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Seite: von 2

Christoph2
Meister im Astrotreff


284 Beiträge

Erstellt am: 04.02.2007 :  13:04:52 Uhr  Profil anzeigen
Hallo,

mit einer Digitalkamera kann man ja ziemlich viel machen, man kann sogar damit die Helligkeit des Nachthimmels bestimmen, um beispielsweise den optimalen Beobachtungsort zu finden. Bei meiner Canon 20D geht das folgendermaßen:
Zunächst stellt man im Menu den Kontrast auf -2 und den Weißabgleich auf Automatik ein. Anschließend photographiert man den Zenit bei Blende 2.5, 3200 ASA und 15 Sekunden Belichtungszeit (was bei der Canon tatsächlich 16s sind, warum auch immer). Anschließend stellt man die Displayeinstellung der Kamera auf Histogrammdarstellung. Man erhält dann in etwa folgendes Bild:



Wenn die Vignettierung des Objektivs nicht allzu groß ist, ist die Helligkeitsverteilung im Histogramm einigermaßen schmal. Die Helligkeit des Himmels lässt sich dann aus dem Histogramm folgendermaßen abschätzen (die Theorie lass ich mal weg…):

22-23 mag/arcsec² linker Rand
21 mag/arcsec² 1. Teilstrich
20 mag/arcsec² 2. Teilstrich
19 mag/arcsec² 3. Teilstrich
18 mag/arcsec² 4. Teilstrich
17 mag/arcsec² rechter Rand

Im Beispiel oben war der Nachthimmel etwa 21 mag/arc² hell, was bisher mein Rekord war (war ja auch in der Schweiz auf 1300m Höhe bei Neumond).
Das ganze geht natürlich auch mit anderen Kameras mit einer Histogrammfunktion. Wichtig ist nur, das der Kontrast so gewählt wird, dass von Teilstrich zu Teilstrich etwa ein Faktor 2.5 (=1 mag/arcsec²) vorliegt. Bei den Nikons muss statt 16 Sekunden eher 20 Sekunden belichten, da im Gegensatz zu den Canons die gewählte ASA-Empfindlichkeit auch der tatsächlichen entspricht. Bei den Canon-DSLR (außer 400D ?) ist die tatsächliche Empfindlichkeit etwa 25% höher als die angezeigte (d.h. 800ASA eingestellt sind eigentlich 1000ASA wirklich).

Und wie genau ist das ganze? Das hängt davon ab, wie genau die Blende/ASA vom wahren Wert abweicht, wie hoch die Transmission des Objektivs ist (ich bin von etwa 90% ausgegangen=Standardobjektiv 50mm) und was für eine Farbtemperatur der Nachthimmel hat.
Falls jemand aber z.B. ein SQM (Sky quality meter von www.unihedron.com/projects/darksky/) besitzt, wäre es mal interessant zu wissen, wie genau das ganze tatsächlich ist. Auf jeden Fall ist es aber eine nützliche Hilfe und sie kostet nichts…

Grüße
Christoph

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Gummiadler
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
2149 Beiträge

Erstellt  am: 04.02.2007 :  14:44:34 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Christoph,
das ist ein gutes Hilfsmittel.
Nur, wie kann man das auf andere Objektive umrechnen.
Ich habe z.B. kein 2,5 50mm Objektiv, nur ein Sigma 2,8 24-70mm Zoom?

Gruss Heiner

"Ich bin Leben, das Leben will, inmitten von Leben, das leben will."

Albert Schweitzer (1875-1965)

Bearbeitet von: am:
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Christoph2
Meister im Astrotreff


284 Beiträge

Erstellt  am: 04.02.2007 :  19:47:08 Uhr  Profil anzeigen
Zitat:
Original erstellt von: Gummiadler

Hallo Christoph,
das ist ein gutes Hilfsmittel.
Nur, wie kann man das auf andere Objektive umrechnen.
Ich habe z.B. kein 2,5 50mm Objektiv, nur ein Sigma 2,8 24-70mm Zoom?

