# Focus

## Theorie hoe het werkt

Ekos Focus
Ekos Focus

Voor de focus in een afbeelding moet Ekos in staat zijn numeriek vast te stellen hoe goed die focus is. Het is niet moeilijk, bij het zien van een afbeelding, vast te stellen dat die niet scherp is, omdat de mens dat heel goed kan, maar hoe moet Ekos dat doen?

Er zijn diverse manieren. Een ervan is het berekenen van de "Full Width at Half Maximum" (FWHM: volle breedte op half maximum) van een sterprofiel in een afbeelding, en daarna de focus aan te passen tot een kleinere FWHM. De moeilijkheid met FWHM is, dat wordt aangenomen dat de initiële focus dicht bij de kritische focus is. Bovendien voldoet FWHM niet goed bij fluxen met een lage intensiteit. Een andere methode is "Half-Flux-Radius" (HFR: halve flux straal). Dit is een maat voor het aantal pixelsvanaf midden van sterren, totdat de accumulatie van de intensiteit de helft is van de totale flux van de ster. HFR blijkt veel stabieler te zijn in condities waar de hemelcondities slecht zijn, wanneer het helderheidsprofiel van de sterren laag is, en wanneer de startpositie van de focus ver verwijderd is van de optimale focus.

Na het bewerken van een afbeelding, selecteert Ekos de helderste ster en meet het hiervan de HFR. De ster kan automatisch worden geselecteerd, of handmatig. Gewoonlijk wordt aangeraden niet een te heldere ster te nemen, omdat die tijdens het focussen verzadigd kan raken. Een magnitude 3 of 4 is gewoonlijk voldoende.

Ekos begint daarna met het focusproces door de focuser de opdracht te geven naar binnen of naar buiten te focussen, en daarna de HFR te meten. Hierdoor wordt een V-kromme verkregen, met de optimale focus in het midden daarvan. De hellingen van de V hangen af van de gebruikte telescoop en camera. In Ekos word nooit de volledige V-curve verkregen, omdat het focusproces iteratief wordt gedaan. In de meeste gevallen verkrijgt men dus een halve V-kromme.

Omdat de HFR lineair varieert met de focusafstand, is het mogelijk het optimale focuspunt te berekenen. In de praktijk werkt Ekos iteratief door met discrete stapjes verder te gaan, initieel bepaald door de ingestelde stapgrootte, en later door de helling van de V-kromme, om de optimale focuspositie te bereiken. De stapjes worden dan steeds kleiner, totdat het optimale focuspunt is gevonden. In het standaard Iteratieve algoritme stopt het focusproces wanneer de HFR binnen de ingestelde tolerantie komt, uitgedrukt in % van de kleinst gemeten en opgeslagen HFR. Met andere woorden: zodra het zoeken begint naar een oplossing binnen een klein bereik, wordt de huidige HFR vergeleken met de kleinste eerder gemeten en opgeslagen HFR-waarde, en als aan de voorwaarde is voldaan, wordt het autofocusproces als geslaagd beschouwd. De standaardwaarde is ingesteld op 1%, wat in de meeste gevallen goed genoeg is. De opties voor de Stapgrootte geven het aantal initiële ticks dat de focuser moet bewegen. Als de afbeelding erg onscherp is, stellen we een grote stapgrootte in (&ie; > 250). En anders, wanneer de focus al bijna goed is, stellen we de focus wat redelijker in (< 50). Door te proberen moeten we de juiste waarde zien te vinden, maar Ekos gebruikt die alleen in het begin, omdat de volgende waarden afhangen van de berekeningen van de hellingen in de V-kromme.

Als het Polynoom-algoritme wordt gebruikt, start het proces in de iteratieve modus, maar komen we op de andere tak van de V-kromme (&ie; als de HFR stijgt na een aanvankelijke daling), dan gebruikt Ekos een aanpassing met behulp van een veelterm (polynoom), voor het vinden van een oplossing die de kleinst mogelijke HFR-positie voorspelt. Na het vinden van een geldige oplossing wordt het autofocusproces als gelukt beschouwd.

Hoewel de Ekos focusmodule relatieve focusers ondersteunt, wordt het gebruiken van absolute focusers zeer aanbevolen.

