Computer: Raspberry Pi

dkracht

Gehört zu: Astrofotografie, Computer
Siehe auch: Linux, Remote Control

Raspberry Pi für Astrofotografie

Der Raspberry Pi 3 Model B+ ist der Single-Board-Computer (“SBC”), auf dem StellarMate beruht.

Nach meinem persönlichen Fehlschlag mit StellarMate hatte ich diesen ja zurückgeschickt und zum weiteren testen  ersteinmal eine Virtuelle Maschine mit Ubuntu MATE aufgesetzt.

Ich habe mir im April 2020 mal so einen Raspberry Pi bei Reichelt gekauft, um damit mal auszuprobieren, ob ich die Remote Contol meines Astro-Equipments damit hin bekomme.

Der Starter Guide soll angeblich sein: www.rasberrypi.org/products/raspberry-pi-3-model-b-plus  auf diesen Web-Seiten ist nur Werbung für andere Produkte zu sehen.

Für den Raspberry Pi als Astro-Computer gibt es im Internet einige fertige Images z.B.

  • AstroBerry
  • AstroPi
  • xyz

Der Raspberry Pi 3 Model B+ ist ein Quad-Core-Prozessor von Broadcom 1,2 GHz mit 64 Bit ARMv8 Architektur

Meine Anforderungen

Ich möchte mein Astro-Equipment an einen kleinen lokalen Computer (etwa auf der kalten Terrasse) anschließen können und diesen dann Remote von einem anderen Computer (etwa im warmen Wohnzimmer) steuern können.

Anschließen an den lokalen Computer möchte ich folgende Geräte:

  • HEQ5 Pro Montierung über USB 2.0
  • GuidingScope50 mit Guiding-Kamera GP-CAM über USB 2.0
  • Motor-Fokusser über USB 2.0
  • Astro-Kamera Zwo ASI294MC Pro über USB 3.0

Diese Geräte, einschließlich des lokalen Computers, müssen vor Ort einfach und sicher mit Strom versorgt werden können.

Die Remote-Steuerung (Fernsteuerung) sollte folgende Funktionen ermöglichen:

  • Goto
  • Platesolving
  • SYNC
  • Kühlung der ASI-Kamera
  • Bedienung des Motor-Fokussers
  • Nachführen
  • Einstellen von Belichtungszeit, Gain/ISO etc. für die Fotos
  • Definieren und Ausführen von Foto-Serien (sog. Sequence bzw. Plan)

Lösungsmöglichkeiten

Was nur vor Ort (als nicht Remote) zu bewerkstelligen ist:

  • Montierung in die Waagerechte bringen
  • Polar Alignment

Schrittweises Testen:

  • Funktionen zunächst auf dem lokalen Computer, dann auf dem Remote-Computer
  • Verbindungen zwischen Lokal und Remote über verschiedene Wege: Kabel, WLAN, VNC, VPN, TeamViewer, Web-Browser,…

Einige Varianten

  • Lokaler Windows-Computer mit aller erforderlicher Astro-Software und einem VNC-Server.
  • Lokaler Linux-Computer mit INDI-Server…
  • Lokaler Windows-Computer mit einer virtuellen Linux-Maschine

Lösungsvariante “Linux-Computer mit INDI-Server”

In dieser Variante benutze ich einen kleinen lokalen Linux-Computer mit einen INDI-Server.

Dieser lokale Linux-Computer soll “headless” laufen d.h. ohne Bildschirm, Maus und Tastatur.

Dazu muss auf dem kleinen lokalen Linux-Computer immer ein Prozess laufen, der mit dem Remote-Computer kommuniziert. Bei dieser Variante ist das ein INDI-Server mit den für meine Geräte erforderlichen INDI-Treibern. Das Problem ist, dass man einen INDI-Server nur starten kann, wenn man mindestens einen INDI-Driver angibt, welcher dann auch noch für ein bestimmtes Astro-Gerät zuständig ist, was ständig angeschlossen sein muss. Das ist für mich nicht wirklich praktikabel.

Wenn man aber statt eines “INDI-Servers” einen “INDI Web Manager” ständig laufen lässt, der als Kommunikationspunkt für den Remote-Computer dient, kann man so vom Remote-Computer aus den lokalen Linux-Computer steuern d.h. Profile für den INDI-Server anlegen und schließlich den INDI-Server starten. Dabei ist in einem solchen Profil angegeben, welche Astro-Geräte angeschlossen sind und vom INDI-Server bedient werden sollen.

Als Astro-Software können wir dann auf dem Remote-Compter mit KStars und Ekos arbeiten.

Das AstroBerry Image

Mit dem fertigen Image von

  • https://indilib.org/forum/astroberry/6052-astroberry-server-2-0-0-is-available-now.html
  • https://www.astroberry.io/distro/

Bekommen wir ein vorkonfiguriertes System auf den Raspberry-Computer mit:

  • Betriebssystem Rasbian/Linux 10   (Sudo Passwort: astroberry)
  • einem WLAN-Access-Point: “astroberry” allowing to access the system directly i.e. without external wireless network eg. in the field
  • Remote Access over VNC at astroberry.local:5900 über einen VNC-Server: 10.42.0.1  (wenn WLAN Access Point)
  • Remote Access über Web Browser at astroberry.local/desktop
  • Bluetooth
  • einem INDI Web Manager   —> ja
  • einem INDI-Server  —> ja
  • Task Manager “LXTask”
  • KStars mit Ekos
  • PHD2 Guiding

Die Installationsschritte AstroBerry

Die Installation des AstroBerry-Images get wie folgt:

