Astronomie: Stellarium Horizontbild/Landschaft mit Panoramafoto – spherical

Gehört zu: Astro-Software
Siehe auch: Stellarium, Aufnahmeverfahren, Cartes du Ciel

Der Horizont in Stellarium

Wie man in Stellarium eine Horizontlinie als Polygonzug einrichtet, habe ich in meinem Hauptartikel über Stellarium bereits beschrieben. Eine Polygon-Linie ist eigentlich völlig ausreichend für die realistische Planung von astronomischen Beobachtungen. “Schicker” und eindrucksvoller ist es natürlich mit echten Fotos von der Horizontgegend. Das will ich hier mal im einzelnen beschreiben.

Einen solchen Horizont möchte man meist auch in anderen Planetariums-Prgrammen, z.B. Cartes du Ciel einrichten.

Basis der Beschreibungen ist die im Web vorhandene Dokumentation:

Schritt 1: Das Panoramabild erstellen

Ich mache eine Fotoserie mit meiner Digitalkamera wobei ich ein leichtes Weitwinkelobjektiv (f=24mm bei APS-C Sensor) verwende. Ich suche mir eine passenden Standort aus, wo ich den kompletten Horizont in 360 Grad mit Stativ als Panorama fotografieren kann. Die höchsten Objekte am Horizont, die ich noch haben will, müssen ins Gesichtsfeld (36° x 52°) passen.

Es ist gut, wenn man sich die genaue Ostrichtung am Horizont merkt, weil Stellarium das Horizontbild auf den Ost-Punkt ausrichtet. Man kann das aber später in der Datei “landscape.ini” noch genau austarieren.

Das Panoramafoto erstelle ich aus den Einzelfotos mit der Software “Microsoft ICE”.
Geronimo beschreibt diesen Vorgang mit der Software Hugin Panorama-Photo Stitcher.

Beispiel 1: So sieht mein 360°-Panoramabild vom Schlump aus:

Horizont_20171004_0006_stitch50a.jpg

Horizont Panorama Hamburg Schlump

 

Beispiel 2: 360°-Panoramabild von Handeloh:

Horizont_20181005_121706_stitchA.jpg

Handeloh Horizont Panorama

Schritt 2: Bildbearbeitung in GIMP

Zur Bildbearbeitung nehme ich das kostenfreie Software-Tool GIMP (ich habe Version 2.10.6).

Die Bildbearbeitung erfolgt in mehreren Teilschritten, wobei die enorme Größe meines Panoramabildes für GIMP wohl eine Herausforderung darstellt: einzelne Bearbeitungen dauern machmal sehr lange und manchmal stürzt GIMP auch ab. Deshalb bin ich dazu übergegangen, nach jedem Teilschritt das Zwischenergebnis in GIMP abzuspeichern.

Das mit ICE erstellte Panoramabild ist 16,6 MB groß. Wenn ich das in GIMP lade wird das erste GIMP-Zwischenbild 545,9 MB groß.

Vielleicht wäre es sinnvoller, als allererstes die Größe des Panoramabildes zu reduzieren: 2048 x 1024

Die ganze Bearbeitung in GIMP soll folgendes erreichen:

  • Der Himmel soll “entfernt” werden; d.h. transparent werden und die eigentliche Landschaft am Horizont soll bleiben.
  • Das Bild soll auf die von Stellarium erwartete Größe von 2048 x 1024 skaliert werden.
  • Oberhalb muss alles transparent sein
  • Unterhalb der schönen Horizontlandschaft muss das Bild mit horizontähnlichen Farben ausgefüllt werden

Die Verarbeitungsschritte in GIMP folgen der Anleitung von Geronimo, wobei ich teilweise eigene Tips und Anmerkungen dazu habe.

Schritt 2.1: Landschaft mit Ebenenmaske freistellen

1. Panoramabild in GIMP öffnen und Ebene erstellen

Rechtsklicken auf das Bild und im Kontextmenü <Ebene> – <Neu aus Sichtbarem> –
Im Folgenden bearbeiten wir nur diese neue Ebene und machen daraus eine Maske, die nur noch die eigentliche Landschaft durchlässt. Der Himmel darüber wird am Ende transparent gemacht; der Boden darunter wird am Ende “neutral” ausgemalt.