## Focuser groep

Focuser Instellingen
Focuser Instellingen

Elke INDI-compatibele focuser wordt ondersteund. Het wordt aanbevolen absolute focusers te gebruiken, omdat bij het opstarten hun absolute positie bekend is. In INDI is de nul-position de positie waarin de trekbuis geheel is ingetrokken. Bij uitwaarts focusseren, neemt de focuspositie toe, en die neemt af bij inwaarts focusseren. De volgende types focuser worden ondersteund:

- Absolute: Absolute positie focusers zoalsRoboFocus, MoonLite, &etc;

- Relatieve: Relatieve positie focusers.

- Eenvoudige Focusers: DC/PWM focusers zonder terugkoppeling van hun positie.

Bij absolute focussers kunt u het aantal ticks instellen. Voor het bekijken van een continue invoer van de camera, klikt u op de Framing knop. Een afbeelding wordt herhaald opgenomen volgens de instellingen van de CCD in de CCD en Filterwiel-groep. U kunt in- en uit focusseren door op de juiste knoppen te klikken, en in beide gevallen wordt de focus verplaatst over een stapgrootte die is ingesteld in de focusinstellingen. Bij absolute en relatieve focusers wordt de stapgrootte uitgedrukt in ticks, en bij eenvoudige DC-focusers in milliseconds.

U kunt het autofocusproces starten door te klikken op de knop Autofocus

## CCD & Filterwiel groep

Focus CCD & Filterwiel Groep
Focus CCD & Filterwiel Groep

U moet CCD en filterwiel (indien aanwezig) opgeven, die bij het focusproces worden gebruikt. U kunt een bepaald filter in het filterwiel vastzetten voor wanneer het autofocusproces wordt gestart. Gewoonlijk moet het Clear/Luminescence filter hiervoor worden gebruikt, zodat Ekos altijd voor het autofocusproces het zelfde filter gebruikt. Dit vastgezette filter wordt ook in de Uitlijnmodule gebruikt bij een astrometrische opname.

U kunt ook een Effect-filter gebruiken voor het verbeteren van een afbeelding voor preview-doeleinden. Het is zeer aan te raden alle effecten uit te zetten tijdens het focusseren omdat die de HFR-berekeningen kunnen verstoren. Bij DSLR-camera's kunt u de ISO-instellingen wijzigen. Met de knop Reset kunt u de focusing subframe naar full frame instellen.

## Instellingen

Focus Instellingen
Focus Instellingen

Het kan nodig zijn de focusinstellingen aan te passen voor een succesrijk en betrouwbaar autofocusproces. De instellingen zijn blijvend tussen de sessies.

- Auto Ster Select: Automatisch de beste ster in de afbeelding kiezen voor focus.

- Subframe: Subframe rondom de focusster tijdens de autofocusprocedure. Het aanzetten van subframing het focusproces duidelijk versnellen.

- Dark Frame: Zet deze optie aan voor het opnemen van een dark frame, indien nodig, en pas het aftrekken toe van de dark frame. Deze optie kan nuttig zijn voor afbeeldingen met veel ruis.

- Volgen onderbreken: Volgen onderbreken tijdens het autofocusproces. Als het focusproces de volgster nadelig kan beïnvloeden (&eg; bij gebruik van de Integrated Guide Port IGP (geïntegreerde volgpoort) terwijl de volger fysiek is gekoppeld aan de primaire CCD), kunt u beter deze optie aanzetten. Wanneer een Off-Axis volger wordt gebruikt, is deze optie niet nodig.

- Vakgrootte: Stelt de grootte in van het vakje rondom de focusster. Maak groter bij erg grote sterren. Voor Bahtinov focus kan de vakgrootte vergroot worden nog meer om beter het Bahtinov diffractiepatroon in te sluiten.

- Max verplaatsing: Maximum verplaatsing in ticks voordat het autofocusproces af wordt gebroken.

- Stap: Initiële stapgrootte in ticks om een merkbare verandering te krijgen in de HFR-waarde. Bij focusers opbasis van tijd, is het de initiële tijd in milliseconden voor het uit- of inwaarts verplaatsen van de focuser in milliseconden.

