Astrofotografie: Mondfinsternisse

Siehe auch: Astrofotografie: Der Mond

Mondfinsternisse

Mondfinsternisse sind besonders spektakulär und können (ähnlich wie die Sonne) leicht beobachtet und fotografiert werden.

  • Halbschattenfinsternisse geben zum Fotografieren nicht viel her.
  • Eine partielle Mondfinsternis ist gut zu fotografieren.
  • Eine totale Mondfinsternis ist gut zu fotografieren und ist auch sehr beeindruckend.

Fotografieren einer Mondfinsternis

Fotografische Gerätschaften (mobil)

Ich habe die Mondfinsternis vom 27.7.2018 wie folgt fotografiert:

  • Teleskop: Orion ED 80/600 mit Reducer 0,85x; d.h. f=510 mm und damit Blende f/6,8
  • Kamera: Canon EOS 600D mit APS-C CMOS, 5184 x 3456 Pixel, Pixelgröße 4,3 μ
  • Montierung: SkyWatcher HEQ5 Pro mit “Lunar Tracking” (bei sauberem Polar Alignment)
  • Aufnahme-Software: APT auf Windows 10

Fokussieren bei Mondfinsternissen

Allerdings kann man bei einer totalen Mondfinsternis nicht gut auf dem Mond selber fokussieren; denn auf dem Mond selber ist die Beleuchtung direkt “von oben” und die Schattengrenze (Erdschatten) ist sehr diffus. Es empfiehlt sich also, vor der Mondfinsternis auf sichtbare helle Fixsterne zu fokussieren – notfalls auch währen der Finsternis..

Aufnahmedaten

  • ISO 100
  • Blende 6,8
  • Belichtungszeiten:
    • Totalität 5-1 sec,
    • Partielle Phase:  1 sec für den dunklen Teil, 1/100 für den hellen Teil

Nachbearbeitung der Fotos

  • Serie von Einzelfotos:
    • Auswahl einiger weniger Einzelfotos im zeitlichen Abstand von etwa 20 Minuten
    • Etwas vergrößert, dabei alle Fotos in genau dem gleichen Maßstab vergrößert
    • Histogramm und Gamma so dass die Einzelfotos ungefähr gleich aussehen
    • Ergebnis:  Flickr
  • Video
    • Aus den vielen Einzelbildern kann man leicht mit z.B. Microsoft Movie Maker ein Video machen
    • Allerdings sind trotz Lunar Tracking einige Bildsprünge in der Aufnahmeserie, die über fast 1,5 h Stunden ging
    • Ergebnis: YouTube

Auf der Suche nach einer Software, die meine Bildserie schön ausrichtet, sodaß die “Bildsprünge” verschwinden, bin ich gestossen auf:

  • PIPP  Planetary Imaging PreProcessor   “center planet in the frames”
  • https://sites.google.com/site/astropipp/example-uasge/example5
  • http://stargazerslounge.com/topic/184192-full-disc-lunar-imaging-with-a-dslr/

Wann sind die nächsten Mondfinsternisse?

Quelle: http://www.mondfinsternis.net/wann.htm

Partielle MoFi am 7.8.2017

Wenn der Mond am Abend des 07.08.2017 (ein Montag) um 18h 43m aufgeht, ist das Maximum dieser bescheidenen partiellen Finsternis bereits vorbei (18h 21m, 25%). Noch in der hellen bürgerlichen Dämmerung endet die Kernschattenphase (19h 19m). Doch bis dahin bieten sich reizvolle Fotomotive, wenn der “angeknabberte” Mond knapp über dem Horizont in der Gegendämmerung steht, die im angelsächsischen Raum als “Belt of Venus” (Gürtel der Venus) bezeichnet wird. Um in den Genuss dieses Schauspiels zu kommen, benötigen Sie unbedingt einen Standort mit freiem Blick zum Südost-Horizont, denn selbst am Sichtbarkeitsende der Halbschattenphase steht der Mond gerade einmal 10 Grad hoch.

Totale Mondfinsternis am 27.7.2018

Quelle: https://www.mofi2018.de/

Die Totale Mondfinsternis am 27.07.2018 gehört zweifelsohne zu den ganz großen astronomischen Ereignissen unserer Zeit. Mit einer Totalitätsdauer von 103 Minuten ist sie die längste totale MoFi des 21. Jahrhunderts.

Meine Meinung: ob die Totalität 5 Minuten länger oder kürzer ist, interessiert mich nicht die Bohne.

Da der Mond in Mitteleuropa während der einleitenden partiellen Phase aufgeht, kann die Totalität am dunkelblauen Dämmerungshimmel in voller Länge verfolgt werden

Das ist ziehmlicher Blödsinn: beim Anfang der Totalität steht der Mond 1 Grad über dem Horizont und der Himmel ist ganz hell

Etwa 6 Grad unterhalb des Roten Mondes steht Mars, der Rote Planet. Wenn ein Planet sich in der Nähe des Vollmonds befindet, dann steht er zwangsläufig in Opposition zur Sonne und erreicht mithin seine maximale Helligkeit. Diese fällt bei Marsoppositionen wegen der stark schwankenden Abstände zur Erde sehr unterschiedlich aus. Am 27.07.2018 haben wir es mit einer außerordentlich günstigen Marsopposition zu tun; der Rote Planet erreicht mit -2.8 mag fast seine größte überhaupt mögliche Helligkeit und übertrifft sogar den Jupiter an Glanz. Da sich das gesamte Geschehen horizontnah in der Dämmerung abspielt, kommen auch Naturfotografen voll auf ihre Kosten.