  • Herunterladen des Images von https://www.astroberry.io/distro/
  • Schreiben des Images auf eine 32GB SD-Karte mit dem BalenaEtcher
  • Hochfahren des Raspberry Pi von der SD-Karte und mit Netzteil 5V
  • Verbinden des Windows-Computers mit dem WLAN des Raspberry:   astroberry
  • Herstellen VNC-Verbindung zwischen Raspberry und Windows-Computer: astroberry.local / astroberry   (10.42.0.1)
  • Datum und Uhrzeit einstellen
  • Linux-Version feststellen: 18.10
  • WLAN erkunden: wlan0 10.42.0.1
  • Feststellen, ob INDI-Server installiert:  -> Das Executable ist:  /usr/bin/indiserver
  • Feststellen, ob INDI-Server läuft   -> lokales KSTars aufrufen, dort auf Tools -> Ekos -> “Connection to INDI-Server failed”
  • Feststellen, ob INDI Web Manager installiert: -> Das Executable ist: /usr/local/bin/indi-web
  • Wenn nicht, nachinstallieren: sudo -H pip3 install indiweb
  • Feststellen, ob INDI Web Manager läuft -> Beispielsweise mit dem Taskmanager: LXTask, der bei astroberry standardmäßig mit installiert ist.

Benutzung des Raspberry mit Astroberry

Wenn alles installiert ist, kann es losgehen:

  • Den Rasberry Pi lokal an der Montierung plazieren, die Astro-Gräte anschließen (USB), den Rasberry-Computer mit Strom versorgen und hochfahren.
  • Der Raspberry sollte nun automatisch mit dem LAN/WLAN verbunden sein und eine IP-Adresse haben
  • Den Remote-Computer per Netzwerk mit dem Raspberry verbinden.
  • Auf dem Remote-Computer den INDI Web Manager des Raspberry aufrufen: http://astroberry.local:8624  (10.42.0.1)
  • Mit dem INDI Web Manager ein INDI-Profil erstellen, in dem die gerade angeschlossenen Astro-Geräte stehen.
  • Mit dem INDI Web Manager den INDI Server mit dem obigen Profil starten:
  • Auf dem Remote-Computer KStars starten…

Zur Kontrolle bzw. Fehlereingrenzung kann man

  • VNC-Verbindung vom Remote-Computer zum Raspberry-Computer aufbauen.

Das AstroPi Image

Ich kam auf diese Idee als ich auf das Youtube-Video https://kzlist.info/die-alternative/zmatlHCsmZ2x0Mw und die Webseite http://keno-media.de gestossen bin…

Das Image könnt ihr hier downloaden:

  • Für den Raspberry Pi 3 B (Sudo Passwort: astropi3): keno-media.de/dl/astropi3_32gb_image.rar
  • Für den Raspberry Pi 3 B+ (Sudo Passwort: raspberry): keno-media.de/dl/RPi_Astro_Image_32GB_BPlus.rar

Wir bekommen damit ein vorkonfiguriertes System auf den Raspberry-Computer mit:

  • Betriebssystem Linux Ubuntu Mate   (Sudo Passwort: raspberry)
  • einem WLAN-Access-Point: AstroPi3_Wifi
  • Bluetooth
  • einem VNC-Server: 192.168.4.1  (wenn WLAN Access Point)
  • einem INDI Web Manager   —> ja, bzw. nachinstalliert
  • einem INDI-Server               —> ja, aber Starten nur über INDI Web Manager
  • …

Die Installationsschritte AstroPi

Die Installation des AstroPi-Images get wie folgt:

  • Herunterladen des Images von keno-media.de/dl/RPi_Astro_Image_32GB_BPlus.rar
  • Schreiben des Images auf eine 32GB SD-Karte mit dem BalenaEtcher
  • Hochfahren des Raspberry Pi von der SD-Karte und mit Netzteil 5V
  • Verbinden des Windows-Computers mit dem WLAN des Raspberry:   AstroPi3_Wifi
  • Herstellen VNC-Verbindung zwischen Raspberry und Windows-Computer: 192.168.4.1 / astropi3
  • Datum und Uhrzeit einstellen
  • Ubuntu-Version feststellen: 18.10 32-bit  (obwohl die Hardware 64 bit ist)
  • WLAN erkunden: wlan0 192.168.4.1
  • Feststellen, ob INDI-Server installiert ->Das Executable ist:  /usr/bin/indiserver
  • Feststellen, ob INDI-Server läuft -> lokales KSTars aufrufen, dort auf Tools -> Ekos -> “Connection to INDI-Server failed”
  • Feststellen, ob INDI Web Manager installiert -> Das Executable ist: /usr/local/bin/indi-web
  • Wenn nicht, nachinstallieren: sudo -H pip3 install indiweb
  • Feststellen, ob INDI Web Manager läuft  ->Beispielsweise mit: Anwendungen -> Systemwerkzeuge -> MATE-Systemüberwachung -> Prozesse
  • Autostart für INDI Web Manager einrichte (s.u.)

Benutzung des Raspberry mit AstroPi

Leider nicht erfolgreich.

16.4.2020: Da ein INDI-Sever nicht vorhanden ist bzw. nicht “out of the box” läuft, ist dieses System für meinen Remote-Betrieb nicht geeignet. Der Raspberry Pi zusammen mit den Zubehör geht zurück an Reichelt.