Gruss Heiner




In diesem Fall musst Du die Belichtungszeit entsprechend angepassen. Im Falle der Canon wäre das bei Blende 2,8: 16s * 2,8²/2,5² = 20s oder bei Blende 4.0: 16s * 4,0²/2,5² = 41s
Die Brennweite spielt dabei keine Rolle. Ist nur 1600 ASA die maximale Empfindlichkeit, müssen die Belichtungszeiten entsprechend noch verdoppelt werden. Oder Allgemein: Das Produkt aus ASA*Belichtungszeit*Transmission/Blende² muss etwa 9500 ergeben (bei ASA und Belichtugnszeit die tatsächlichen Werte einsetzen).

Grüße
Christoph

Bearbeitet von: am:
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Gummiadler
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
2149 Beiträge

Erstellt  am: 07.02.2007 :  15:17:40 Uhr  Profil anzeigen
Danke für´s umrechnen.

CS Heiner

"Ich bin Leben, das Leben will, inmitten von Leben, das leben will."

Albert Schweitzer (1875-1965)

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Aragon
Meister im Astrotreff

Deutschland
293 Beiträge

Erstellt  am: 08.02.2007 :  19:54:21 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Christoph,

mit deinem Vorschlag kann die Flächenhelligkeit des Himmels recht genau bestimmt werden :)

Den Test habe ich mit meiner Canon 10D (mit Baader-IR) durchgeführt.
Die Kamera- Einstellungen waren: Schärfe+Kontrast: -2, Weißabgleich 2800K, 3200 ASA.
Die Belichtung dauerte 20sec und als Objektiv wurde ein Porst Tele 135mm bei Blende 2,8 verwendet.

Messung mit SkyQualityMeter (SQM): 19,37 mag/arcsec^2

Messung mit Canon 10D: ca. 19,2 mag/arcsec^2 (Histogramm knapp vor dem 3.Teilstrich)

Gruß
Helmut

Bearbeitet von: Aragon am: 08.02.2007 19:55:43 Uhr
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Christoph2
Meister im Astrotreff


284 Beiträge

Erstellt  am: 08.02.2007 :  20:51:27 Uhr  Profil anzeigen
Zitat:
Original erstellt von: Aragon

Hallo Christoph,

mit deinem Vorschlag kann die Flächenhelligkeit des Himmels recht genau bestimmt werden :)

Den Test habe ich mit meiner Canon 10D (mit Baader-IR) durchgeführt.
Die Kamera- Einstellungen waren: Schärfe+Kontrast: -2, Weißabgleich 2800K, 3200 ASA.
Die Belichtung dauerte 20sec und als Objektiv wurde ein Porst Tele 135mm bei Blende 2,8 verwendet.

Messung mit SkyQualityMeter (SQM): 19,37 mag/arcsec^2

Messung mit Canon 10D: ca. 19,2 mag/arcsec^2 (Histogramm knapp vor dem 3.Teilstrich)

Gruß
Helmut



Hallo Helmut,
Danke für's messen. Das passt ja super
Grüße
Christoph

Bearbeitet von: am:
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Rainmaker
Meister im Astrotreff


477 Beiträge

Erstellt  am: 10.02.2007 :  15:55:44 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Christoph,

wie sieht es eigentlich bei der 30d und 5d aus, welchen Bildstil muss man dort wählen.
Bei der 10d wurde der Kontrast ja auf den Minimalwert von -2 gesetzt, muss man bei den oben genannten Kameramodellen den Kontrast nun auf -4 setzen?

Grüsse

Rainmaker

Bearbeitet von: am:
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Christoph2
Meister im Astrotreff


284 Beiträge

Erstellt  am: 12.02.2007 :  10:56:03 Uhr  Profil anzeigen
Zitat:
Original erstellt von: Rainmaker

Hallo Christoph,

wie sieht es eigentlich bei der 30d und 5d aus, welchen Bildstil muss man dort wählen.
Bei der 10d wurde der Kontrast ja auf den Minimalwert von -2 gesetzt, muss man bei den oben genannten Kameramodellen den Kontrast nun auf -4 setzen?

Grüsse

Rainmaker

Hallo Rainmaker,
bei der 30D konnte ich es testen. Hier muss der Kontrast tatsächlich auf -4 gesetzt werden. Man kann es auch allgemein überprüfen, indem man eine weiße Fläche bei verschiedenen Belichtungszeiten aufnimmt. Wenn das Histogram genau um ein Teilstrich weiterspringt bei Änderung der Belichtungszeit um den Faktor 2.5 (z.B. 16s - 40s - 100s - 250s etc.), dann ist die Kontrasteinstellung die richtige. Bei der Canon 30D war es eben bei der Einstellung auf -4. Ich vermute, dass es bei der 5D auch bei -4 ist, müsste man aber noch mal überprüfen.