Astro-Fotografen finden die Horizont-Nähe sehr negativ.

Selbst der Kalender meint es diesmal gut mit den Beobachtern, denn die Jahrhundert-Finsternis findet an einem Freitagabend statt.

Totale Mondfinsternis am 21.01.2019

Link: http://www.mofi2019.de/#ueberblick

Astrofotografie Bildbearbeitung: Schärfen

Gehört zu: Bildbearbeitung

Was bedeutet “Schärfen”?

Quelle: Erik Wischnewski: Astronomie in Theorie und Praxis, 7. Auflage, S. 172

  • Unscharf bedeutet, dass Hell-Dunkel-Übergänge sanft verlaufen.
  • Scharf bedeutet, dass diese Übergänge härter (schneller und auf kurzer Strecke) erfolgen.

Schärfungsalgorithmen versuchen also aus einem weichen Übergang einen harten zu machen.

Schärfung darf nicht übertrieben werden. Was im Original nicht scharf ist, kann auch nicht mehr im nachhinein scharf gemacht werden.

Zum Schärfen gibt es spezielle Schärfungsfilter z.B. Iterative Gauß-Schärfung.

Schärfen erhöht das Bildrauschen….

Der Schwellwert des Schärfefilters sollte so klein eingestellt werden, das kleinere Helligkeitsunterschiede beim Schärfen ignoriert werden.

Siehe auch: http://www.photomonda.de/bilder-schaerfen

Genau genommen werden Bilder nicht schärfer, sondern es wird der lokale Kontrast an Grenzen erhöht, indem lokal dunkle Pixel noch weiter abgedunkelt und helle Pixel noch weiter aufgehellt werden. Unserem Gehirn wird damit vorgegaukelt, das die Fotos schärfer sind, da die Konturen prägnanter heraustreten.
Die Methode, die hier von den meisten Bildbearbeitungsprogrammen angewendet wird, heißt „Unsharpen Mask“ (=unscharfe Maske). Dieser seltsame Name kommt noch aus den Zeiten der Analogfotografie, da damals tatsächlich eine unscharfe Maske zum Schärfen verwendet wurde.

Da es sich um eine Kontrasterhöhung handelt, kann man es mit dem Bilderschärfen auch übertreiben…

Anwendungsbereiche

Bei Planetenfotos wird man zuerst mit “Lucky Imaging” die Luftunruhe (das schlechte Seeing) überlisten. Das Ergebnis muss dann aber noch häufig etwas geschärft werden; d.h. man  möchte die Details noch besser im Foto sichtbar machen…

Techniken zum Schärfen

Bildbearbeitungssoftware unterstützt unterschiedliche Techniken z.B:

  • sog. Wavelet-Filter, wie z.B. in RegiStax
  • Unscharfe Maskierung  (wird klassisch zum Schärfen benutzt)
  • Gauss schärfen  (z.B. in Fitswork)
  • Adobe Photoshop
  • etc.

Problem beim Schärfen des Mondes: Der Rand des Mondes wird eine helle Kante.

Link: https://www.reddit.com/r/astrophotography/Comments/7vsif7/the_moon_242018_processing_stages/

Es läßt sich nicht leicht vermeiden, aber es kann wie folgt abgemildert werden:

  • Das ungeschärfte Mondfoto in Photoshop laden.
  • Den dunklen Hintergrund mit dem “Magic Wand”-Werkzeug selektieren
  • Erweitern der Selektion ein bisschen in den Mond hinein: Select -> Modify -> Expand  mit ein paar Pixeln in den Mond hinein
  • Auf gleichem Wege “Feather” die Auswahl mit einem Betrag, der halb so groß ist wie beim “Expand”
  • Rechts-KLick und die Auswahl als neue Ebene kopieren
  • Schärfen des restlichen Mondes nach Geschmack (aufpassen: nicht den abgemilderten Rand schärfen). Das geschärfe Bild als Ebene einfügen.
  • Den abgemilderten Mond als Ebene oberhalb der Ebene des geschärften Mondes legen
  • Die obere (abgemilderte) Ebene sichtbar machen und mit der Opazität spielen. Sodaß einerseits die geschärften inneren teile sichtbar sind und andererseits ein natürlicher aussehener Rand entsteht.

Astrofotografie mit Autostakkert – Bildbearbeitung – Lucky Imaging

Bildbearbeitung

Wenn man seine Astro-Aufnahmen gemacht hat, beginnt die sog. Bildbearbeitung – dafür braucht man oft ein Vielfaches der Zeit, die man für die eingentlichen Aufnahmen in der Nacht investiert hatte.

Lucky Imaging

Das sog. Lucky Imaging bedeutet, dass wir um die Luftunruhe “Seeing” zu überlisten, sehr viele kurzbelichtete Aufnahmen unseres Beobachtungsobjekts (typisch: Planeten, Mond,…) und davon dann die zufällig besten “lucky” auswählen…

Meine Astro-Spezis machen also Videos z.B. vom Jupiter und benutzen dann eine spezielle Software fur “Lucky Imaging”, nämlich AutoStakkert (oder RegiStax).

