T-Stop und F-Stop und was ist jetzt die wirkliche Geschwindigkeit eines Tak-Epsilons

Hi Andi,

fuer die Fokussierempflindlichkeit und Tiefenschaerfe musst Du Dich an die einfache Blende (die Du F-Stop nennst) halten, also Brennweite durch Durchmesser geteilt. Um das System mit einem Refraktorsystem zu vergleichen, musst Du die aequivalente Oeffnung nach Abzug der Fangspiegelobstruktion verwenden - so hast Du es ja gemacht.

Wenn ich ueberschlagsweise die Transmission eines Teleskops abschaetze, nehme ich eine Reflektivitaet von 90% an (fuer Aluminium plus SiO2 werden oft 88% genannt, aber viele hoeherwertige Instrumente haben eine forcierte Beschichtung). Fuer Glasluftflaechen, die mehrschichtverguetet sind, nehme ich T=99% an. Transmissionsverluste sind bei Amateurgroessen und sichtbarem Wellenlaengenbereich vernachlaessigbar.

Hat der Epsilon beispielsweise einen zweilinsigen Korrektor mit Luftspalt, dann waere die Gesamttransmission gemaess meiner Abschaetzung 0.9^2*0.99^4=78%. Dazu kommt jetzt noch die Abschattung. Die 78% wirken wie auf 78% reduzierte Lichtsammelflaeche oder ein um den Faktor SQRT(0.78) = 0.88 reduzierter Durchmesser. Wenn Du das noch mit Deinem gefundenen Reduktionsfaktor fuer die Abschattung multiplizierst, bekommst Du die effektive Oeffnung, die ein verlustfreies System haette, das das gleiche Licht in den Fokus bringt. Die Brennweite dividiert durch diese effektive Oeffnung sollte dann die effektive Blende erbringen.

Hallo Andi,

Zitat von andi1991a

Im Vergleich zu meinem auf 5.3 reduziertem Apo mehr als 2.5 mal so schnell.

Du scheinst aus der Fotografie zu kommen, da gilt „doppelte Helligkeit“ = halbe Belichtungszeit", um zum selben Ergebnis zu kommen.

In der Deep-Sky-Fotografie geht es aber nicht um die Helligkeit, sondern um das Signal-zu-Rausch-Verhältnis. Das bedeutet aber, erst 4-fache Helligkeit ergibt doppelte Tiefe, also Vorsicht.

Die Aussagen der Anbieter sind z.T. sehr missverständlich, wenn es heißt: "mit diesem Teleskop kommen sie in der x-ten Zeit zudem selber Ergebnis ". Das solltest du in deine Überlegungen einbringen.

Überhaupt ist die Blende oder die "Schnelligkeit" nicht wirklich aussagekräftig.

Entscheidend in der Astrofotografie ist die Öffnung, nicht die Blende. Wir haben nur wenige Photonen, davon wollen wir viele sammeln. (In der Tageslichtfotografie hast du ja fast unendlich viele Photonen). Das bedeutet ein 10 Zöller f/5 zeigt mehr und belichtet tiefer als ein 6 Zöller f/4. ((Hubble belichtet bei f/25. Sind die doof , haben die keinen Reducer? Bei f/5 bräuchten sie nur 3-4 % Belichtungszeit, um zum selben Ergebnis zu kommen ))

Ein Refraktor ist i. d. R. auch schärfer, das hat mit der Beugung am Fangspiegel zu tun. Ein großer Sternfleck von z.B. 5x5 Pixeln ist damit aber lichtschwächer, als ein kleiner, der sich vlt. nur auf 4 Pixel einbrennt. Das gilt in aller Regel auch für flächige Objekte. Allerdings braucht man dazu gute Bedingungen. Es ist selten, dass man sein Setup soweit nutzen kann.

VG ralf

Zitat von 03sec

Entscheidend in der Astrofotografie ist die Öffnung, nicht die Blende.

Das ist falsch, auch in der Astrofotografie ist die Lichtstärke also die Blende bzw. Öffnungszahl für die Belichtungszeit entscheidend.

Bei digitaler Fotografe kommt aber noch die Pixelgröße hinzu.

Die Öffnung spielt hingegen keine Rolle.

Zumindest solange es um flächige Objekte geht.

Zitat von 03sec

Wir haben nur wenige Photonen, davon wollen wir viele sammeln. (In der Tageslichtfotografie hast du ja fast unendlich viele Photonen).

