów przy których przetworzeniu w matrycy w ładunek elektronów zostanie przekroczony próg studni.
5. UG (Unity Gain) – to wartość GAIN dla której 1 foton wychwycony przez piksel odpowiada 1 progowi studni.
wykres przedstawia jak zmienia się ADU względem GAIN czyli ile elektronów zinterpretowanych w studni spowoduje przekroczenie kolejnego poziomu studni
6. QE – wydajność kwantowa, to wyrażenie opisujące sprawność przetwarzania fotonów na elektrony w pikslu matrycy. Podawana zazwyczaj procentowo np 95%. Oznacza to że na 100 fotonów wpadających do studni piksla 95 zostanie zinterpretowanych.
7. HDR – Hight Dynamic Range, wyrażenie to opisuje takie manipulowanie ustawieniami programowymi matrycy by operować pełną studnia piksla. np  GAIN = 0 czy  ISO=50 (sprawdź u producenta matrycy)
8. LRN – Low Red Noise – wyrażenie to opisuje takie manipulowanie ustawieniami programowymi matrycy by operować w zakresie jak najmniejszego szumu tła. np 2.3e/24dB czyli 2.3 elektrona będzie szumem przy ustawieniu GAIN na poziom 240. To znaczy ile ?  Może na przykładzie: studnia IMX071 to matryca Sony posiadająca studnię 46000.  Producent podaje że przy GAIN 240 (24dB) jej studnia wynosi około 3000 fotonów. Wsród tych 3000 fotonów całej studni na każdy jeden jej poziom przypada 3000/16500 = 0.18e/ADU elektronów. Czyli 1 elektron to 5 poziomów studni a dla 3000 elektronów w studni 2.3e będzie szumem tła.