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Seite: von 3

Doc HighCo
Meister im Astrotreff

Deutschland
728 Beiträge

Erstellt  am: 13.10.2020 :  13:30:30 Uhr  Profil anzeigen  Antwort mit Zitat
PS: Außerdem muß man ja noch kein Sigma-Clipping machen, sondern könnte einfach nur je 100 Kurzbelichtungen wie oben aufsummieren bis man auf die Dauer einer langen Belichtung kommt. Dann hätte man die 10 Photonen genauso im Endwert drin wie bei einer langen Belichtung. Was anderes macht der Sensor ja auch nicht. Er addiert nur ganz dumm Photonensignale - egal wie sie reinkommen.

Bilder bei Astrobin: https://www.astrobin.com/users/Doc_HighCo/

Bearbeitet von: am:
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pete_xl
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
1113 Beiträge

Erstellt  am: 13.10.2020 :  16:32:45 Uhr  Profil anzeigen  Antwort mit Zitat
Zitat:
Original erstellt von: Doc HighCo

Hallo Peter,

im Prinzip hast Du recht, aber der Punkt ist, daß es nach ein paar Iterationen keine Werte (Pixel) mit Abweichungen mehr vom Median gibt, die größer sind als das Akzeptanzintervall für die Abweichung (das man übrigens setzen kann). Der Sigma-Schwellenwert wir ja nicht nach jeder Iteration verkleinert, sondern die Iteration abgebrochen, wenn es keine Ausreißer mehr zu eliminieren gibt, so wie ich es verstehe. Sonst bliebe am Ende nur ein einziges "repräsentatives" Pixel übrig. Selbst wenn es so ist, würden die durch ein Photon leicht erhöhten Werte ihre Spur im Median hinterlassen, da sie sich in etwa in der Mitte des sortierten Stacks (wie im Bild) befinden würden und dadurch schon den Medianwert angehoben hätten.

Gruß

Heiko


Hallo Heiko,

die Anzahl Iterationen gibt man ja vor. Das Sigma wird nach jeder Ausreißereliminierung in der nächsten Runde kleiner. Damit sind Satelliten- und Flugzeugspuren schnell raus. Das evtl. überlebende, arme eine Photon von zehn ist in einer echten Zwickmühle. Entweder produziert es bei entsprechenden Gaineinstellungen einen signifikant Pixelwert - dann wird es als Ausreißer behandelt und vom Clipping erledigt. Oder es hält den Kopf unten und verhält sich ähnlich wie das Rauschen (nicht signifikant) - dann wird es bei der Reduzierung des Pixelstapels durch Mittelwert- oder Medianbildung platt geklopft. Den Medianwert wird es dann nicht anheben können, zumal der auch den häufigsten Wert und nicht den Mittelwert des verbleibenden Pixelstapels liefert. Ich glaube es gibt keine Alternative - damit ein Signal als solches durchkommt, muss es im Pixelstapel in hinreichend vielen Lights vertreten sein.

Zitat:
Original erstellt von: Doc HighCo

PS: Außerdem muß man ja noch kein Sigma-Clipping machen, sondern könnte einfach nur je 100 Kurzbelichtungen wie oben aufsummieren bis man auf die Dauer einer langen Belichtung kommt. Dann hätte man die 10 Photonen genauso im Endwert drin wie bei einer langen Belichtung. Was anderes macht der Sensor ja auch nicht. Er addiert nur ganz dumm Photonensignale - egal wie sie reinkommen.


Aufsummieren geht ja nicht. Bei den für Kurzbelichtungen eingestellten Gainwerten übersättigt man dann am rechten Histogrammrand die Sterne und verliert am linken Dynamikbandbreite. Das halte ich für nicht praktikabel.

Ich meine sowieso, wir haben und ziemlich an dem Extrembeispiel 1 von 10 Pixel in hundert Aufnahmen gegen 10 von 10 in 10 Aufnahmen festgebissen. Also was die Mathematik dahinter angeht bin ich
sicher nicht einmal einäugig unter allen hier versammelten Blinden. Aber ich meine trotzdem, dass die veröffentlichten Kurzbelichtungsbilder zeigen, dass sie in Bezug auf das ganz dunkle Zeugs und dessen Farben klar im Nachteil gegenüber längeren Belichtungen sind. Ich möchte aber den Thread von Klaus nicht auch noch mit Referenzbildern befrachten. Ich will auch gar nicht Recht behalten. Wir können es gern dabei belassen und darauf verlassen, dass jeder mit "seiner" Technik den meisten Spaß hat .

