Comparaison entre APN et Webcam

Cette page présentera la comparaison de 2 systèmes d'imagerie en astronomie. Ces 2 systèmes sont :

Ces outils sont très courant en astrophotographie car leur prix sont relativement faible, et que je les possède (ce qui est plus facile pour en discuter).  La comparaison sera entre le reflex Canon 350D et la ToUcam de Philips.

Utilisation

Pour faire une acquisition d'images, une webcam a besoin d'être relié à un ordinateur contrairement à l'APN qui peut être autonome. Pour l'acquisition avec la webcam, vous devez utiliser un logiciel type AstroSnap ProQastrocam (pour Linux), Iris, ... Vous pouvez utiliser votre PC, pour l'acquisition d'images avec un APN.

Pour le traitement des images, l'utilisation de l'informatique est quasiment inévitable, aussi bien pour la webcam que l'APN. On peut utiliser des logiciels tels qu'Iris, RegiStax, DeepSkyStacker, et bien d'autres. Je ne préconise aucun logiciel en particulier car chaque logiciel a ses avantages et ses inconvénients et ils sont souvent adaptés pour certaines tâches. Je vous conseille vivement des les essayer, la plupart est gratuit.

Caractéristiques

Taille du capteur

  APN Webcam
Nombre de pixel en largeur 3456 640
Nombre de pixel en hauteur 2304 480
Taille d'un pixel 6,42 µm 5,6 µm
Largeur 22,2 mm 3,6 mm
Hauteur 14,8 mm 2,7 mm


On peut voir que la taille d'un pixel d'une webcam est plus petit que celui de l'APN, ce qui permet d'avoir une meilleur résolution (capacité de voir de fin détails). Pour un même objet, si on l'affiche à l'écran de telle façon qu'un pixel à l'écran correspond à un pixel du système d'acquisition, l'image de la webcam paraîtra plus grande, comme l'exemple ci-dessous.
 

Comparaison Vénus
Images issues de l'APN à gauche et de la webcam à droite (images fait le même jour au foyer du C8)

Par contre, on peut voir qu'il y a beaucoup plus de pixel dans le cas de l'APN, donc la taille du capteur est plus grand, ce qui permet d'avoir un champ plus large pour l'APN.

Comment calculer la résolution d'une image en secondes d'arc par pixel ?

La résolution d'une image en secondes d'arc par pixel est donnée par la formule:
r = 206 * p / f
avec:
r = la résolution en arc seconde par pixel
p = la taille en micron d'un pixel sur le capteur CCD
f = la focale totale du télescope et lentilles additionnelles en mm

Exemple: Avec une Webcam Toucam au foyer d'un C8 (2 000 mm de focale) donne un pixel ayant une résolution de 0,58 arc seconde ("), alors que pour le 350D la résolution est de 0,66".

Comment connaître le champ ?

Il suffit de multiplier la résolution par le nombre de pixel en hauteur ou en largeur.
Dans le cas ci-dessus :

  APN Webcam
Largeur 0° 38' 05" 0° 06' 09"
Hauteur 0° 25' 24" 0° 04' 37"

 

Temps de pose

Le Canon 350D peut poser de 1/4 000 à 30 s, en appuyant sur le bouton du déclencheur. Si on veut des temps de pose plus long, il suffit de mettre en pose B (bulb) et rester rester le doigt appuyé sur le bouton ou d'utiliser une commande. Je conseille la commande ce qui évite les vibrations dues à la main qui appuie sur le bouton. Le temps de pose peut être infini (enfin jusqu'à ce que la batterie soit épuisée).

Pour la webcam le temps de pose va de 1/1 000 à 1/20. Des modifications peuvent être réalisées afin d'allonger le temps de pose à plusieurs secondes.

On peut voir que l'APN a une très grande plage de temps de pose, ce qui permet de faire de l'imagerie du ciel profond (le webcam longue pose peuvent en faire également).

Vitesse d'acquisition

La webcam a une grande plage de vitesse d'acquisition de 5 à 30 images par seconde, contrairement à l'APN qui peut en faire moins (3 im/s pour 350D). L'avantage d'une grande vitesse d'acquisition permet de trouver les trous de turbulence (la turbulence faible), ce qui permet d'améliorer la qualité des images après compositage des images. Usuellement, les webcams sont utilisées à des vitesse de 5 à 10 im/s. Si on les utilise à plus grande vitesse, les images sont comprimées, ce qui dégrade la qualité.