2. Zuerst wandeln wir die Farben in RGB-Graustufen um:

  • Rechtsklicken auf das Bild und im Kontextmenü <Farben> – <Entsättigen> – <Entsättigen> – <Helligkeit>
  • Achtung: Nach dem Klicken auf “OK” dauert es eine ganze Weile, bis die Entsättigung durch ist.

3. Himmel weiss & Landschaft schwarz:

  • Schwellwerte schwarz/weiss: Rechtsklicken auf das Bild und im Kontextmenü <Farben> – <Schwellwerte>. Dort den Schieberegler so einstellen, dass der Himmel durchgehend weiss wird und die Landschaft schwarz.
    Achtung: Jede Änderung des Schiebereglers bedeutet ein minutenlanges Neuberechnen des Bildes.
  • Damit wir eine saubere Maske bekommen nun noch im oberen Teil den Himmel mit dem Pinsel-Werkzeug in “weiss” korrigieren, da wo “Schwellwerte” es nicht ganz geschafft hat und im unteren Teil die Landschaft ggf. mit dem Pinselwerkzeug in “schwarz” korrigieren.

4. Nun die Landschaft (den schwarzen Bereich) transparent machen:

  • Rechtsklick auf das Bild und im Kontextmenü <Farben> – <Farbe nach Alpha> – Farbe (schwarz sollte schon ausgewählt sein) – <OK>.
    Nun wird langsam das Fotopanorama der Landschaft sichtbar – wie immer, dauert das ein Weilchen.
  • Nun alle Ebenen “nach unten” vereinen. Dazu Rechtsklick auf das Bild und im Kontextmenü <Ebene> – <nach unten vereinen> (oder: Menüleiste: Ebene -> nach unten vereinen)

Schritt 2.2 Himmel transparent machen

Im Werkzeugkasten das Werkzeug <Nach Farbe auswählen> wählen und auf den Himmel klicken. Alles was weiss ist, wird nun selektiert. Dann das Selektierte löschen mit Ctrl+X (dieses “Löschen” macht den Himmel transparent). Das Löschen eines großen Bereichs kann in GIMP eine ganze Weile dauern, man muss das geduldig abwarten…

Wenn bei <Nach Farbe auswählen> dummerweise noch Teile in der Landschaft selektiert wurden, weil sie auch weiss sind, muss man das korrigieren: Umschalten auf “Schnellmaske” (unten links im Bildfenster) und diese Auswahlen aufheben (d.h. schwarz malen).

Alternativ zu <Nach Farbe auswählen> kann man ggf. auch mit dem Werkzeug <Zauberstab> arbeiten. Damit bleibt man sicherer im Bereich des Himmels, muss es aber evtl. mehrfach machen.

Schritt 2.3 Bild für Stellarium skalieren

Stellarium erwartet ein Landscape-Bild in der Größe 2048 x 1024 mit 72 dpi. Deshalb:

  • das Bild jetzt entsprechend skalieren mit: <Bild> – <Bild scalieren> auf horizontal 2048 skalieren.
  • Dann ein Leerbild der richtigen Größe (2048 x 1024) erstellen
    • Leerbild: <Datei> – <Neu> – <Breite> = 2018, <Höhe> = 1024. Erweiterte Einstellungen: 72 dpi & Füllung = Transparenz, Schaltfläche “OK”
  • und “unser” Bild dahinein kopieren:
    • Hineinkopieren: <Fenster> – 1  – <Ctrl-C> – <Fenster> -2 – <Ctrl-V>

Achtung: Beim “Hineinkopieren” muss das Bild sehr feinfühlig vertikal geschoben werden, sodass der gedachte Horizont genau auf der Bildmitte (Pixel = 1024 / 2 = 512) sitzt.

Wahrscheinlich haben wir jetzt zwei Ebenen. Eine ist die “schwebende Auswahl”. Das muss mit dem Befehl “Ebene verankern” behoben werden. Erst danach kann die “normale” Bildbearbeitung weiter erfolgen.