Terrestrische Fotografie beschränkt sich natürlich nicht nur auf den Tag.

Auch nachts bei sehr schlechten Lichtverhältnissen kann man fotografihren und selbstverständlich ist auch dann die Lichtstärke also die Blende der entscheidende Faktor und nicht die Öffnung

Zitat von 03sec

Das bedeutet ein 10 Zöller f/5 zeigt mehr und belichtet tiefer als ein 6 Zöller f/4.

Das kann man so nicht sagen.

Es kommt auch auf die Pixelgröße an.

Bei gleicher Pixelgröße wäre es richtig das der 10Zoll F5 mehr Bildauflösung zeigt denn er hat in dem Fall den deutlich besseren Abbildungsmaßstab/Pixel aber es ist vollkommen falsch zu behaupten das er in dem Fall auch tiefer belichten würde.

Das Gegenteil ist der Fall !!!

Der 10Zoll F5 ist deutlich Lichtschwächer als der 6Zoll F4 und benötigt daher bei gleicher Pixelgröße auch deutlich längere Belichtungszeiten.

Etwas anderes wäre es wenn Beide den gleichen Abbildungsmaßstab/Pixel haben sollen.

Dann muss die Pixelgröße des 6Zoll F4 deutlich kleiner sein.

Wir kämen dann auf 0,48 der Pixelgröße des 10 Zoll F5.

Bei 0,48 der Pixelgröße hat ein Pixel 0,23 der Fläche von Pixelgröße 1 und sammelt dementsprechend weniger Licht ein.

Der F4 ist dafür ja aber aber (F5/F4)^2 = 1,56 mal Lichtsärker als der F5.

Bleibt unterm Strich also noch 0,23x 1,56 = 0,36.

Das bedeutet bei gleichem Abbildungsmaßstab/ Pixel gilt dann.

Der 10ZollF5 und der 6Zoll F4 zeigen genau die gleiche Detailauflösung im Bild !!!

Der 10Zoll F5 muss in dem Fall dann aber nur 0,36 der Zeit belichten  die der 6Zoll F4 für die gleiche Tiefe benötigt.

Grüße Gerd

Zitat von Gerd-2

Die Öffnung spielt hingegen keine Rolle.

Zumindest solange es um flächige Objekte geht.

Zitat von Gerd-2

aber es ist vollkommen falsch zu behaupten das er in dem Fall auch tiefer belichten würde.

Hallo Gerd,

ehrlich gesagt verwirrt mich dein Beitrag auch.

Das Wort Pixelgröße, oder korrekt ausgedrückt Sensor-Pixel-Größe, kommt in meinem Text bewusst nicht vor, um Andi nicht noch mehr zu verwirren. Die Kamera und deren Auflösung wird i.d.R. sinnvoll ans Teleskop angepasst, davon bin ich ausgegangen, ist für die oben genannten Aussagen auch nicht relevant.

Ansonsten bitte ich dich, mal zu überlegen, warum die Profis möglichst große Spiegel haben wollen.

Flächige und punktförmige Objekte unterscheiden sich übrigens nicht, solange man nicht undersampled ist. Bei klassischer Deep-Sky-Fotografie (so ab 1 m Brennweite und moderner Kamera mit kleinen Pixeln) ist man nie undersampled, weil das Seeing alles zu flächigen Objekten macht.

Und selbstverständlich kommt ein 10"/5 tiefer als ein 6"/4, hast du schon mal etwas von den Visuellen gelesen?

Ich denke, wir sollten an dieser Stelle unser beider Kommunikation abbrechen und Andi vielleicht möglichst sinnvolle Tipps geben.

VG ralf

Hallo Andi,

Zitat von andi1991a

Heißt, ich müsste mit einem f4 System gegenüber eines f5.6 Systems anstatt 50% der Belichtungszeit (rein auf die Helligkeit bezogen) ca. 75% der Belichtungszeit investieren?

Rein auf die Helligkeit bezogen wären 50 % richtig = Tageslichtfotografie = 1 Blende =doppelt/halbe Belichtungszeit. Hier arbeitet man ja auch wahlweise mit der ISO-Einstellung. Das Bild wird heller, dafür rauscht es ein wenig mehr.

Bei der Tiefe eines Bildes geht es aber nicht um Helligkeit. Du kommst tiefer, wenn du das Rauschen minimierst, (nicht softwaremäßig, sondern statistisch, mit mehr Belichtungszeit) Hier gilt: 4-fache Belichtungszeit = halbes Rauschen.