Es geht aber doch:

  • Den Rasberry Pi lokal an der Montierung plazieren, die Astro-Gräte anschließen (USB), den Rasberry-Computer mit Strom versorgen und hochfahren.
  • Der Raspberry sollte nun automatisch mit dem LAN/WLAN verbunden sein und eine IP-Adresse haben
  • Den Remote-Computer per Netzwerk mit dem Raspberry verbinden.
  • Auf dem Remote-Computer den INDI Web Manager des Raspberry aufrufen: http://192.168.1.148:8624
  • Mit dem INDI Web Manager ein INDI-Profil erstellen, in dem die gerade angeschlossenen Astro-Geräte stehen.
  • Mit dem INDI Web Manager den INDI Server mit dem obigen Profil starten:
  • Auf dem Remote-Computer KStars starten…

Zur Kontrolle bzw. Fehlereingrenzung kann man

  • VNC-Verbindung vom Remote-Computer zum Raspberry-Computer aufbauen.

Was ich hätte machen können

Ich hätte das Folgende alles machen können, um INDI-Remote zum Laufen zu bekommen.

Ich hatte aber keine Lust auf weitere “sudos” und “command lines”.

Am Ende würde dann INDI vielleicht laufen, aber die INDI-Treiber für meine Geräte wären das nächste Problem…

Ich probiere erst einmal die Software unter Ubuntu MATE auf einer Virtual Machine aus.

Ubuntu Version feststellen

Das geht beispielsweise im Terminal-Fenster mit:  “lsb_release -a”

Netzwerk einrichten und testen

Terminal-Fenster: “ifconfig” – da sieht man z.B. die IP-Adresse.

Unter VirtualBox gibt es einige Varianten einen Netzwerkadapter einzurichten:

  • NAT                                    –> das hat bei mir nicht funktioniert
  • Netzwerkbrücke (Bridge)   –> das hat bei mir funktioniert
  • Internes Netzwerk
  • Host-only Adapter             –> das hat bei mir nicht funktioniert
  • Generischer Treiber
  • NAT-Netzwerk
  • nicht angeschlossen

 

INDI Full nach-installieren

Falls man das Paket “indi-full gsc” nach-installieren will, geht das so:

  • Terminal öffnen
  • sudo apt-add-repository ppa:mutlaqja/ppa
  • sudo apt-get update
  • sudo apt-get install indi-full gsc

INDI Web Manager

Installieren: INDI Web Manager

Das nachinstallieren des INDI Web Managers unter Ubuntu MATE soll so geschehen:

  1. Terminal öffnen
  2. Eingeben: “sudo apt-get install python3-pip”
  3. Eingeben des sudo-Passworts: “raspberry”
  4. Eingeben “sudo -H pip3 install indiweb”

Automatisch Starten: INDI Web Manager

Im Terminal-Fenster rufen wir den Editor “pluma” auf und erstellen eine kleine Datei:

Eingabe: “sudo pluma /etc/systemd/system/indiwebmanager.service”

Inhalt der Datei:

[UNIT]
Description=INDI Web Manager
After=multi-user.target

[Service]
Type=Idle
User=pi             (oder auch: User=astroberry)
ExecStart=/usr/local/bin/indi-web -v
Restart=always
RestartSec=5

[Install]
WantedBy=multi-user.target

Und dann, um das ganze automatisch starten zu lassen:

Eingabe: sudo systemctl enable indiwebmanager.service

PHD2 Guiding

PHD2 Guiding installieren

Ist auf dem AstroBerry standardmäßig vorhanden.

PHD2 Guiding automatisch starten

Auch PHD soll beim Hochfahren des Raspberry automatisch gestartet werden.

Menüleiste: System -> Einstellungen -> Persönlich -> Startprogramme   (System – Preferences  – Personal – Startup Applications)

Dann öffnet sich ein Fenster “Startprogrammeinstellungen”; dort auf die Schaltfläche “Hinzufügen” klicken…

Dann öffnet sich ein Fenster “Startprogramm hinzufügen”; dort eingeben:

  • Name: PHD2
  • Befehl: phd2     (klein geschieben)
  • Schaltfläche “Hinzufügen”

Schaltfläche “Schließen”

Im Terminalfenster dann eingeben: “reboot”

Auf dem Windws-Computer wieder mit dem WLAN des Rasperry verbinden und den VNC-Client (VNC Viewer) aufrufen.

Wenn der Ubuntu Desktop gekommen ist, sollte gleich das Fenster des PHD2 Guiding aufgehen….

Remote vom Windows-Computer aus

Die allererste Voraussetzung ist, das ich eine funktionierende Remote-Verbindung über mein Netzwerk (TCP/IP) hinbekomme.

Also: Wie verbinde ich meine beiden Computer mit dem Netzwerk und wie bekomme ich eine technische Verbindung zwischen den beiden hin (z.B. mit PING zu testen).

Aufruf des INI Web Managers

Mozilla Firefox aufrufen mit der Adresse: http://192.168.4.1:8624

Und schon hat man den INDI Web Manger, wo wir Profile neu anlegen oder bearbeiten kann.

Ein Punkt bei einem Profil ist, das automatische Starten des INDI-Servers.

Aufruf von KStars

Nun können wir endlich KStars…..

Geräteverwltung -> Client  -> Server -> Verbinden

 

 

Computer: PuTTY (aus Wiki)

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PuTTY (aus Wiki)

Gehört zu: Internet
Siehe auch: TCP/IP

Ein einfacher SSH-Client, mit einem Commandline-Utility PSCP, das bestens für Script-Ausführungen geeignet ist.