Erfunden hat das Georg Dittie und seine erste Software dafür war Giotto.

Erste Schritte mit Autostakkert

AutoStakkert unterstützt eine sog. Multi-Punkt-Ausrichtung d.h. die einzelnen Frames des Videos werden so übereinander gelegt, dass nicht nur ein Punkt sondern mehrere Punkte zur Deckung gebracht werden.

Ich habe die Version 3.0.14 (x64)

Ich habe am 10.3.2017 mit meinem iPhone ein Mond-Video aufgenommen. Dies habe ich dann mit AutoStakkert wie folgt bearbeitet:

  1. Programm aufrufen: Das Hauptfenster von Autostakkert erscheint
  2. Open: AVI-Video laden
    1. Es erscheint dann ein zweites Fenster in dem der erste Frame des Videos gezeigt wird
    2. Image Stabilization: “Surface” oder “Planet”   (wenn kein ganzer Planet: Surface)
    3. Falls “Surface” dann Image Stabilization Anchor setzen (zum Vorzentrieren)
  3. Schaltfläche “Analyse”
    1. Nun macht Autostakkert die Vorzentrierung (“Surface Image Stabilization”) und anschließend die “Image Analysis”
    2. “Image Analysis” bedeutet, dass die Frames nach Qualität sortiert werden.
  4. Parameter setzen: Prozentsatz der “guten” bestimmen und eingeben
  5. Alignment Points (AP) setzen (vorher ist die Schaltfläche “Stack” ausgegraut)
  6. Schaltfläche “Stack”
  7. Ergebnis so drehen, dass Norden oben ist.

AutoStakkert produziert so zwei Bilder als Ergebnis: Ein geschärftes (“Sharpened”) und ein ungeschärftes. Wir werden das ungeschärfte Bild nehmen und dieses dann in einer anderen Software richtig schön schärfen. Das von AutoStakkert geschärfte Bild benutzen wir nur zur ersten visuellen Beurteilung unserer Fotos.
Zum separaten Schärfen verwenden wir gerne die Software “RegiStax” mit den dort unterstützten feinen Wavelet-Filtern.

Bild 1: AutoStakkert: Wählen der sog. “Frame Percentage” vor dem “Stack” (vorher müssen noch die “Alignment Points” gesetzt werden)

AutoStakkert-01

Bild 2: AutoStakkert Alignment Points

AutoStakkert-02

Astrofotografie: Bildbearbeitung – Wavelets

Gehört zu: Bildverarbeitung

Siehe auch: AutoStakkert

Wavelet-Filter spielen eine wichtige Rolle beim sog. Post Processing von Astrofotos.

Mit einem Wavelet-Filter kann man auf der eines Seite ein Bild schärfen und gleichzeitig das (dadurch verstärkte)  Rauschen unterdrücken.

Im Vordergrund steht das Schärfen. Das braucht man z.B. bei Planetenbildern, Mondbildern u.ä. Durch das Schärfen wird häufig das Rauschen erhöht, weshalb man das im gleichen Arbeitsgang gleich beseitigt.

Eine kostenlose Software, die Wavelet-Filter gut unterstützt ist RegiStax.

Wenn man garnicht Schärfen will, sondern nur das Rauschen reduzieren will, gibt es andere, einfachere Möglichkeiten.

Astronomie: Motor Fokus

Das Problem: Optimales Fokussieren

Teil von: Meine Geräteliste

Besonders bei der Astrofotografie fällt es unangenehm auf, wenn bei einem mühsam erarbeiteteten Foto die Scharfstellung (Fokussierung) nicht hundertprozentig ist.

Es gibt ja mehrere Methoden, wie man den genauen Fokuspunkt  findet; z.B. Live View mit Bildschirmlupe,  Hartmann-Maske, Bahtinov-Maske,… Es bleibt aber das Problem das jede Berührung des Einstellrades am Okularauszug ( OAZ) das Teleskop ein wenig (oder mehr) zum Wackeln bringt. Um dieses Wackeln zu vermeiden, gibt es Motoren, die man am Stellrad des OAZ befestigt…

Das Lösungsprinzip: Motor Fokus

Eine Motor-Fokus-Lösung besteht aus einem Motor (Schrittmotor oder Gleichstrommotor), dessen Drehachse irgendwie an die Drehachse des OAZ gekoppelt wird.

So ein Motor wird dann mit einem Kabel mit einer kleinen Steuerbox verbunden. Diese Steuerbox versorgt den Motor mit Strom (12V) und mit standardisierten Steuerimpulsen (Robofocus). Die Steuerimpulse kann die Steuerbox über Handschalter o.ä. für Bewegungen auf der Fokussierstrecke vorwärts oder rückwärts auslösen. Bei “einfachen” Lösungen enthält diese Steuerbox bereits Batterien und das ist dann schon die Gesamtlösung. Die Steuerbox kann aber auch extern mit 12V Strom versorgt werden und braucht dann keine zusätzlichen Batterien (wohl aber die 12V-Leitung zu einer Spannungsquelle). Solche Lösungen heissen “stand alone”, weil dazu kein Computer (Notebook)  benötigt wird.

Bei “eleganteren” Lösungen wird die Steuerbox noch über Kabel mit einem Windows-Notebook verbunden und die Steuerimpulse werden dann vom Computer mithilfe einer Software über die ASCOM-Schnittstelle zur Steuerbox geschickt.