Der untere Teil unseres Bildes soll nicht transparent sein (da sollen ja keine Sterne erscheinen). Dieser untere Teil des Bildes muss also mit Farbe ausgefüllt werden. Dabei sollten angrenzende Farben des Horizontpanoramas verwendet werden, denn diese werden in Stellarium möglicherweise sichtbar. Auch sollten die Farben eher dunkel sein, denn es ist ja der “unsichtbare” Teil des Grundes.

Zum Schluss das Bild als PNG exportieren (Menü -> Datei -> Exportieren…) und dabei einen “schönen” Namen vergeben, denn der Name wird in den Stellarium-INI-Dateien benutzt.

Schritt 3: Konfiguration für Stellarium

Zur Zeit (2018) benutze ich die Stellarium-Version  0.18.0. Um unser Horizontpanorama in Stellarium einzubinden, muss jetzt eine Datei mit dem Namen “landscape.ini” erstellt werden.

Inhalt der Datei landscape.ini

[landscape]
name = Name meiner Landschaft
author = Name des Erstellers
description = eine Beschreibung dieser Landschaft
type = spherical
maptex = Name der erstellten PNG-Datei  (s.o.)
angle_rotatez = -55
[location]
name = Hamburg-Schlump
planet = Earth
country = Germany
lattitude =
longitude =
alititude =

Die Südrichtung des Bildes kann über den Parameter “angle_rotatez=….” eingestellt werden.

Speicherort der Datei landscape.ini

Im Installationsordner von Stellarium befindet sich ein Unterordner names “landscapes”. Dort müssen wir einen Unterordner mit dem Namen unseres neuen Landscapes anlegen. In unserem Fall ist das: D:\bin\Stellarium\landscapes\eimsbuettel.

In diesen Ordner kopieren wir die erstellte Datei “landscape.ini” und die PNG-Datei.

Schritt 4: Aktivieren der Landschaft in Stellarium

Wir starten Stellarium und klicken in der linken Seitenleiste auf “Himmel- und Anzeigeoptionsfenster [F4]”.

Dort dann auf den Reiter “Landschaft” klicken und in der Liste links den Namen der gewünschten Landschaft auswählen.

Im unteren Bereich unter “Einstellungen” anhaken “Minimalhelligkeit” 0,20 – dann wird die Landschaft in der Nacht nicht auf vollkommen schwarz abgedunkelt, sondern bleibt ein wenig sichtbar.

Beispiel

Stellarium_Schlump.jpg

Stellarium Landschaft: Schlump

Astronomie: Planetarium-Software “Stellarium”

Gehört zu: Beobachtungsplanung
Gehört zu: Astro-Software

Planetarium-Software “Stellarium”

Siehe auch: Stellarium Horizontbilder, Planetarium-Software

Stellarium gehört zu der Gattung “Planetarium-Software” und ist auf Windows-Plattformen sehr verbreitet und wird gerne zur Beobachtungsplanung verwendet. Weitere sehr bekannte Planetariumsprogramme sind: Cartes du Ciel und Guide.

Ich komme mit “Stellarium” auf meinem Windows-Notebook sehr gut zurecht.

Website / Bezugsquelle

Kosten

kostenlos, Open Source Software

Versionen

Mit Stellarium 0.15.2 konnte ich schnell und bequem astronomische Beobachtungen planen. Stellarium wird laufend weiterentwickelt und mittlerweile bin ich auf Version 0.20.0 gelandet.