Grüße
Christoph


Bearbeitet von: am:
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Rainmaker
Meister im Astrotreff


477 Beiträge

Erstellt  am: 12.02.2007 :  12:09:24 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Christoph,

danke für die Info, ich hab es gestern mal auf Verdacht ausprobiert und kam auf eine Helligkeit von 18 bis 19 mag., leider war der Himmel wiedermal bewölkt, aber für die Simulation eines Grossstadthimmels hat es gereicht .
Wie sollte man eigentlich bestmöglich ablesen? Zählt die Mitte des Peaks oder der linke oder rechte Rand?

Grüsse

Rainmaker

Bearbeitet von: am:
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Christoph2
Meister im Astrotreff


284 Beiträge

Erstellt  am: 12.02.2007 :  16:35:30 Uhr  Profil anzeigen
Zitat:
Original erstellt von: Rainmaker

Hallo Christoph,

danke für die Info, ich hab es gestern mal auf Verdacht ausprobiert und kam auf eine Helligkeit von 18 bis 19 mag., leider war der Himmel wiedermal bewölkt, aber für die Simulation eines Grossstadthimmels hat es gereicht .
Wie sollte man eigentlich bestmöglich ablesen? Zählt die Mitte des Peaks oder der linke oder rechte Rand?

Grüsse

Rainmaker



Hallo Rainmaker,
ich würde in der Mitte des Peaks am oberen Rand ablesen. Bei meinem Objektiv (Canon 50mm/f1.8) war die Vignetierung bei Blende 1.8 zu groß und der Peak war dadurch zu unsymetrisch. Deswegen habe ich auf 2.5 abgeblendet.
Da klappt's ganz gut
Grüße
Christoph

Bearbeitet von: am:
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Rainmaker
Meister im Astrotreff


477 Beiträge

Erstellt  am: 12.02.2007 :  17:20:06 Uhr  Profil anzeigen
Hallo,

jetzt fehlt eigentlich nur noch das ein paar weitere Leute die Ergebnisse mit ihren SQMs überprüfen und dann könnte man glatt ein Amateurprogramm zur Bestimmung und Veränderung der Lichtverschmutzung starten. Also Leute hoch vom Sofa und messt mal wieviel Energie sinnlos in den Himmelgestrahlt wird.

Grüsse

Rainmaker

Bearbeitet von: am:
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Rainmaker
Meister im Astrotreff


477 Beiträge

Erstellt  am: 22.02.2007 :  09:08:22 Uhr  Profil anzeigen
Hallo,

ich habe gestern (an einer geschlossenen Wolkendecke) mal die 10d und 30d verglichen, dabei zeigte sich, dass die 10d eine um ca. 0,25 mag. geringere Helligkeit anzeigte. Es scheint also nicht ganz geringe Unterschiede zwischen den einzelnen Kameramodellen zu geben. Ist jemandem ähnliches aufgefallen?

Grüsse

Rainmaker

Bearbeitet von: am:
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Christoph2
Meister im Astrotreff


284 Beiträge

Erstellt  am: 22.02.2007 :  20:45:35 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Rainmaker,

hm, waren ansonsten alle Einstellungen (Kontrast, Weißabgleich) und das Objektiv gleich? Ich könnte mal die 20D mit der 30D vergleichen, aber die 10D habe ich leider nicht in der Nähe.
Wenn die 10D eine um 0.25 mag geringere Helligkeit anzeigt (der Balken liegt mehr links, oder?), könnte es daran liegen, dass bei der 10D bei der Einstellung von 3200 ASA auch tatsächlich 3200 ASA vorliegen. Bei der 20D, 30D und 5D sind 3200 ASA dagegen 4000 real (siehe hierzu unter www.dpreview.com). Das Verhältnis 4000 zu 3200 ist genau 0.25mag.
Wenn das so ist, müsste man bei der 10D 4000/3200=1,25 mal länger belichten als bei der Canon 30D.
Grüße
Christoph