Und in der Tat, wenn du eine Blende mehr Licht hast, dann musst du nur 75% belichten.

Viele Grüße

ralf

Hallo Ralf,

Zitat von 03sec

Das Wort Pixelgröße, oder korrekt ausgedrückt Sensor-Pixel-Größe, kommt in meinem Text bewusst nicht vor, um Andi nicht noch mehr zu verwirren. Die Kamera und deren Auflösung wird i.d.R. sinnvoll ans Teleskop angepasst, davon bin ich ausgegangen, ist für die oben genannten Aussagen auch nicht relevant.

das es hier um die Pixel des Sensors geht versteht sich ja wohl von selbst.

Bei DS Fotografie wird in der Regel das beugungsbegrenzte Auflösungsvermögen zugunsten kürzerer Belichtungszeiten bei weitem nicht genutzt.

Es ist daher irreführend zu sagen das die Pixelgröße an die Auflösung angepasst wird.

Es gibt zwar die Regel das sich auf dem Durchmesser des Beugungsscheibchens 2x2 Pixel verteilen sollen aber der Durchmesser des BS stellt nicht das beugungsbegrenzte Auflösungsvermögen dar.

Selbst Rayleigh ist der Radius aber es zählt hier Daves bzw. die Grenzfrequenz der MTF und die ist um Faktor 2,44 kleiner als der Durchmesser des BS.

Darauf müssen sich dann 2 Pixel verteilen um das volle Auflösungsvermögen nutzen zu können.

Das macht man aber nur bei hochauflösender Planetenfotografie.

Für DS würden bei so kleinen Pixeln die Belichtungszeiten aus dem Ruder laufen.

Deshalb arbeitet man hier mit deutlich größeren Pixeln und nimmt im Gegenzug die geringere Auflösung des Bildes in Kauf.

Für die Belichtungszeit entscheidend ist die Lichtmenge die auf einem Pixel ankommt.

Diese wird zum einen von der Lichtstärke der Optik also von der Blende bzw. Öffnungszahl bestimmt und zum anderen natürlich von der Fläche des Pixels.

Die Öffnung spielt hier keine Rolle!!!

Bei gegebener Öffnungszahl fällt auf ein doppelt so großes Pixel (Kantenläne) 4 mal so viel Licht weil es die 4 fache Fläche hat.

Du muss dann also nur 1/4 der Belichtungszeit aufwenden.

Im Gegenzug wird die Auflösung des Bildes natürlich halbiert.

Man tauscht also Belichtungszeit gegen Auflösung.

Das Prinzip nutzt man auch mit Binning.

Mit einem 2x2 Binning kann man die Belichtungszeit an der gleichen Optik auf 1/4 reduzieren.

Oder anders rum in der gleichen Zeit eine entsprechend größere Tiefe erreichen.

Zitat von 03sec

Ansonsten bitte ich dich, mal zu überlegen, warum die Profis möglichst große Spiegel haben wollen.

Ganz einfach weil sie einen großen Abbildungsmaßstab benötigen um eine entsprechend große Auflösung im Bild zu erhalten oder was glaubst du warum Hubble eine so große Brennweite hat.

Und eine große Brennweite erfordert nun mal auch eine große Öffnung, wenn noch eine einigermaßen brauchbare Lichtstärke also Öffnungszahl herauskommen soll.

Zitat von 03sec

Und selbstverständlich kommt ein 10"/5 tiefer als ein 6"/4, hast du schon mal etwas von den Visuellen gelesen?

Es geht hier um Fotografie!

Eine F5 Optik ist völlig egal welche Öffnung sie hat bei gleicher Pixelgröße immer langsamer, muss also länger belichten wie eine F4 Optik.

Warum das unabhängig von der Öffnung immer so ist habe ich anhand eines anderen Beispiels hier erst kürzlich ausführlich erklärt.

Zitat von 03sec

Ich denke, wir sollten an dieser Stelle unser beider Kommunikation abbrechen und Andi vielleicht möglichst sinnvolle Tipps geben.

Ich denke es ist wichtig das Andi hier die korrekten Zusammenhänge dargelegt werden.

Es ist daher eben auch wichtig das, wenn hier etwas Falsches verbreitet wird das dann auch korrigieret wird.

Und der Tipp mit der Pixelgröße oder dem Binning ist ja bestimmt auch sehr wertvoll für ihn.

