ZWO ASI 1600 MMC: Gain-u. Offset-Einstellung?

Hallo Markus,

keine Ahnung woher, aber ich habe mir mal eine Formel aufgeschrieben:

offset = 10^(0.00233*gain+1)

Und dann könnte ich Dir noch eine Grafik dazu anbieten:

http://www.heiserstudios.de/forum/Asi1600_Preset_Curve.jpg

Gain ist, so wie ich das verstehe, ähnlich der ISO-Einstellung bei einer DSLR. Verstärkung, wie Du schon geschrieben hast. Mit dem Offset kannst du einstellen wieviel geclippt wird. Der Treiber der Asi bietet ja drei Presets. Beim Setting "Lowest read noise" ist Gain ziemlich hoch. Das ist bei DSLR ja prinzipiell auch so, d.h. kürzere Einzelbelichtungszeit = weniger Ausleserauschen, allerdings auch auf Kosten der Dynamik.
Tommy Nawratil hat übrigens mit der Asi 1600 viele Bilder mit Gain "0" gemacht.

Hoffe das hilft Dir bisken was.

VG, Hannes

Fast alle meine Schmalbandaufnahmen habe ich bei hohem Gain gemacht. Bei der Asi 1600 ist das in so fern ja auch kein Problem, als dass die Kamera schon sehr niedriges Ausleserauschen hat. Macht man eben mehr Subs. Geht aber auch mit der 178er.

Kannst ja im Cloudynights-Forum mal ein wenig lesen, da hat Jon Rista viele Tests mit der Asi gemacht und die Ergebnisse ansehnlich gepostet bzgl. Gain und Offset.

Schönen Abend,

Hannes

Hallo Hannes,
soweit ich das verstanden habe ist es in der Theorie recht einfach.

Gain = Verstärkungswert mit dem der CMOS Sensor das Signal der Pixel verstärkt, bevor digitalisiert wird. Der numerische Wert des Gains ist nicht standartisiert also nicht vergleichbar mit anderen Kameras oder etwa einem ISO Wert. Also bei hohem Gain ist der digtale Wert eines Pixels (ADU) höher als bei niedriegerem Gain (gleiche Beleuchtung vorausgesetzt).

Offset = Additiver Betrag der pauschal dazugerechnet wird, damit man auch bei starkem Rauschen keinen negativen ADU Werte beim digitalisieren kriegt. Ich hoffe ich habe mich richtig ausgedrückt

In der Praxis ist das schon schwieriger hier die optimalen Einstellungen zu treffen. ZWO hat ja einige Presets eingebaut. Es gibt hier bei mir zu wenig klare Nächte um die Zeit mit eigenen Tests zu vergeuden. Ich habe mich an Jon Rista angelehnt, der die Kamera gut untersucht hat und häufig im Cloudy Nights Forum berät.

Er verwendet für die meisten Fälle Gain=75/Offset=15. Bei mir bringt das im Vergleich zu Gain=0/Offset=10 etwa das doppelte Signal und lt. Pixinsight etwa das 2,3-fache Rauschen.

Habe auch schon mal die Voreinstellung mit dem hohen Gain (lowest read noise) gewählt. Das hat aber keine befriedigende Ergebnisse gebracht, selbst bei über 15 Einzelframes war das Summenbild noch recht rauschig. Das Gain Gain=75/Offset=15 scheint mir ein guter Kompromiss zu sein. Ich bleibe dabei.

Was sind Deine Erfahrungen?

richtigen gain und offset zu waehlen wird noch schwieriger, wenn man bedenkt, dass sich das ganze nicht nur auf das readnoise sondern auch auf die empfindlichkeit in adu sowie die zur verfuegung stehende fullwell-cpacity auswirkt ..

und eben das bildet man mit den gain/offset-presets ab ...

gain 0 = max fullwell (auf deutsch: hoechst moeglicher dynamikumfang abbildbar, sterne brennen spaeter aus) - aber geringste empfindlichkeit (bei der asi1600mmc um die 5e- / adu) und erhoehtes readnoise
gain 139 = weitaus geringere fullwell, aber auch weitaus hoehere empfindlichkeit (unity-gain = 1e- / adu), sowie geringeres readnoise
gain 300 = extrem geringe fullwell, noch hoehere empfindlichkeit, extrem geringes readnoise ..

