Astrofotografie Software: SharpCap

dkracht

Gehört zu: Astrofotografie Software, Plate Solving
Siehe auch: Polar Alignment mit SharpCap Pro, Geräteliste, Belichtungszeiten, FITS Header, Fokussieren
Benutzt: Fotos aus Google Drive

Version: 29.09.2023

Was ist SharpCap?

Diese Software für die Astrofotografie kann unterschiedliche Kameratypen unterstützen: DSLR, Astro-Kameras etc.
Der Entwickler von SharpCap ist Dr. Robin Glover.

Die primäre Funktion von SharpCap ist sicherlich das Fotografieren von astronomischen Objekten. Ausserdem ist eine gute Life-View-Funktion vorhanden, die ich gerne zum Fokussieren verwende. SharpCap hat sich aber stets weiter entwickelt und unterstützt nun (im Jahre 2020) die Astrofotografie in großem Umfang:

Versionen von SharpCap

Ab der Version 2.9 wird Polar Alignment unterstützt.

Ab der Version 3.2 wird als Kamera “Folder Watch” unterstützt.

Ab der Version 4.0 (14.06.2021) gibt es eine “Sequencer” Funktion

Version 4.0.9478 (28.11.2022)

Version 4.0.9571.0 (27.09.2013)

Die Pro-Version kostet Euro 12,– pro Jahr

Um das kostenlose SharpCap  auf SharpCap Pro “aufzurüsten” muss man einen Lizenzschlüssel, den man nach der Bezahlung per E-Mail bekommt in SharpCap unter “Help -> SharpCap Pro License” eingeben. Zur Kontrolle, ob ein SharCap tatsächlich ein “Pro” ist, kann man sich den installierten Pro-Lizenzschlüssel wieder unter “Help -> SharpCap pro License” anzeigen lassen oder man sieht es auf im Titelbalken von SharpCap, wo dann “SharpCap Pro” angezeigt wird.

Astrofotografie mit SharpCap

Um Astrofotografie mit meinen Astro-Kameras ZWO ASI294MC Pro und Altair GPCAM zu betreiben, benötige ich eine Software auf meinem Windows-Computer, die mit der Kamera alle Funktionen (s.u.) durchführen kann.

  • Betrachtung des Bildes in Echtzeit (“Life View”) – z.B. zum Fokussieren
  • Einstellen von Belichtungszeit, Gain/ISO etc.
  • Aufnehmen von Einzelfotos (“image acquisition”, “capture”, “still images”)
  • Aufnehmen von Videos
  • Programmieren von Foto-Serien (“sequencing”)
  • …

Zur Astrofotografie gibt es verschiedene Windows-Software:

  • Canon EOS Utility
  • Backyard EOS
  • ASICAP
  • Altair Capture – mitgeliefert vom Hersteller meiner Kamera Altair GP-CAM.
  • SharpCap – allgemein bekannte Software, die auch vom Hersteller für meine Altair GPCAM empfohlen wird
  • FireCapture – unterstützt ab der Version 2.5 auch meine Altair GPCAM
  • APT Astronomy Photography Tool – das wird von einer großen Community benutzt
  • Sequence Generator Pro (“SGP”)
  • N.I.N.A. ist neu in 2019 dazugekommen.
  • Die ASIAIR macht alles “fast” von alleine

Installation auf meinen Windows-Computern

  • Definitive Software Library ID: SharpCap
  • Name: SharpCap
  • Version: 4.0   (Nov. 2021)
  • Hersteller/Bezugsquelle:  http://www.sharpcap.co.uk/sharpcap/downloads
  • Funktion: Astronomie
  • Betriebssystem: Windows, Linux, Android,…
  • Installations-Ordner:
  • Daten-Ordner: …
  • Lizenz: kostenlos, SharpCap Pro kostet
  • Benötigt: das Microsoft .NET Framework

Einstellungen von SharpCap (Settings)

  • Sprache: englisch: Menüleiste -> File -> Sharpcap Settings -> General -> Display -> Always show…
  • Version Pro: Menüleiste -> Help -> SharpCap Pro (dort den per E-Mail mitgeteilten Schlüssel eintragen)
  • Ordner für aufgenommene Bilder: Menüleiste -> File -> SharpCap Settings -> Filenames -> Folders
  • Einstellungen für Platesolving s.u.

Benutzung von SharpCap

Welche Kameras werden von SharpCap unterstützt?