In diesem Sinne, alles Gute und viel Spaß allerseits!

Peter

Bearbeitet von: pete_xl am: 13.10.2020 16:34:21 Uhr
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Doc HighCo
Meister im Astrotreff

Deutschland
728 Beiträge

Erstellt  am: 13.10.2020 :  17:08:36 Uhr  Profil anzeigen  Antwort mit Zitat
Hallo Peter,

wie gesagt, gerade bei den Kurzbelichtungen hat man weniger Ausbrennen am rechten Rand als bei langen Belichtungen. Ich glaube, daß Du Dich da auf einen Holzweg begeben hast, indem Du krampfhaft versuchst einzelne Photonen als Ausreißer behandel zu lassen. Warum sollen auch bestimmte Photonen von einem lichtschwachen Himmelsbereich als Ausreißer behandelt werden, andere aber nicht?
Ich bleibe dabei: Es macht keinen Unterschied, ob Du die Photonen die, in sagen wir 1000 Sekunden, aus einem Himmelsbereich kommen in einer Aufnahme sammelst oder in 100 Aufnahmen unterteilst und erst danach summierst. Warum auch, solange Dein Sensor sich halbwegs linear verhält. Es ging ja auch nur darum zu sagen, daß Photonen diskret und quantisiert sind. Und 10 Photonen von einem bestimmten Punkt können nicht als 1/10 Photonen in jedem von hundert kurzen Aufnahmen präsent sein. Deswegen werden sie nur in einem Teil der Kurzaufnahme zum Signal beitragen. Summiert über die Gesamtbelichtungszeit dann aber schon. Da kommen dann in 1000 Sekunden auch 10 bestimmte Photonen an und erzeugen das gleiche Signal, wie bei einer langen Belichtung auch. Sie sind nicht weg oder unterdrückt. Das hat erst mal gar nichts mit Sigma-Clipping zu tun.
Aber am Ende - Versuch macht kluch. Man kann es ja mal ausprobieren.

Viele Grüße

Heiko

Bilder bei Astrobin: https://www.astrobin.com/users/Doc_HighCo/

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pete_xl
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
1113 Beiträge

Erstellt  am: 13.10.2020 :  18:01:13 Uhr  Profil anzeigen  Antwort mit Zitat
Hallo Heiko,

ich bin nicht auf dem Holzweg und nicht verkrampft. Auf dem Niveau möchte ich eigentlich gar nicht diskutieren. Das Extrembeispiel mit dem einen von 10 Photonen stammt denn auch von dir. Und das von dir ins Spiel gebrachte 1 Photon je 10 Aufnahmen bzw. dessen Repräsentanz in 1 von 10 Pixeln eines Pixelstacks überlebt m. E. nicht. Das ist nun mal die Systematik beim Sigma Clipping. Aber vielleicht ist dein Beispiel auch falsch und bildet die Problemstellung nicht richtig ab.

Ich hab nie von 1/10 Photon gesprochen und weiß auch, dass Photonen quantisiert auftreten. Ich habe von Pixeln gesprochen, welche den Informationsgehalt der Photonen repräsentieren. Genauer gesagt bin ich in deinem Bild geblieben und habe von 1 Pixel mit dem Informationsgehalt von 1 Photon in einem Pixelstapel von 10 Pixeln gesprochen, in welchem die anderen 9 Pixel nur Rauschen repräsentieren. Das ist die Situation, die beim Stacken des von dir in die Diskussion gebrachten Beispiels vorliegt. Und natürlich sind nicht "die Photonen weg", sondern die die Photonen repräsentierenden Einzelpixel (eins von 10 im Stapel) werden meiner Auffassung nach geclippt oder gehen bei der Medianberechnung unter.

Aber das hat sich totdiskutiert und das Zahlenbeispiel passt, wie ich oben schon vermutet habe, vielleicht auch gar nicht zur Fragestellung, ob man mit Kurzbelichtungen richtig dunkles Zeugs fotografieren kann. Also lass uns Frieden schließen und heute Abend etwas sinnvolleres tun als weiter zu diskutieren.

