Einfluss Öffnung/Öffnungsverhältnis/Brennweite bei Deep Sky

  • Also erstens geht es hier um 4,46mm versus 24,1mm Öffnung.

    Informiere dich doch bitte mal über den Zusammenhang zwischen Öffnung, Brennweite und Öffnungszahl bzw. Blende.


    Und zweitens sage ich ja auch das man diesen Unterschied eben nicht sieht was beweist das eben doch die Flächenhelligkeit entscheidet.


    Nach der Anzahl der insgesamt detektierten Photonen Theorie müsste also ein enormer Helligkeitsunterschied von 29,1 zu 1 zwischen der Aufnahm mit der 135mm Brennweite und 24,1mm Öffnung und der Aufnahme mit der 25mm Brennweitre und 4,46mm Öffnung zu verzeichnen sein.


    Davon kann aber beim besten Willen keine Rede sein.


    Grüße Gerd

  • Hallo zusammen,


    würde hier gerne wieder mehr Sachlichkeit einkehren lassen. Auf die Gefahr hin, dass ich in dem langen Thread irgendetwas übersehen habe: Diejenigen, die sagen, dass die Öffnung mehr Einfluss auf die Flächenhelligkeit flächiger Objekte auf den Fotos habe als das Verhältnis zwischen Brennweite und Öffnung, mit welchem physikalischem Effekt begründet ihr das?


    Irgendwo weiter oben wurde das hier formuliert:


    "Da beim Teleskop die Öffnung die absolute Photonen Zahl bestimmt und die Brennweite die Fläche auf welche diese Photonen dann wieder bei einem flächigen Objekt verteilt werden bestimmt das Verhältnis von Öffnung zur Brennweite also das Öffnungsverhältnis die Anzahl der Photonen / Flächeneinheit.

    Und das ist nichts Anderes wie die Flächenhelligkeit."


    Angenommen, die Öffnung hätte bei der abgebildeten Flächenhelligkeit einen größeren Einfluss als das Öffnungsverhältnis, dann muss es einen physikalischen Grund dafür geben, der das oben genannte Verteilen auf größere Fläche (größeren Bildkreis) überwiegt. Welcher Effekt soll das eurer Ansicht sein?


    Clear skies


    Robin

  • Servus beinand,


    Sachlichkeit würde wirklich helfen und ich verstehe nicht, was die Eskalation soll.


    Ich sehe, dass zwei Objektive verglichen wurden:


    1.) f = 135 mm mit f/5,6 daraus folgt: D = 135mm / 5,6 = 24,1 mm

    2.) f = 25 mm mit f/5m6 daraus folgt: D = 25 mm / 5,6 = 4,46 mm


    Das Verhältnis der Öffnungen ist gleich dem Verhältnis der Brennweiten, da ja bei beiden das Öffnungsverhältnis ja gleich ist. Der Radius bzw. Durchmesser des einen ist also um den Faltor 5,4 größer, was bedeutet, dass die Öffnungsfläche um den Faktor 29 größer ist (5,4 hoch 2).


    Aber worum ging es denn eigentlich? Es wurde behauptet, dass es nur auf das Öffnungsverhältnis, nicht auf die Öffnung ankomme. Nun, das Öffnungsverhältnis ist bei beiden Objektiven gleich. Würde die Aussage also stimmen, müsstem, was die Tiefe der Aufnahme angeht, beide Fotos gleich sein.


    Sind sie aber nicht. Kann man sehen.


    Ich halte erstmal fest: Ralf hat sich die Mühe gemacht, einen Praxistest durchzuführen. Das kostet Zeit, das macht Mühe. Die Idee ist aber irgendwie genial mit der Küchenfolie. Und als Ergebnis kommt heraus, dass es einen Unterschied gibt. Soweit so gut.


    Bei Punktquellen ist das sofort zu erklären, aber die Objekte sind eben keine reinen Punkte. Darum geht es ja in der Diskussion. Warum erscheinen also manche flächigen Strukturen auch heller? Und nein, nicht um den Faktor 29, aber das hat ja auch niemand behauptet.


    Die Diskussion dreht sich immer nich im Kreis. Allgemein akzeptiert ist zumindest die rein geometrische Aussage, dass die Anzahl der Photonen von der Öffnung abhängt. Das Beugungsscheibchen auch, was die Winkelgröße angeht. Je mehr Öffnung, umso geringere Winkelgröße, umso kleiner also das Beugungsscheibchen. Es wurde m.E. immer wieder (was verwirrend klingen kann) die Größe (als Winkel) mit der Abbildungsgröße auf dem Chip verwechselt. Und die hängt von der Brennweite ab.


    Ich denke, soweit sind wir alle konform, denn das ist simple Geometrie.


    Daher auch die Aussage, dass sich bei gleichem Öffnungsverhältnis mit unterschiedlichen großen Öffnungen die Photonen, die die größere Öffung mehr sammelt, auf dem Chip auf einer ebenso größeren Fläche aufkommen, weshalb die Flächenhelligkeit gleich sein müsste. Sprich: die Brennweite bestimmt den Abbildungsmaßstab. Bei echten Punktquellen geht das nicht, da sie Punkte bleiben und nicht vergrößert werden können. Diese sind daher definitiv bei größerer Öffnung heller. Nur gibt es die nicht. Auch ein Beugungsscheibchen ist keine Punktquelle (und bei Langzeitbelichtung kommt das Seeing ja dazu). Sterne sind also auch kleine Scheibchen.


    Bis hier kein Grund zum Streiten, hoffe ich.


    Wenn nun die Erfahrungen aus der Praxis aber zeigen, dass es nicht so simpel ist, denn offenbar macht die Öffnung mehr aus, dann ist die Frage, warum. Und die ist interessant. Und wo ist denn hier Konfliktpotential vorhanden?


    Ich hätte statt vehementem Widespruch und heftigen Emotionen eher erwartet, dass Ralf gedankt wird für seine Mühe und dass man, ohne ihn noch dafür anzugreifen, das Ergebnis neutral bewertet. Die Aussage, dass gleiches Öffnungsverhältnis gleiche Flächenhelligkeit ergibt, wird durch den Praxistest erstmal hinterfragt. Und da gilt es, hinzusehen. Dass die Helligkeiten sich nicht um den Faktor 29 unterscheiden? Darum geht es nicht. Sie sollten sich gar nich tunterscheiden. Tun sie aber. Etwas definitiv. Und warum?