- Tolerantie: De tolerantie, in percentage uitgedrukt, bepaalt wanneer het autofocusproces stopt in het Iteratieve algoritme. Tijdens dit proces worden HFR-waarden gemeten, en zodra de focuser de optimale waarde nadert, worden de gemeten HFR's vergeleken met de tijdens sessies gemeten kleinste opgeslagen waardes van de HFR, en wordt gestopt zodra de gemeten HFR binnen een aantal % hiervan is gekomen. Een kleinere tolerantie leidt tot een kleine optimale oplossingsstraal, een grotere waarde tot grotere oplossingsstraal.

  Het instellen van een te kleine waarde kan tot oneindige iteraties leiden, waardoor het autofocussen kan mislukken.

- Drempel: De drempelwaarde, uitgedrukt in %,wordt gebruikt voor sterdetectie met het Drempel detectie- algoritme. Verhoog deze voor alleen heldere sterren, en verlaag deze voor het toelaten van wazige (wordt bedoeld: zwakke?) sterren.

- Algoritme: Selecteer het algoritme voor het autofocusproces:

  - Iteratief: Verplaatst de focuser in discrete stapjes met een ingestelde begingrootte. Zodra een helling van de kromme is berekend worden berekende stapgroottes gebruikt naar de optimale oplossing. Het algoritme stopt zodra de gemeten waarde van de HFR binnen de tolerantie komt, uitgedrukt in % van de kleinst gemeten en opgeslagen kleinste HFR.

  - Polynoom: Start iteratief. Wanneer de andere tak van de V-kromme wordt bereikt, worden de coëfficiënten berekend van de best passende veelterm (polynoom), en ook de mogelijke waarde van de beste oplossing. Dit algoritme kan sneller zijn dan een zuiver iteratieve berekening, wanneer een goede dataset (gegevens) aanwezig is.

- Frames: Aantal op te nemen gemiddelde frames. Bij elke opname wordt de HFR opgeslagen. Indien de HFR-waarde niet betrouwbaar is, kunt u een aantal frames middelen voor het verkrijgen van een betere signaal ruis verhouding.

- Detectie: Selecteer algoritme voor sterdetectie. Elk algoritme heeft zijn voors en tegens. Aangeraden wordt de standaard waarden te behouden, behalve wanneer blijkt dat sterren niet worden gevonden.

  - Bahtinov: Deze detectiemethode kan gebruikt worden bij gebruiken van een Bahtinov masker voor focusseren. Neem eerst een afbeelding, selecteer de ster om op te focussen. Een nieuwe afbeelding zal genomen worden en het diffractiepatroon zal geanalyseerd worden. Er zullen drie lijnen getoond worden op het diffractiepatroon die tonen hoe goed het patroon herkend is en hoe goed de afbeelding in focus is. Wanneer het patroon niet goed wordt herkend, kan de parameter 'Num. of rows' aangepast worden om herkennen te verbeteren. De lijn met de cirkels aan elk eind is een vergrote indicator voor de focus. Hoe korter de lijn, hoe beter de afbeelding in focus is.

## V-kromme

Focus V-kromme
Focus V-kromme

De kromme in de vorm van de letter V geeft de absolute positie weer tegen de Half-Flux-Ratio (HFR). Het midden van de V-kromme is de optimale focuspositie. Zodra Ekos de andere tak van de V-kromme bereikt, keert de zoekrichting om, om de optimale focuspositie te vinden. De uiteindelijke focuspositie is afhankleijk van het gebruikte algoritme.

Bij framen wordt op de horizontale as het nummer van de frames weergegeven. Hierdoor kunt u zien hoe de HFR verandert van frame tot frame.

## Relatief profiel

Focus Relatief profiel
Focus Relatief profiel

Het relatieve profiel is een grafiek van de relatieve waarden van de HFR, ten opzichte van elkaar. Lagere HFR-waarden leiden tot smallere grafieken, en omgekeerd. De aaneengesloten rode kromme is het profiel van de huidige waarden van de HFR, de gestippelde groene kromme is die voor de vorige HFR-waarden. De magenta kromme is die van de eerst gemeten HFR, en wordt zichtbaar als het autofocusproces eindigt. Hierdoor kunt u de kwaliteit beoordelen van het resultaat van het autofocusproces.