Viele Grüße und schönen Abend

Peter

Viele Grüße und CS!
Peter

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Doc HighCo
Meister im Astrotreff

Deutschland
728 Beiträge

Erstellt  am: 13.10.2020 :  18:26:28 Uhr  Profil anzeigen  Antwort mit Zitat
Hallo Peter,

ich wollte das mit verkrampft und Holzweg nicht negativ verstanden wissen. Aber egal, im Moment kommen wir anscheinend tatsächlich nicht auf einen gemeinsamen Nenner.
Lass es uns dann jeder so machen wie wir Spaß daran haben und überzeugt sind, daß es funktioniert.

Viele Grüße

Heiko

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30sec
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
2822 Beiträge

Erstellt  am: 15.10.2020 :  11:22:32 Uhr  Profil anzeigen  Besuche 30sec's Homepage  Antwort mit Zitat
Hallo zusammen,
oh, es gibt eine Diskussion zur Kurzzeitbelichtung und ich bin nicht dabei, das muss ich ändern :-).
Ich kann aus eigener Erfahrung sagen, dass sich Lichter und Tiefen linear verstärken wenn man längere Summenbelichtungen hat. Die Tiefen bleiben also sozusagen nicht zurück. Die häufig verwendete Aussage: "Kurzzeitbelichtungen eignen sich nur für helle Deep-Sky-Objekte" gilt nicht! Wie immer muss man aber die Grenzen definieren. Da wäre z.B. die Hintergrundlimitierung, ein absolutes Muss bei kurzen Belichtungen, wenn man nichts verschenken will. Diese ist aber nicht einfach nach x-komma-y-Sekunden "plopp" einfach da, sondern auch hier gibt es einen Verlauf. Im unteren Verlauf dieser Kurve verliert man mehr, im oberen weniger. Die oben verwendeten 10 Sek. halte ich für sehr praktikabel.
Mit den Farben hat das alles nicht viel zu tun, außer, dass der Farbfilter Licht schluckt und die Schwelle, also die Einzelbelichtungszeit höher gesetzt werden muss. Man sollte vielleicht auch die Bilder, die mit Kurzzeitbelichtungen entstanden nicht so einfach mit den Langen vergleichen. Natürlich hat eine echte Astrokamera oft mehr Dynamik (im Sinne von Full-Well)und auch andere Eigenschaften sind auf die Deep-Sky-Fotografie hin optimiert und wer eine gute Montierung hat und das Guiding wirklich beherrscht (wie Peter), der hat keine Vorteile bei kurzen Einzelbelichtungen. Ist der Himmel gut, schwinden zudem weitere Vorteile. Man darf auch nicht vergessen, dass es prozentual mehr Einsteiger mit kurzen Belichtungszeiten versuchen als erfahrene Fortgeschrittene. Ein Vergleich der Resultate pauschal ist nicht gut möglich.
Was das Sigma-Clipping angeht so stehe ich auf Heikos Seite. Natürlich kann man Fehler machen, (z.B. wenn man bei hohem Gain zunächst entrauscht und dann stackt), aber als "Kurzer" macht man das nicht. Ich z.B. erstelle Zwischenstacks und dann kann das Sigma greifen, wie bei einer langen Belichtungszeit. Ich selber nutze es aber gar nicht, ich werfe einfach ein 2 Sek. Bild raus, wenn da ein Flugzeug oder Satellit durchgeflogen ist. Am Ende, wenn man alle Faktoren berücksichtigt, bleibt (aus meiner Sicht) nur noch das Ausleserauschen als limitierender, also "reduzierender" Faktor.
Viele Grüße,
ralf

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pete_xl
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
1113 Beiträge

Erstellt  am: 15.10.2020 :  16:59:56 Uhr  Profil anzeigen  Antwort mit Zitat
Hey grüß dich Ralf! Ich hatte deinen Beitrag auch eigentlich schon vermisst

Nochmal zur Klarstellung, ich wollte gar keine Grundsatzdiskussion lostreten. Ich hatte Klaus ohne Hintergedanken zu den Vorteilen von Livestacking mit Sharpcap im Vergleich zu anderen Aufnahmeprogrammen und -strategien gefragt.

Als Antwort auf Heiko hatte ich mich dann gegen die generelle Aussage gestellt, dass der Dynamikumfang sich durch Kurzbelichtungen im Vergleich zu Langzeitbelichtungen vergrößert.

In die daran anschließende Diskussion war ich mit folgendem Statement in die Diskusion eingestiegen: "Jeder soll ja so arbeiten, wie er mag. Für meine Art Bilder zu machen überwiegen für mich die Nachteile von Kurzbelichtungen." . Und das ist für mich ja auch richtig.