Bearbeitet von: Christoph2 am: 22.02.2007 22:33:47 Uhr
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Imageshare
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
1039 Beiträge

Erstellt  am: 22.02.2007 :  23:01:47 Uhr  Profil anzeigen  Besuche Imageshare's Homepage
Hi Zusammen, Hi Christoph,

ich expiremtiere schon seit geraumner Zeit mit einer ähnlichen Idee herum. Mir ging es darum, herauszufinden, wie sich die Qualität eines Fotos im verhältnis zum visuell gefundenen mag-Wert verhält. Zwei Himmel mit den gleichen mag-Werten können im Endeffekt zwei ganz unterschiedliche Fotoergebnisse erziehlen. Das ist mir leider schon sehr oft aufgefallen. Zudem geht es darum, wie sich der mag-Wert am Objekt der Begierde im verhältnis zum mag-Wert im Zenit ändert.

Ausgangslage: Man steht draussen, und schätzt einen fst von sagen wir 5.3 in Ursa Minor. Schön. dann schwenkt man sein Teleskop auf ein Objekt, in sagen wir 30° Höhe und macht ein Foto. Zuhause bricht man sich einen ab, um aus dem Murksdaten soetwas wie ein Bild zu gewinnen, weil am Objekt eben nicht 5.3 war, sondern irgendwas um 4.

Letztendlich steht dann unter dem Bild: Mblabla, bei fst 5.3.

Das ist Unsinn.

Nun bin ich mal hingegangen und habe die Daten eines Rohbildes genommen und eine eigenes Histrogramm erstellt. Jedes Pixel besteht aus drei Farben. Die Helligkeitswerte der drei Farben addiere ich zusammen.
Nun fange ich bei 0 an und analysiere, wieviele Bildpunkte den Wert 0 haben, also kein Licht abbekommen haben. Danach 1 usw.
Im Endeffekt habe ich also auch ein Histogramm, das angibt wieviele Pixel des Bildes einer Helligkeit entspricht.
Die Frage ist nun, ab welcher Helligkeit, von 0 angefangen, mehr als sagen wir 5% der Pixel diese gesuchte Helligkeit aufweisen. Das st nichts anderes als die erste Anstiegsflanke im Histogramm.
Beispiel: dunkelster Himmel, top klar. Ich finde die erste Helligkeit, die mit mehr als 2% auftritt bei einem Helligkeitswert von sagen wir 100.
Beispiel 2: Vorstadthimmel, leicht diesig: ich finde einen Wert von 20, da ja viele Pixel des Hintergrundes aufgehellt sind.

Korreliert man diesen Wert mit der Belichtungszeit, bekommt man einen Faktor für die "Linksverschiebung" des Histogramms im Foto. Da der Wert nun Belichtungszeitunabhängig ist, gibt er im Vergleich zu einem "Standard" an, um wieweit sich die Himmelsaufhellung geändert hat. Das ist auch unabhängig von ASA-Einstellungen usw. da diese auf alle pixek des Rohbildes gleich wirken.

Vergleicht man z.B. dieses Faktor mit einem am gleichen Tag bestimmten visuell ermitteltem fst-Wert in Ursa Minor, so kann man den am Objekt gültigen fst zum Aufnahmezeitpunkt ermitteln.

In diesen Wert fliest ja aufgrund des Histogramms auch das Seeing und der Dunst am Himmel mit ein.


Das klingt wirr, funktioniert aber. Die Streubreite einer Aufnahmeserie liegt bei ungefähr 0.1mag. Die ermittelten mag-Werte am Objekt stimmen gut mit den beobachteten Werte überein und verhaöten sich analog der Änderung der Himmelsqualität.

Ich habe schon gut ein Dutzend Messerien durchgearbeitet und bekomme so viel realistischer Werte der Aufnahmebedingung. Erstaunlicherweise funktioniert das an jedem Rohbild, egal ob Galaxie, Nebel oder Sternfeld. In gewissen Grenzen funktioniert das sogar bei bearbeiteten Bildern, nur ist dann der "Unsicherheitsfaktor" größer.

Was noch fehlt sind Messreihen um das Verfahren abzusichern.

Übrigens, ich benutze das Verfahren auch um die Himmelsqualität eines Spechtelplatzes einschätzen zu können.