Installation

Anwendungen

Ich verwende folgende kleine Scripts (BAT-Files), die mit PuTTY Dateien von einem Computer auf den anderen schieben:

Diese Replikations-Scripts befinden sich auf: D:\var\jobs

— Main.DietrichKracht – 16 Jan 2005

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Computer: SpamPal (aus Wiki)

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SpamPal (aus Wiki)

Gehört zu: E-Mail
Siehe auch: Sicherheit
Update 2021: E-Mail-Spam wird heutzutage von den E-Mail-Providern (z.B. Strato) gefiltert.
SpamPal ist ein Spamfilter, der als Mail-Proxy dem E-Mail-Client vorgeschaltet ist. Dadurch werden die Funktionen der im E-Mail-Client ggf. schon enthaltenen SpamFilter noch erweitert und ergänzt z.B. um Prüfen gegen dynamische Blacklists, die im Internet zur Verfügung stehen (DNSBLs wie z.B. SBL/XBL von http://www.spamhouse.org).

Installation

  • Definitive Software Library ID: SpamPal
  • Name: SpamPal
  • Version: 1.583
  • Hersteller/Bezugsquelle: James Farmer http://www.spampal.org
  • Systemvoraussetzungen:
  • Installations-Ordner: D:\Programme\spampal
  • Konfigurations-Dateien: C:\Dokumente und Einstellungen\dkracht.BRAUNBAER\Anwendungsdateien\SpamPal…

Konfiguration

SpamPal Optionen: Verbindungen

Port hinzufügen: “POP3 (beliebiger Servername)”, “Lokale Port-Nummer: 110”

Der E-Mail-Client kann dann über diesen “POP3 (beliebiger Servername)” mehrere POP3-Server ansprechen durch:

  • Posteingangsserver = “localhost”
  • User-Name = “username@posteingangsserver”

SpamPal Optionen: Spam-Erkennung Mail-Markierung

  • Haken=NEIN: Markiere die Betreff-Zeile von Spam mit *SPAM*
  • Haken=NEIN: Zeige den “X-SpamPal:” Header in der Betreff-Zeile an

Durch diese obigen Einstellungen bleibt die E-Mail optisch unverändert erhalten, anderenfalls bekommt man ein stark verunziertes “Betreff”

Im E-Mail-Client ist ein Message-Filter zu konfigurieren: Falls Header “X-SpamPal:” contains “SPAM”, dann behandle als “Junk”….

SpamPal Optionen: Spam-Erkennung: Blacklisten: Allgemeine Blacklisten

SpamPal Optionen: Blacklisten: Länder

  • Korea, China, Honkong, Taiwan

SpamPal Optionen: Plugins

  • RegExFilter
  • URLBody

— Main.DietrichKracht – 24 Oct 2004

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Computer: PICVideoMJPEG (aus Wiki)

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PICVideoMJPEG (aus Wiki)

Gehört zu: Video
Siehe auch: VideoCodec

Installation

  • Definitive Software Library ID: PicVideoCodecs
  • Name: PICVideo MJPEG Codec
  • Version: 2.10.0.29
  • Hersteller/Bezugsquelle: Pegasus http://www.jpg.com
  • Installations-Ordner:
  • Konfigurations-Dateien:
  • Systemvoraussetzungen: Windows

Verwendung (Infrastruktur)

  • Aufnehmen von Videos, z.B. mit WinTV (als Vorstufe zu DivX)

— Main.DietrichKracht – 24 Oct 2004

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Computer: MP3RadiumCodec (aus Wiki)

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MP3RadiumCodec (aus Wiki)

Gehört zu: Audio
Siehe auch: AudioCodec, MP3
Radium Codec MP3

Der Radium Codec für MP3 mit Bitraten von 128 bis 320 kBit/sec bei einer Samplingrate von 44100 Hz (sog. Professional).

Dies ist ein AudioCodec für MP3.

Frage: Wie ist LAME einzuordnen?

Installation

  • Definitive Software Library ID: MP3RadiumCodec
  • Name: FHG Radium MP3 Codec
  • Version: v1.2 (Build 63)
  • Hersteller/Bezugsquelle: Fraunhofer Institut für Integrierte Schaltungen http://www.techhelponline.myby.co.uk/html/codecs.html
  • Installations-Ordner: d:\audio\l3codec-rdm und c:\winnt\system32\l3codecp.acm
  • Konfigurations-Dateien:
  • Systemvoraussetzungen: Windows

Verwendung (Infrastruktur)

  • Erstellen der Audio-Spur MP3 von DivX-Videos, z.B. mit VirtualDub

Background

The Radium Codec is controlled by the Control Panel > Sounds und Audiogeräte > Hardware > Audio Codecs. Then you’ll see a ‘Fraunhofer IIS MPEG Layer-3 Codec (professional)’ Click on that and you’ll see a ‘settings button’. For your convenience we’ve made a little shortcut icon to this in the Radium codec installer.

There are two types of codecs – internal and external. In 1996 Fraunhofer released the first EXTERNAL Mpeg Layer-3 codec. Using that codec, any program with codec support (like SoundForge and Audiograbber) could make Mp3s. But that was the last external MP3 codec Fraunhofer released.

Since then Fraunhofer have much improved their Mpeg Layer-3 technology but now only license it for INTERNAL use in ‘Opticom Mp3 Producer Pro’ and ‘Audioactive Production Studio’. With this release igNorAMUS has taken the internal Producer Pro codec, and made it external again. At the same time he made some assembly level optimizations to the code to get between 5% to 12% speed increase when using ‘HQ’ mode on an Intel Pentium CPU. (See the graph included in the release). Note that these assembly optimizations do not affect the sound quality any – the output will still remain exactly the same as output from Opticom Mp3 Producer Pro v2.1

— Main.DietrichKracht – 24 Oct 2004

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Computer: Ant (aus Wiki)

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Ant (aus Wiki)

Gehärt zu: Anwendungsentwicklung
Siehe auch: make , IDE
Apache Ant ist ein BuildTool, ursprünglich von James Duncan Davidson bei Sun entwickelt, um Web-Anwendungen für Tomcat automatisiert zusammenzubauen.