    Man müsste da, denke ich, deie Anfangsgedanken mit hinein nehmen. Flächige Objekte sind nicht homogen. Es gibt kleine Knoten (etc.). Hat Auiflösung und Kontrast doch auch was damit zu tun, wie das Bild wirkt? Also dass "Quasipunktobjekte" öffnungsabhängig heller sind, rein flächige es nicht wären, flächige aber auch aus unterschiedlich hellen Punkten bestehen? Also doch eine Frage der Auflösung, also Winkelgröße der Beugungsscheibchen?


    Man könnte anführen, dass Seeingeffekte bei Ralfs Test fehlen. Das ist aber keine Kritik an seinem Test. Im Gegenteil. Der Test ist erstmal ein Ergebnis ohne Seeing, also in Bezug auf Beugungsbegrenzung. Ist doch auch was...


    Gerd-2 – ich hatte bereits zweimal gefragt. Ich frage ein drittes Mal: welchen Praxisbezug hast du? Schreibst du rein aus der Theorie heraus oder fotografierst du selber? Hast du selber Beispielbilder zum Vergleichen? Oder hast du z.B. bei astrobin welche herausgesucht? Die Frage ist immer noch keine Kritik. Aber wenn du reiner Theoretiker sein solltest (wovon ich im Moment ausgehe), dann müsstest du doch selber fasziniert sein, wenn es Widersprüche gibt. Ich hoffe nur, dass du kein Dogmatiker bist, der Experimente nicht beachtet, wenn sie den eigenen Vorstellungen widersprechen...


    Ich bleibe dabei:; vielen Dank an Ralf für seine Mühe und das Zeigen der Bilder. Finde ich "total cool".


    Liebe Grüße,

    Christoph

    Mein Verein: Astronomische Gesellschaft Buchloe e.V.

    Meine Ausrüstung:

    Teleskope: 22" (560 mm)  f/3.5 Dobson (Martini / Oldham Optical)  –  Omegon Ritchey-Chretien Pro RC 203/1624; Montierung: iOptron CEM40G  –  Ferngläser (8 x 42, 20 x 60)

    Kamera: Canon EOS 6D Mark II (Vollformat, unmodifiziert); Kameraobjektiv: meist Canon EF-200 mm f/2.8 Teleobjektiv

  • Hallo


    Na vielleicht geht es auch ohne Rechner

    5mm Öffnung gegen 25...ist 5x Durchmesser, geht aber zum Quadrat, also 25x mehr Öffnung

    25x mehr Photonen ergibt Wurzel25 x weinger Rauschen, ei guck an , 5x weniger Rauschen, das Rauschen also proportional der Öffnung.

    So sah es auf den Testbildern auch aus, das könnte man auch mal nachmessen.


    Gruß Frank

  • 50 % von dem, was hier geschrieben wurde verstehe ich nicht , egal, ich stelle mir das so vor:


    Portrait im Dämmerlicht mit gleicher Kamera und einmal 1.2 / 50 mm Nikkor und einmal 2.8 /50mm Nikkor. Kein Blitz. Gleiche Brennweite, gleicher Film oder Chip.

    Die Frontlinse ist beim 1.2 entsprechend sehr viel größer als beim 2.8.

    Mit dem 1,2 er gelingt das Bild , mit 2.8 ist das Bild für die Tonne.


    Also gelingt das Bild weil die Frontlinse größer ist (Öffnung) und dadurch die Lichtstärke höher ist. Bei gleicher Brennweite.

  • Hallo Stefan,

    ich bin dir noch eine Antwort schuldig.

    Die Einzelbilder unterscheiden sich nicht grundsätzlich von den Stacks. Ein Stack bearbeitet ja noch nichts. Ein Bild habe ich zum besseren Vergleich gestreckt, das Original liegt daneben.


    Nimmt man das reine Lichtsammelvermögen, so kannst du mit einer Lupe die 10 cm Durchmesser hat, leichter ein Feuer anzünden als eine mit 1 cm Durchmesser, das meinte ich mit "auf einen einzigen Punkt" fokussiert. Die Brennweite der Lupe spielt dabei keine Rolle.


    Wir bilden aber ab, und zwar in einer Fläche. Eine 10 cm Lupe macht z.B. ein 2 cm großes Bild. Eine 1 cm Lupe macht auch ein Bild, und wenn diese Lupe das Licht im selbem Winkel sammelt (selbe F-Zahl), also ein Bild von 2 mm Größe macht, so hat sie das gleiche Öffnungsverhältnis.

    Die Flächenhelligkeit ist also gleich. (Bei meinem ersten Test war genau das nicht der Fall und das hatte mich gewundert und ich bin auf den Fehler gekommen).

    Bei gleicher Blende, also gleicher F-Zahl muss also die Flächenhelligkeit gleich sein.


    Hier kann ich dann gleich auch Robin antworten:


    Die Flächenhelligkeit ist gleich und trotzdem gibt es einen Unterschied, nämlich den Durchmesser der Optik. Der Durchmesser bestimmt, wie viele Photonen ins Teleskop fallen. Wird mein Bild von 100 Punkten dargestellt oder von 1000. Nähme man nur die reine geometrische Flächenhelligkeit, so wäre das egal. Wir aber haben Photonen, also einzelne "Punkte", die unser Bild machen. Tagsüber haben wir bei einer durchschnittlichen Kamera 400 000 000 000 Photonen für ein Bild zur Verfügung. (Anzahl Pixel mal Full-Well-Kapazität) Deshalb ist es vergleichsweise egal, wie lange wir belichten, oder wie groß die reale Öffnung ist.

    Nachts, bei einem 20 mag Himmel sind es aber nur noch 67 000 000 5 pro Sekunde, die überhaupt ankommen, das sind normalerweise weniger als 1 Einschläge pro Pixel pro Sekunde, das ist nicht gerade viel (zusätzliche Angabe : bei 10 " Öffnung). Da gibt es aber eine gewisse Streuung. Mal kommen 6 an, mal kommen 3 an, das ist eine relative Streuung um 50 %. Bei 30 000 Photonen hat sich dieses Verhältnis deutlich verringert. Ob 29 998 oder 30 001 macht da wenig Unterschied. Deshalb ist es bei Tageslichtfotografie nicht wichtig, und man kann mit dem Handy gute Bilder machen.

