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ISIS & Star Analyser 100, primi passi...

Le nuove tecniche per studiare e comprendere la natura di tanti fenomeni celesti.

Messaggioda Paolo » 13 dic 2012, 23:04

Cari amici, l'idea di sviluppare un topic a supporto dei neofiti che desiderano effettuare la riduzione degli spettri e' nata assieme a Marco Leonardi dopo aver constatato la qualita' e l'efficienza del nuovo applicativo integrato di Christian Buil. Siamo entrambi entusiasti di questo software e volevamo, nei limiti delle nostre possibilita', trasferire la nostra esperienza a chi fosse interessato.

Perche' l'argomento sia legato al reticolo Star Analyser 100 e' abbastanza ovvio, si tratta infatti di uno strumento per la spettroscopia che ha un eccellente rapporto prestazioni/costo assieme ad una discreta semplicita' di utilizzo in fase di ripresa. E' lo strumento che con grande probabilita' finisce per primo nelle mani del neofita entusiasta di spettroscopia.

Il topic va visto come una alternativa ad un classico tutorial "preconfezionato". Vorremmo cioe' tentare di svilupparlo in modo progressivo e con il coinvolgimento degli utenti. Siccome siamo su un forum che si evolve dinamicamente, l'esperimento potrebbe riuscire. Chiaramente serve la vostra partecipazione. Le immagini con gli spettri da trattare verranno messe a disposizione di tutti, tuttavia possiamo usare anche eventuali vostri lavori. Basta che ci fate sapere.

Il nostro obiettivo e' dunque quello di estrarre un profilo spettrale calibrato a partire dalle varie immagini native, comprensive o meno dei frame di calibrazione (assai consigliati).

Il profilo e' una distribuzione dell'intensita' luminosa in funzione della lunghezza d'onda (il colore). Si giunge al profilo correttamente calibrato dopo alcuni importanti passaggi svolti con ISIS. Le calibrazioni sono fondamentalmente due, quella in lunghezza d'onda (inizialmente le intensita' sono funzione della coordinata x del frame) e quella in intensita' che ha lo scopo di correggere la diversa resa ai colori non solo della camera CCD ma di tutta la catena strumentale. A volte e' possibile fare a meno della seconda calibrazione, vedremo in seguito per quali casi.

Sono stato estremamente sintetico ma possiamo ovviamente discutere l'argomento con maggiore dettaglio, se necessario anche aprendo topic paralleli. Lo stesso vale per gli argomenti che riguardano le fasi pre e post riduzione dati ovvero tecniche di ripresa ed analisi degli spettri (con la dovuta cautela perche' l'analisi e' molto delicata!).

Per coloro che non lo hanno gia' fatto, passiamo a prendere gli "utensili" del mestiere.
Tutti i software sono gratuiti! :ymhug:


Dalla pagina di riferimento:

http://www.astrosurf.com/buil/isis/isis_en.htm

scaricare:

- ISIS (ISIS.X.X.X.Install.zip dove le X indicano la versione corrente, al momento 5.1.1)

- ISIS database (ISIS_database_vX, attualmente v6)

- Solo se l'installazione di ISIS dovesse fallire, installare il Microsoft .NET Framework 4: http://www.microsoft.com/it-it/download ... x?id=17851

Dal sito: http://www.gnuplot.info/ scaricare:

- Gnuplot (gp460-win32-setup.exe, 9.9 MB, link diretto: http://sourceforge.net/projects/gnuplot/files/)
- Files di configurazione Gnuplot, (script.zip, link diretto: http://www.astrosurf.com/buil/isis/download/script.zip)

Facoltativo (io lo consiglio vivamente, capirete presto il perche'), un tool per il "rename" dei file su computer:

- Bulk Rename Utility (ma va bene qualunque altro tool in grado di svolgere funzioni analoghe): http://www.bulkrenameutility.co.uk/Main_Intro.php

Siamo alla fine della parte introduttiva, in seguito passeremo a descrivere il workflow e ad entrare nell'attivita' pratica.