der zusammenhang ist sehr uebersichtlich hier zusammengefasst:
https://www.cloudynights.com/u…0-42877500-1489619419.jpg

daraus ergeben sich die einsatzbereiche
gain 0: langzeitbelichtungen von objekten mit hoher dynamik, geringe frame-anzahl ausreichend
gain 139: standard, bester kompromiss aus empfindlichkeit, dynamik und readnoise
gain 300: lucky imaging, sehr hohe frame-anzahl notwendig um im stack auf ausreichende dynamik zu kommen

Jonas

Ich habe das Beispiel von mir gefunden. Links mit Gain=0 und rechts mit Gain=75 beides mit STF gestreckt. Die Sterne haben rechts das doppelte Signal und lt. NoiseEvaluation skript ist das Rauschen rechts 2,3x so stark. Bei höheren Gain Werten rauscht mir das Bild zu stark.

http://www.starhopper.de/astro…/Vergleich%20Gain0-75.jpg

Hallo,

der Gain ist die Vorverstärkung des Signals welches aus dem Chip geliefert wird. Das ist tatsächlich vergleichbar mit dem ISO Wert bei DSLRs. Der Gain hat einen negativen Einfluss auf die Dynamik der Kamera (nicht auf die FullWellKapazität des Chips!!). Auf keinen Fall kommt es zu einer Empfindlichkeitssteigerung!
Der Offset ist das BIAS Signal. Es ist eine extra angelegte Vorspannung, die dafür sorgen soll, dass keine negativen Werte entstehen, die ja durch das "Zappeln" von Werten (Rauschen) entstehen können. Warum man eine Kamera ohne Offset betreibt weiss ich nicht, früher war das ein Ausschlusskriterium (die Nikons haben sich nie durchgesetzt, weil sie zumindest vor einigen Jahren noch keinen Offset hatten).

Warum dreht man überhaupt an diesen Werten? Weil es geht wäre die einfachste Antwort. Weil es Einfluss haben kann auf das Ausleserauschen die etwas fundiertere. CCD Kameras haben i.d.R. einen festen Offset und Gain, der werkseitig schon sinnvoll eingestellt ist. Man sieht den Offset (Bias) bei CCDs dann, wenn man z.Bsp. eine sehr kurz belichtete Aufnahme macht. In der Software kann man dann bereits einen Grundwert von ca. 100 ADUs messen.

Ich habe zu verschiedenen Themen mal Videos gemacht. Vielleicht hilft es dem ein oder anderen:

Bias, Darks etc.

Rauschen aller Art

CCD Kameras

CS Frank

Nachtrag,

bei der ZWO ASI macht es natürlich schon Sinn, dass man an den Werten schrauben kann (zumindest am Gain), da sie sowohl für kurzbelichtung als auch für langzeitbelichtung einsetzbar ist.

CS Frank

Hi,

ergänzen zur Erklärung von Frank mal als rein "mechanisches" Beispiel.

Statt Pixel mal Töpfchen nehmen und damit Regentropfen sammeln.

Breiter Topf=große Pixel sammeln dank größerer Fläche mehr Tropfen pro Zeit. Die engeren Töpfchen=kleinere Pixel fangen entsprechend der kleineren Fläche eben weniger ein.

Empfindlichkeit könnte man hier noch sagen- ein unempfindlicher Topf sammelt zwar, aber man kann nicht den ganzen Inhalt ausleeren- oder nicht alles, was in den Topf fallen würde, kommt auch darin an.

FullWellKapazität und Gain:

Gain = 0: Inhalt besteht also nur aus den aufgesammelten Regentropfen.

Mit Gain gibt man für jeden gesammelten Tropfen zusätzlich x Tropfen dazu. Wenn mit Gain=0 1000 Tropfen reinpassen würden, wäre mit Gain=10 (als Beispiel angenommen: pro Tropfen gesammelt werden 9 Tropfen zugefügt) der Topf bereits mit 100 gesammelten Regentropfen voll.