Die mechanische Kopplung des Motors an die Fokussierachse des vorhandenen OAZ ist eine potentielle Schwachstelle. Manche Motoren arbeiten mit einem Transmissionsriemen, der das Rädchen der Fokussierachse des OAZ bewegt; bei anderen Motoren wird die Motorachse direkt mit der Fokussierachse des OAZ verschraubt. Letzteres hielt ich für stabiler. Generell muss man sich aber fragen, ob man die Fokussierung ausschließlich mit dem Motor bewegen will (und den dafür erforderlichen Strom in jeder Situation dabei hat), oder ob es auch Situationen gibt, wo eine manuelle Betätigung gewünscht wäre…

Meine Lösung: PegasusAstro Motor Focus

Motor-Fokus-Lösungen gibt es ja schon lange. Bei größeren Teleskopen in Sternwarten werden sie oft eingesetzt. Solche Lösungen sind meist teuer und für kleinere Amateur-Teleskope “so zum Probieren” eigentlich nicht geeignet.

Meine Shortlist

  • MicroTouch Starizona: Für OAZ MicroFeather Touch
  • USB_Focus-Set von Teleskop-Service (benötigt zusätzlich einen OAZ-Adapter für zusätzlich Euro 100,–)
  • Einige einfache Motor-Fokussierer (z.T. mit Batterie, z.T. ohne ASCOM)
  • PegasusAstro: Komplett-Lösung mit ASCOM-Schnittstelle

Die Empfehlung für PegasusAstro

Ausschlaggebend für meine Produktentscheidung war das YouTube-Video von Trevor Jones auf AstroBackyard.

Im Februar 2018 habe ich mir dann den PegasusAstro Motor-Fokusser zugelegt. Siehe dazu auch meine Geräteliste.

Der PegasusAstro Motor Fokusser im Komplett-Set (“Premium Package”) ist von sehr guter Qualität und funktioniert bestens auch über die ASCOM-Schnittstelle. Einzig die mechanische Kopplung des PegasusAstro-Schrittmotors an die Fokussierachse des vorhandenen OAZ ist eine potentielle Schwachstelle.

Mein Haus-und-Hof-Händler Teleskop-Service hatte das Teil “noch” nicht im Sortiment. Der www.astroshop.eu hatte es sofort lieferbar. Link zu dem PegasusAstro Motor-Fokusser: https://www.astroshop.de/fr/moteurs-commandes/pegasusastro-dual-motor-focus-controller-premium-package-with-motor/p,53310

Stromversorgung des PegasusAstro Motor Fokussers

Die Stromversorgung erfolgt beim PegasusAstro über eine 12V Buchse (für 2,1 mm Hohlstecker) an der Steuerbox. Für den Motorbetrieb sollen 2 A benötigt werden.
Ich brauche also zusätzlich zur 12V Versorgung der HEQ5 Pro eine zweite 12V Versorgung.

Verbindung der PegasusAstro Steuerbox zum Fokus-Motor

Die Steuerbox ist umschaltbar für Schrittmotoren und Gleichstrommotoren (brauchen wir im “Premium Package” nicht).
Die Steuerung erfolgt 100% Robofocus-kompatibel.

Montage des PegasusAstro Motor Fokussers laut YouTube

Mein OAZ war Bestandteil des Orion-Teleskops ED 80/600, das ich gebraucht gekauft hatte. Den OAZ hatte der Vorbesitzer extra von Teleskop-Service gekauft. Der OAZ hat dort die Artikelnummer TSFOCR2M. Link zu diesem OAZ: https://www.teleskop-express.de/shop/product_info.php/info/p775_2–Crayford-Auszug-fuer-Refraktoren—1-10-Micro-Untersetzung.html

Astroshop bestätigte mir, dass das Teil an meinen vorhandenen OAZ TSFOCR2M passen würde. Auch bei Youtube fand ich vier Videoclips, die die Montage des PegasusAstro an verschiedene Crayford 2 Zoll Dual Speed Okularauszügen zeigen. Der Focuser Type 4 ist der, der meinem TSFOCR2M voll entspricht.

Focuser Type 4

Fotos von meiner Montage des PegasusAstro

Schraube mit Unterlegscheiben.
Dazu nehmen wir die längere der beiden am OAZ vorhandenen Schrauben und benutzen das hintere (vom Objektiv weg zeigende) Gewinde…

DK_20180224_2366

Unten sieht man die Unterlegscheiben von oberhalb und unterhalb es Blechwinkels. Die Motorachse ist mit der Fokusachse verbunden. Nur eine einzige Schraube hält den Motor. Diese Schraube hat dann eine Doppelfunktion muss gleichzeitig das Okularrohr im OAZ gut festhalten.