    Aber warum die "zusätzliche Angabe"? Bei einem 20" Teleskop kommen 4-mal mehr Photonen rein. In meinem Zahlenbeispiel sind das jetzt 20 im Schnitt, aber in der Streuung eben nur 18 zu 21. Das Bild rauscht weniger, dadurch sind schwächere Details zu sehen.

    Das zeigt auch mein Test.

    Um jetzt mehr Photonen zu sammeln kann man sie auch stärker bündeln. F-Zahl verkleinern. Das macht auch Sinn, ich bin gar nicht gegen schnelle Optiken und arbeite selbst bei f/3,3. Habe ich aber die Wahl eine fixe Optik statt f/8 auf f/4 zu bringen, indem ich einen 0,5 x Reducer verwende, oder eine doppelt so große Optik zu verwenden, dann ist die größere Optik im Vorteil, weil mehr Photonen gesammelt werden. Erinnerung: Zahlenbeispiel: 3 zu 6 und 18 zu 21.

    Diese Werte haben absolut nichts mit der Flächenhelligkeit zu tun. Sie stammen aus dem im Universum vorhanden Rauschen.

    Nun wird gerne zwischen Punktlichtquellen und flächigen Quellen unterschieden und ich bin wieder bei Stefan.

    Das ist für mich ein Nebenschauplatz, der mehr verwirrt als echte Information bringt. Bei sehr kurzer Brennweite kann man zwar die Photonen enger aneinander quetschen, das macht aber keinen Sinn mehr, da sowieso alle schon gezählt werden. Bei flächigen Objekten sieht das dann aber anders aus. Im Verhältnis werden Punktlichtquellen also größer dargestellt und flächige schwächer. Wir kennen das von WW-Aufnahmen, Sterne über Sterne in der Milchstraße, aber die Nebel sind erstaunlich schwach. Mit mehr Brennweite verändert sich das Verhältnis. Aber, wie gesagt, ein Nebenschauplatz.

    VG ralf

  • ... doppelte Öffnung und doppelte Brennweite- f/x bleibt gleich, für flächige Objekte ändert sich nichts, ...

    Hi Stefan,


    ich habe etwas Zweifel, ob das so korrekt ist.

    Wenn ein Nebeldetail beispielsweise auf 10 Pixeln dargestellt wird, dann sind das bei doppelter Öffnung und doppelter Brennweite 40 Pixel. Für dieses Nebeldetail gibt es also die 4fache Menge an Pixeln, das entspricht ja quasi der 4fachen Belichtung mit anschließenden Stacken der 4 Bilder. Das Signal-Rauschverhältnis sollte um den Faktor 2 besser werden und das Nebeldetail entsprechend besser dargestellt werden. Also ich denke schon, dass eine größere Öffnung auch bei flächigen Details und Nebeln hilft.


    Gruß Ronny

  • Hallo Robin,


    ja sehr schön, wenn es denn so einfach wäre.

    Hier wurde ja dann auf Sterngrenzgröße abgehoben und auch unter anderem ein Test 200 gegen 100 mm (Öffnung abblenden) vorgeschlagen. Geht es da um Flächenhelligkeit, eventuell weil selbstverständlich jede Abbildung eines Sterns durch ein Teleskop eben ein flächiges Beugungascheibchen erzeugt, man also allerhöchstens näherungsweise von einer Punktquelle sprechen kann?

    Für Punktquellen ist unstrittig, dass Öffnung zählt.

    Wie verhält sich das mit diesen eben nicht dimensionslosen Punkt, sondern flächigen Beugungsscheibchen den Teleskope liefern, für das Auge und für die Kamera.


    Das ist dann auch der Punkt, wo ich mit der Erfahrung glänzen kann, dass das unter definierten Bedungungen im Rahmen von sinnvoller Minimalvergrößerung und bei einer mir nicht mehr exakt bekannten freiäugigen Sterngrenzgröße von 5 Mag + irgendwas in der Polarisregion 0,2 Mag ausmacht und im Bereich der sinnvollen Maximalvergrößerung, also unter Ausnutzung des Auflösungsvermögens ein Vielfaches davon.

    Ich habe das tatsächlich mal, aus völlig anderer Motivation heraus, als Test durchgezogen, wer hat das schon?


    Okay, das in die Diskussion zu werfen war nicht erwünscht.

    Dann kamen Fotos, ebenfalls bei Weitem nicht an der Auflöszungsgrenze der Objektive oder Teleskope, die waren auch nicht recht und letztlich fiel dann auf, dass die kleine Öffnung in einem dichten Sternfeld ganz offensichtlich das Problem aufwarf, dass man einzelne Sterne nicht zählen konnte, da sie sich überlagerten. Die größere Öffnung zeigte bei gleichem Öffnungsverhältnis das Problem nicht (bzw genau genommen viel später).

    Da wurde dann ein ärmeres Sternfeld vorgeschlafgen um Beweis für die Doiminanz des Öffnungsverhältnisses gegenüber der Öffnung führen zu können.

    Okay so weit, meinetwegen, aber was habe ich praktisch von einer hellen Fläche ohne oder mit wenigen für meine Augen direkt oder im Bild oder auf dem Monitor detektierbaren Sternen, wenn doch mit mehr Öffnung deutlich mehr Einzelsterne holen kann. Sollen wir helle Flächen darstellen, wo wir Sterne haben könnten? Warum?


    Wenn ich, gemäß der Threadüberschrift, den Einfluss der Öffnung auf die Abbildung beschreiben soll, dann muss ich das größere Auflösungsvermögen der größeren Öffnung mit beschreiben und kann mich nicht nach absolut nachrangigen Vorgaben richten, die das nicht zulassen.


    Gruß

    Günther

    Jeder macht sich die Probleme die er haben möchte,

    sei es um sie zu lösen oder um sie zu pflegen.

    Einmal editiert, zuletzt von Cateye ()

  • Hallo Christoph


    ich hatte bereits zweimal gefragt. Ich frage ein drittes Mal: welchen Praxisbezug hast du? Schreibst du rein aus der Theorie heraus oder fotografierst du selber?


