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A imagem que observamos ao lado, uma bela e excepcional astrofotografia do planeta Júpiter, antes de tudo, é uma grande e bela ilusão. E é uma ilusão tão bem feita, tão eficiente, e tão sedutora que imagens iguais ou semelhantes são utilizadas para vender telescópios.
As caixas de telescópios espelhadas pelos sites de venda na internet, usam e abusam desse recurso ilusório, mostrando imagem de planetas, aglomerados, nebulosas e mesmo galáxias como se fosse suficiente apenas ter aquele telescópio e nós poderíamos ver aquelas belas imagens. Essa prática, juntamente com outras práticas comerciais menos éticas, é que acabam por frustar o pretenso observador.
Toda observação científica, seja ela qual for, é uma cadeia de elos que formam uma corrente. Essa corrente será tão mais forte quanto o elo mais fraco que a compõe e sua posição na corrente. Se esse elo fraco estiver no início da corrente, toda a corrente poderá estar comprometida. Se o mesmo elo estiver no final da corrente, este poderá impactar na força da mesma de modos variados, podendo ou não comprometer o resultado final.
Um sistema de imageamento astrônomico (AIS - Astronomical Imaging System) é composto por um sistema coletor (telescópio), um sistema de captura (CCD, câmera digital, olho humano, etc) e um sistema de transmissão, armazenamento e processamento (cabos, nervo óptico, discos rígidos, SSD, computadores, cérebro humano) - (Figura 1).
Figura 1 - Típico sistema de imageamento planetário. Adaptado de: Perth Observatory.
Diversos fatores anteriores a entrada da luz, proveniente do objeto à ser fotografado, no telescópio; fatores inerentes ao próprio sistema de imageamento e a experiência do observador, podem ter importância em maior ou menor grau, na obtenção de uma boa astrofoto. Entretanto, o objeto de estudo do presente artigo será focado no elo responsável pela captura, armazenamento e processamento dos dados coletados de modo a se ter uma astrofoto do objeto alvo, isto é, no computador ou laptop. O objetivo é obter subsídios para se determinar se o equipamento em questão é adequado e em que grau ele pode estar impactando o resultado final.
Considerações Gerais
- Se o objetivo é utilizar um computador em um observatório, procure optar por um desktop (computador de mesa) e não por um computador portátil (notebook, ultrabook, laptop).
- Por outro lado, se o objetivo é levar o AIS para locais mais remotos e assim é necessário uma certa portabilidade, então, os computadores portáteis são a escolha lógica.
- O processamento dos dados coletados será realizado pelo computador, entretanto, sua visualização é efetuada através do monitor ou tela do computador. Procure trabalhar com monitores IPS e não TN. Desenvolvido com a finalidade de aumentar a qualidade da imagem e projeção, o IPS (In-plane switching) é um recurso de cristal líquido TFT adotado em displays de LCD. Por outro lado, TFT não é um recurso (uma tecnologia) mas um tipo de cristal líquido utilizado em telas LCD (Thin Film Transistor - TFT). Por exemplo, nos televisores e/ou monitores com o recurso IPS, a imagem é alinhada horizontalmente, ao contrário dos tradicionais TFT que alinham os cristais líquidos pelo pólo vertical (TN - Twisted Nematic). Todo display (monitor) é constituído por cristais líquidos (daí o nome LCD - Liquid Cristal Display). Este display é iluminado por LED's (monitor de LED) ou não (monitores comums LCD). A tecnologia IPS pode ou não estar presente no monitor. Caso exista, diz-se que o monitor é LED IPS. A diferença visível, contudo, fica por conta das a taxas de atualização. O sistema de uma tela LCD com qualidade IPS pode chegar até incríveis 240Hz, enquanto que, em uma comparação direta, os displays convencionais de LCD contam com taxas que variam de 60 e 75Hz. Além disso, o ângulo de visualização dos monitores IPS é maior, tipicamente, em torno de 170 graus e a reprodução de cores é mais fiel, ao contrário dos LCD's TN (Figura 2)
Figura 2 - Tecnologia TN LCD (esquerda) e IPS LCD (direita). Adaptado de: ATFT LCD Considerations.
Existe notebooks com telas IPS mas, geralmente, são mais dispendiosos; além de possuirem telas limitadas a 17 polegadas. Trabalhar em um monitro IPS com 24 polegadas de diagonal de tela ou maior, é extremamente confortável e os resultados obtidos refletem mais fielmente o observado. Muitas das vezes a imagem observada em um monitor é totalmente diferente da imagem observada em outro tipo de monitor e isso reflete a tecnologia por trás destes equipamentos.