Höhere Empfindlichkeit durch Gain oder höheren ISO-Werte- diese Aussage schmeckt mir auch nicht so richtig. Der Sensor wird nicht empfindlicher. Wenn der von mir aus 3 Photonen benötigt, um diese als Signal zu erkennen, ändert Gain daran nichts. Für den Topf würde ich sagen- der empfindliche Topf ist möglichst komplett offen und jeder reingefallene Tropfen kann entnommen werden. Der unempfindliche Topf hat einen Deckel mit Löchern drauf oder alternativ für das Beispiel- der Boden ist saugfähig und schluckt einen gewissen Anteil aller reingefallenen Regentropfen weg.

Gruß
Stefan

Hallo Zusammen
Kleiner Beitrag zum Thema.
Ich nutze eine ASI 290mmc, nach etwa 10 Einsätzen habe
mit Gain zwischen 200 und 350 bei Offset 50 gute Ergebnisse erzielt. Den Gainwert ändere ich in Abhängigkeit zur Belichtungszeit, der Offset bleibt bei 50.
Wenn ich z.B.mit 90s Belichte gehe ich auf etwa 220-250Gain...bei 10s auf 350Gain.
Das ist so meine Einstellung.
Andernfalls erscheinen mir die Einzelframes zu hell.
MfG
Andreas

Nabend,

geht ja hoch wie 'ne Rakete hier

Empfindlicher wird durch die Gainerhöhung natürlich nichts, das Ausleserauschen wird aber geringer, da die Subs durch das hohe Gain kürzer ausfallen können. Habe mehrmals gelesen, dass man mit der Asi 1600 z.B. laut Jon Rista mindestens 100 und laut Tommy Nawratil mindestens 70 Lightframes machen sollte. Ob das jetzt allerdings auf's Rauschen oder auf die nur 12-Bit bezogen ist, hab' ich in meinem Duselkopp natürlich vergessen.
Vielleicht sollte ich das einfach mal ausprobieren, hab' ja alles doppelt und dreifach hier und könnte zeitgleich eine Asi mit kurzen Subs bei hohem Gain und die andere mit geringem Gain und langen Subs eine Nacht durchlaufen lassen. Dann kann man ja sehen wie krass die Unterschiede im Summenbild tatsächlich sind. Ich glaube noch nicht mal, dass die Kurzbelichtungen schlechter sind, man wird halt nur mehr Subs machen müssen. Ich muss hier sowieso immer mindestens eine Nacht auf ein Objekt halten, damit was halbwegs brauchbares bei rum kommt (Ruhrgebiet) und bei kurzen Einzelbelichtungen kommt da schon mal was an Daten zusammen.

VG, Hannes

Hallo,

zum Thema optimale Belichtungszeit habe ich etwas unter http://www.clarkvision.com/art…photography.and.exposure/ gefunden, für die die es interessiert (vielleicht verbreite ich hier auch nur kalten Kaffee für euch). Es gibt dort auch ein Excel-Sheet in dem man verschiedene Annahmen und Parameter durchprobieren kann. Das Interessante ist, daß für Deep-Sky-Bilder dort relativ stabil eine Zeit für Deep-Sky-Einzelbelichtungen um eine Minute herauskommt. - bezieht sich aber hauptsächlich auf DSLRs.
Das kann man so hinnehmen oder nicht. Die Überlegungen, die dazu führen lohnt es aber sich mal anzuschauen.

Gruß

Heiko

Hallo,

ich verweise jetzt auf mein Rausch Video, da ist im Prinzip alles erklärt was die verschiedenen Rauschfaktoren angeht.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">das Ausleserauschen wird aber geringer, da die Subs durch das hohe Gain kürzer ausfallen können. <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Anderherum wird n Schuh draus:-) Die kurzen Belichtungszeiten sind möglich weil die Kamera so ein geringes Ausleserauschen hat. Und das wird (vermutlich!?) noch besser bei hohem Gain. Allerdings verringert sich die Dynamik der Kamera durch den höheren Gain, das heisst man verliert die Fähigkeit viele feine Graustufen darzustellen. Auf Deutsch: Schwache Nebel und helle Sterne gleichzeitig wird immer schwerer. Da die ASI ohnehin nur 12bit hat, ist das ja ohnehin schon schwierig (was teilweise wohl durchs stacking kompensiert wird.)
Daher dürfte die Empfehlung (ich habe selber keine ASI Kamera, aber das ist allgemein gültig) lauten: Bei Deepskyobjekten den Gain so weit es geht runter schrauben. Das Ausleserauschen wird vernachlässigbar sobald der Himmelshintergrund die dominierende Rauschquelle wird (bitte Video anschauen, Stichwort Hintergrundlimitiert). Nur so wird man mit der ASI annähernd den Dynamikbereich abdecken können, den eine 16bit CCD leisten kann.