Verloren haben der Heiko und ich uns dann in seinem Argument mit dem einen Photon je 10 Aufnahmen. Es gibt m. E. keine Möglichkeit, dass ein schwaches Signal eines einzigen Photons, dass sich in nur einer von 10 Aufnahmen befindet, ein Sigma-Clipping oder eine einfache Medianbildung des betreffenden Pixelstapels überlebt. Es erleidet das gleiche Schicksal wie ein geditherter Coldpixel oder ein Satellitenphoton - es wird eliminiert oder heruntergemittelt. Das geht mathematisch gar nicht anders.

Ich sagte aber auch, dass es nur meiner eigenen Erfahrung entspricht, dass das "ganz dunkle Zeugs" besser mit Langzeitbelichtungen hervorzuholen ist. Aber ich kenne halt auch keine Referenzen für entsprechende Ergebnisse mit Kurzbelichtungen.

Was den von dir nochmal angesprochenen Aspekt mit den Farben dunkler Signale angeht. Der Umstand, dass es bei Kurzbelichtungen wenig Sinn macht, mit Schmalbandfiltern, also engen Farbfiltern, zu arbeiten, untersetzt doch meine Grundannahme, dass es schwieriger ist, sehr dunkle Signale mit Kurzbelichtungen aufzunehmen. Wenn es anders wäre, könnte man ja ohne guiding unter lichtverschmutztem Himmel tolle Hubble-Paletten schießen.

Viele Grüße und CS!
Peter

Bearbeitet von: pete_xl am: 15.10.2020 17:01:44 Uhr
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30sec
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
2822 Beiträge

Erstellt  am: 15.10.2020 :  18:49:58 Uhr  Profil anzeigen  Besuche 30sec's Homepage  Antwort mit Zitat
Hallo Peter,
ja, ich stecke gerade zwischen den Planeten und Deep-Sky gerät dabei etwas in den Hintergrund. Ich gebe dir Recht, wer es wirklich kann, der sollte länger belichten. Dazu braucht man eine sehr gute Montierung die jedes noch so kleine Guidingsignal auch sehr schnell und perfekt umsetzen kann. Meine EQ6 kann das definitiv nicht. Du kannst es, ich habe deine Bilder ja schon mal als Rohstack gesehen, da kommt sonst kaum einer ran.
Kurzzeitbelichtungen mit Schmalband sind natürlich sehr heikel, da hast du Recht. Der kameratechnische Hintergrund ist gar nicht anders, aber dadurch, dass die Filter so "dunkel" sind kommt man erst sehr spät an die Hintergrundlimitierung. Hat man die erreicht ist alles wieder easy. Ich habe Tests gemacht und dabei mein C11 auf f3,3 runter gebrochen. Bei 12 nm H-alpha musste ich 8 bis 12 s belichten um erste Zeichen der Hintergrundlimitierung zu erkennen. (Vergleich Hintergrundhelligkeit im Dark zu Light etwa 5 von 256 Graustufen) Das ist sicher nicht genug und ich schätze, das ich ca. 50% verloren hatte. 8 bis 12 s dürften zwar die meisten Montis problemlos hin bekommen, aber die Zeit ist immer noch zu lang um Seeingeffekte wesentlich verringern zu können und damit wäre der Vorteil einer kurzen Einzelbelichtung wieder dahin. Anders sieht es aber wieder aus, wenn das Objekt hell genug ist und z.B. nur das Zentrum mit Schmalbändern abgelichtet werden soll.
Bei dem Sigma Clipping reden wir irgendwie aneinander vorbei glaube ich. Wir brauchen ja erst einmal eine ganze Reihe Bilder um überhaupt einen Mittelwert definieren zu können. Ist dieser Wert z.B. 50, dann werden Pixel mit der Helligkeit 49 oder 51 ja nicht aussortiert, alles bleibt so wie es ist, auch noch bei 45 und 55. Das Eine Photon hat so gut es konnte seine Spur hinterlassen. Wenn aber in einem Bild ein Pixel mit 200 existiert, dann fliegt das raus, so mein Verständnis vom Sigma-Clipping. Nur so ganz nebenbei, ich habe mal gehört, dass man von einem 20 mag Stern mit einem 10Zöller f/5 und 5µm Sensor etwa 5 Photonen pro Sekunde einfängt. Hat mit dem Thema nichts zu tun finde ich aber sehr cool.
Viele Grüße,
und natürlich hat jeder seinen Weg,
Gruß ralf