Grüße Gerd

Hi,

Zitat von Gerd-2

Es gibt zwar die Regel das sich auf dem Durchmesser des Beugungsscheibchens 2x2 Pixel verteilen sollen aber der Durchmesser des BS stellt nicht das beugungsbegrenzte Auflösungsvermögen dar.

Statt Beugungsscheibchen sage ich lieber Seeingscheibchen. Die Lichtverteilung bei langen Belichtungen > 1sec ist auf der Erde (nicht beim Hubble) durch die 2-3arcsec Seeing limitiert.

Ich hab dazu mal eine kleine Tabelle gemacht.

Lustige Beobachtung am Rande. Alle Scopes mit gleicher N-Zahl haben das gleiche lineare Beugungsscheibchen. Ich find das cool, dass mein Skywatcher F4 (fast) das gleiche lineare Beugungsscheibchen hat wie der Mt Palomar Spiegel. (der hat F3.3)

Schon beim 10zoll F4 und typischem Pixel 3.76um ist das Seeingscheibchen (9.7um) ca. 3.6x so groß wie wie die Airydisk (2.7um). Das sagt auch, dass die Optik bei Photo-Scopes im Vergleich zu high-power visuell Beiobachtung grottenschlecht sein kann. Merke: Nie mit einem Astrographen auf Planetan gucken! Die Anpassung der Pixelgröße (Samplingtheorem) geht dagegen mit der Brennweite. Jedes Scope mit 1000mm Brennweite gibt bei 3.76um Pixeln in etwa gutes Sampling.

Russ Croman hat die selben Berechnungen online auf seiner Webseite.

MTF Analyzer – RC Astro

The Modulation Transfer Function (MTF) is a depiction of how much contrast is lost versus spatial frequency for a given optical system.

www.rc-astro.com

Clear Skies,

Gert

Zur Grundsatzdiskussion Einfluss Öffnung/Öffnungsverhältnis/Brennweite bei Deep Skyhabe ich einen neuen Thread eröffnet.

Hallo Gert,

Zitat von Gert

Statt Beugungsscheibchen sage ich lieber Seeingscheibchen. Die Lichtverteilung bei langen Belichtungen > 1sec ist auf der Erde (nicht beim Hubble) durch die 2-3arcsec Seeing limitiert.

Es gilt selbstverständlich das Prinzip vom schwächsten Glied in der Kette.

Sobald das FWHM größer als das BS ist verwendet man natürlich das aber das ist natürlich nicht prinzipiell so.

Man benötigt hier auch keine Computerberechnungen, die Zusammenhänge sind derart simpel das man das sogar im Kopf rechnen kann.

Durchmesser des BS in Bogensekunden = 276/ Öffnung Teleskop in mm.

Für 100mm Öffnung hat das BS also 2,76“ Durchmesser.

Auch in DE kann das FWHM für Langzeitbelichtungen durchaus auch mal deutlich kleiner als 2,76“ sein.

Und in diesen Fällen ist das Beugungsscheibchen der 100mm Optik größer und damit ist hier dann dieses als Bezug zu nehmen.

Zitat von Gert

Ich hab dazu mal eine kleine Tabelle gemacht.

Lustige Beobachtung am Rande. Alle Scopes mit gleicher N-Zahl haben das gleiche lineare Beugungsscheibchen. Ich find das cool, dass mein Skywatcher F4 (fast) das gleiche lineare Beugungsscheibchen hat wie der Mt Palomar Spiegel. (der hat F3.3)

Auch für diese Erkenntnis bedarf es keiner Computerberechnung und Tabelle.

Es genügt vollkommen, wenn man die Formel für die Größe des BS im Längenmaß kennt und die ist wirklich sehr simpel.

Durchmesser BS im Längenmaß = 2,44 x Lambda x F

Lambda……………. Wellenlänge

F ……………………Öffnungszahl

Du bezeichnest die Öffnungszahl mit N so wie es in DE früher üblich war.

International wird aber ein großes F verwendet.

Die Öffnungszahl F ist nicht zu verwechseln mit dem Kehrwert dem Öffnungsverhältnis /f

Für F4 und 550nm Wellenlänge hat das BS also einen Durchmesser von

2,44 x 0,55ym x4 = 5,368ym

Die 2,684ym die du in der Tabelle angibst sind der Radius (5,386/2 = 2,684) und nicht der Durchmesser!!!