Ciao
Paolo
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Messaggioda Paolo Maria Ruscitti » 14 dic 2012, 10:38

Ciao,

mi sembra un'iniziativa assolutamente di grandissimo valore! E' da alcuni mesi che, come detto altrove, sono alle prese con un lavoro molto impegnativo e che si prolungherà nel tempo (per fortuna direi, vista la crisi!) a Roma, quindi sono praticamente assente! Tutto ciò che era in cantiere l'ho praticamente abbandonato (spero ancora non per molto), ma sino a quando non raggiungerò certe condizioni (lavorative intendo), sarà così. Ho uno Star Analyser ancora in scatola, ma vi seguirò con attenzione. Il passaggio teoria -> pratica è molto importante e ciò che state proponendo sarà di incentivo per tutti a percorrere nuove e diverse strade oltre alla fotografia astronomica.
Restiamo tutti in attesa e complimenti ancora! :ymapplause: :ymapplause:
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Messaggioda alexconte » 14 dic 2012, 13:18

Bellissima iniziativa Paolo e Marco. Io sto aspettando due reticoli (da 100 e 300 linee/mm) con i quali fare le prove come discusso in precedenza (vediamo se riesco farmi qualche cosa con poca spesa).
Il vero nemico è il tempo a disposizione, ma spero di poter contribuire al più presto.
Per ora, un grandissimo grazie !
Ciao,
A.
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Messaggioda Paolo » 14 dic 2012, 18:23

Grazie dell'incoraggiamento! :ymhug: Mi raccomando pero' dateci una mano!

Installazione dei pacchetti

Sappiamo tutti che il sistema operativo dovrebbe indirizzare correttamente i files qualunque sia il nome ed il percorso della cartella, tuttavia qui ci sono delle eccezioni (non chiedetemi il perche'). Ad esempio Gnuplot installato nella cartella di default sul mio PC non viene lanciato da ISIS (quindi non e' funzionale).

Installate ISIS nella cartella C:\isis
Installate il database degli spettri in C:\isis_db (dovete semplicemente decomprimere il file scaricato nella cartella)
Installate Gnuplot in... indovinate? Si'... C:\gnuplot
Mettete i tre files contenuti in script.zip (std.gnu, std2.gnu e std2y.gnu) sempre in C:\gnuplot
Installate Bulk Rename Utility dove volete.

Se volete, provate strade diverse. Tuttavia vi consiglio di "vincolare" in questo modo le prime tre cartelle di destinazione.

Lanciate ISIS ed impostate nella TAB Setting i parametri evidenziati:

ISIS1.jpg

Notare che i percorsi delle cartelle sono quelli descritti sopra. Io ho impostato la lingua inglese ma se conoscete meglio il francese potete scegliere questa lingua (le videate "operative" saranno pero' tutte in inglese).

Passare alla TAB General e impostare:

ISIS2.jpg

- Pixel size e' la dimensione del pixel della vostra camera, ad esempio mettere il valore 6.45 per una Atik 314L
- L'object suffix rappresenta il separatore di sequenza nel nome dei files. Esempio vega-1, vega-2, vega-3.
E' "straconsigliato" usare il "trattino meno" (-), non lo cambiate per carita'! ;)
- completare con i tre campi relativi all'osservatore. Di seguito un esempio:
Instrument: C8 SA100 Atik314L
Observatory: Osservatorio Lunik
Observer: Paolo Berardi

Chiudere ISIS.

Le impostazioni di base, quelle cioe' che non necessitano piu' di essere cambiate, sono a posto.
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Messaggioda marcoleo » 14 dic 2012, 22:54

Grande Paolo,
non facciamo in tempo a scambiarci qualche idea pazza che subito ci buttiamo ! Speriamo che la nostra passione contagi tanti amici qui !!!
Come ti ho scritto per email cercherò di seguire la tua proposta e buttare giù un workflow .
Mi veniva in mente anche qualche idea tipo video del desktop commentato che magari aiuta a comunicare meglio come spostarsi dentro i diversi software.
Bè intanto procedo con workflow a poi vediamo gli sviluppi.
Ciao a te e a tutti !
Marco
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Messaggioda Paolo » 15 dic 2012, 18:52

Grazie Marco! Se i numerosi impegni sopraggiunti non ti lasciano tempo non preoccuparti, almeno in questa prima fase (aspettiamo un saluto dagli USA!).