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pete_xl
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
1113 Beiträge

Erstellt  am: 16.10.2020 :  12:01:21 Uhr  Profil anzeigen  Antwort mit Zitat
Hallo Ralf,

in einem amerikanischen Forum habe ich mal gesagt, dass die ganz dunklen Signale, die wir jagen ("the really dark stuff"), sich in der rechten Flanke des Hintergrundpeaks im Histogramm vor uns verstecken. Mit jedem Verkürzen der Belichtungszeit und besonders bei hellem Himmel und frühem Erreichen der Hintergrundlimitierung wird diese Flanke steiler und der Peak schmaler. Das erschwert es, das Signal heraus zu präparieren und kostet Dynamikumfang, der am Ende das Strecken limitiert. Mein Rezept wäre, je dunkler der Himmel (oder der Filter) desto länger belichten und immer so viele Aufnahmen wie möglich pro Kanal machen. Letzteres führt dazu, dass ich maximal 300s belichte (OIII Filter), weil ich sonst nicht genug zum Stacken habe, um das Rauschen unten zu halten.

Die Diskussion um das Sigma Clipping hatte sich ja leider verselbstständigt und eine Menge gespaltener Haare hinterlassen. Es ging aber doch ursprünglich um das sequentielle Live Stacking von je 10 Bildern mit je 10s Belichtungszeit. Die konkrete Hypothese, die mir nicht passt, ist, dass es egal sei, ob beim Livestacking an einer Bildkoordinate 100 Mal je 1 Photon in jedem 10er-Stapel von 10s Kurzbelichtungen ankommen oder im 2. Fall 10 Mal je 10 Photonen im 10er-Stapel von je 100s Einzelbelichtungszeit. In beiden Fällen wird an jeder Koordinate aus den korrespondierenden Pixeln von 10 Bildern ein 10er Pixelstapel gebildet und gestackt. Es dürfte klar sein, dass im 2. Fall das Signal erhalten bleibt (100% der gestackten Pixel enthalten das Signal). Im ersten Fall trägt aber nur 1 Pixel das Signal, die anderen 9 streuen um den Hintergrundwert und repräsentieren die Summe aller Störungen (Rauschen). Mir ist keine beliebige Folge von 10 Werten vorstellbar, in der 9 Werte normalverteilt streuen, während 1 Wert davon abweicht und ein Sigma Clipping überlebt oder signifikanten Einfluss auf den Medianwert hat. Am Ende wär in keiner der 10 Stacks aus je 10 Aufnahmen von 10s so viel Signal vorhanden, dass es nach dem endgültigen Stacken der 10 Einzelstacks noch signifikant wäre. Das kann man mit einem Taschenrechner zeigen.

Ich glaube ja auch, dass das 1/10 Beispiel von Heiko vielleicht zu eng gebaut ist. Aber das Prinzip, dass gestackte Stacks von Kurzbelichtungen beim Livestacking für schwache Signale eher Nachteile bringen dürfte doch generell gelten. Die Vorteile von Kurzbelichtungen liegen im mechanischen Bereich (PE-Montierung, Guiding, Wind, Vibrationen) und im einfacheren Setup. Da sind wir ja auch einer Meinung .

Viele Grüße und CS!
Peter

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Nobbi
Meister im Astrotreff

Deutschland
279 Beiträge

Erstellt  am: 16.10.2020 :  13:09:50 Uhr  Profil anzeigen  Antwort mit Zitat
Hallo Peter,

an einer Stelle ziehst Du m.E. einen falschen Schluß. Für dich ist das Signal eines Photons verloren, wenn es nicht in einem Frame zu sehen ist. Das stimmt so nicht. Nimm mal z.B. ein Elektron bei einem Elektron Readnosie rms. Im Einzelbild kann man dann natürlich nicht sagen, dass da ein Elektron ist, wenn alles zwischen +/- 3...4 hin- und herzittert. Trotzdem hast Du an der Stelle rein statistisch einen höheren Wert. Wenn Du genug davon stackst, kommt an der Stelle auch irgendwann was zum Vorschein. Solange der gain nicht extrem niedrig ist, diskriminiert ein A/D Wandler nicht, die Information bleibt erhalten. Das kann man mit einer Planetencam einfach ausprobieren, indem man eine konstante Lichtquelle beobachtet, und dann die Belichtungszeit schrittweise reduziert, bis man gerade so gar nichts mehr sieht.
Dann stack mal 500 Bilder, und man sieht wieder was. Dann kann man nochmal die Belichtungszeit halbieren, und es kommt immer noch was durch. (Allerdings darf man nicht auf 16bit bleiben, wenn man den Mittwelwert nimmt, da schneidet man dan wirklich was weg)
Ich würde die Rechnung anders aufmachen: Ob ich nach dem Stacken noch was sehe, hängt bei gegebenem Signal nur vom Gesamtreadnoise des Stapels ab, und der ist bei 10x10 eben dreimal so hochwie bei 1x100.