Alguns Termos e Definições
CPU - unidade de processamento central (Central Processing Unit - CPU)
Se refere ao processador central, o chip responsável pelo processamento dos dados no computador. Trata-se do coração do computador. Existem diversos tipos de processadores mas, de forma geral, os mais comuns em computadores caseiros são os fabricados pela AMD (Advanced Micro Devices) com os modelos FX, Athlon e o recente Ryzen à ser lançado comercialmente na primeira metade de 2017; e os fabricados pela Intel (Intel Corporation) como os I3, I5, I7 das famílias Skylake, Kabylake, Xeon e etc.
Nem todos os processadores são iguais. Em um mesmo tipo de processador, por exemplo, um Intel i7, pode ocorrer diferenças significativas em seu modo de operação e, consequentemente, no tempo de processamento dos dados e seu resultado final. Na escolha do processador, alguns termos são importantes levar em consideração, entre eles: litrografia, TDP, número de núcleos, cache, "threads".
Litografia é, por assim dizer, o "tamanho" do processador. Por exemplo, este computador em que este site foi editado opera com um processador Intel Core i7 4950K com litografia de 22 nanometros; enquanto que um processador Intel Core i7 6950X possui uma litografia de 14 nanometros (Figura 3). Observe que ambos são i7, mas com especificações diferentes.
Figura 3 - Processadores Intel Core i7 4950K e Intel Core i7 6950X.
A litografia indica uma arquitetura mais bem feita e eficiente. Significa que o processador faz mais com menos, além de significar temperaturas menores.
Outro fator importante é o TDP. O termo TDP significa Thermal Design Power, que em português pode ser traduzido para “Energia Térmica de Projeto”. Ele serve para indicar a quantidade máxima de energia que um sistema de refrigeração deve dissipar.
Sempre que surge um novo modelo de processador, as fabricantes divulgam o valor TDP para que o usuário saiba o que diferencia o novo componente dos anteriores (até porque existem casos em que as especificações são idênticas, exceto pelo TDP). Em teoria, a divulgação do TDP deveria facilitar a vida dos usuários, todavia alguns não compreendem o que esse valor realmente significa. Normalmente esse valor é determinado em W (Watts) o que, em teoria, significaria que o TDP teria algo a ver com potência — e consequentemente com tensão e corrente. E na realidade, o TDP tem mesmo correlação com a potência, mas sua interpretação e aplicação são diferentes.
Os processadores realizam milhões de cálculos por segundo (e os mais complexos que se possa imaginar). E para fazer isso é necessário que elétrons circulem. A movimentação dos elétrons dentro do processador, faz com que o material seja aquecido.Isso consome energia que precisa circular dentro do processador, o que chamamos de potência, algo que pode ser medido em Watts. Já o calor gerado por essa potência resulta em uma temperatura que é medida em graus Celsius.
Esse calor precisa ser dissipado e quanto maior for o TDP, mais eficiente precisa ser essa dissipação de calor. Assim, soluções de resfriamento a ar (cooler) ou líquido (watercooler) serão necessárias. Os projetos de resfriamento líquido são mais eficientes que os refriamentos a ar. Em geral, o custo de implementação de um resfriamento líquido no computador é bem mais elevado que o custo do resfriamento a ar.
Quanto maior o TDP, mas o processador irá esquentar, principalmente sobre estresse, isto é, quando todos os seus núcleos estiverem operando em sua carga máxima de processamento. Isso ocorre principalmente com os cálculos em ponto flutuante, por exemplo, na renderização de imagens (jogos, cadcam, etc). A maioria dos programas de astronomia e de processamento digital de imagens utiliza esse recurso de trabalhar com os núcleos do processador ao mesmo tempo. Por exemplo, o programa PixInsight utiliza os 4 núcleos do processador Intel 4950K e seus 16 "threads".
Você nunca vai ver um notebook ou laptop utilizando um processador com TDP elevado pois as soluções de resfriamento atualmente disponíveis para computadores portáteis são limitadas e, consequentemente, o processador pode aquecer exageradamente. Atualmente os processadores de sétima geração da Intel utilizados em notebooks apresentam um TDP máximo de 45 W como, por exemplo, o Intel Core i7 7020HQ com litografia de 14 nanometro, 4 núcleos e 8 "threads" operando a um clock nominal de 3.10 GHz.