DK_20180224_2369

Der Schraube hält den PegasusAstro-Motor nur etwas schräg, weil der OAZ TSFOCR2M so gebaut ist. Ein serielles Kabel verbindet den Motor mit der Steuerbox (Controller)…

DK_20180224_2370

Weitere Montageanleitungen auf Youtube

  • Focuser Type 1 https://www.youtube.com/watch?v=Ha2Tu1vFxE0
  • Focuser Type 2 https://www.youtube.com/watch?v=8g0dHBbkTTE
  • Focuser Type 3 https://www.youtube.com/watch?v=lbj7ga7xbpQ

Betrieb des Motor-Fokussierers PegasusAstro

Die Steuerung des PegasusAstro kann auf unterschiedlichem Wege erfolgen:

  • Per Hand: durch drehen an dem Drehknopf an der Steuerbox
  • Per USB und speziellem mitgelieferten Progamm (sog. “stand alone”)
  • Per USB über die ASCOM-Schnittstelle über ASCOM-fähige Astro-Programme (z.B. APT, Maxxim DL,…)

Steuerung manuell

Die Steuerbox mit Drehknopf “Manual Focus” vorne rechts. Das serielle Kabel hinten ist die Verbindung zur Motor-Einheit, der runde Stecker vorne in der Mitte ist die Stromversorgung, links daneben leuchtet eine kleine LED.

20180813_PegasusAstro_01

 

Steuerung mit Stand Alone Software

Mit dem PegasusAstro-Gerät wird eine Stand-Alone-Software (DMFC = Dual Motor Focus Controller) mitgeliefert, die es ermöglicht den Fokusser per USB über einen Windows PC (Notebook) zu steuern.

PegasusAstro-02

Steuerung per ASCOM

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Astrofotografie: Bildbearbeitung

Elektronische Bildbearbeitung (EBV) – Image Processing

Als Einsteiger in die Astrofotografie möchte ich mit einfachem Equipment Astrofotos machen, auf denen auch lichtschwache Objekte zu sehen sind, um eigene “Pretty Pictures” von eindrucksvollen Objekten zu erzielen, die man mit bloßem Auge gar nicht sehen kann.

In vielen Fällen sind längere Belichtungszeiten sinnvoll, sodass man sich mit der Kunst der Nachführung auseinandersetzen muss.

Die Ausbeute an Bildern einer Astro-Nacht wird man tags darauf sichten, speichern und nachbearbeiten (“post processing”) müssen; d.h. wir können dann verschiedene Funktionen und Techniken der elektronischen Bildverarbeitung anwenden.

Generelles

Farbtiefe – 8 Bit – 16 Bit – 32 Bit

Wenn eine Kamera das Signal  nur mit 8 Bit digitalisiert, wären das 2 hoch 8 = 256 verschiedene Stufen. Das ist sehr wenig.

Bei einer Digitalisierung von 16 Bit hätte man 2 hoch 16 = 65536 verschiedene Stufen. Das wäre sehr viel besser, um die Feinheiten eines Astro-Fotos darzustellen.

Das JPEG-Format hat leider nur 8 Bit; es ist also sehr zu raten, die Kamera so einzustellen dass im RAW-Format abgespeichert wird. Das ist in jedem Fall besser als JPEG.

Anwendungsbereiche der Bildbearbeitung

Grundsätzlich wird man unterschiedliche Anforderungen an die Bildverarbeitung haben bei

  • Mond und Planeten (und Sonne)                                             –> Aufnahme mit Software FireCapture
  • Nebel und Galaxien  (sog. “Deep Sky Objekte” = “DSO”)   –> Aufnahme mit Software APT

Bei ersterem (Mond, Planeten, Sonne) geht es eher um Detailverstärkung ( = Schärfen) evtl. auch um Kontrastreduzierung

Bei letzterem (Nebel und Galaxien) wird man nach einer Kontrastvertärkung (durch Stretchen) besonders das Rauschen wieder unterdrücken wollen.

Funktionen der Bildbearbeitung für Planeten

Da die Objekte eigentlich hell sind aber klein, wird ein Öffnungsverhältnis von f/20 empfohlen. Die kleinsten Details sollen 2 Pixel groß sein. Wenn die Pixel  ganz klein sind, käme man auch mit f/10 oder so aus.

Bei Planeten und Mond ist ganz besonders die Luftunruhe (das sog. “Seeing“) ein Hauptproblem.

Die gängige Technik gegen schlechtes Seeing ist das sog. “Lucky Imaging“, wobei man ein Video aufnimmt (also Einzelbilder mit kurzer Belichtungszeit)  und dann später aus dem Video diejenigen Einzelaufnahmen “Frames” benutzt, die am wenigsten durch schlechtes Seeing (Luftunruhe) beeinträchtigt sind.

Beliebte Software für dieses Lucky Imaging ist AutoStakkert. Auch Registax könnte man dafür nehmen.
Pionier auf diesem Gebiet war Georg Dittie mit seiner bahnbrechenden Software Giotto (Version 1.0 im Jahre 2000).

Nachdem man dem schlechten Seeing soweit ein Schnäppchen geschlagen hat, wird man das Bild dann häufig noch etwas Schärfen wollen.

Funktionen der Bildbearbeitung für DSOs

Stacking – Summenbild – Signal Noise Ratio (SNR)

Bei der Astrofotografie von DSOs macht man viele Einzelaufnahmen (“Frames”, “Sub-Exposures”), die man dann “Stacken” muss.

Die beliebteste (kostenlose) Software zum Stacken ist der Deep Sky Stacker “DSS”…

Rand abschneiden

Nach dem Stacking hat man oft einen kleinen schwarzen Rand um das Bild, weil vielleicht eine kleine Verschiebung der Bilder mit im Spiel war.