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pete_xl
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
1113 Beiträge

Erstellt  am: 16.10.2020 :  15:08:36 Uhr  Profil anzeigen  Antwort mit Zitat
Hallo Nobbi,

ich sage ja nicht, dass ein Photon verloren geht, weil man es nicht sieht - im Gegenteil. Das ist schon deshalb nicht so, weil sein Signal zwar vielleicht in den Einzelaufnahmen nie sichtbar ist, aber trotzdem in hinreichend vielen Frames vorhanden. Es kann sich dadurch mit wachsender Bilderanzahl quasi aus dem Rauschen nach oben arbeitet. Denn das konstante Signal manifestiert sich und das Rauschen mittelt sich raus. Das ist aber ein ganz anderes Szenario als die hier diskutierten Kurz-Stacks beim Livestacking.

Was soll's auch? Das Thema ist jetzt genug durchgekaut finde ich. Es muss ja nicht immer mit einem Konsens enden, Hauptsache man verstreitet sich nicht

Und am Ende ist es mit der Theorie wie immer und überall: Was zählt ist auf'm Platz

Viele Grüße und CS!
Peter

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Doc HighCo
Meister im Astrotreff

Deutschland
728 Beiträge

Erstellt  am: 18.10.2020 :  13:36:31 Uhr  Profil anzeigen  Antwort mit Zitat
Hallo,

ohne darauf rumreiten zu wollen, zur Info der Link zu einem Paper zu Rauschen, Belichtungzeit und -zahl, welches ich ganz interessant finde: http://adsabs.harvard.edu/full/2013JRASC.107..123M
Und ein Link zu einem Video zu einem Vortrag von Robin Glover: https://youtu.be/3RH93UvP358 (Deep Sky Astrophotography With CMOS Cameras).
Mag jeder, den es interessiert, selber seine Schlüsse daraus ziehen.

Gruß

Heiko


Bilder bei Astrobin: https://www.astrobin.com/users/Doc_HighCo/

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pete_xl
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
1113 Beiträge

Erstellt  am: 19.10.2020 :  09:49:36 Uhr  Profil anzeigen  Antwort mit Zitat
Hallo Heiko,

danke für die interessanten Links.

Zitat:
Original erstellt von: Doc HighCo

Mag jeder, den es interessiert, selber seine Schlüsse daraus ziehen.


Worauf du mit den Links abzielst, ist mir nicht klar. Vielleicht verstehe ich ja die Analyseergebnisse von Dr. Glover total falsch, aber eigentlich belegen sie doch meine Annahmen, zumindest prinzipiell.

Blair MacDonald's Papier geht mit seiner Beschreibung der Zusammenhänge zwischen Rauschen und Aufnahmeanzahl insgesamt knapp an unseren Diskussionsthemen vorbei. Was die Aufnahmedauer angeht, hebt er auf die Himmelshelligkeit als wesentliche Einflussfaktor ab. Er verortet den optimalen Punkt für Canon Kameras bei 25% Histogramm und ist für sich selber offenbar in der Gegend von 4 Minuten Einzelbelichtungszeit:



Ich finde keinen Hinweis darauf, dass Kurzbelichtungen Vorteile gegenüber Langzeitbelichtungen bringen. Er plädiert i. W. für ausreichend hohe Bilderstapel.