    Ja du hattest bereits mehrmals versucht meine Aussagen mit dem Hinweis auf mangelnden Praxisbezug zu diskreditieren.

    Ich bin aber kein Anfänger bei Foto wie du es gerne hinstellen möchtest.

    Ich habe seit vielen Jahren eine Nikon D7100 und bin damit aber vorwiegend terrestrisch unterwegs, Astro nur mit kleiner Brennweite in Verbindung mit Landschaft weil mich solche Fotos faszinieren, gerne auch bei Mondlicht das die Landschaft erhellt.

    Reine DS Aufnahmen machte ich aber nicht, schon gar nicht mit dem ganzen Zirkus der heute so dazugehört.

    Dafür mache ich Planetenfotografie.

    Aber wenn du reiner Theoretiker sein solltest (wovon ich im Moment ausgehe), dann müsstest du doch selber fasziniert sein, wenn es Widersprüche gibt. Ich hoffe nur, dass du kein Dogmatiker bist, der Experimente nicht beachtet, wenn sie den eigenen Vorstellungen widersprechen...


    Vielleicht hast du es ja überlesen aber ich habe klipp und klar gesagt das auch ich bei den Aufnahmen von Ralf trotz gleicher Flächenhelligkeit einen spürbaren Unterschied sehe.

    Nun wäre unvoreingenommen zu klären woran das liegen könnte.

    Das habe ich getan und eine plausible Begründung geliefert.



    Es wäre natürlich auch nötig das man unvoreingenommen und frei von Dogmen sich mit dieser Begründung einmal auseinandersezt.

    Leider ist das Dogma von der alles entscheidenden absoluten Photonen Zahl bei einigen derart verankert das sie keine andere Erklärung für den von Ralf gezeigten Unterschied zischen den Öffnungen dulden.

    Das war früher beim Streit zwischen dem Geozentrischen und dem Heliozentrischem Weltbild ähnlich.

    Eine Beobachtung und 2 Erklärungen dafür aber nur eine ist richtig.


    Also warum diskutieren wird nicht mal über die von mir vorgebrachte Erklärung mit der MFT welche es eben auch bei einer Abtastung gibt.

    Ich habe die Verbesserung der MTF mit steigender Abtastrate und des damit verbundenen höheren Auflösungsvermögens übriges hier mit Fotos eines Siemenstern dokumentiert.


    Auflösungsvermögen und Sampling
    Hallo, da gerade heftig über das sinnvollste bzw. nötige Verhältnis von Pixelgröße und Öffnungszahl diskutiert wird und sich da auf theoretischer Basis nur…
    forum.astronomie.de


    Die Öffnung liegt hier unverändert immer bei 2,9mm, nur die Brennweite und damit die Öffnungszahl wurden verändert.

    Die Belichtungszeit musste ich übrigens entsprechend der Blende anpassen.

    Das sollte nach der Öffnungstheorie ja nicht nötig sein denn es werden ja immer exakt gleich viele Photonen von der immer gleichen 2,9mm Öffnung gesammelt.

    Meine praktische Erfahrung ist aber das ich mit steigender Öffnungszahl (Blendenzahl) wesentlich länger belichten muss und ich denke mal da bin ich nicht der Einzige.


    Aber zurück zur MTF der Abtastung.

    Die Grenzfrequenz einer MTF ist dann erreicht wenn der Kontrast verloren geht.

    Das kann am Siemensstern ja hervorragend anhand des Radius bis zudem man die „Strahlen“ noch differenzieren kann ermitteln.

    Wie unschwer zu erkennen ist verkleinert sich dieser Radius mit steigender Brennweite aber immer gleicher Öffnung.

    An der Beugung und damit der Öffnung kann es also nicht liegen.


    Wie du sieht habe auch ich meine praktischen Erfahrungen und die von mir als Erklärung für den von Ralf gezeigten Effekt durch die Verbesserung der MTF der Abtastung beruht auf so einer ganz praktischen Erfahrung und nicht nur auf Theorie.


    Grüße Gerd

  • Das Verhältnis der Öffnungen ist gleich dem Verhältnis der Brennweiten, da ja bei beiden das Öffnungsverhältnis ja gleich ist. Der Radius bzw. Durchmesser des einen ist also um den Faltor 5,4 größer, was bedeutet, dass die Öffnungsfläche um den Faktor 29 größer ist (5,4 hoch 2).

    Ach ja, noch mal danke für das klarstellen das Ralf Unsinn erzählt hatte.


    Echt jetzt ? Vorne kommen 5-mal so viele Photonen rein und auf dem Chip sind es 29-mal so viele.


    Nein, nur, wenn alles Licht auf einen Punkt fallen würde.(und dann auch nur 5 und nicht 29)


    Grüße Gerd

  • Hallo,

    Mein Gedankenexperiment und Zahlenbeispiel in Beitrag 157 funktioniert so nicht, da ich nur mit ganzen Zahlen gerechnet habe, vergesst es. Ganze Zahlen wären zwar richtig, da es keine halben Photonen gibt, aber so einfach ist das glaube ich nicht. Möglicherweise liegt hier sogar der Grund, warum die Bilder mit mehr Öffnung besser geworden sind.

    Und tatsächlich, habe ich den Unterschied in der Öffnung der beiden Objektive falsch gerechnet.

    VG ralf

  • Hallo


    Was den eigentlich für eine Punktlichtquelle?

    Es ist doch eigentlich so das alles was wir astronomisch beobachten wesentlich größer ist als die Teleskopöffnung, Sterne nicht auch flächig zu sehen ist wohl nur der mangelnden Auflösung der Teleskope geschuldet. Sogesehen ist die Indoor Simulation fragwürdig.


    Gruß Frank

  • Sterne nicht auch flächig zu sehen ist wohl nur der mangelnden Auflösung der Teleskope geschuldet.