  • 2016-07-31 Version 0.15.0
  • 2017-06-21 Version 0.16.0
  • 2017-12-21 Version 0.17.0    Based on Qt 5.9.3, INDI Support für Teleskopsteuerung
  • 2018-03-25 Version 0.18.0
  • 2019-12-22 Version 0.19.3    Teleskopsteuerung endlich über ASCOM
  • 2020-03-29 Version 0.20.0
  • 2020-04-20 Version 0.20.1
  • 2020-06-22 Version 0.20.2

Dokumentation

Links:

Zukunftssicherheit

  • Es gibt Versionen für Windows, Mac OS und Linux
  • Projektleiter: Fabien Chéreau
  • Per 21.12.2017 ist die aktuelle Version 0.17.0
  • sehr aktive Weiterentwicklung

Installation

Wenn man eine neue Version von Stellarium installiert, können die bisher gemachten Einstellungen (z.B. Okulare, Sensoren, Teleskope) verloren gehen. Wenn man solche “alten” Einstellungen behalten will, muss man bei der Installation darauf achten, dass bei “Dateien früherer Installationen entfernen” nichts angehakt ist; z.B. “Entferne Plugin-Konfigurationsdatei” etc.

Stellarium03.jpg

Stellarium Setup

Beobachtungsort einstellen

  • Beobachtungsort einstellen: gut
  • Seit Version 0.15.2 kann man jedem Beobachtungsort auch eine Zeitzone zuordnen

Gespeichert wird das in der Datei user_locations.txt. Im Ordner: D:\Users\<userid>\AppData\Roaming\Stellarium\data

Beobachtungszeit und -datum einstellen

  • Beobachtungszeit und -datum einstellen: gut

Navigieren und orientieren am (virtuellen) Sternenhimmel

  • Zoomen (FoV): Gut, mit dem Mausrad
  • Positionieren: Gut, per “Drag and Drop”
  • Einblenden Koordinatennetze horizontal & äquatorial: gut
  • Einblenden von Sternnamen und DSO-Namen: gut

Welche Himmelsbjekte sollen angezeigt werden?

Sterne

Die Fixsterne aus einem Katalog (s.u.) bis zu einer einzustellenden Grenzgröße…

Stellarium01-1.jpg

Stellarium: Grenzgröße

Erdsatelliten

Um Erdsatelliten in Stellarium anzuzeigen, muß man die Erweiterung “Satelliten” benutzen:

  • Einstellungsfenster [F2] -> Konfiguration -> Erweiterungen
  • Satelliten-Konfiguration

Kometen

Um Kometen in Stellarium anzuzeigen, muss man im Sonnensystem-Editor die Bahnelemente importieren:

  • Einstellungsfenster [F2]-> Konfiguration -> Erweiterungen
  • Sonnensystem-Editor –> Konfigurieren -> Sonnensystem
    • Neuen Himmelskörper hinzufügen
    • Bahnelemente im MPC-Format importieren…
    • Listen: Kometen
    • Onlinesuche: da ist eine genaue Schreibweise erforderlich z.B. “C/2015 V2” nicht “C/2015 v2”

Bei Wechsel des Computers möchte man das alles vielleicht mitnehmen. Es steht standardmäßig in der Datei: C:/Users/<userid>/AppData/Roaming/Stellarium/data/ssystem.ini

Meteorstöme

Um Meteorströme in Stellarium anzuzeigen, mass man die Erweiterung “Meteorschauer” aktivieren:

  • Einstellungsfenster [F2] ->Konfiguration -> Reiter “Erweiterungen”
  • Meteorschauer -> konfigurieren

Dann “Himmel- und Anzeigeoptionsfenster [F4]” –> Himmel –> Sternschnuppen –> ZHR

Suchen von Beobachtungsobjekten

Suchbegriff kann der Name oder die Koordinaten sein: gut

Winkelabstände messen

  • gut
    • Linkes Menü -> Einstellungsfenster -> Reiter “Erweiterungen” -> Winkelmesser -> Beim Start laden (Aufruf in unterer Menüleiste)
Stellarium01-2.jpg

Stellarium: Winkelabstände messen

Gesichtsfeld-Rahmen (Sensorfeld bzw. Okular)

  • arbeitsaufwendig
    • Linkes Menü -> Einstellungsfenster [F2] -> Reiter “Erweiterungen” -> Okulare (Aufruf mit Alt-O)

Einmalaufwand: Definition der Teleskope

Stellarium02-2.jpg

Stellarium: Definition der Teleskope

Einmalaufwand: Definition der Sensoren

Stellarium02-3.jpg

Stellarium: Definition Gesichtsfelder Sensoren

Auswählen und Anzeige eines Gesichtsfeldes am Himmel

Stellarium02-1.jpg

Stellarium: Gesichtsfeld anzeigen

Liste von Beobachtungsobjekten

  • NEIN

Beobachtungskalender

Was kann ich heute sehen?