Bei sämtlichen Überlegungen wird meist ständig vergessen welche (immense!!) Rolle der Himmelshintergrund spielt. Man kann viel experimentieren, argumentieren, Experimente im Keller machen, vergisst man den Himmelshintergrund ist das alles wertlos. Am Ende zählt nur die Belichtungszeit in Summe, und wie dunkel der Himmel ist.

Ich rede jetzt immer von der Nutzung als Kamera für Langzeitbelichtungen. Will man einen Film drehen mit der Kamera muss man den Gain hochschrauben. So kommen wohl die sehr unterschiedlichen Empfehlungen zustande.

CS Frank

Moin Frank,

richtig -- durch höheres Gain vermute ich ein niedrigeres Ausleserauschen (vergleichbar mit hohem ISO einer DSLR). Habe mich etwas verwirrend ausgedrückt. Und der Himmelshintergrund dürfte meinr Ansicht nach die größte Rauschquelle darstellen, zumindest hier muss ich das so hinnehmen.
Hab' noch eine Asi 178 mit 14bit, meinst Du der Dynamikverlust wäre da bei hohen Gaineinstellungen nicht ganz so drastisch? Ich bin eigentlich davon ausgegangen, dass ich durch viele Subs den Verlust wieder aufholen kann, wenn auch nicht vollständig. Da gibt's nicht zufälig ein Rechenmodell zu? Also, zur Kompensation des Dynamikverlustes, meine ich. Habe Deine zwei Rauschvideos gesehen -- spannendes Thema und gut erklärt.

Gruß, Hannes

Hallo Hannes,

14 bit sind aber schonmal besser als 12 bit. Aber warum überhaupt High Gain? Da dein Himmel eh das Problem darstellt.
Sowie ich das verstanden habe, soll durch das stacking die Dynamik relativiert werden. Die grundsätzliche Idee dahinter ist mir klar, aber wie das in Zahlen ausschaut muss ich mir noch selber erarbeiten. Das hebe ich mir für ein weiteres Video auf. Dass da irgendwo ein Haken an der Geschichte ist, sollte aber klar sein. Niedriger Gain und nicht zu helle Sterne im Feld dürften zum Erfolg führen, aber das unter Vorbehalt. Da kann z.Bsp. Tommy mehr zu sagen.

CS Frank

Hallo Markus,

vorsicht mit dem Begriff Full Well, ich weiß was du meinst, aber das sind zwei verschiedene Dinge. Auch weiß ich was du mit dem Sterndurchmesser meinst, aber dieser wird in erster Linie mal nicht durch die Belichtungszeiten beeinflusst.

An der Stelle kann ich sehr das Buch "The Astrophotography Primer" empfehlen.

Ich muss los.

CS Frank

Nabend Markus,

war ein paar Tage weg. Wenn ich mir Dein Lightframe so ansehe, werde ich echt neidisch. Bei 60s hast Du bereits ein besseres Ergebnis als drei Nächte Gesamtintegrationszeit bei mir. War ein paar Tage in Niedersachsen auf'm Land und dort ist's auch wirklich dunkel. Hab' dort auch ein bißchen was einfangen können, allerdings zogen immer wieder Wolken durch. Echt ärgerlich ...

Egal, zurück zum Thema: Hab in den letzten zwei Nächten auch mal die Asi 178 bei Gain 0 und Offset 25 probiert. Es geht ganz gut, auch bei kurzen Einzelbelichtungen. Habe 30 und 60 Sekunden probiert an einer f/4 Optik und ich denke die 60s-Subs sind ganz gut. Mal schauen ob's morgen nochmal klar wird draußen, dann kann ich noch ein bisken belichten und dann muss ich den ganzen Murks noch bearbeiten.

Wünsch' nen schönen Abend.

VG, Hänsken