    Ich weiß nicht, ob ich dich richtig verstanden habe. Sterne sind groß, aber weit weg. So weit, dass wir sie nicht als Fläche auflösen können. Dieses "Licht ohne Durchmesser" fällt durch die Atmosphäre und wird gestreut und gebeugt und verzerrt. In der Optik wird aus jedem Punkt ein Beugungsmuster. Airyscheibchen und Beugungsringe, also addieren sich Seeing und Beugungsscheibchen zu einem "Matsch". Haben wir eine sehr kurze Brennweite, so ist der Matsch egal, alles fällt auf einen Sensorpixel. Bei längerer Brennweite werden entweder z.B. 4 oder 9 oder 16 Sensorelemente belichtet. Hier gibt es also einen Unterschied beim Sampling oder Seeing. Ist das besser, so sehen wir mehr, weil es heller ist, mehr Licht auf weniger Pixel verteilt. Diese Situation ist der Normalfall. Je nach Pixelgröße und Rahmenbedingungen ist das ab 1 m Brennweite auf jeden fall so. das sagte Stathis auch anfangs. Ich selbst sehe Seeingeinflüsse am 200 mm, da ich gute Bedingungen habe und eine sehr kleinpixelige Kamera. Eine flächige Struktur kann definiert werden durch unendlich viele Punktlichtquellen nebeneinander, da gibt es im Grunde auch keinen Unterschied. Wenn jetzt das Sampling so knapp wird, dass das flächige Objekt kleiner wird, das punktförmige auf einem Pixel aber seine Größe beibehält, weil es egal ist, ob die Photonen rechts oder links einschlagen, dann ist das relevant.

    VG ralf

  • Ja du hattest bereits mehrmals versucht meine Aussagen mit dem Hinweis auf mangelnden Praxisbezug zu diskreditieren.

    Ich bin aber kein Anfänger bei Foto wie du es gerne hinstellen möchtest.

    Servus Gerd,


    hier muss ich dir widersprechen. Nein, ich habe nirgends versucht, deine Aussagen wegen mangelnden Praxisbezugs zu diskreditieren. Ich habe dich auch nicht als Anfänger hinstellen wollen.


    Ich habe mehrfach quasi als Disclaimer angemerkt, dass die Frage keine Kritik sein soll. Ich finde es aber schon interessant, ob die Argumente aus der (reinen) Theorie stammen oder auf Prxisbezug basieren. Ich habe beispielsweise auch von meiner Praxis als visuellem Beobachter "berichtet", um daraus Schlüsse zu ziehen. Andere wie z.B. Ralf sind Spitzenfotografen. Das heißt nicht, dass man deshalb per se recht haben muss. Dennoch ist für mich eine Praxiserfahrung, dass Öffnung schon zählt, auch bei gleichem Öffnungsverhältnis, von jemandem, der ein Könner in Sachen Astrofografie ist, erstmal ein Pfund. Würde ein anderer Fotograf dem widersprechen und von seiner Praxis berichten, die was anderes zeigt, wäre das auch interessant. Und wenn du noch dazu sehr emotional deien Standpunkt vertrittst, noch dazu bei einem Thema, das auch und gerade Praxisbezug hat, dann finde ich die Nachfrage völlig legitim.


    Du hast ziemlich fordernd – nach meiner Wahrnehmung – von mir bestimmte Fotos verlangt, nachdem ich ein Beispiel gebracht habe. Ein Beispiel aus meiner Praxis. Es kam aber kein Gegenbeispiel aus deiner Praxis. Aber du hast gefordert.


    Würdest du zum Beispiel komplett auf der reinen Theoriebasis ohne jeden Praxisbezug diskutieren, wäre auch das völlig o.k. und völlig legitim. Beide Seiten sind wichtig. Wenn aber Theorie und Beobachtung Diskrepanzen aufweisen, ist die gängige Methode, die Theorie zu hinterfragen, anstatt die Beobachtung anzugreifen. Ich habe dein längeres Posting an mich noch nicht ganz durchgelesen (Zeitproblem meinerseits, bald wird es ruhiger), aber der Vorwurf war so deutlich, dass ich darauf als erstes reagieren möchte.


    Dein Nachsatz im zweiten Posting, wo du dich bei mir bedankst, dass ich klarstelle, dass Ralf "Unsinn" geschrieben hätte, ist genau so ein Beispiel, weshalb das Diskutieren mit dir dann wenig bis kaum noch Freude macht. Ich habe nirgends geschrieben, dass Ralf Unsinn schreibt. Ich habe nur wertneutral die Objektive nochmal beschrieben und Öffnung und Öffnungsfläche angegeben. Ich würde nicht sagen, dass jemand Unsinn schreibt, nur weil man irgendwo sich verrechnet, vertippt oder sonstwie einen Fehler gemacht hat. Wir diskutieren hier in einem Diskussionsforum. Wir wollen doch alle voneinander profitieren und uns nicht gegenseitig angreifen. Vokabular wie "Unsinn", weiter vorne "beratungsresistent" oder Vorwürfe, ich wolle dich diskreditieren (etc.) sind keine Umgangsform, mit der man eine echte Diskussion am Laufen hält. Dabei wird sie jetzt doch gerade spannend.


    Es geht nicht darum, hier irgendeine Diskussion zu gewinnen, sondern darum, dass jeder, der möchte, an Erkenntnis gewinnt. Ich bitte dich daher, gemäßigter und nicht so unterstellend und angreifend zu diskutieren. Ein Dankeschön an Ralf für seinen Aufwand und das Zeigen der Bilder wäre zum Beispiel meines Erachtens hilfreicher gewesen, Du forderst erst vergleichbare Bilder ein, die du selber nicht lieferst. Dann macht jemand das und die Folge ist Streit und das Blockieren deiner Person. In meinen Augen völlig unnötig. Aber das musst du wissen.


    Leider ist das Dogma von der alles entscheidenden absoluten Photonen Zahl bei einigen derart verankert das sie keine andere Erklärung für den von Ralf gezeigten Unterschied zischen den Öffnungen dulden.

    Das war früher beim Streit zwischen dem Geozentrischen und dem Heliozentrischem Weltbild ähnlich.

    Eine Beobachtung und 2 Erklärungen dafür aber nur eine ist richtig.

    Harter Tobak. Auf den ersten zitierten Satz einzugehen, würde wohl zu weit führen, denn der ist auch erstmal eine reine Unterstellung gegenüber diversen nicht benannten Foristi. Der Vergleich dieser Diskussion mit einem epochalen Streit zwischen Geozentr. und Heliozenr. Weltbild, bei dem Macht, Politik und Religion mit reingespielt haben, ist aber doch sowas von hinkend. Klingt aber sehr mächtig als Argument. Nur prallen hier in diesem Thread keine Weltbilder aufeinander.