Zitat von Gert

Schon beim 10zoll F4 und typischem Pixel 3.76um ist das Seeingscheibchen (9.7um) ca. 3.6x so groß wie wie die Airydisk (2.7um). Das sagt auch, dass die Optik bei Photo-Scopes im Vergleich zu high-power visuell Beiobachtung grottenschlecht sein kann.

Das BS bzw. die Airydisk ist bei F4 ja 5,4ym im Durchmesser groß.

Ein FWHM von 2“ wäre im Längenmaß für 1016mm Brennweite

tan 0,00056° x 1016mm = 0,00985mm = 9,85ym im Durchmesser.

Es wäre also „nur“ 9,85/5,4 = 1,8-mal so groß wie das BS.

Noch einfacher ist es aber hier im Winkelmaß zu arbeiten.

Durchmesser BS für 254mm Öffnung = 276/254 = 1,087“

Verhältnis BS zu FWHM = 2“/1,087" = 1,84.

Die kleine Diskrepanz ist der Rundung geschuldet.

Zitat von Gert

Die Anpassung der Pixelgröße (Samplingtheorem) geht dagegen mit der Brennweite. Jedes Scope mit 1000mm Brennweite gibt bei 3.76um Pixeln in etwa gutes Sampling.

1000mm Brennweite und 3,76ym Pixel ergeben einen Winkel von

arctan (0,00376mm/1000mm) = 0,77“ also einen Abbildungsmaßstab von 0,77“/Pixel.

Das FWHM muss also mit 1,54“ schon recht gut sein.

Aber du hast recht, es ist ein recht guter Abbildungsmaßstab/Pixel um hier in DE das für Langzeitbelichtungen Seeing limitiert maximal mögliche auszureizen.

Grüße Gerd

Zitat von Gerd-2

Mit einem 2x2 Binning kann man die Belichtungszeit an der gleichen Optik auf 1/4 reduzieren.

Bei den heutigen CMOS Chip Kameras wird jedes Pixel einzeln ausgelesen und verstärkt. Ein echtes Hardware Binning ist somit nicht möglich, sondern nur ein sog. "Software Binning". Ein 2x2 Software Binning bei der Aufnahme bringt genau das gleiche Ergebnis, wie wenn man das Bild nachträglich auf 50% Kantenlängen verkleinert. Wir sind uns hoffentlich einig, dass man damit keine Belichtungszeit einsparen kann. Ein echtes Hardware Pixel-Binning geht hingegen bei CCD Kameras. Diese sind jedoch aus dem Amateurbereich weitgehend verdrängt worden.

Zitat von Gerd-2

Ich denke es ist wichtig das Andi hier die korrekten Zusammenhänge dargelegt werden.

Es ist daher eben auch wichtig das, wenn hier etwas Falsches verbreitet wird das dann auch korrigieret wird.

Genau deswegen erlaube ich mir, wenigstens eine deiner falschen Aussagen zu korrigieren.

Zitat von Stathis

Bei den heutigen CMOS Chip Kameras wird jedes Pixel einzeln ausgelesen und verstärkt. Ein echtes Hardware Binning ist somit nicht möglich, sondern nur ein sog. "Software Binning". Ein 2x2 Software Binning bei der Aufnahme bringt genau das gleiche Ergebnis, wie wenn man das Bild nachträglich auf 50% Kantenlängen verkleinert. Wir sind uns hoffentlich einig, dass man damit keine Belichtungszeit einsparen kann. Ein echtes Hardware Pixel-Binning geht hingegen bei CCD Kameras. Diese sind jedoch aus dem Amateurbereich weitgehend verdrängt worden.

Genau deswegen erlaube ich mir, wenigstens eine deiner falschen Aussagen zu korrigieren.

Na da musstest du jetzt aber lange suchen um eine kleine Ungenauigkeit in meinen Aussagen zu finden.

Ja es geht hier um Hardware Binnig aber das macht meine Aussage bezüglich des Binnings ja nicht falsch.

Also behaupte nicht gleich du hättest einen Fehler gefunden.

Es ist lediglich eine kleine Ungenauigkeit in der Formulierung.

Grüße Gerd

Zitat von Gerd-2

Ja es geht hier um Hardware Binnig aber das macht meine Aussage bezüglich des Binnings ja nicht falsch.