Nunja, vielleicht ergibt sich aus den Ideen ja mal was Nutzbares.

CS
Ulrich

Ulrich Wagner
1.KDCO /www.wagnerul.de
Kein Stern ist so rund, daß ich ihn nicht eirig kriege..und übrigens: schmutzig ist putzig!

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Christoph2
Meister im Astrotreff


284 Beiträge

Erstellt  am: 26.02.2007 :  13:03:26 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Ulrich,
ich habe zwar nicht alles bis ins Detail verstanden, aber im Grunde geht Deine Methode in die gleiche Richtung mit dem Unterschied jedoch, dass bei Dir die Auswertung am Rechner und nicht direkt an der Kamera erfolgt.
Nur eins verstehe ich nicht: Wie fließt das seeing in das Ergebnis ein ?
Grüße
Christoph

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Imageshare
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
1039 Beiträge

Erstellt  am: 26.02.2007 :  13:34:44 Uhr  Profil anzeigen  Besuche Imageshare's Homepage
Zitat:
Original erstellt von: Christoph2

Hallo Ulrich,
ich habe zwar nicht alles bis ins Detail verstanden, aber im Grunde geht Deine Methode in die gleiche Richtung mit dem Unterschied jedoch, dass bei Dir die Auswertung am Rechner und nicht direkt an der Kamera erfolgt.
Nur eins verstehe ich nicht: Wie fließt das seeing in das Ergebnis ein ?
Grüße
Christoph




Hi Christoph,

Klar arbeiten wir beide an der gleichen Idee. Nur mit dem Unterschied, daß Du keine Schlüsse auf den Mag-Wert anhand des Histogramms der Kamera schließen kannst. Dazu ist das Histogramm zu grob und Du hast keinen Bezugswert. Wenn Du durch Zufall in die Milchstrasse hältst, bekommst Du nach deiner Methode eine schlechte Himmelqualität, weil das Objektiv die "Milchstrassensterne" gar nicht einzeln sehen kann. Das Objektiv sieht nur eine helle Fläche.
Machst Du dein Verfahren aber am Polstern, hast Du das Problem mit dem Einnorden.

Bei starkem Seeing "wabern" die Luftschichten, und die Sterne flackern. Der gleiche Effekt tritt an allen Punkten des Bildes auf. Dadurch werden z.B. Kontrastkanten "matschiger". Auch bei ganz dunklen Werten werden diese mit den umgebenden Helligkeiten verschmiert. Die von mir beobachtete 2%-Grenze zur Bestimmung der Mag-Abschwächung tritt dann ein klein wenig früher ein, da dunklere Töne mit helleren verschmiert werden. Das kann im Extremfall bis zu 1/2mag ausmachen. Das ist auch visuell zu sehen, da die schwächsten Sterne nicht mehr direkt gehalten werden können. Sie flackern halt, während sie bei guten Seeing still stehen und damit gut gehalten werden können. In letzterem Falle kann man weitere noch schwächere Sterne zur Mag-Bildung heranziehen, im ersteren Fall ist der bestimmte Mag-Wert schon grenzwertig.

Noch mal kurz eie Zusammenfassung meiner Methode.
Ich messe die Zahl der auftretenden Helligkeiten im Bild, Danach bestimme die Helligkeit, die an mindestens 2% aller Pixel auftritt. Das ist mein Bezugswert. Ändern sich jetzt z.B. die Hintergrundhelligkeit, so verschiebt sich die 2%-Marke nach links im Histogramm, da mehr der vormals dunklen Pixel nun belichtet werden.
Im Umkehrschluss heist das, das die mag-Werte absinken.
Ohne einen vergleichswert sind die oben ermittelten Faktoren ohne Aussage. Vergleicht man diese Werte aber mit "Eichwerten" oder mit dem visuell ermittelten mag-Werten, kann man eine Abschätzung der Verschlechterung des mag-Wertes tätigen. Ein Eichwert könnte z.B. ein Foto aus dem Alpenraum mit einem 7er Himmel sein.

CS
Ulrich

Ulrich Wagner
1.KDCO /www.wagnerul.de
Kein Stern ist so rund, daß ich ihn nicht eirig kriege..und übrigens: schmutzig ist putzig!

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