Es geht mit 10 Sekunden und weniger...

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.

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 [B)][;)]

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

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:

Gruß

Heiko

Hallo Heiko,

danke für die interessanten Links.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Doc HighCo</i>
<br />Mag jeder, den es interessiert, selber seine Schlüsse daraus ziehen.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

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/vvit…bellen%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 <b><u>ohne</u></b> 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.

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/me…ewen-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.

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 <font color="yellow"><i>"aufgrund der kurzen Belichtungszeit"</i></font id="yellow"> einen größeren Dynamikumfang. Das ist einfach nicht richtig, zumal der Gainwert bei Kurzbelichtungen höher ist und der Dynamikumfang deswegen kleiner ist.

Dann sagst du <font color="yellow"><i>"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."</i></font id="yellow">. 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 <font color="yellow"><i>"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."</i></font id="yellow">. Das alles sei zu vernachlässigen und sagst, es sei egal, in welcher Zeit die Photonen reinkommen, der Sensor <font color="yellow"><i>"addiert nur ganz dumm Photonensignale - egal wie sie reinkommen</i></font id="yellow">. 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 <font color="yellow"><i>"bessere Seeinperioden"</i></font id="yellow"> 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.

Hallo alle,

erstmal vielen Dank an Heiko für den Link zum Vortrag von Dr. Glover. Er erklärt sehr verständlich die verschiedenen Arten des Rauschens und ihre Abhängigkeiten von diversen Faktoren.
Das Ziel sind ja Aufnahmen mit einem möglichst guten SNR. Die Aufteilung der zur Verfügung stehenden Gesamtbelichtungszeit, also die Wahl der Einzelzeit, ist nur ein Faktor von vielen, die das SNR beeinflussen.
Anhand der Diagramme zeigt er, wie sich die Änderung eines Parameters auf den betreffenden Rauschanteil auswirkt. Zum Beispiel sieht man, daß die Absenkung der Sensortemperatur von -10° auf -15° kaum noch eine Verringerung des thermischen Rauschens bewirkt. So kann jeder für seine Ausrüstung abschätzen, ob er schon mit optimalen Einstellungen arbeitet oder noch etwas verbessert werden kann, bevor eine technische Aufrüstung als unumgänglich erscheint.

Jedenfalls finde ich es interessant, daß man überhaupt eine formelmäßige Empfehlung für die Einzelzeit ausgehend von den relevanten Parametern geben kann, d.h. wir sind hier zum Glück nicht auf Dogmen angewiesen.

Früher oder später werden wir leider auch sehen, ob und wie sehr die "Megakonstellationen" von Satelliten zu einem zusätzlichen Faktor werden. Kürzere Einzelzeiten versprechen weniger Störungen pro Bildpunkte, und die Filtermöglichkeiten hängen vom Verhältnis der Störungen zum Nutzsignal ab. Man ahnt schon, daß dies bei kleineren Bildfeldern weniger eine Rolle spielen wird als bei größeren. Es bleibt also spannend.

Gruß Lars

Hallo Peter, hallo Heiko, hallo Lars,

bezüglich Kurzbelichtung usw. gab es schon viele Diskussionen hier im Astrotreff. Die Quintessenz ist meines Wissens:
Belichtungszeit so lang wählen, dass das Rauschen des Sky-Backgrounds möglichst größer ist, als das Ausleserauschen der Kamera (ich denke 3-5x größer ist ausreichend, aber darüber lässt sich streiten). Dann ist es egal, ob man länger belichtet, oder ob man die Belichtungsserie in einzelne Belichtungen unterteilt und diese dann Stackt. Das S/N ist das Gleiche, das kann man auch ziemlich gut mathematisch aus der S/N-Formel herleiten. Dh. im Umkehrschluss, dass man mit einer modernen CMOS-Kamera mit sehr niedrigem Ausleserauschen bei hellem Himmel und ohne Schmalbandfilter relativ schnell im Sky-Background-dominierten Bereich ankommt. Da ist man mit einigen Sekunden als Einzelbelichtungszeit ausreichend lang unterwegs. Mit Schmalbandfilter, bzw. sehr dunklem Himmel ist der Sky-Background u.u viel geringer, sodass hier wirklich lange belichtet werden sollte, falls man kein S/N verschenken möchte. Die kurzen Belichtungszeiten haben aber wie bereits mehrfach gesagt sehr viele Vorteile. Geringere Anforderungen an Montierung/Guidung und damit kleinere FWHM, geringerer Ausschuss durch Satellitenspuren. Und bezüglich Dynamikumfang muss ich dem Heiko auch Recht geben. Wenn man viele Aufnahmen stackt, dann steigt der Dynamikumfang mit der Wurzel der Anzahl der Belichtungen. Für normale "Pretty Images" vllt. unerheblich, aber wenn man photometrieren möchte, ist es schon von großem Interesse, dass auch die hellen Sterne nicht ausgebrannt sind. Ich denke aber, dass die Unterschiede durch das Belichtungsregime nicht so extrem groß sind, sondern dass hier ein dunkler Himmel schon Wunder wirkt und viel extremer das Ergebnis beeinflusst.