Doch, die Aussage bleibt falsch. Das Hardware Binning am CCD Sensor verringert lediglich das Ausleserauschen, bei 2x2 Binning tritt es nur 1 mal statt 4 mal auf. Das Ausleserauschen ist jedoch im Normallfall (längere Belichtungszeit) nur ein ganz geringer Anteil des Rauschens. Auch mit 2x2 Hardware Binning kann man die Belichtungszeit nicht auf 1/4 verkürzen. Dafür musste ich auch nicht lange suchen, das fällt sofort ins Auge.

p.s. Sorry Andi, dass der Thread immer weiter von deiner ursprünglichen Frage abdriftet. Wie groß ist der Fangspiegel beim Epsilon 160? Daraus könnte man zusätzlich zu der Rechnung von Jürgen die effektive Öffnung und damit das effektive Öffnungsverhältnis berechnen.

Zitat von Stathis

Auch mit 2x2 Hardware Binning kann man die Belichtungszeit nicht auf 1/4 verkürzen. Dafür musste ich auch nicht lange suchen, das fällt sofort ins Auge.

Und wie kommst du darauf das es nicht so wäre?

Ich gehe davon aus das du dich hier irrst und sich das Verhältnis Sensorrauschen/ Nutzsignal mit 4 Facher Pixelfläche und damit bei konstanter Flächenhelligkeit also Öffnungszahl 4 mal größerem

Nutzsignal / Pixel auch dementsprechend verbessert.

Oder umgekehrt bei halber Pixelgröße und damit 1/4 der Fläche natürlich entsprechend verschlechtert.

Schön wäre es ja wenn du recht hättest denn dann könnte man ja auch bei der DS Fotografie mit einem Sampling arbeiten das man auch bei der hochauflösenden Planetenfotografie verwendet und so von der vollen Auflösung der Öffnung profitihren.

Leider ist dem aber nicht so und man ist gezwungen in der DS Fotografie mit Bezug zum beugungsbegrenzten Auflösungsvermögen in das Undersampling zu gehen und sich damit zugunsten eines besseren Signal / Rauschverhältnisses mit einer geringeren Auflösung im Bild zu begnügen.

Grüße Gerd

Wie ich darauf komme, habe ich im Nachbarthema Beitrag #3 unter Punkt 6+7 erläutert. Ähnliches versuchen dir Ralf und Tino zu erklären. Das Rauschen vom Himmelshintergrund und der Aufnahme selbst bleibt völlig unbeeindruckt vom Binning der Kamera.

Ich melde mich in diesem Thread nur noch, wenn es von Andi oder sonst wem etwas zum Ursprungsthema zu sagen gibt.

Zitat von Stathis

Wie ich darauf komme, habe ich im Nachbarthema Beitrag #3 unter Punkt 6+7 erläutert. Ähnliches versuchen dir Ralf und Tino zu erklären. Das Rauschen vom Himmelshintergrund und der Aufnahme selbst bleibt völlig unbeeindruckt vom Binning der Kamera.

Gegen Lichtverschmutzung hilft natürlich weder Binning noch eine größere Flächenhelligkeit also Öffnungszahl, ich habe nie etwas anderes behauptet.

Aber es hilft eine größere Öffnung oder eine längere Belichtungszeit genauso wenig dagegen.

Aber das behauptest du ja in deiner Begründung In Punkt 6.

Du sammelst so natürlich mehr Licht ein aber das Trifft auf das Streulicht genauso zu.

Am Verhältnis Streulicht/ Nutzsignal ändert das also alles nichts.

Am Ausleserauschen als Teil des Sensorrauschens ändert Binnig aber sehr wohl etwas wie du ja gerade eben selber noch zugegeben hattest.

Grüße Gerd

Hallo Gerd-2,

auch bei lichtverschmutztem Himmel profitiert das Bild von einer größeren Öffnung oder einer längeren Belichtungszeit. Während das Signal in jedem Einzelframe gleich bleibt, ist das Rauschen statistisch verteilt und mittelt sich immer mehr heraus (mit der Wurzel der Gesamtbelichtungszeit). Das Signal- zu Rausch- Verhältnis wird immer besser. Genau deswegen belichten wir doch viele viele Stunden.

Diese Effekte gehören zum 1x1 der Deep Sky Fotografie. Kurios, dass wir das hier überhaupt diskutieren müssen.

Hallo Stathis,

das was du beschreibst hat aber nichts mit dem Streulicht zu tun.

Selbstverständlich wird das Sensorrauschen mit längeren Belichtungszeiten exakt so wie von dir beschrieben statistisch über die Zeit rausgemittelt und so das S/R Verhältnis verbessert

Und ja das ist das einmal eins das du mir nicht erklärten musst.