Ant verbreitete sich schnell in der Java-Comunity und hat in vielen Bereichen das alte Make abgelöst.

Cross-Platform-Development

Abbildung 1: Die drei Stfen des Cress Platform Development

Ant_Build_Tool.svg

  • Target-Platform: “Cross” durch Java
  • Development: “Cross” durch ein BuildTool wie Ant – oder durch Verwendung einer standardisierten IDE (wie z.B. Eclipse)

 

Eigenschaften (Erfolgsfaktoren)

  • Platform agnostic
  • Free
  • Extensible (durch Ant-Tasks)
  • Basierend auf XML

Anwendungsbereiche von Ant

  • Java-Entwicklungen
  • ZIP-Archive herstellen (z.B. für Datensicherung)
  • XML/XSLT Generierung (z.B. für WebsiteLexikon)
  • Evtl. für PHP-Template-Generierung (Meine Website mit Smarty)

Installation

  • Definitive Software Library ID: Ant
  • Version: 1.6.1
  • Installationsordner: d:\Programme\Ant
  • Environment-Variable: ANT_HOME=d:\Programme\Ant PATH=…;d:\Programme\Ant\bin;…
  • Systemvoraussetzungen: Java SDK 1.2 und ein JAXP-fähiger XML-Parser (Apache Xerces2 ist enthalten)

Extensions

— Main.DietrichKracht – 30 May 2004

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Astrofotografie: Wie mache ich Flat Frames?

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Gehört zu: Bildbearbeitung
Siehe auch: Problme lösen mit Stacking, Astro-Geräteliste, PegasusAstro FlatMaster, ZWO ASI294MC Pro, Belichtungszeiten, Flat Frames mit N.I.N.A.
Benutzt: Fotos aus Google Drive

Stand: 11.05.2023  (Bit-Tiefe, N.I.N.A., Full Well Capacity, Quanten-Effizienz, Gain, Cleaning, PegasusFlatMaster)

Wie mache ich gute Flat Frames zur Kalibrierung meiner Astrofotos?

Wir machen neben den Nutz-Fotos (den sog. Light Frames) zur Korrektur (zum Kalibrieren) noch folgende zusätzlichen “Frames”:

  • Dark Frames
  • Light Frames
  • Bias Frames (manchmal auch Offset Frames genannt)

Eine Stacking-Software, wie z.B. Deep Sky Stacker oder Astro Pixel Processor verarbeitet diese Frame-Typen zu einem Summenbild.

Die prinzipielle Vorgehenweise ist wie folgt:

  • Die Darks werden von den Lights abgezogen.
  • Da diese Darks bereits das Bias enthalten, ist damit auch schon das Bias vom Light abgezogen.
  • Es bleibt das Flat. Bevor durch das Flat dividiert wird, muss also noch aus dem Flat das Bias abgezogen werden.

Welche Kalibrierungs-Frames brauche ich?

Das Wichtigste sind die Flat Frames.

Wenn ich eine Kamera mit Amp Glow habe, sind Dark Frames erforderlich.

Kalibrieren mit Flat Frames

Flat-Frames sollen theortisch ein gleichmäßig weisses Feld zeigen, Abweichungen von der Gleichmäßigkeit können sein:

  • Randverdunkelung (sog. Vignettierung)
  • Schatten von Staubpartikeln (sog. Donuts)
  • Helligkeitsstrahlen durch Wärme in der Kamera in Sensornähe (sog. Ampglow)  – So ein “Ampglow” wird aber erst bei längerer Belichtungszeit sichtbar

Wenn das Bild (Light Frames) einen nicht ganz gleichmäßigen Hintergrund hat, wird das beim Stretchen schnell zu einem Problem. Also brauche ich Flats, wenn ich ein Bild stark stretchen will z.B. bei einem feinen Nebel…

Ich versuche mich erst seit neuester Zeit mit Flat Frames (T-Shirt-Methode und Flat-Frame-Folie). Manchmal waren die Ergebnisse richtig gut, manchmal hatte ich eine hässliche Überkorrektur. Deswegen beschäftige ich mich jetzt etwas detaillierter mit dem Thema “Flats”.

Am 26.9.2020 erhielt ich die Flat-Field-Box PegasusAstro FlatMaster 120 mm.

Falls es um sog. Donuts (Schatten von Staubpartikeln) geht, ist es sicher besser, das Über bei der Wurzel zu packen und die Partikel von den optischen Flächen zu entfernen. Ich war sehr erfolgreich beim Reinigen des AR-Glases vor dem Sensor meiner Kamera ASI294MC Pro. Ich benutzte dazu ein Zeiss Billen Reinigungstuch (alkoholfrei), Web-LInk: http://www.zeiss.com/cleaning.

Welche Einstelungen nehme ich für Flat Frames?

Teleskop und Kamera genauso wie bei der Aufnahme der Light Frames – also auch ggf. mit der Taukappe…

Die ISO-Einstellung bzw. die Gain-Einstellung sollte bei den Flats identisch sein zu den Lights. Wenn man die Flats mit anderen ISO-/Gain-Einstellungen machen sollte, benötigt man zusätzlich DarkFlats mit dieser anderen ISO/Gain-Einstellung.