Il tutorial video e' una soluzione molto efficace, seconda forse solo all'intervento diretto sul PC dell'interessato con sw di desktop remoto (es. TeamViewer). Io non escludo che potremmo utilizzarle entrambe se ci sara' necessita'.

A presto
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Messaggioda umberto » 15 dic 2012, 23:31

Avanti tutta,la meta è vicina!...
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Messaggioda Paolo » 17 dic 2012, 15:01

Grazie Umberto! Ci approssimiamo all'attivita' pratica di riduzione dati ma prima di cominciare vorrei mostrare qualche esempio.

Sembra strano ma l'estrazione del profilo calibrato di uno spettro prodotto con lo Star Analyser 100 (con ISIS o altri software) e' meno semplice rispetto al trattamento da effettuare su uno spettro ad alta risoluzione ottenuto con uno spettroscopio a fenditura.

Solo per fare un esempio, la differente efficienza del sensore ai vari colori ha un grandissimo impatto su uno spettro esteso dall'UV all'IR. Uno spettro ad alta risoluzione abbraccia una manciata di Angstrom, in pratica il colore non cambia nel profilo rappresentato. Se si corregge o meno per la risposta dello strumento, le differenze sono minime. Se invece non si corregge uno spettro prodotto con lo SA100 che va dall'ultravioletto all'infrarosso, il profilo e' stravolto!

Caso 1 - molto facile:

isis_t1.jpg

Spettro ad alta risoluzione. Lhires III e reticolo da 2400 l/mm
Range spettrale piccolissimo. Massima semplicita' per la calibrazione in lunghezza d'onda (con lo spettro della lampada di calibrazione) e in intensita' (con lo spettro della stella di riferimento).

Caso 2 - facile:

isis_t2.jpg

Spettro a bassa risoluzione. Star Analyser 100. Necessita di correzione per la risposta strumentale. Range ottico completo. Target luminoso ed isolato nel frame. Non occorre lo spettro aggiuntivo di una stella di riferimento per le calibrazioni in lunghezza d'onda ed intensita' perche' righe e tipo spettrale di questo soggetto sono noti e consentono una calibrazione completa.

Caso 3 - meno facile:

isis_t3.jpg

Spettro a bassa risoluzione. Star Analyser 100. Necessita di correzione per la risposta strumentale. L'assenza di righe note (facciamo finta che sia cosi', in realta' essendo il soggetto una nova potremmo usare l'emissione h-alfa) costringe ad usare lo spettro di una stella di riferimento anche per calibrare in lunghezza d'onda. Il campo e' fitto di stelle che possono interferire con lo spettro e rendono difficile la sottrazione del fondo cielo (operazione fondamentale nel trattamento degli spettri). L'asse di dispersione non e' orizzontale ma inclinato.



Possiamo ottenere una corretta estrazione del profilo in tutti e tre i casi. Cio' che cambia e' il numero di passaggi richiesti durante il processo. Non c'e' nulla di particolarmente complicato ma bisogna tenere a mente che operando per bene in fase di ripresa si puo' ridurre il carico di lavoro in fase di elaborazione.

Termino con qualche consiglio in proposito:

%%- disponete l'asse della dispersione piu' orizzontale possibile sul frame. Perdete un po' di tempo nel setup iniziale (occorre ruotare opportunamente il reticolo, mantenuto a battuta sull'anello di serraggio) ma lo riguadagnerete dopo!

%%- cercate di mettere nella stessa posizione del frame sia l'ordine zero del target che quello della stella di calibrazione. Se il target e' sufficientemente luminoso da essere usato per la guida, software come PHD Guiding facilitano molto l'operazione grazie alla possibilita' di impostare le coordinate x,y (sul frame di guida).

%%- cercate di evitare interferenze con stelle di campo ruotando il blocco solidale CCD+SA100 rispetto all'asse ottico del telescopio (non il reticolo rispetto al sensore!). Le stelle piu' deboli non si vedono con pose molto corte (cioe' quelle usate di solito per il puntamento), quindi provate ad integrare maggiormente per un paio di orientamenti differenti. Si capira' meglio l'angolo piu' idoneo per piazzare lo spettro. Se il problema e' trascurabile con le stelle luminose, diventa fondamentale con soggetti deboli.
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