Diesen kleine Rand sollten wir abschneiden, da er nicht zum “Nutzsignal” gehört und z.B. das Histogramm auf der linken Seite verfälscht.

Sehr einfach kann man das mit der kostenlosen Software Fitswork machen.

Vignettierung entfernen

Sehr einfach kann man eine Vignettierung mit der kostenlosen Software Fitswork entfernen.

Farbkorrektur

Wenn das Histogramm unterschiedliche Spitzen für die Farbkanäle (Rot, Grün oder Gelb) anzeigt, kann man diese zur Deckung bringen und so grobe Farbstiche korrigieren.
Das kann man sehr einfach mit der Software Fitswork machen.

Gradienten entfernen – Hintergrund ebnen

Der Bildhintergrund sollte im Idealfall einen gleichmäßig dunklen Himmel zeigen. Wenn es da aber einen Hellikeitsverlauf gibt (z.B. oben dunkler, unten heller), spricht man von einem Gradienten.

Mit Fitswork lässt sich so ein Gradient relativ leicht entfernen.

Stretching – Histogramm

Spreizen – Streckung – Abschneiden – Gradationskurve – Gamma

Die Bearbeitung des Histogramms kann durch Software wie Fitswork, GIMP, Photoshop o.ä. erfolgen. Wichtig ist, dass die Software dafür eine 16 Bit Digitalisierung benutzt.

Alles, was man im Histogramm manipuliert, kann auch mit einer Manipulation der Gradationskurve erreichen.

Der linke Regler beim Histogramm setzt “fast schwarze” Pixel auf “ganz schwarz”; d.h. es wird links abgeschnitten (“geclippt”).

Der rechte Regler schneidet die ganz hellen Pixel ab, sodass das verbleibende Bild heller und kontrastreicher wird. Gravierender Nachteil ist, dass im Bereich der helleren Sterne Information verloren geht; man sieht ein “Ausblühen” der Sterne. Im Normalfall muss der rechte Regler also völlig Tabu sein.

Der mittlere Regler beim Histogramm ist etwas dubios. Man kann damit die Gradationskurve anheben oder absenken.
Wenn man nur diesen mittleren Regler bewegt (und nicht den linken und nicht den rechten), dann sieht man, dass dadurch die Gradationskurve genau in der Mitte angehoben (Fitswork: Regler nach rechts) oder abgesenkt (Fitswork: Regler nach links) wird.

Experten empfehlen folgende Vorgehensweise:

  1. Linken Regler nach rechts an das “Gebirge” vorsichtig heranfahren  (Achtung: nichts abschneiden)
  2. Rechten Regler so lassen, wie er ist.
  3. Mittleren Regler etwas “aufdrehen” (Fitswork: nach rechts)  so etwa in den rechten Anfang des “Gebirges” fahren
  4. Abspeichern
  5. Punkte 1-2-3 wiederholen, ggf. mehrfach…

Kontrastverstärkung – Gamma-Kurve

Lineare Kontrastkurve –

Kontrastverstärkung in mehreren Schritten

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Rauschunterdrückung – Rauschreduzierung – Glättung

Siehe auch: Wavelets

Rauschfilterung wird auch als “Glätten” (z.B. bei Fitswork) oder auch als “Weichzeichner” bezeichnet.

Das Rauschen bedeutet Helligkeitsunterschiede in Flächen, die eigentlich einfarbig sein sollten, und ist in dunklen Bereichen meist am deutlichsten wahrnehmbar.

Bildrauschen entsteht, wenn das Licht nicht ausreicht, um das Bild ausreichend zu belichten.

Man kann dann den sogenannten ISO-Wert erhöhen. Dieser hellt das Bild auf, verursacht aber Bildrauschen.

Deep Sky Objekte (DSO)

Bei Deep-Sky-Aufnahmen ist es ja eigentlich immer so, dass “das Licht nicht ausreicht” – man hat also immer irgendwie mit “Rauschen” zu tun.

Allerdings wird man sich bei DSO als erstes mal mit dem Stretchen beschäftigen, um mehr Detail aus den lichtschwachen Objekten herauszubekommen (was hat Stretchen mit dem Begriff “Konstrastverstärkung”  zu tun? Mir hat das noch keiner erklärt.).

Durch das Stretchen hat man auch das Rauschen verstärkt, was man im zweiten Schritt dann “entfernen” oder Reduzieren möchte.

Ich habe das in einem ersten Anlauf mal mit Photoshop versucht:

Quelle: https://praxistipps.chip.de/photoshop-bildrauschen-entfernen-die-besten-tipps_38993

  • Ein DSO-Bild nach dem Stacken und Stretchen als 16-Bit in Photoshop geladen
  • Dann: Menüleiste –> Filter –> Camera Raw-Filter…
  • Bei den “Grundeinstellungen” auf das dritte Symbol von links (zwei Dreiecke) klicken
  • Dort gibt es “Schärfen” und Rauschreduzierung”. Schärfen will ich nicht;
    • bei Rauschreduzierung drehe ich den Luminanz-Schieber sehr weit nach rechts. Das bewirkt eine starke Rauschreduzierung
    • Luminanzdetails bedeutet, welcher welcher Luminanzbereich von der Rauschreduzierung verschont bleiben soll. Den stelle ich auf Null, weil ich die volle Wirkunk der Rauschreduzierung sehen möchte.