    Und wenn es für eine Beobachtung zwei Erklärungen gibt, dann entscheidet keine Einzelperson, welche "richtig" ist, sondern die gesamte "Community", welche plausibler ist. Das ist ein Prozess. Jede Theorie wird weiter Anhänger haben, aber die plausiblere wird sich mit der Zeit durchsetzen. Das passiert nicht über eine Einzelperson, die die eine Theorie heftig vertritt. Wenn, dann sollte die Theorie von der Person anhand von Argumenten ohne Unterstellungen oder Maßregelungen erfolgen. Die bessere Erklärung wird sich durchsetzen. Welche aber "richtig" ist, wird man nie klären können. Jede heute anerkannte Theorie kann auf den ersten Blick passen, aber dann doch durch eine andere, bessere ersetzt werden (Beispiel Newton-Mechanik vs. Relativitätstheorie).


    Wenn du also entscheiden wilst, welche Erklärung richtig ist, dann wären reine Argumente der beste Weg.


    Es erscheint ja eben so simpel. Größere Öffnung heißt, mehr Photonen (unstrittig), kleinere Beugungsscheibchen (auf den Winkel bezogen) und die Brennweite bestimmt den Abbildungsmaßstab auf dem Chip. Das haben wir alle hier im Thread zigmal durchgekaut. Demnach verteilt sich bei mehr Brennweite und gleicher Öffnung das Licht auf mehr Fläche bei flächigen Objekten. Du hast es mit Wassereimerchen erklärt. Und das ist doch völlig unstrittig und pure Geometrie (abgesehen von Obstruktion, die die Photonenzahl etwas verringert, aber die Auflösung nicht ändert, sondern den Kontrast). Und trotzdem (!) erscheint es (bewusst nicht "ist es" geschrieben), dass bei gleichem Öffnungsverhältnis, wo sich die Effekte bei gleichem Chip, gleichen Pixeln, ausgleichen müssten, mehr Öffnung mehr liefert. Man würde mathematisch sagen, dass die Anzahl der Photonen und die Fläche, auf denen das Bild abgebildet wird, sich rauskürzen. Das ist ja das Hauptargument.


    Und trotzdem gibt es Unterschiede. Das zeigt die Praxis.


    Also lass und genau das friedlich diskutieren und lasse dir Unterstellungen. Vielleicht schafft der Thread ja eine adventliche Besinnlichkeit und ein Bisserl Weihnachtsfrieden.


    Liebe Grüße,

    Christoph

    Mein Verein: Astronomische Gesellschaft Buchloe e.V.

    Meine Ausrüstung:

    Teleskope: 22" (560 mm)  f/3.5 Dobson (Martini / Oldham Optical)  –  Omegon Ritchey-Chretien Pro RC 203/1624; Montierung: iOptron CEM40G  –  Ferngläser (8 x 42, 20 x 60)

    Kamera: Canon EOS 6D Mark II (Vollformat, unmodifiziert); Kameraobjektiv: meist Canon EF-200 mm f/2.8 Teleobjektiv

  • Servus Rony,

    ich habe etwas Zweifel, ob das so korrekt ist.

    Wenn ein Nebeldetail beispielsweise auf 10 Pixeln dargestellt wird, dann sind das bei doppelter Öffnung und doppelter Brennweite 40 Pixel. Für dieses Nebeldetail gibt es also die 4fache Menge an Pixeln, das entspricht ja quasi der 4fachen Belichtung mit anschließenden Stacken der 4 Bilder. Das Signal-Rauschverhältnis sollte um den Faktor 2 besser werden und das Nebeldetail entsprechend besser dargestellt werden. Also ich denke schon, dass eine größere Öffnung auch bei flächigen Details und Nebeln hilft.

    Die 40 Pixel werden Das einfallende Licht wird ja aber  auf die 4-fache Fläche verteilt und damit ändert sich pro Pixel nichts an der Größe des Nutzsignals, also nichts mit "das entspricht ja quasi der 4fachen Belichtung"


    Nachtrag: Den ersten Saft verbessert, das war falsch ausgedückt. Und würdest du nur die Öffnung verdoppeln, als z.B. aus einem f/8 ein f/4 machen, dann würde die 4-fache Menge an Licht auf die gleichen 10 Pixel fallen und damit wäre die Flächenhelligkeit um Faktor 4 größer



    Servus Ralf,

    .... und so sehen 15623 mm² aus.

    Das mit der Öffnung hast du ja schon bemerkt, bei der hier nochmals zitierten Satz von dir wollte ich nur noch drauf hinweisen, die Zahl von Gerd wurde von dem Onlinerechner kopiert und der zeigt das Komma als Punkt und daher sind es 15,623mm² :)


    Gruß Stefan

  • Ich würde nicht sagen, dass jemand Unsinn schreibt, nur weil man irgendwo sich verrechnet, vertippt oder sonstwie einen Fehler gemacht hat. Wir diskutieren hier in einem Diskussionsforum. Wir wollen doch alle voneinander profitieren und uns nicht gegenseitig angreifen. Vokabular wie "Unsinn", weiter vorne "beratungsresistent" oder Vorwürfe, ich wolle dich diskreditieren (etc.) sind keine Umgangsform, mit der man eine echte Diskussion am Laufen hält. Dabei wird sie jetzt doch gerade spannend.

    Das man sich mal vertut ist natürlich kein Ding.

    Zum Problem wird es nur wenn man selber falsch liegt aber den Anderen der das richtige Ergebnis hatte als doof hinstellt.

    Der gesamte Beitrag 132 von Ralf war in einem extrem herablassenden und verunglimpfenden Ton mir gegenüber.

    Da kam kein höfliches ich komme aber zu einem Anderen Ergebnis sondern da wurde mit der Bemerkung wie bitte ein richtiges Ergebnis so hingestellt als wenn man zu doof ist die Kreisfläche zu berechnen bzw. ich hatte das Flächenverehältnis genauso wie du einfach über das Quadrat des Verhältnisses der beiden Öffnungen ermittelt.


    Auch der ganze Rest des Beitrags von Ralf war gespickt Verdrehungen meiner Aussagen.