Belichtungszeit (und Gain bzw. ISO) so, dass nichts soll “ausgebrannt” ist und die kleinen Helligkeitsunterschiede im Bild gut sichtbar sind.

Vom “Ausbrennen” spricht man, wenn bei einem Pixel die sog. “Full Well Capacity” (in Anzahl Elektronen) erreicht ist; d.h. zusätzliche Photonen können keine zusätzlichen Elektronen in diesem Pixel erzeugen und damit auch kein zusätzliches Signal (also ADUs) bewirken.

Quanten-Effizienz der ZWO ASI294MC Pro

Die Quanten-Effizienz (“QE“) wird meist vom Hersteller des Sensors angegeben und nicht vom Hersteller der Kamera. Bei meiner ASI294MC Pro ist es der Sensor: Sony 4/3″ CMOS Color Sensor IMX294CJK.

Siehe auch: Belichtungszeiten

Auf der Web-Seite https://www.flir.de/discover/iis/machine-vision/how-to-evaluate-camera-sensitivity/ finden wir folgendes Bild:

Abbildung 1: Signalverarbeitung in einer CMOS-Kamera (Copyright: www.flir.de)

Quanteneffizienz

Die sog. Quanten-Effizienz gibt den Zusammenhang zwischen ankommenden Photonen und Elektronen-Anzahl in Prozent an. Also wie gut (Ausbeute in Prozent) der Sensor aus den ankommenden Licht-Quanten (Photonen) Elektronen macht. Im Bild werden aus 6 Photonen drei Elektronen gemacht; also eine QE von 50%.

Full Well Capacity der ZWO ASI294MC Pro

Die Full Well Capacity (Sättigungskapazität) sagt, wieviele Elektronen ein Photoelement des Sensors (ein Pixel) maximal aufnehmen kann. Wenn die auftreffenden Photonen mehr Elektronen erzeugen, könnte das Photoelement im Sensor das nicht mehr aufnehmen. Es wäre, wie man sagt, “ausgebrannt”.

Die Full Well Capacity ist bei meiner ZWO ASI294MC Pro ganz unterschiedlich, je nach dem welcher Gain (Vorverstärkung) eingestellt ist:

Tabelle 1: Full Well Capacity der ZWO ASI294MC Pro

         
Gain dB
 Full Well Capacity 14 Bit ADU Max
 e-/ADU (14 Bit)
0 0 63700e- 16384 3,89
100 10 20000e- 16384 1,22
120 12 17200e- 16384 1,05
200 20 6000e- 16384 0,37
300 30 2000e- 16384 0,12

Quelle: https://astronomy-imaging-camera.com/product/asi294mc-pro-color

Wichtig ist, dass jeder Farbkanal für sich genommen (R-G-B) im Histogramm weder links und rechts angeschnitten wird.

Auslesen des Signals und Gain bei der ASI294MC Pro

Am Ende der Belichtungszeit wird aus jedem Pixel das dort gespeicherte “Signal” ausgelesen. Damit meint man die Ladung in Anzahl Elektronen (e-). Diese gemessene Signalstärke (Ladungsmenge) ist noch analog. Sie wird dem ADC (=Analog-Digital Converter) zugeführt und dort in einen digitalen Wert konvertiert, den man auch “Graustufen” nennen kann.  Diese einzelnen Graustufen nennt man auch ADUs (Analog Digital Units).

Bevor das Signal dem ADC zugeführt wird kann noch eine Vorverstärkung erfolgen. Die Größe dieser Vorverstärkung nennt man Gain und der Gain-Wert kann bei der Aufnahme an der Kamera eingestellt werden – ähnlich dem ISO-Wert bei herkömmlichen Digitalkameras. Der Gain bestimmt also den Eingangspegel des ADC.

Dieser Gain-Wert wird von den Kameraherstellern unterschiedlich gemessen. Ein EMVA1288-Standard versucht eine für alle Hersteller geltenden Definition des Gain-Werts: Anzahl Elektronen (e-) pro ADU bei einem 16-Bit-ADU. Trotzdem macht es jeder Hersteller anders.

Der Gain-Parameter gemäß EMVA1288-Standard (auch “System-Gain” genannt) ist nicht zu verwechseln mit der Vorverstärkung am Analog-Digital-Wandler, der von den Kamera-Herstellern auch gerne “Gain” genannt wird. Es kommt daurch zu sehr skurrilen Achsenbeschriftungen z.B. bei ZWO, wo der Gain in Anhängigkeit vom Gain dargestellt wird.

Der Hersteller ZWO misst die Vorverstärkung seiner Kameras in Einheiten von 0,1 dB. Beispiel: Eine Vorverstärkung vom Gain 100 bedeutet bei ZWO also 10 dB; d.h. der Signalpegel wird verzehnfacht (10 dB = 1 Bel, 1 = lg 10).

Eine Vorverstärkung von 120 bedeutet also 12 dB. Bei dieser Vorverstärkung haben wir den sog. Unity Gain von 1 e-/ADU.

Eine bestimmte Vorverstärkung wird allgemein als “Unity Gain” bezeichnet, bei dieser Vorverstärkung wird ein Elektron (e-) in eine ADU gewandelt. Ob damit auch ein ggf. fiktiver 16-Bit-ADU gemeint ist oder der tatsächliche ADU (im Beispiel: 14 Bit) bleibt dahingestellt.