Nur was soll das mit der Lichtverschmutzung zu tun haben?

Das „Falschlicht“ der Lichtverschmutzung wird durch die längere Belichtungszeit genauso aufsummiert wie das "Nutzlicht“.

Am Verhältnis „Falschlicht“ zu „Nutzlicht“ ändert sich garnichts.

Auch nicht durch statistisches Rausmitteln des Sensorrauschens.

Das durch längere Belichtungszeiten die Lichtverschmutzung gemindert wird ist mir noch nie untergekommen.

Nach meiner Erfahrung säuft das Bild bei starker Lichtverschmutzung mit zunehmender Belichtungszeit nur irgendwann ab weil die Pixel dann mit Falschlicht gesättigt sind und das verbessert die Situation nun wahrlich nicht.

Grüße Gerd

Hallo Gerd,

warum schaffen wir es dann bis zur 20. Größenklasse und darüber hinaus? Ein Einzelbild wäre nach wenigen Minuten völlig gesättigt.

Wir erhöhen den Kontrast im Bild. Strecken es. Dabei wird das Rauschen mitgestreckt, leider. Gegen Rauschen hilft ... ?

Deshalb kann man, wenn man es auf die Spitze treibt, am Tage Deep-Sky-Bilder machen und Protuberanzen auf der Sonne zeigen. Es ist sehr, sehr langwierig, aber alles eine Frage des Kontrastes.

VG ralf

Nachtrag:

Zitat von Gerd-2

Am Verhältnis „Falschlicht“ zu „Nutzlicht“ ändert sich garnichts.

Ein Zahlenbeispiel, das ich gerne blutigen Anfängern zeige, um das Stacken zu erklären:

Hintergrund hat den Wert 5. Objekt hat den Wert 6. Kein großer Unterschied, kaum zu erkennen, der Unterschied ist 1. Jetzt belichte ich 10 Bilder und addiere sie. Hintergrund hat 50, Objekt 60. Abstand zum Hintergrund ist jetzt 10. Nun schneide ich im Hintergrund 45 ab und er hat wie zuvor den Wert 5, das Signal aber 15.

VG ralf

Hallo Ralf,

Zitat von 03sec

Hintergrund hat den Wert 5. Objekt hat den Wert 6. Kein großer Unterschied, kaum zu erkennen, der Unterschied ist 1. Jetzt belichte ich 10 Bilder und addiere sie. Hintergrund hat 50, Objekt 60. Abstand zum Hintergrund ist jetzt 10. Nun schneide ich im Hintergrund 45 ab und er hat wie zuvor den Wert 5, das Signal aber 15.

ja das ist überzeugend.

Eine größere Lichtmenge/ Pixel ( Hintergrund + Signal ) ist also auch bei Lichtverschmutzung von Vorteil.

Das spricht also für große Pixel und hohe Flächenhelligkeit also kleine Öffnungszahl und lange Belichtungszeiten.

Die Öffnung taucht hier aber nicht auf, sondern die Öffnungszahl denn die Öffnungszahl bestimmt die Flächenhelligkeit und nicht die Öffnung.

Und die Flächenhelligkeit bestimmt wiederum wieviel Licht ein Pixel bestimmter Fläche trifft.

Und das wiederum summiert sich mit der Belichtungszeit auf.

Grüße Gerd

Hallo Gerd,

ich glaube, wir sind ganz nah dran. Du schreibst:

Zitat von Gerd-2

Die Öffnung taucht hier aber nicht auf, sondern die Öffnungszahl denn die Öffnungszahl bestimmt die Flächenhelligkeit und nicht die Öffnung.

Die Öffnungszahl ist dimensionslos. Deshalb ist sie bei einem 200/1000 Teleskop gleich wie bei einem 100/500 Teleskop, beide f/5. Das größere Teleskop fängt aber real mehr Photonen ein. Mehr Photonen ist immer gut, es verbessert das Signal zu Hintergrund/Rausch Verhältnis, s.o. Das wissen die Visuellen nur zu gut. Von denen sagt auch niemand, dass er mit f/4 mehr sieht, als mit f/6, denn die Wahl des Okulars sorgt dafür, dass möglichst alles Licht in deren Pupille fällt. Sehr wohl ist aber dort die Erfahrung vorhanden, dass man mit 8 Zoll den schwachen Nebel vlt. nicht sieht, aber ab 12 Zoll ist es möglich und bei 16" macht es Spaß. Jetzt nehmen wir das Oku raus und klemmen eine Kamera hinten dran. Hier gibt es jetzt, -ähnlich dem Okular-, ein sinnvolles Verhältnis zwischen Brennweite und Pixelgröße. Das Limit liegt so bei 2-3 Bogensekunden an Auflösung. Diese Grenze ist aber für beide Teleskope gleich. Also habe ich das eine Mal ein Detail, dass 2 Bogensekunden groß ist, dargestellt durch 100 Photonen, das andere Mal habe ich dasselbe Detail dargestellt mit 400 Photonen.