  • Meine Altair GPCAM z.B. am GuideScope50 (f=180 mm, FoV 1,54° x 1,16° )
  • QHY PoleMaster (Mit dem propritären Treiber von QHY) (f=25mm, FoV 11,0° x 8,3°)
  • Meine ASI294MC Pro
  • Microsoft LiveCam HD 6000
  • DSLR Canon EOS 600D ???
  • Folder Watch (seit SharpCap Pro 3.2)

Besondere Funktionen von SharpCap

  • Polar Alignment
  • Plate Solving
  • Sensor Analysis & Smart Histogram
  • Life Stacking
  • Sequencing
  • …

Image Acquisition with SharpCap

  • Verbindung zur USB-Kamera herstellen: Connect
  • Belichtungszeit einstellen
  • Fokussierung: Drehen am Kamera-Objektiv bzw. OAZ. Güte der Fokussierung per Software messen (Bahtinov)
  • Probeaufnahme
  • Einzelbilder: Format .fits oder .jpeg
  • Einzelbilder: Zusammensetzung der Dateinamen
  • Video-Aufnahmen
  • Live Stacking

Plate Solving mit SharpCap

Wie genau PlateSolving bei SharpCap funktioniert ist auf der WebSite https://www.sharpcap.co.uk/sharpcap/features/plate-solving vom Hersteller beschrieben.

Zur Zeit “unterstützt” SharpCap folgende PlateSolving Software:

Mit “unterstützt” ist gemeint, dass einer dieser drei PlateSolver zwingende Voraussetzung für das PlateSolving bei SharpCap ist.

Was wird zum PlateSolving mit SharpCap gebraucht?

Zum PlateSolving benutzt SharpCap immer eine lokale Version von astronomy.net (also AnSvr, sei es über All Sky Plate Solver oder anders). Dort muss dann auch Brennweite etc. eingestellt werden und die Index-Files für das Field of View (FoV) geuntergeladen werden. Sonst kann SharpCap auch nicht PlateSolven.

Einstellungen für Platesolving: mit GuideScope50 und GPCAM

  • Brennweite f=180 mm
  • Pixel size: 3,75 μ
  • Chip Array: 1280 x 960 Pixel

Einstellungen für Platesolving mit QHY Polemaster

  • Brennweite f=25 mm
  • Pixel size: 3,75 μ
  • Chip Array: 1280 x 960

Lustigerweise funktioniert das PlateSolving bei SharpCap nur, wenn auch eine ASCOM-Montierung verbunden ist, denn nach erfolgreichem PlateSolving will SharpCap zwangsweise auch sofort ein SYNC mit der Montierung durchführen und am liebsten noch ein “re-center target”.

Einstellungen in SharpCap für Platesolving:

Abbildung 1: SharpCap-Menüleiste – File  – Settings – Plate Solving (Google Drive: SharpCap_Platesolving_2019-06-28.jpg)


Einstellungen in SharpCap für Platesolving

PlateSolving funktioniert bei SharpCap ja nur in Verbindung mit einer Montierung / einem Teleskop (siehe oben: After Solving from Telescop Controls…).
Deshalb müssen wir unter dem Reiter “Hardware” immer auch eine Montierung auswählen – wenn wir gerade keine dran haben, also: “EQMOD ASCOM Simulator”.

Abbildung 2: SharpCap-Menüleiste – File  – Settings – Hardware – Mounts (Google Drive: SharpCap_Platesolving_02.jpg)


SharpCap Settings Hardware Mount ASCOM

Starten von PlateSolving in SharpCap

In SharpCap gibt es zwei Möglichkeiten, PlateSolving zu starten:

  • Über die Menü-Leiste am oberen Fensterrand
  • Über das Panel “Scope Controls” in der rechten Spalte

Im Panel “Scope Controls” befindet sich rechts von der Deklinationsangabe eine Schaltfläche “Plate Solve and Sync” (Symbol: Zielscheibe mit dickem Mittelkreis).
Voraussetzung, damit das rechte Panel (das “Camera Control Panel) überhaupt aktiv ist, ist eine Verbindung zu einer Camera (Menü -> Cameras ->…).

Abbildung 3: SharpCap-Menüleiste – Camera Control Panel – Scope Controls (Google Drive: SharpCap_PlateSolving_03.jpg)


SharpCap Scope Controls

Polar Alignment with SharpCap

Polar Alignment is a new feature in SharpCap 2.9. The idea was inspired by the PhotoPolarAlign application created by Themos Tsikas. Themos has been kind enough to help with testing and suggestions during the development of the polar alignment feature in SharpCap.