Sternkataloge einbinden

Geht wie folgt (aber welche Kataloge lädt Stellarium denn ganz genau?)

  • Linkes Menü -> Einstellungsfenster [F2] -> Reiter “Werkzeuge” -> Sternkatalog Aktualisierungen
  • Die nachgeladenen Sterne werden erst nach einem Neustart von Stellarium sichtbar
  • About 99% of all these stars come from the NOMAD catalog (Naval Observatory Merged Astrometric Dataset version 1, by USNO). The rest (brighter ones) from Tycho2 and Hipparcos.

Stellarium speichert dies in der Datei starsConfig.json im Ordner D:\Users\<userid>\AppData\Roaming\Stellarium\stars\default

Sternkarten ausdrucken

Teleskop-Steuerung per Computer

Mit der Software Stellarium kann ich meine Goto-fähige Montierung statt über die Handbox auch über meinen Windows-Computer steuern. Dafür muss die spezielle Montierung in geeigneter Weise mit dem Windows-Computer verbunden werden: Siehe dazu: Teleskop-Steuerung per Computer

Wenn das geschehen ist, ist die Vorgehensweise in Stellarium die folgende:

Stellarium verfügt seit Version 0.10.3 über eine “Erweiterung” (Plugin) namens “Teleskopsteuerung”. Generell geht das über eine Stellarium-Erweiterung, also:

Einstellungsfenster [F2] –> Konfiguration –> Erweiterungen –> Teleskopsteuerung

Diese habe ich aktiviert; d.h. Häckchen bei “beim Starten laden”. Dies ist im Stellarium Wiki beschrieben: http://www.stellarium.org/wiki/index.php/Telescope_Control

Stellarium selbst unterstützt aber kein ASCOM, sondern hat zwei Möglichkeiten:

  • Direkte Unterstützung von Celestron NexStar, Sky Watcher SynScan und Mead LX200
  • oder mit einer Zusatzsoftware Stellarium Scope, die dann ihrerseits ASCOM kann

Seit Stellarium 0.17.0 gibt es zusätzlich eine Unterstützung für INDI.

StellariumScope erweitert die Möglichkeiten der Stellarium-Teleskopsteuerung indem ASCOM-Treber eingesetzt werden; d.h. jede (im Prinzip) Montierung, für die wir einen ASCOM-Treiber installiert haben, kann über StellariumScope angesprochen werden.

StellariumScope wurde ursprünglich für Teleskope mit EQMOD-Steuerung entwickelt, es sollen aber (fast) alle ASCOM-Teleskopsteuerungen unterstützt werden. EQMOD ist eine Windows-Software, die die Handbox per Software auf dem PC abbildet und wurde für Montierungen mit Schrittmotoren entwickelt. Montierungen mit Servomotoren werden leider nicht unterstützt.

Links zu StellariumScope:

Nach der Installation von StellariumScope hat man ein neues Programm namens “StellariumScope”. Dieses ruft man auf und konfiguriert z.B. den Stellarium-Aufruf, Setzt den ASCOM-Teleskop-Driver und connected das Teleskop. Wenn man dann auf “Start Stellarium” klickt, kann’s losgehen…

Ich habe dazu ein Youtube-Video gemacht:

Benutzeroberfläche

intuitiv, gut

Landscapes / tatsächlicher Horizont / Kimm

Für die Beobachtungsplanung an einem bestimmten Ort, ist es sehr hilfreich, wenn der “tatsächliche” Horizot (Bäume, Häuser etc.) angezeigt werden kann.

Stellarium bietet hierfür mehrere Möglichkeiten, die im Stellarium-Wiki näher erläutert werden:

  • Polygon-Methode
  • Einzelbild-Methode
  • Multi-Bild-Methode (Fisheye oder spherical)

Einzelbild-Methode

Das habe ich mit einem Panorama-Foto vom Horizont am U-Bahnhof Schlump ausprobiert.