Gruß Tino

Hallo Tino und Lars,

danke, daß ihr das bestätigt und daß ihr das ähnlich seht wie ich. Aber wie oben gesagt, gab es schon viele Diskussionen wann und ob Kurzeitbelichtungen Sinn machen. Man muß das nicht ständig wiederholen. Wer darin eine Verbesserung oder Erleichterung seiner Aufnahmen sieht, der soll das halt tun. Ich sehe für viele Bedingungen (nicht allen) bei mir dort halt einen Vorteil bei marginalen Beeinträchtigungen im S/R.
Wer nichts davon hält, der muß es ja nicht machen. Oben wurden ein paar Fakten präsentiert und man kann da sein Schlüsse draus ziehen.
Wenn Du, Peter der Meinung bist, daß das für Dich nichts bringt, dann ist das in Ordnung. Es ist ja ein Hobby und jeder kann es machen wie er will. Wir müssen nicht "Ich will aber unbedingt Recht behalten." spielen und uns ein Argument nach dem anderen ums Ohr hauen.
Deswegen wünsche ich euch allen viel Spaß dabei, egal wie ihr es macht.

Gruß

Heiko

Hallo Lars, Tino und Heiko,

ich gerate da in eine Ecke, in die ich nicht wollte und wo ich auch nicht hineingehöre. Es ist klar, und auch mehrfach von mir so geäußert, dass Kurzbelichtungen Vorteile haben, z. B. wenn es um die Kompensation von Schwächen der Nachführung geht. Es ist auch klar und es bestand Konsens, dass Langzeitbelichtungen (außer mit Schmalband) unter hellem Himmel wenig Sinn machen. Bei anderen Aussagen, wie z. B. zum höheren Dynamikumfang von Kurzbelichtungen sehe ich das nach wie vor anders.

Ich möchte nicht als Rechthaber abgestempelt werden. Ich habe ganz früh und oft (6 Mal) vorgeschlagen, wir sollten es gut sein lassen, jeder arbeite seiner Fasson. Es folgten dann stets neue Beiträge mit neuen Aspekten, die aber regelmäßig an der Kernfrage vorbei führten. Nachdem ich dann das letzte Mal vorgeschlagen hatte, das Thema gütlich zu beenden - es müsse ja nicht immer Konsens geben - wurde der Link zu Glover nachgeschoben, in dem es - erstmals in dieser Runde - um die technisch-wissenschaftlichen Zusammenhänge geht. Dem habe ich mich dann gestellt, zumal es in dem Vortrag tatsächlich um den Knackpunkt der Diskussion geht.

Denn der Diskurs ging doch im Kern darum, ob die Aussage von Heiko stimmt, dass es vollkommen egal ist, ob man mit einer "realen" Kamera bei gleicher Gesamtbelichtungszeit viele sehr kurze Belichtungen oder weniger, aber längere Belichtungen macht. Nun gilt in der Wissenschaft und im "echten" Leben das Falsifikationsprinzip. Eine Aussage ist dann falsifizierbar, wenn es einen Beobachtungssatz gibt, mit dem die Aussage angreifbar ist. Trifft der Beobachtungssatz zu, ist die Aussage widerlegt. In dem von Heiko verlinkten Vortrag von Glover wird gezeigt, das es <u><b>nicht</b></u> egal ist, wie lang die Belichtungszeiten sind. Damit ist die Aussage von Heiko widerlegt.

Jetzt kann man über andere Aspekte der Kurzbelichtungsstrategie weiter diskutieren, sofern man mag. Dabei dürfte es dann aber über die schon mehrfach erwähnten mechanischen Vorteile hinaus nur noch um individuelle Randbedingungen oder spezielle Fragestellungen gehen.

Viele Grüße
Peter

P.S. Es gibt noch ein Ergänzungsvideo von Glover. Darin erläutert er nochmals seine Ergebnistabelle und holt die Themen und Erklärungen nach, die am Ende seines öffentlichen Vortrages aus Zeitgründen zu kurz kamen:https://www.youtube.com/watch?v=ub1HjvlCJ5Y. Die Ergebnistabelle für die optimale Belichtungszeit ist dort in viel besserer Qualität dargestellt.

Hallo Peter,

ich denke es war nicht meine und bestimmt auch nicht Heikos Absicht, dich in eine Ecke zu drängen. Es wurde zwar einiges Kontroverses geschrieben, aber ich denke das ihr beide schon euer Handwerk, bzw. Hobby vesteht. Es geht hier m.E. auch nur um Spitzfindigkeiten, das Wichtigere ist, das man seine Technik beherrscht. Ich habe diesbezüglich übrigens mal vor einiger Zeit die ganzen Aspekte in einer Excel-Kalkulation versucht zu berechnen, um besser zu Verstehen, wo man noch etwas zu optimieren ist. Ist alles ein bisschen im Sande verlaufen, da die Wahrheit meist doch auf
dem Rasen, bzw. dem Sensor liegt. Falls mal jemand etwas übereifrig eine Erkenntnis, bzw. Erfahrung zum besten gibt, muss man das nicht immer gleich negativ auffassen. Daher vertragen wir uns wieder und erfreuen uns am Hobby.

Vg Tino

Hallo Tino,

ist schon OK ich habe gar kein Problem mit deinem Post und hab das auch nicht als Streit aufgefasst. Ich denke niemand von uns wollte eigentlich eine solche Diskussion, wie sie nun entstanden ist. Jeder Mitleser oder -schreiber kann für sich daraus ziehen, was ihm nützt oder ins Konzept passt. Und wenn man sich auf das Unstrittige und Positive beschränkt, kann man zumindest von den Erkenntnissen profitieren, wenn man in einer lichtverschmutzten Umgebung fotografieren muss und ggf. auch noch ein schnelles Teleskop hat. Denn da sind sich ja wohl alle einig: dort ist weniger Belichtungszeit mehr.

Viele Grüße
Peter