Der verlinkte Vortrag von Dr. Glover (der hat die Sharpcap-Sensoranalyse programmiert, glaube ich) lässt denn auch nach meinem Verständnis wenig Raum für einen anderen Schluss, als dass Kurzbelichtungen bei Deep Sky nur in lichtverschmutzen Gegenden Vorteile bringen. Glover präsentiert seine Ergebnisse für die optimale Belichtungszeit seines "Mustersensors" ab ca. 53:20 Filmzeit. Die "optimale" Belichtungszeit ist i. W. abhängig vom Öffnungsverhältnis, der Himmelsqualität und den verwendeten Filtern. Die Ergebnistabelle sieht so aus (die Zahlen für einen CMOS Sensor stehen in jedem Block links, die für CCD rechts):



Ich habe seine CMOS-Ergebnisse mal in Excel-Grafiken übertragen und Screenshots gemacht, damit man besser sieht, was passiert. Die Datei habe ich euch hier in meiner Dropbox abgelegt: https://www.dropbox.com/s/vvitindrl9gxnia/belichtungstabellen%20glover.xlsx?dl=0. Wenn man keine Sharpcap-Vollversion hat oder auf die Sensoranalyse verzichten will, kann man sich daran vielleicht ganz gut orientieren. F/10 und die Wüstenhimmel Bortle 1 und 2 habe ich weg gelassen. Da sind die optimalen Belichtungszeiten besonders bei Verwendung von Filtern von vorneherein so lang, dass sie die Grafik sprengen.

Für einen Monosensor ohne Filter sieht das Ergebnis für optimale Einzelbelichtungszeiten so aus:



Mein Balkon hat in den besten Nächten etwa Bortle 4, schätze ich. Mit meinem F/7 System bin ich also etwa bei 90s Belichtungszeit. Klaus wäre mit seinem F/5 System auf meinem Balkon bei etwa 45s. Jedoch hat er einen RGB Sensor und die Zeiten sind zu verdreifachen:



Mit RGB Filter wäre ich bei 270s und Klaus mit seiner OSC bei 140s.

Für meinem 3nm OIII Filter muss ich schon eine logarithmische Darstellung wählen:



Die Grafik zeigt, ich sollte mit Schmalbandfiltern so lange wie möglich belichten. Meine Beschränkung würde ich bei gegebener Gesamtbelichtungszeit dadurch setzen, dass ich mindestens 30-50 Aufnahmen haben möchte, um das Rauschen unten zu halten. Deswegen fotografiere ich i. d. R. mit 300s Belichtungszeit, wenn ich meinen Chroma 3nm OIII vor dem Sensor habe.

Der Vortrag von Dr. Glover lässt mich den gleichen prinzipiellen Schluss ziehen, wie schon mal oben formuliert. Je besser der Himmel (und je enger der Filter) desto länger die Belichtungszeit.

Extreme Kurzbelichtungen finde ich sinnvoll, wenn man in der Stadt fotografiert oder bei viel Mond und/oder wenn man keine gute Nachführeinrichtung hat. Setzt man die Kurzbelichtungstechnik bei dunklerem Himmel ein bzw. bleibt man in den Diagrammen "unter" den jeweiligen Kurven, verschenkt man Qualität. Die Aufnahmen werden dann bei gegebener Gesamtbelichtungszeit schlechter als bei längeren Einzelbelichtungen. Die hier diskutierten 10s und weniger Belichtungszeiten machen lt. Dr. Glover erst bei schlechterem Himmel als Bortle 7 Sinn. Die Strategie eines "100 x 10s Kurzbelichtungs-Livestacking" kann hier auch keinen Vorteil bringen. Aus den schon zuvor beschriebenen Gründen vermute ich sogar zusätzliche Nachteile.

Viele Grüße und CS!
Peter

Bearbeitet von: pete_xl am: 19.10.2020 10:11:01 Uhr
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Doc HighCo
Meister im Astrotreff

Deutschland
728 Beiträge

Erstellt  am: 19.10.2020 :  12:11:58 Uhr  Profil anzeigen  Antwort mit Zitat
Genau,

beim S/R-Verhältnis wurde auch nie etwas anderes behauptet, auch weiter vorne nicht. Es ging nur darum, daß Kurzeitbelichtungen unter bestimmten Bedingungen vom S/R-Verhältnis nicht merklich schlechter sind und kein Signalphoton verloren geht, dafür aber andere Vorteile haben können, z.B. weniger Verlust an Aufnahmezeit wenn ein Frame verloren geht, weniger Anforderungen an die Montierung, Ausnutzung kürzerer besserer Seeingperioden etc..
Und natürlich hat man den Vorteil, daß der Dynamikumfang bei hellem Hintergrund besser ist. Im Extremfall ist bei langen Belichtungen der Sensor dann nämlich vom Himmelhintergrund gesättigt, was man dann bei kurzen Belichtungen nicht hat.
Ich hab's auch hier im Nachbarforum geschrieben: https://forum.astronomie.de/media/galaxien-im-loewen-vom-fruehjahr.43175/

Gruß

Heiko

PS: Bei den kalkulierten Werten muß man aber natürlich noch berücksichtigen, daß das stark vom Ausleserauschen des Sensors abhängt. Das kann bei CCDs oder älteren DSLRs ganz anders aussehen als bei modernen rauscharmen CMOS-Sensoren. In der Tabelle von Glover hast Du 2,5e und 7e Ausleserauschen, während Du heute schon Sensoren hast die unter 1e kommen.