Die ADU-Werte der ASI294MC Pro

Der Helligkeitswert eines Pixels im Bild wird so von einer analogen Signalstärke (Ladungsmenge) in einen digtialen sog. ADU-Wert (ADU = Analog Digital Unit) gewandelt. Je nach der Bit-Tiefe des  ADC (Analog-Digital-Converter) hätten wir unterschiedliche Maximalwerte, wo bei jedes Sensor-Fabrikat eine andere Bit-Tiefe haben kann:

Tabelle 2: Bit-Tiefe und maximale ADU-Werte

Bit-Tiefe Maximaler ADU-Wert Halbes Maximum ADU
16 216 65536 32768
14 214 16384 8192
12 212 4096 2048
8 28 256 128

Flat Frames: Mono oder One Shot Color (“OSC”)?

Wenn man mit einer Mono-Kamera und Rot-Grün-Blau-Filtern arbeitet, muss man für jede Farbe extra ein Flat machen – sagen die Experten.

Ich habe “nur” OSC (= One Shot Colour), da sieht das anders aus. Ich habe ich ja immer diese Bayer-Matrix vor dem Sensor und kann aus jeder Aufnahme durch de-bayern ein Farbfoto gewinnen.

Die ganze Kalibierung soll aber immer mit den noch nicht de-bayerten Original-Fotos geschehen – sagen einige Experten…

Wie mache ich nun Flat-Frames?

T-Shirt-Methode

Nach der Aufnahme-Nacht am nächsten Tage ein sauberes T-Shirt doppelt oder vierfach über das Objektiv bzw. die Taukappe.

Das wird meistens zu hell.

Flat-Field-Box (EL-Leuchtfolie)

EL-Leuchtfolie von Gerd Neumann vor dem Objektiv. (T-Shirt wird meist zu hell.)

Dafür benötigt man eine gute Spannungsversorgung (bei mir 12V) und die Hellikeit der Folie sollte dimmbar sein…

Flat-Field-Boxen gibt es von mehreren Herstellern; z.B. unterstützt N.I.N.A. folgende Modelle:

  • All-Pro Sike-a Flat Flied: 12-Zoll im Quadrat. USD 250 + 140 für USB-Dimmer – ASCOM?
  • Almitak Flip-Flat: EUR 800,–    190mm – 206 mm
  • Artesky USB Flat Box: EUR 369,–    250mm   USB   Italy
  • PegasusAstro FlatMaster

z.B. unterstützt APT folgende Modelle:

Meine Zwo ASI294MC Pro

Meine Kamera ZWO ASI294MC Pro hat folgende relevante Daten:

  • Bit-Tiefe: 14 bit
  • Quanteneffizienz: 75% (bei 530 nm)

Experten empfehlen, Flat Frames so zu belichten, dass im Bild die hellsten Bereiche nur die Hälfte des maximal möglichen Wertes erreichen. Also die Hälfte der “Full Well Capacity“. Die Full Well Capacity wird in Anzahl Elektronen (e-) gemessen. Einfach messen können wir aber nur den ADU-Wert. Die Frage ist also: wie entsteht aus der Anzahl Elektronen (e-) der ADU-Wert?

Für meiner Kamera ergibt sich:

Tabelle 3: ZWO ASI294MC Pro

Gain Full Well Capacity Empfohlen für Flats (65%) Max. ADU bei 14 Bit ADU für Flats
0 63700e- 41495e- 16384 31121
100 20000e- 13000e- 16384 9750 ADU
120 17200e- 11180e- 16384 8385
200 6000e- 3900e- 16384 2925
300 2000e- 1300e- 16384 975

Interessante Ratschläge finde ich auch bei:

Ein Experte (bei: http://www.telescopesupportsystems.com/thrushobservatory.org/Tips/Digital%20Imaging/flatfieldcalc.htm) rät: Exposure levels – each flat should have an avg e-count of about 60-70% full-well capacity

Demnach hätten wir bei Gain=100: 65% von 20000e- = 13000e-
und bei einer Quanteneffizienz von 75% wären das so 9750 ADU

Und bei Gain 120 hätten wir eine Full Well Capacity von 17200e-. Mit einer QE von 75% wären das 12900 ADU…

Und bei Gain 200 hätten wir eine Full Well Capacity von 6000e-. Mit einer QE von 75% wären das 4500 ADU…

Flats und Software

Meine Astro-Aufnahme-Software unterstützt das Aufnehmen von Flats in unterschiedlicher Weise:

Flats mit N.I.N.A.

Wie ich mit dem N.I.N.A. Flat Wizard meine Flat Frames mache habe ich ein einem separaten Blog-Beitrag beschrieben.

Flats mit SharpCap

In SharpCap muss man eine Kamera connecten und dann in der Menüleiste auf “Capture” und “Capture Flats…” klicken.

Dann stellen wir rechts in SharpCap Exposure und Gain so ein, dass im Bild ein wenig zu sehen ist.

Mit Menüleiste “Tools” und “Histogram” schalten wir noch das Histogramm dazu…

Abbildung 2: SharpCap – Capture Flats (Google Drive: SharpCap-Flats-02)

Da bin ich also mit dem Mittelwert bei 31805.6 ADU, was so ungefähr den Empfehlungen entspricht. Manche Experten halten das schon zu hell und meinen 28000 oder 25000 ADU wären besser. Die Software SharpCap meckert aber, wenn auch nur ein kleines bisschen unter 20% sinkt.

Flats mit APT

Die Software APT hat die Möglichkeit mit Hilfe der “CCD Flats Aid” eine gute Belichtungszeit für die Flats zu ermitteln und damit einen Flats-Plan zu erzeugen.