    Dann zeigt man sich erstaunst das ich schon mal etwas von der MTF gehört habe und unterstellt mir ich hätte sie nicht verstanden.

    Aber das scheint ja alles ok für dich denn da kam kein einziges Wort der Kritik an Ralf von dir.

    Nur mir hältst du eine ellenlange Predigt und erwartest auch noch das ich mich bei Ralf bedanke, sag mal geht’s noch? Er mag gute Fotos machen aber benehmen kann er sich nicht.

    Und wer in der Praxis eine Beobachtung gemacht hat muss die physikalischen Hintergründe deswegen noch langen nicht verstanden haben.


    Also lass und genau das friedlich diskutieren und lasse dir Unterstellungen. Vielleicht schafft der Thread ja eine adventliche Besinnlichkeit und ein Bisserl Weihnachtsfrieden.


    Ja das wäre angebracht aber leider kam von dir kein einziges Wort zu der von mir gebrachten Erklärung mit der MTF.

    Stattdessen nur Maßregelungen und ein einseitiges schlecht machen meiner Person.

    Und dein doch recht Oberlehrer hafter Ton mit gegenüber ist auch nicht gerade besonders höflich.

    Ich denke solche OT Beiträge können wir uns hier schenken sollten lieber wieder zum Thema kommen.


    Also wie ist das nun mit meiner Erklärung mit der MTF der Abtastung??????


    Grüße Gerd

  • Hallo zusammen,

    also, ich habe eben nochmal das Experiment wiederholt, und zwar bei voller Beleuchtung.

    Ich erspare euch die Bilder, denn sie sehen, wie zu erwarten war, was die Tiefe angeht, absolut gleich aus.

    Das bedeutet, wenn man das Experiment nicht an sich infrage stellt, dass offensichtlich nur die Anzahl der Photonen dafür verantwortlich ist, dass es bei Dunkelheit zwischen beiden Objektiven eine Differenz gibt, bei Tageslicht aber nicht. Andere Parameter habe ich ja nicht verändert. Rein geometrisch sollte das aber nicht der Fall sein. Der Unterschied kann also nur in der Quantelung der Photonen liegen. Sie sind Punkte, keine Flächen. Bildlich gesprochen könnte man auch sagen, dass es dem Photon egal ist, ob es durch ein f/4 oder ein f/8 System fällt. Es wird nicht heller oder dunkler. Und hier vermute ich die Ursache. Vielleicht hat es wirklich irgendwo damit zu tun, dass nur ganze Photonen gezählt werden können und nicht halbe oder drittel. Rundungseffekte eben.

    Und ich habe mich oben nicht nur einmal verrechnet. Die Anzahl der Photonen bei einem 20 mag Himmel oder Sternchen, beträgt nicht pro Sensorpixel 5 Stk. pro Sekunde, sondern für das ganze 10 " Teleskop. (Der Wert ist aber nur grob überschlagen). Ein Stern wird klassischerweise (kein Undersampling) aber von vielen Sensorpixeln abgebildet, das ist verdammt wenig pro Pixel.

    VG ralf

  • Das bedeutet, wenn man das Experiment nicht an sich infrage stellt, dass offensichtlich nur die Anzahl der Photonen dafür verantwortlich ist, dass es bei Dunkelheit zwischen beiden Objektiven eine Differenz gibt, bei Tageslicht aber nicht. Andere Parameter habe ich ja nicht verändert. Rein geometrisch sollte das aber nicht der Fall sein. Der Unterschied kann also nur in der Quantelung der Photonen liegen.

    Hallo Ralf,


    die Quantelung der Photonen zeigt ihre Effekte bei Tageslicht ganz genauso, nur ist es ein Unterschied für unser Hirn, ob wir ein Signal mit einem S/N von 100 oder 1000 vergleichen, oder eines von 1 und 10. Im ersten Fall schwankt das Signal um ein Prozent oder 1 Promill, im zwieiten Fall ist es mal da oder nicht da. Dazu kommt noich ein weiterer Effekt: Stell Dir ein einzelnes Pixel vor, dessen Signal über die Zeit gemittelt nur einen Bruchteil höher als das Rauschen der Umgebung liegt. Das wirst du im Einzelbild nicht erkennen, wohl aber beim Betrachten eines Zeitrafferfilms über eine Sequenz dieser Aufnahmen. Wie beim verrauschten Video früher, das Hirn kann gleichmäßiges Flimmern ganz gut ausblenden. Oder auch räumlich betrachtet: Stell dir ausgedehntes Objekt vor, einen Kreis z.B. In einem Querschnitt durchs Bild würdest Du nichts sehen, aber auf der großen Struktur des Gesamtbilds kannst Du das Objekt wahrnehmen.

    Bilder visuell mit unterscheidlichem Abbildungsmasstab zu vergleichen ist aber auch an sich schwierig. Wie wird die für den Vergleich benötigte Größenänderung berechnet, durch Weglassen, durch Interpolation oder durch mathematisches Binning usw. , all das hat Einfluß aufs S/N. Bei gleicher Flächenhelligkeit erwarten wir das gleiche S/N pro Pixel, aber bei hoher Brennweite habe ich mehr Pixel mit gleichem S/N für denselben Himmelausschnitt. Die Frage ist, ob das alleine nicht schon für einen besseren Bildeindruck reicht.

    In einem ersten Schritt hätte man vielleicht Intensität und S/N aus deinen Bildern (bzw. den dann benötigten Bildpaaren ) berechnen müssen, um die gleiche Flächenhelligkeit nachzuweisen.

    Das würde auch einen weitere mögliche systematische Fehlerquelle ausschließen: Beim dem kleinen Objektiv ist der Blendendurchmesser so klein, dass geringe mechanische Fehler bei der Blendeneinstellung schon ordentlich zuschlagen könnten, zumal die Angaben sich meist auf Unendlich-Einstellung beziehen.

    Das sind noch viele Fragen offen.


    Grüße

    Norbert

  • Hallo Norbert,

    ja, wahrscheinlich hast du recht. Meinen Vergleich würde ich auch nicht als echtes Experiment bezeichnen.

    Dass eine größere Optik ein besseres Bild liefert, steht ja außer Frage. Die Frage war ja, ist es das Lichtsammelvermögen, also das Mehr an Photonen (was ich hier zeigen wollte) oder die sich daraus ergebende Brennweite.

