الفرق في Bin بين ZWO و QHY، ومبدأ دمج البكسلات برمجيًا
تناول المقال السابق الطريقة العملية لدمج البكسلات برمجيًا (Bin)؛ أما هذا المقال فيتعمق في المبدأ: لماذا يختلف سلوك Bin بين كاميرات الشركتين ZWO وQHY، ولماذا يكون «إجراء Bin على الحاسوب» أقل عرضة لفقدان البيانات من «إجراء Bin على الكاميرا».
القيم الافتراضية لخاصية Bin تختلف بين ZWO وQHY
بأخذ ZWO 6200mm وQHY600M مثالًا، تستخدم الكاميرتان في الواقع المستشعر نفسه Sony IMX455 BSI، غير أن سلوك Bin الافتراضي لديهما ليس واحدًا:
- لا يقوم دمج البكسلات لدى ZWO إلا بحساب «متوسط البكسلات». ويمكن التصوير بلوح الفلات نفسه ذي الإضاءة المتجانسة، فيتبين أن السطوع قبل Bin وبعده متماثل تقريبًا — وهذه هي سمة المتوسط.
- أما دمج البكسلات لدى QHY فهو افتراضيًا «جمع البكسلات» (شبيه بسلوك مستشعرات CCD التقليدية)، ويمكن بالطبع تحويله إلى المتوسط.
يرجى الانتباه إلى أن ضبط QHY على الجمع قد يجعل القيم تتجاوز 16bit، وعندئذٍ يلزم تعديل أمر القراءة وتفعيل النقل بنظام 32 بت لإخراج البيانات كاملة. كذلك فإن أسلوب ZWO صالح للكاميرات الأحادية اللون والملونة على السواء؛ أما Bin الجمعي لدى QHY فلا يصلح إلا للكاميرات الأحادية اللون.
لماذا يختلف منطق إجراء Bin على CMOS عن منطق CCD
في كاميرات CMOS، يكون الهدف الرئيسي من ضبط Bin برمجيًا أو عبر البرنامج الثابت لحظة التصوير هو تقليل حجم الملف أو رفع معدل الإطارات. لكن يرجى الانتباه إلى سلوك ضوضاء القراءة:
- CMOS: بعد Bin تتضاعف ضوضاء القراءة؛
- CCD: بعد Bin تنخفض ضوضاء القراءة على العكس.
هذا هو الفارق الجوهري بين CMOS وCCD في مسألة Bin، وهو أيضًا سبب أن الحافز إلى «إجراء Bin على جانب الكاميرا» في عصر CMOS ليس بقوة ما كان عليه في زمن CCD. ودمج البكسلات في CMOS أنسب في الواقع لأن يُنفَّذ لاحقًا، داخل البرنامج أثناء المعالجة اللاحقة، والنتيجة أفضل.
مزايا وعيوب إجراء Bin في برنامج على الحاسوب
لنقل Bin إلى برنامج على الحاسوب مزايا ملموسة عدة:
1. يرفع نسبة الإشارة إلى الضوضاء بالقدر نفسه، لكن الحساب أكثر مرونة
يمنح Bin البرمجي كذلك تحسنًا بمقدار مرتين في نسبة الإشارة إلى الضوضاء (SNR)، كما أن كفاءة الحساب في الحاسوب أفضل، والخوارزميات المتاحة للاختيار أكثر.
2. لا تُفقد أي بيانات
هذه هي النقطة الجوهرية. فما يسمى بحساب المتوسط في النظام الثنائي ليس في الحقيقة «الجمع ثم القسمة على 4» (بأخذ Bin 2 مثالًا). فجمع أربعة أعداد ثنائية بطول 16 بت يحتاج إلى 18 بت (فيحدث فيض، لأنه يتجاوز 16 بت)، والقسمة على 4 في النظام الثنائي هي في الواقع الجمع ثم إسقاط أدنى بتّين (أي إزاحة الفاصلة موضعين إلى اليسار).
لذلك، إذا ضبط مستخدم ZWO خاصية Bin مباشرة على الكاميرا فسيفقد هذا الجزء من البيانات؛ أما مستخدم QHY فيحتاج إلى تفعيل النقل بنظام 32 بت لإرسال البيانات كاملة إلى الحاسوب، وإلا فإن الجزء الفائض سيُسقَط كذلك. في المقابل، عند إجراء Bin على الحاسوب يجري الحساب بنظام 32 بت، فلا تُفقد أي بيانات، ويبقى عمق البئر وعمق البت كاملين.
3. الثمن هو نقل وتخزين قدر أكبر من البيانات
يضحّي دمج البكسلات بالدقة، فتنخفض الحدة، لكن حجم الملف يتقلص كثيرًا. وعلى العكس، إن لم يُجرَ Bin على جانب الكاميرا فسيلزم نقل قدر أكبر من البيانات، وإنفاق مساحة أكبر لتخزين الملفات الأصلية. هذا هو الثمن الواجب دفعه عند اختيار «Bin على الحاسوب» — تحمّل الملفات الأصلية الأكبر أولًا، مقابل مرونة كاملة بلا خسارة أثناء المعالجة اللاحقة.
ملحق
للاطلاع على شرح تفعيل النقل بنظام 32 بت في QHY، يمكن الرجوع إلى دليل الاستخدام الرسمي. يرجى الانتباه إلى أن هذه الميزة لا تدعمها إلا بضعة طرازات أحدث (مثل QHY600 وQHY268 وQHY411 وQHY461 وغيرها).