La webcam est l'un des meilleurs outils pour faire de l'imagerie planétaire ou des images haute résolution de la Lune, par exemple. Au contraire l'APN aura beaucoup plus de difficulté de faire de bonne image.

Résumé

En résumé, la webcam est très bien adapté pour faire du planétaire et un peu de ciel profond (faible champ). Par contre, l'APN est un bon outil pour le ciel profond et les champs stellaires. L'APN est capable de réaliser les taches qu'effectuaient les reflex argentiques, mais avec une plus grande facilité, car le résultat est immédiat.

Le tableau ci-dessous récapitule le comparatif.

  APN Webcam
Prix 500 - 1 000 € environ 100 €
Besoin d'un PC durant l'acquisition Non Oui
Champs Grand Faible
Vitesse d'acquisition maximum 3 - 5 im/s 5 - 30 im/s
Temps de pose 1/4 000 à 30 s (infini avec une commande) 1/1 000 à 1/20 (quelques secondes avec modification)
Utilisation Ciel Profond - Grand champ Planétaire

Commentaires

Le 16/06/2009 20:59 par Astrom31 :

Très bon résumé, très instructif merci

Par contre, si je peux me permettre, il semble que vous ayez inversé dans le tableau "taille du capteur" la "largeur" et la "hauteur" de la colonne APN. 

(La hauteur devrait valoir 14,8mm, et la largeur 22,2mm si on veut conserver le rapport de 1,5 entre largeur/hauteur)

 

Le 16/06/2009 22:54 par Astrotophe :

Merci. J'ai corrigé l'erreur larguer/hauteur sur laquelle vous avez tout à fait raison.

Le 21/06/2009 10:57 par elegac :

Ce qui fige la turbulence, ce n'est pas la vitesse d'acquisition, mais plutôt le temps de pose. L'intérêt d'une grande vitesse d'acquisition, c'est qu'on aura plus d'images à compositer disponibles avant que la planète ait trop tourné sur elle-même. Ce qui améliorera l'image finale (amélioration du ratio signal/bruit)

Erwan

Le 21/06/2009 17:39 par Astrotophe :

Effectivement, tu as tout à fait raison Erwan. Je vais regarder pour améliorer mon texte.

Le 27/10/2009 20:27 par CyranoB :

Quid des nouveaux APN qui filment en 30 img/s? N'est ce pas un bon moyen d'augmenter la résolution tout en gardant une grande vitesse d'aquisition?

Le 28/10/2009 07:32 par Astrotophe :

Les nouveaux APN (30 im/s) présente l'avantage de pouvoir concurrencer la webcam en planétaire. Par contre, la taille des pixels des APN peuvent être plus grande ce qui réduit la résolution. De plus, la plupart des APN en mode film n'utilise pas la même résolution que pour les photos (sinon la carte mémoire serait très vite saturée). En tout cas, l'APN augmente le champ accessible par rapport à la webcam.

Le 05/10/2010 14:01 par location voiture :

 C'est vraiment très bien lire pour moi. Doit accepter que vous êtes l'un des plus cool que j'aie jamais vu blogueur. Merci de poster cette information utile. C'est justement ce que je le cherche. Je reviendrai sur ce blog pour vous! Je bookmarked ce blog il ya quelque temps en raison du contenu utile et je ne suis jamais être déçu. Continuez votre bon travail

Le 05/01/2011 01:23 par Criss :

est-il possible d'utiliser un Appareil Photo Numerique comme webcam.
J'ai déjà un modèle d'APN en tête : le Canon Powershot A95. Mais tout autre modèle similaire me conviendrait pour donner vos avis.

 

 

Le 07/01/2011 20:35 par Astrotophe :

Certainement le Canon Powershot A95 peut faire office de webcam avec enregistreur intégré car il permet de faire des films.  Néanmoins, je ne connais pas résolution des films issues des appareils photos mais il n'utilise pas tous les pixels du capteur, ce qui peut entraîner une baisse de résolution. de plus, en général, l'optique de la webcam est retirée pour mettre à la place le télescope, ce qui est rarement le cas pour les appareils photos compacts. Il reste néanmoins la possibilité de faire de la digiscopie.