L’échantillonnage – Optimiser la résolution d’une image planétaire

Définition

L’échantillonnage est important pour permettre en imagerie de tirer le maximum de son instrument (lunette ou télescope).

En astronomie, pour tenter d’être le plus synthétique et le plus consensuel possible sur sa définition, l’échantillonnage est couramment étudié pour déterminer la focale idéale à partir de laquelle pour un capteur CCD/CMOS donné, il est possible d’approcher le pouvoir de résolution théorique de l’instrument utilisé.

Bien gérer l’échantillonnage, ceci représente l’un des facteurs indispensables (avec la collimation) pour s’approcher de la Haute Résolution.

Le pouvoir de résolution théorique d’un instrument

Déterminer la focale idéale pour un capteur CCD/CMOS donné, il convient déjà de connaître le pouvoir de résolution théorique de l’instrument utilisé.

C’est un fait avéré et connu de tout astronome amateur : Plus le diamètre de l’instrument est important, meilleure sera la résolution.

Formule : R = 120/D (R en secondes d’arc ; D en mm)

Ainsi, par exemple pour un CELESTRON 8 (D = 203mm), on trouvera R = 0,59 seconde d’arc

Formule de l’échantillonnage

E = (206P)/F (E pour le bon échantillonnage ; P pour taille du pixel du capteur en µm ; F pour la focale effective)

Soit pour son application courante pour l’astronome amateur, plutôt la formule : F = (206P)/E

Exemple concret d’application

Pour cet exemple, prenons le couple :

  • Un CELESTRON 8 (Fprimaire = 2003 mm) avec R = 0,59 seconde d’arc
  • Une caméra ZWO ASI 224 MC avec P = 3,75 µm

La formule spécifique applicative à cet ensemble devient F = 772,5/E

La théorie qui s’applique est deux fois le pouvoir séparateur. C’est à dire que l’on part du principe que le détail le plus petit pouvant être résolu par l’instrument doit s’étaler au minimum sur deux pixels du capteur CCD/CMOS pour être enregistré. La pratique de beaucoup d’amateurs, surtout pour ne parler que des meilleurs (Thierry LEGAULT, Christian VILADRICH, Christophe PELLIER…) aura largement démontrée que le bon échantillonnage est surtout au moins trois fois le pouvoir séparateur de l’instrument, ce qui suppose en réalité la nécessité d’utiliser la focale pour un CELESTRON 8 capable d’honorer R/3 soit E = 0,19 seconde d’arc/pixel.

C’est à dire en final, la formule pour ce couple : F = 772,5/0,19 soit F = 4066 mm, ce qui sera aisément obtenu avec l’ajout d’une barlow 2x au Fprimaire…