Bildbeschreibung: APT Reiter “Tools” dort Schaltfläche “Extra Devices”

Abblidung 3: APT – Tools – Extra Devices – Flats (Google Drive: PegasusFlatMaster-01.jpg)

Die APT “CCD Flats Aid” geht aus von einer ADU-Zahl, die man erreichen möchte und ermittelt dazu die erforderliche Belichtungszeit. Ich muss mich also fragen, welche ADU-Zahl ich für meine Flats erreichen will.

 

 

Computer: VMware (aus Wiki)

dkracht

VMware (aus Wiki)

Gehört zu: Virtualisierung
Siehe auch: Virtualisierung mit VMware oder VirtualBox

Stand: 25.12.2022

VMware ist eine der führenden Techniken für Virtualisierung.

Mit VMware Workstation kann man neue Virtuelle Maschinen erstellen und auch mehrere parallel in einer Workstation-Instanz ablaufen lassen.

VMplayer ist eine kleine Lösung, die vorgefertigte Virtuelle Maschinen und auch sog. “Apps” ablaufen lassen kann…

VMware ThinApps ist ein neu dazugekauftes Produkt (früher: Thinstall) mit dem man Virtual Applications paketieren kann, die dann auf Clients ohne das eine spezifische Client-Software vorhanden sein muss, ablaufen kann (also in “Non-virtual environment” oder auch in einem Virtual Desktop)

VMwareView (auch VDI genannt) ermöglicht es ganze Desktop-PCs zu virtualisieren, wobei die Virtual Desktops von einer zentralen Server Farm verwaltet werden…

— Dkracht 14:49, 10 November 2010 (CET)

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Computer: SWiSH (aus Wiki)

dkracht

SWiSH (aus Wiki)

Gehört zu: VektorGrafik
Siehe auch: Flash, SVG
Benutzt: Grafiken von Github
Mit SWiSH kann man VektorGrafik (auch animierte) erstellen im Macromedia Flash-Format.

Installation

  • Definitive Software Library ID: SWiSH
  • Name: SWiSH
  • Version: v2.0
  • Hersteller/Bezugsquelle: http://www.swishzone.com
  • Systemvoraussetzungen:
  • Installations-Ordner: D:\Programme\SWiSH v2.0\…
  • Konfigurations-Dateien:

PowerPoint-Slides als Flash

  • Das Slide im PowerPoint mit “Save AS > Save as type > WMF” als WMF abspeichern.
  • Im SWiSH die Movie-Size einstellen auf 720 x 540
  • Im SWiSH das WMF-File “File > Import”
  • Im SWiSH mit “File > Export > SWF” aus Flash ausgeben…

Erstellung von Flash-Grafiken mit SWiSH

SWiSH ist ein sehr beliebtes Programm zur Erstellung und Bearbeitung von Macromedia Flash-Animationen. Es steht damit in direkter Konkurrenz dem etablierten Programm des Flash-Herstellers Macromedia Flash. Die Vorteile von SWiSH sind:

  1. SWiSH ist wesentlich einfacher in der Handhabung
  2. SWiSH ist wesentlich billiger

Tutorial: http://www.designsbyjoy.net

Bestandteile einer Flash-Animation

Abbildung 1: SWiSH Flash-Animationen (Github: Swish_Flash_Animation.svg)

Swish Flash Animation.svg

— Main.DietrichKracht – 29 Dec 2003

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Computer: RealPlayer (aus Wiki)

dkracht

RealPlayer (aus Wiki)

Gehört zu: MediaPlayer

Real Player

Einer der weitverbreiteten AudioPlayer und VideoPlayer.

Hauptfunktionen:

  • Empfangen von InternetRadio (Streaming Audio, Streaming Video) im “Real-Format”. (Für MP3: WinAmp)
  • Audio-Player (Formate: MP3,…)
  • Video-Player (Formate: MPG, Real-Video,…)
  • Media-Library, Playlisten, ID3-Editor,….
  • Uploads MP3-Player,…

Installation

  • Definitive Software Library ID: RealPlayer
  • Name: RealPlayer
  • Version: 10.0
  • Hersteller/Bezugsquelle: Real Networks http://www.real.com
  • Installations-Ordner: D:\Programme\Real\RealPlayer
  • Konfigurations-Dateien: umfangreiche Eintragungen im Windows Registry
  • Datenbestände:
    • Favoriten: C:\Dokumente und Einstellungen\myuserid\Anwendungsdaten\Real\RealPlayer\Favorites\…
    • Playlists: C:\Dokumente und Einstellungen\myuserid\Anwendungsdaten\Real\RealPlayer\db\…
    • Media Library: C:\Dokumente und Einstellungen\myuserid\Anwendungsdaten\Real\RealPlayer\db\…
  • Systemvoraussetzungen: Microsoft InternetExplorer 5.5

Konfiguration

Unter “Extras/Einstellungen” als “Geräte” den Rio MP3-Player installiert,

Media-Library

Die MediaLibrary kann nicht exportiert werden, wohl aber einzelne Playlists. Das Playlisten-Format ist ein XML-Format, genannt “RPM” (für RealMedia-Paketdatei).

Die intere Speicherung der Media-Library inkl. der Playlisten erfolgt in einer dBase-Datenbank. Die Informationen werden sauber normalisiert in dBase-Dateien (Playlist.dbf, Playtrax.dbf, tracks.dbf) abgelegt.

Datensicherung

Aufzunehmen in den Job “config” der Datensicherung werden:

  • C:\Dokumente und Einstellungen\dkracht\Anwendungesdaten\Real\RealOne Player\Favorites\…
  • C:\Dokumente und Einstellungen\dkracht\Anwendungesdaten\Real\RealOne Player\db\…

— Main.DietrichKracht – 09 Jun 2004

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