Zweiter Versuch mit Photoshop

Quelle: https://www.netzwelt.de/news/108131_2-photoshop-so-entfernen-bildrauschen.html

Die besten Ergebnisse erreichen Sie mit dem Filter “Rauschen reduzieren”. Diesen finden Sie im Menü unter “Filter” → “Rauschfilter”.

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In einem Dialogfeld mit Miniaturansicht nehmen Sie Ihre Einstellungen mithilfe von Schiebereglern oder der Eingabe von Werten vor. Dabei haben Sie folgende Optionen:

  • “Stärke”: Sie reduzieren das Luminanzrauschen gleichzeitig auf den drei Bildkanälen “Rot”, “Blau” und “Grün”.
  • “Details erhalten”: Sie können möglichst viele Bilddetails und Kanten bewahren. Je höher dabei der Wert eingestellt wird, umso mehr Details bleiben erhalten.
  • “Farbrauschen reduzieren”: Mit diesem Regler passen Sie das chromatische Rauschen an.
  • “Details scharfzeichnen”: Durch die Rauschreduzierung treten Schärfeverluste auf, die Sie hier anpassen können.
  • Wenn Sie die Checkbox “JPEG-Artefakt entfernen” aktivieren, versucht Photoshop, pixelige Bildfehler automatisch zu reparieren.

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Geübte Photoshop-Nutzer können in der Registerkarte “Pro Kanal” ihre Einstellungen kanalweise vornehmen. Für die nächste Bearbeitung speichern Sie Ihre Einstellungen optional im Dialogfenster mit Klick auf das Laufwerkssymbol neben “Einstellungen”.

Weichzeichner

Die beiden Filter “Selektiver Weichzeichner” und “Gaußscher Weichzeichner” verringern Bildfehler durch das Weichzeichnen, eine spezielle Art der Kontraständerung. Mit diesen Filtern arbeiten Sie differenzierter als mit “Rauschen reduzieren” und bewahren mehr Bilddetails. Sie finden beide Filter im Menü unter “Filter” → “Weichzeichnungsfilter”.

Im Dialogfeld des Gaußschen Weichzeichners senken Sie mit dem Schieberegler unter “Radius” den Kontrast benachbarter Pixel. Das Bild wirkt glatter. Stellen Sie jedoch den Radius nicht zu hoch ein, da das die Bildschärfe mindert.

Mit dem selektiven Weichzeichner können Sie neben dem Radius auch den Schwellenwert einstellen. Gehen Sie jedoch auch hierbei behutsam vor. Bei zu starker Weichzeichnung “verschwimmen” die Kanten.

Die Entfernung des Bildrauschens geht immer ein bisschen mit der Reduzierung der Bildschärfe einher. Sie müssen daher je nach Bild entscheiden, inwieweit die Rauschentfernung angewendet werden soll.

Schärfen

Quelle: Erik Wischnewski: Astronomie in Theorie und Praxis, 7. Auflage, S. 172

Unscharf bedeutet, dass Hell-Dunkel-Übergänge sanft verlaufen. Scharf bedeutet, dass diese Übergänge härter (schneller und auf kurzer Strecke) erfolgen.

Schärfungsalgorithmen versuchen also aus einem weichen Übergang einen harten zu machen.

Schärfung darf nicht übertrieben werden. Was im Original nicht scharf ist, kann auch nicht mehr im nachhinein scharf gemacht werden.

Zum Schärfen gibt es spezielle Schärfungsfilter z.B. Iterative Gauß-Schärfung.

Schärfen erhöht das Bildrauschen….

Der Schwellwert des Schärfefilters sollte so klein eingestellt werden, das kleinere Helligkeitsunterschiede beim Schärfen ignoriert werden.

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Gezielt nur Teile eines Bildes bearbeiten: Ebenen und Masken

Das kann man sehr gut mot Adobe Photoshop machen.

 

 

 

 

 

Astrofotografie mit der Software qDslrDashboard 2018

Software: qDlsrDashboard per WLAN auf Notebook

Kultig ist auch die Windows-Software qDslrDashboard, die es für Canon und Nikon gab und neuerdings auch für Sony. qDlsrDashboard gibt es für Windows, iOS und für Android.

Im Einsatz bei mir ist die Version v3.5.1 für Windows von http://dslrdashboard.info/

Mit “qDslrDashboard” kann ich vom Windows-Notebook her die Kamera per WLAN fernbedienen; wobei nicht alle Funktionen, die bei direkter Bedienung der Kamera möglich sind, auch per Ferbedienung unterstützt werden. Per Fernbedienung kann ich:

  • Den Live-View der Kamera remote auf dem Notebook betrachten
  • Den Aufnahmenodus einstellen (M=manuell, A=Blendenpriorozät, S= Verschusszeitpriorität,…)
  • Die Empfindlichkeit einstellen: ISO 100 – ISO 25600
  • Die Belichtungszeit einstellen: 1/4000 Sekunde bis 30 Sekunden (Bulb ist nicht möglich)
  • Die Blende einstellen (wenn ein Objektiv mit elektischer Verbindung benutzt wird)
  • Den Fokus einstellen (wenn ein Objektiv mit elektischer Verbindung benutzt wird)
  • Gitternetz bzw. Fadenkreuz einblenden
  • Eine Aufnahme auslösen (“capture”)
  • Settings: Rückblick-Bildgröße: “Original” oder “2M”
  • Settings: Rückblick-Bild: Anzeigen nach der Aufnahme: Ein, 2 Sek, Aus
  • Settings: “Optionen speichern” Nach der Aufnahme das Rückblick-Bild auf dem Smartphone (iPad) zu speichern…

Fotos, die mit qDslrDashboard als Fernauslöser aufgenommen werden, werden auf der SD-Karte der Kamera gespeichet und auf den Windows-PC heruntergeladen. Dafür wird ein Ordner auf dem PC angegeben. Die Fotos werden als JPGs von der Kamera auf den PC übertragen und zwar in Originalgröße – allerdings haben die JPG-Dateien auf der Kamera und auf dem PC völlig verschiedene Namen.