    Ich könnte auch mit einer Optik 4-mal so lange belichten, was einer Verdoppelung der Öffnung entspräche und die Antwort wäre klar.

    Viele Grüße

    ralf

  • Nachtrag:

    Ich habe mal in MaximDL synthetisch ein Bild mit 100ADU und 5 ADU noise , gaussverteilt, erzeugt. Einmal mit 64x64 pixeln (links) , und einmal mit 512x512 (ganz rechts) . Dann habe ich für die 64x64 das Display 8 fach gezoomt, alternativ zum Zoom mit der Funktion "Größe veränderen" auf 8 fach aufgeblasen, und die entstanden 512 Pixel wieder mit 100% dargestellt. Ein flächiges Objekt hätte auf allen drei Bildern jetzt dieselbe Größe in der Darstellung bzw. der dargestellte Himmelsausschnitt in grad wäre gleich groß. Die Rauschamplitude linlks und rechts ist natürlich immer noch dieselbe, beim extrapolierten Bild sogar etwas geringer. Allerdings ist die räumliche Struktur des Rauschens jetzt viel gröber. Nur mal zum Nachddenken, was es bedeutet, wenn wir Bilder vergrößern oder verkleinern bei diesen Vergleichen....

  • Servus Ralf,

    Der Unterschied kann also nur in der Quantelung der Photonen liegen. Sie sind Punkte, keine Flächen. Bildlich gesprochen könnte man auch sagen, dass es dem Photon egal ist, ob es durch ein f/4 oder ein f/8 System fällt. Es wird nicht heller oder dunkler.

    Was soll sich durch das Hinzufügen bezüglich Quantelung der Photon denn ändern? Photonen sind Lichtquanten und die transportieren eine betimmte Menge Energie.


    Der Strahlengang in einer f/4 Optik und in einer mit f/8 ist doch eindeutig und damit die Verteilung des einfallenden Lichts über die Fläche. Das funktioniert so am Tag und in der Nacht, gilt für visuelle Nutzung eines Teleskops und ebenso wenn ich mit einer Optik Tageslichtfotografie betreibe.


    Wieso sollen diese pyhisikalischen bekannten Gegebenheiten dann plötzlich für Astrotografie nicht mehr gelten?


    Gruß Stefan

  • Hallo Stefan,

    du kennst doch bei der Astrofotografie die Bit-Tiefe. Bei 8 Bit hast du 256 Graustufen, bei 16 Bit x-tausend. Unbearbeitet als Einzelbild sehen beide gleich aus, denn unsere Augen können nur etwa 200 Graustufen unterscheiden. Streckt man beide Bilder aber, so werden bei 8 Bit schnell "Treppchen" sichtbar. Die Ursache ist ein Rundungsfehler, denn zwei Sensorpixel mit z.B. 12345 Photonen und einer mit 12350 werden bei 8 Bit gleich dargestellt, bei 16 Bit sind es 2 verschiedene Grauwerte.

    Analog dazu könnte es (als Idee) auch einen Rundungsfehler geben, wenn nur sehr wenige Photonen ausgelesen werden.

    Selbstverständlich ist es schwieriger kleine Sensorpixel herzustellen und zu betreiben als größere. Alle Funktionen müssten ja in einem kleineren Maßstab genauso gut funktionieren. Es ist ein Naturgesetz, dass das nicht so ist und am Ende gilt sogar die Unschärferelation. Dass es da irgendwo Verluste gibt, ist mehr als wahrscheinlich.

    Die neueste ASI-Kamera hat 1,45 µm große Pixelsensoren. Sie sind nur noch so um das Doppelte so groß wie die Lichtwellenlänge. Viel kleiner geht physikalisch nicht. Wären die kleiner als die Lichtwellenlänge, könnten sie dieses nicht mehr detektieren.

    VG ralf

  • Hallo Frank,

    danke für diese Fragestellung, denn dadurch kam ich zu der Fragestellung, warum eigentlich "flächige Objekte", warum Fläche. Es gibt keine Flächenobjekte ohne inhärente Struktur. Auch der irdische Nebel als vielfacher Namensgeber für unsere nächtlichen Objekte besteht aus winzigen Objekten und ist in diese aufzulösen, wenn man die Möglichkeit dazu hat und nutzt.

    Da war mein Denkfehler. Es geht in diesem Faden schon länger um die (Bild)Fläche und ihre Helligkeit. Die Struktur soll gar nicht aufgelöst werden, das passiert halt oder auch nicht. Hauptsache die Helligkeit von Millionen Sternen ist im Bild des KS enthalten, wie viele Beugungsscheibchen von Einzelsternen ich im Bild sehen kann oder sehen könnte, ist hier nicht Thema.

    Das fällt mit einer Öffnung die das gar nicht erst kann, selbstverstständlich auch leicht, für eine "schöne" homogene Fläche ist zu viel Öffnung je nach Fall sogar eher hinderlich. Und ja, ob ich M 42 mit dem bloßen Auge betrachte oder durchs Teleskop, die Objekthelligkeit ändert sich nicht. Da habe ich mit meiner Augenblickswahrnehmung keine Chance, aber die Kamera kann über Belichtungszeit pp Pixel ohne Ende sättigen.


    Danke auch an Nobby für das Aufzeigen der Probleme von Nachvergrößerungen. Gute Bilder sollte man im Original betrachten, dann bleiben sie auch gut.


    Gruß

    Günther

    Jeder macht sich die Probleme die er haben möchte,

    sei es um sie zu lösen oder um sie zu pflegen.

  • Hallo zusammen,


    zu dem Aspekt, dass sich das alles im Grenzfall weniger Photonen anders verhält als im Grenzfall vieler Photonen: Wenn nur sehr wenige Photonen ankommen, sind die tatsächlich erstmal ziemlich "unstrukturiert" auf dem Bildsensor verteilt. Dann hat man ja auch ein schlechtes Signal-Rausch-Verhältnis.

    Aber sobald man schon wenigstens in groben Zügen die Struktur des abzubildenden Objekts auf dem Bild erkennen kann, dann greift ja schon der Effekt, dass bei gleicher Öffnung und größere Brennweite die Photonen auf dem Bildkreis größeren Durchmessers verteilt werden.


    Clear skies


    Robin

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