VG ralf

Hallo Ralf,

Zitat von 03sec

Die Öffnungszahl ist dimensionslos. Deshalb ist sie bei einem 200/1000 Teleskop gleich wie bei einem 100/500 Teleskop, beide f/5. Das größere Teleskop fängt aber real mehr Photonen ein.

bis hier hin sind wir einer Meinung.

Der Punkt ist aber das das größere Teleskop bei gleicher Öffnungszahl das Licht auf eine größere Fläche verteilt weil es dann auch eine größere Brennweite hat.

Und darum kommt auf einen Pixel gleicher Größe eben nicht mehr Licht an.

Dein Beispiel von vorhin ist sehr gut, darum erkläre ich dir das mal anhand deines Ansatzes.

Nehmen wir also an das bei Teleskop 100/500 das Licht das auf einen Pixel fällt für den Hintergrund den Wert 5 und für das Objekt den Wert 6 hat.

Was passiert bei Teleskop 200/1000 und der gleichen Pixelgröße.

Ja das 200mm Teleskop sammelt 4 mal so viel Licht soweit so gut aber es hat die doppelte Brennweite und verteilt dies im Fokus dann auf 2x2 also 4 Pixel.

Wie ist nun also der Wert der einzelnen Pixel.

Er ist eben nicht Hintergrund 20 Objekt 24 sondern bleibt bei Hintergrund 20/4Pixel = 5 Objekt 24/4Pixel = 6

Es hat sich also trotz der größeren Öffnung nichts an den Werten für ein einzelnes Pixel geändert.

Damit ergibt sich eben nicht der Effekt den du für eine längere Belichtungszeit sehr anschaulich in deinem Beispiel beschrieben hattest.

Nur mit 2x2 Binnig äh Hardware Binnig sonst schimpft der Stathis wieder käme es dann zu diesem Effekt da hier dann tatsächlich auch 4 mal mehr Licht auf das 4 mal so große Binning Pixel fällt.

Wir hätten mit 2x2 Binnig dann also tatsächlich Hintergrund Wert 4x5 = 20 und Objekt Wert 4x6= 24

Schneiden wir 15 ab dann hätten wir Hintergrund Wert 5 und Objekt Wert 9.

Binnig hat also den gleichen Effekt wie eine längere Belichtungszeit.

Bei einer größeren Öffnung ist das hingegen nicht so.

Fazit.

Eine größere Öffnung verändert bei gleicher Öffnungszahl und Pixelgröße nichts am Helligkeitsabstand Hintergrund zu Objekt.

Binnig oder größere Pixel aber sehr wohl.

Und eine kleinere Öffnungszahl bei gleicher Pixelgröße natürlich auch.

Entscheidend für die Tife ist also die Pixelgröße und die Öffnungszahl aber nicht die Öffnung.

Die Öffnung verbessert bei gleicher Öffnungszahl und Pixelgröße die Auflösung und deshalb ist hier eine größere Öffnung natürlich von Vorteil aber sie verbessert nicht die Tiefe.

Zitat von 03sec

Mehr Photonen ist immer gut, es verbessert das Signal zu Hintergrund/Rausch Verhältnis, s.o.

Das ist unbestritten nur das Entscheidende ist eben das auch mehr Photonen auf einen Pixel landen und das ist trotz größerer Öffnung bei gleicher Öffnungszahl und Pixelgröße eben leider nicht der Fall.

Zitat von 03sec

Das wissen die Visuellen nur zu gut. Von denen sagt auch niemand, dass er mit f/4 mehr sieht, als mit f/6, denn die Wahl des Okulars sorgt dafür, dass möglichst alles Licht in deren Pupille fällt.

Visuell kommt es natürlich nicht auf die Öffnungszahl an sondern auf die AP und auch visuell stellt man fest das die Bildhelligkeit mit kleinerer AP abnimmt.

Genau sie wie sie bei Foto mit steigender Öffnungszahl abnimmt.

Grüße Gerd