Astrofotografie: Remote Control – Aufnahme-Software – Capturing

Astrofotografie: Remote Control – Aufnahme-Software – Capturing

Bei der Astrofotografie benötigt man neben einer Kamera auch gleich so etwas wie eine “Fernbedienung” oder “Fernsteuerung” für die Kamera.

Unter “Fernsteuerung” kann man sehr einfache oder auch umfassendere Fern-Funktionalität verstehen; etwa vom einfachen Drahtauslöser bis zu einer umfangreichen Fernsteuerung der Kamera über einen Windows-Computer, Tablet oder so.

Fern-Funktionalitäten können sein:

  • Einstellen von Belichtungszeit, ISO, Blende für die nächste Aufnahme
  • Starten (Benden) einer Aufnahme
  • Programmieren einer Sequenz von Aufnahmen (“Intervallometer”)
  • Betrachten eines Bildes auf einem Windows-Computer, Tablet, Smartphone,…
  • Speichern eines Bildes auf dem Windows-Computer
  • Analyse eines Bildes auf dem Windows-Computer (z.B. Plate Solving)
  • Steuern nicht nur der Kamera, sondern auch anderer astronomischer Geräte wie Montierung, Filterrad, Motorfokusser,…
  • ….

Je nach Kamera gibt es meistens verschiedene Möglichkeiten für “Fernsteuerung”. Die Kamera muss ja mit dem Fernsteuerungs-Gerät irgendwie verbunden sein.

Verbindungen können sein:

  • Dirkete Verbindung zur Kamera (spezielles Draht, Kabel,…)
  • USB-Kabel
  • Infrarot
  • WLAN

Fernsteuerung für die DSLR Sony NEX-5R

Zur Steuerung meiner Sony NEX-5R habe ich mehrere Möglichkeiten:

Fernsteuerung für die DSLR Canon EOS 600D

Zur Steuerung meiner Canon EOS 600D verwende ich Software auf meinem Windows-Computer. Die Verbindung wird dabei per USB-Kabel hergestellt.

 

Meine Anforderungen an eine mobile Montierung für Astrofotografie

Auswahl einer mobilen Montierung für Astrofotografie

Auf meiner Geräteliste ist die Montierung ein ganz wichtiges Teil.

Als in der Großstadt Hamburg lebender Wiedereinsteiger in die Amateurastronomie möchte mit einfachen Mitteln Astrofotos machen, die für mich persönlich Beobachtungen festhalten, die ich so noch nie gemacht habe.

Das bedeutet insbesondere:

  • Die Geräte müssen leicht transportabel sein (z.B. mit dem Auto) und im Felde leicht aufstellbar und betreibbar sein (-> Gewicht, Alignment, Stromversorgung)
  • Es müssen Belichtungszeiten von 30 Sekunden oder mehr möglich sein (-> Nachführung)
  • Die Optik (z.B. Kamera) muss einfach und sicher auf das Beobachtungsobjekt positioniert werden können   (-> Sucher, -> GoTo )
  • Die Optik (z.B. Kamera) muss auf das Beobachtungsobjekt genau scharf gestellt werden (-> Fokussierung)

Angefangen habe ich mit einer Montierung von iOptron, nämlich der SmartEQ ProSeit 2017 bin ich umgestiegen auf eine SkyWatcher HEQ5 Pro.

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Astrofotografie Software: FireCapture

Warum FireCapture?

Um meine USB-Kamera Altair GPCAM zu betreiben, benötige ich eine Software auf meinem Windows-Computer, die die Funktionen der USB-Kamera bedient:

  • Betrachtung des Bildes (“Life View”)
  • Einstellen von Belichtungszeit etc.
  • Aufnehmen von Einzelfotos (“image acquisition”, “capture”, “still images”)
  • Polar Alignment – Einnorden / Einsüden
  • Programmieren von Foto-Serien (“sequencing”)
  • Aufnehmen von Videos
  • Diverses (Fadenkreuz, Stacking, Bahtinov,…)

Zu diesem Zweck gibt es verschiedene Windows-Software:

  • Altair Capture – mitgeliefert vom Hersteller der Kamera
  • 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 — unterstützt neben Canon alle Kameras, die ASCOM können

Download und Installation von FireCapture

FireCapture ist eine kostenlose Software und kann bezogen werden von: http://www.sharpcap.co.uk/sharpcap/downloads

FireCapture ist eine Java-Anwendung.  Eine java Virtual machine (JVM) ist in FireCapture gebündelt und mus nicht separat installiert werden.

Ab der Version 2.5 wird ….. unterstützt.

Benutzung von FireCapture

Capture Folder