Link: http://www.sharpcap.co.uk/sharpcap/polar-alignment

Polar Alignment mit SharpCap konnte ich im Dezember 2019 selbst ausprobieren und habe Einzelheiten dazu als separaten Beitrag gepostet.

Sensor Analysis & Smart Histogram

Link:

SharpCap kann dabei helfen, die besten Einstellungen (Belichtungszeit, Gain,…) für Einzelaufnahmen (Subexposures) zu ermitteln.

Diese Funktion heist “Smart Histogram“.

“Smart Histogram” kann nur benutzt werden, wenn vorher mit SharpCap eine sog. “Sensor Analysis” durgeführt wurde.

Die Sensor-Analysis kann man am Schreibtisch durchführen und läuft wie folgt ab:

1. “Flat”: Measuring e/ADU

Kamera-Objektiv auf gleichmäßig helles Light Panel positionieren z.B. Tablet-Display aber nicht zu hell (ggf. einen Bereich markieren)

Highest bit depth: e.g. Colour Space RAW16

Dabei “skip binning”

2. “Status Dark”: (der Objektivdeckel muss wie bei den “Darks” aufgesetzt werden)

2.1 Measuring Black Levels

2.2 Measuring Dark read noise

3. “Gain”: Measuring relative gains. (Kamera-Objektiv auf eine nicht zu helle Umgebung positionieren)

Dabei werden Aufnahmen mit bis 500 ansteigendem Gain gemacht; die Belichtungszeit geht dabei suksessive zurück (bei mir bis 0,29 ms). Daher darf das Objekt nicht zu hell sein.

Ergebnisse der Sensor-Analysis

Dies sind die Ergebnisse der Sensor-Analysis meiner ZWO ASI294MC Pro:

Tabelle 1: Ergebnisse der Sensor-Analysis meiner ZWO ASI294MC Pro

Gain Value e/ADU Read Noise (e) Full Well (e) Relative Gain Rel. Gain (db) Dynamic Range (Stops)
0 3,87 7,83 63410,70 1,00 0,00 12,98
50 2,88 9,22 47187,65 1,34 2,57 12,32
59 2,59 9,03 42413,90 1,50 3,49 12,20
61 2,55 9,06 41822,68 1,52 3,62 12,17
100 1,64 8,40 26830,66 2,36 7,47 11,64
119 1,33 8,20 21776,67 2,91 9,28 11,38
121 2,74 5,98 44930,03 1,41 2,99 12,88
150 1,96 5,58 32069,81 1,98 5,92 12,49
200 1,12 5,19 18378,45 3,45 10,76 11,79
250 0,63 4,83 10392,46 6,10 15,71 11,07
300 0,36 4,56 5851,92 10,84 20,70 10,33
350 0,20 4,43 3333,81 19,02 25,58 9,56
400 0,12 4,57 1924,82 32,94 30,36 8,72
450 0,07 4,49 1104,75 57,40 35,18 7,94
500 0,04 4,75 654,08 96,95 39,73 7,11

Die erste Spalte “Gain Value” ist die Gain-Zahl, die an der Kamera eingestellt ist. Die anderen Spalten sind Messwerte, die SharpCap ermittelt hat.

An diesen Messwerten sieht man z.B. den sog. Unity Gain bei einem Gain zwischen 200 und 250 – interpoliert also bei einem Gain von 212.

Der Gain ist ist die Signalverstärkung in einer Digitalen Kamera, also aus wieviel hereinkommenden Elektronen wird eine ADU-Einheiten gemacht.
“Unity Gain” ist erreicht, wenn ein Elektron auch genau eine ADU-Einheit erzeugt.

Smart Histogram

Wir öffnen “Menü-Leiste -> Tools -> Histogram”. Beim Histogramm klicken wir links oben auf das Symbol “Gehirn.”

Grundvoraussetzung für diese Funktion ist, eine zuvor durchgeführte “Sensor Analysis”.

Nun sind wir in der Funktion “Smart Histogram”. Das erste, was wir brauchen ist eine Messung der Himmelshelligkeit (in Elektronen pro Pixel pro Sekunde). Dazu richten wir das Teleskop auf eine ganz dunkle Stelle im Himmel und starten die Messung durch Klicken auf die Schaltfläche “Measure“.

Abbildung 4: SharpCap-Menüleiste – Tools – Histogram  (Google Drive: Sharpcap_Histogramm.jpg)

In diesem “Smart Histogram” können wir den Gain hin und her schieben, um zu sehen, wo man in der “Sky Brightness” landet…