Bilder bei Astrobin: https://www.astrobin.com/users/Doc_HighCo/

Bearbeitet von: Doc HighCo am: 19.10.2020 12:48:52 Uhr
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pete_xl
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
1113 Beiträge

Erstellt  am: 19.10.2020 :  14:49:20 Uhr  Profil anzeigen  Antwort mit Zitat
Als Heiko, so langsam geht mir das Verständnis aus. Es geht doch am Ende eben genau um das SNR (Signal/Rausch-Verhältnis). Und das ist, wie von Glover gezeigt, bei Kurzbelichtungen quasi immer schlechter als bei längeren Belichtungen, außer bei großer Lichtverschmutzung.

Du hast mit der Aussage begonnen, Kurzbelichtungen hätten "aufgrund der kurzen Belichtungszeit" einen größeren Dynamikumfang. Das ist einfach nicht richtig, zumal der Gainwert bei Kurzbelichtungen höher ist und der Dynamikumfang deswegen kleiner ist.

Dann sagst du "Es macht keinen Unterschied, ob Du die Photonen die, in sagen wir 1000 Sekunden, aus einem Himmelsbereich kommen in einer Aufnahme sammelst oder in 100 Aufnahmen unterteilst und erst danach summierst.". Meine Gegenargumente dringen nicht durch. Mein Argument, es komme nicht nur auf die Anzahl der Photonen, sondern auch auf die Aufnahmebedingen (Lichtverschmutzung, Ausleserauschen, Sensorrauschen etc.) an, schmettertest du ab und sagtest "Auch das mit dem ungünstigen Signal/Rauschverhältnis bei "Sky Fog, Ausleserauschen, Sensorrauschen etc." stimmt nicht. Auf das einzelne Bild gesehen ja, auf die gleiche Belichtungszeit bezogen nein, da Du ja viele Bilder stackst bis Du auf die Belichtungszeit einer Langzeitaufnahme kommst.". Das alles sei zu vernachlässigen und sagst, es sei egal, in welcher Zeit die Photonen reinkommen, der Sensor "addiert nur ganz dumm Photonensignale - egal wie sie reinkommen. Du verweist dazu auf Robin Glover und verlinkst ihn später. Es ist aber so, dass Robin Glover genau das Gegenteil sagt, nämlich, dass die Einzelbelichtungszeit für das SNR der Gesamtaufnahme - und darum geht es hier am Ende - sehr wohl von entscheidender Bedeutung ist. Glover zeigt, dass es doch insbesondere die Lichtverschmutzung (Sky Fog) und das Ausleserauschen sind, welche die Belichtungszeit wesentlich beeinflussen. Die Anwendung der Berechnungen von Glover auf reale Aufnahmesituationen zeigt, dass das SNR von Kurzbelichtungen erst ab Bortle 7 gleichwertig mit längeren Belichtungen ist. Bei dunkleren Himmeln sind Kurzbelichtungen nachteilig für das SNR.

Die von dir in der letzten Antwort angeführten, echte Vorteile sind bereits mehrfach genannt worden. Vorteile bzgl. Seeing gibt es aber nicht. Dafür sind bereits wenige Sekunden zu lang. Was "bessere Seeinperioden" in diesem Zusammenhang bedeuten soll, weiß ich nicht. Das stimmt vielleicht für Planetenfotos, die aber eh kurz belichtet. Damit möchte ich aber kein neues Thema anfangen.

Du hattest also sehr wohl etwas anderes zum SNR behauptet - nämlich, dass es egal ist, wie lang die Einzelbelichtung ist. Nun gehst Du ganz locker darüber hinweg, dass Glover zeigt, dass es genau andersherum ist, als du bis dahin gemeint hattest. Dabei handelt es sich um ein systemisches Prinzip, das sich nicht ändert, wenn die Sensoren besser werden. Zumindest gilt es bis auf weiteres für Kameras wie meine, deine die von Klaus.


Viele Grüße und CS!
Peter

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