Eine Schritt-für-Schritt-Beschreibung habe ich als eigenständigen Artikel erstellt.

Polygon-Methode

Am einfachsten ist die Polygon-Methode, wo “nur” eine Folge von Horizont-Koordinaten (Höhe und Azimuth) angegeben werden müssen.

Es können mehrere Landscapes für Stellarium definiert werden. Die Dateien für ein Landscape sollen im Ordner: <Stellarium-Ordner>\landscapes\<landscape ID> liegen.

Also im Beispiel: <Stellarium-Ordner>\landscapes\terrasse

In diesem Unterordner muss sich eine Datei namens “landscape.ini” befinden, die dann das Landscape im einzelnen definiert.

Meine landscape.ini für den Beobachtungsort Hamburg-Eimsbüttel-Terrasse sieht folgendermaßen aus:

[location]
planet=Earth
latitude=53d30'00"
logitute=10d00'00"
altitude=110
[landscape]
name = Terrasse
type = polygonal
author = Dietrich
description = Horizontverlauf auf meiner Terrasse in Hamburg-Eimsbüttel
polygonal_horizon_list = horizon_eimsbuettel.txt
polygonal_angle_rotatez = 0
ground_color = .05,.05,.95
horizon_line_color = .05,.05,.05
minimal_brightness=.10

Wobei ich die Horizontpunkte aus meiner Datei für Cartes du Ciel kopiert habe.

Aktivieren dieses Horizonts in Stellarium:

Horizont: Linkes Menü: Himmel- und Anzeigeoptionsfenster [F4]

Stellarium01-3.jpg

Stellarium Himmel- und Anzeigeoptionsfenster (F4)

Horizont Auswahl: Linkes Menü: Himmel- und Anzeigeoptionsfenster [F4] –> Ansicht –> Landschaft

Stellarium01-4.jpg

Stellarium: Landschaft/Horizont auswählen

Horizont: Das Ergebnis

Stellarium01-5.jpg

Stellarium Landschaft Horizontlinie Ergebnis

Scripting mit Stellarium

Since version 0.10.1, Stellarium includes a scripting feature based on the Qt Scripting Engine.

The core scripting language is ECMAScript.

After installing Stellarium 0.14.3 there is a sub-folder “scripts” under the installation folder.

How to run a script?

In Stellarium move the mouse pointer to the left, click on “Configuration Window” (F2 / Einstellungen) and click on the tab “Scripts”.

To open the Stellarium Script Console use F12

Astronomie: Planetarium-Software: Meine Anforderungen – Stellarium – Cartes du Ciel – Guide

Gehört zu: Beobachtungsplanung
Gehört zu: Astro-Software

Planetarium-Software

Mit einer guten Planetarium-Software kann ich schnell den Himmel für die abendliche Beobachtungsplanung abchecken oder für einen Urlaub astronomische Aktivitäten planen.

Wenn die Anforderungen steigen,  muss man etwas genauer vergleichen, welche Planetariums-Software (zunächst für Microsoft Windows) was bietet.  In meine nähere Auswahl (“Short List”) sind gekommen:

Ausserdem habe ich:

Meine Anforderungen sind

  • Günstige Kosten
  • Zukunftssicherheit
  • Leicht beherschbare Benutzeroberfläche
  • Einstellen des Beobachtungsorts (speichern mehrerer Orte)
  • Einstellen des Zeitpunkts der Beobachtung
  • Einfaches Navigieren und Orientieren am (virtuellen) Sternhimmel
  • Auswahl der Himmelsobjekte, die angezeigt werden sollen
    • Selektion nach Grenzhelligkeit und Objekttypen
    • Namen von Objekten
    • Erdsatelliten
    • Kometen
    • Gradnetze
  • Suchen eines Beobachtungsojekts
  • Messen von Winkelabständen
  • Gesichtsfeld-Rahmen (Sensorfeld bzw. Okular)
  • Liste von Beobachtungsobjekten
  • Sternkataloge einbinden
  • Sternkarten ausdrucken
  • ASCOM-Teleskopsteuerung
  • Skripting