Einfluss Öffnung/Öffnungsverhältnis/Brennweite bei Deep Sky

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

    Servus Gerd,


    gestern war es schon spät, weshalb ich darauf nicht eingegangen bin. Zumal du auf ein Experiment verweist, das im Nachbarforum steht. Das muss auch erstmal angesehen werden.


    MTF – Modulationsübertragungsfunktion (auch MÜF)... greift das wirklich? Es geht ja nicht um die Kontrastübertragung von Kanten eines Objekts, welches mehr oder weniger scharf oder unscharf abgebildet wird. Es geht doch um lichtschwache Signale, bei denen die Frage ist, wie sehr sich das Signal vom Rauschen abhebt. Der Kantenkontrast ist hier doch per se gering. Nimm ein Beugungsscheibchen, das noch dazu vom Seeing vermatscht wird. Dessen Ränder sind kontrastarm auslaufend. Dein Siemensstern ist das Gegenteil.


    Wenn bei vollem Tageslicht die Theorie (rein geometrisch betrachtet) bei Ralfs zweitem Versuch im Gegensatz zum ersten bestätigt wird, also hier die Flächenhelligkeiten gleich sind (bei Tageslicht), dann muss es irgend einen Effekt geben, der das Signal bei größerer Öffnung etwas besser vom Rauschen abhebt. Warum ist die Grenzgröße offenbar bei größerer Öffung mit gleichem Öffungsverhältnis besser? Warum erreicht man mit einem "langsamen" Lichteimer schneller z.B. 20 mag als mit einem kleineren, "schnellen" Teleskop?


    ich weiß es ehrlich gesagt nicht. Ich kann aber vermuten. Schaue ich mir ein gedanklich ein Beugungsscheibchen an. so landen mit größter Wahrscheinlichtkeit die meisten Photonen im Zentrum des Scheibchens. Natürlich gibt es der Stochastik geschuldet immer wieder Photonen, die weiter vom Zentrum entfernt eintreffen. Geht es aber um Sterne, die am Rande der Nachweisbarkeit sind, gehen diese einzelnen, nicht die Mitte treffenden im Rauschen unter. Belichtet man länger, so werden immer noch die meisten das Zentrum des Beugungsscheibchens treffen, aber nun führen die immer wieder passierenden weiteren Treffer in größerem Abstand dazu, dass die Scheibe immer größer auf dem Chip abgebildet wird, sie aufgefüllt wird. Irgendwann würde das Zentrum ausbrennen (bei Oversampling). Das Seeing verwischt das Ganze weiter, das Scheibchen wird größer, die Trefferwahrscheinlichkeit auch weiter weg vom Zentrum steigt. Trotzdem bleibt ein relativ kleiner, zentraler Bereich, der die meisten Treffer abbekommt.


    Schaut man sich z.B. nochmal meinen M 22 im 8-Zöller an, so sieht man, dass die hellen Sterne größere Scheibchen auf dem Chip hinterlassen als die schwächsten Sterne. Ich vermute, dass man bei geringer Photonenzahl Sterne eben doch eher als Punktquellen ansehen sollte, die also unabhängig(er) vom Öffnungsverhältnis abgebildet werden. Dass sie durch Beugung und v.a. Seeing doch Scheibchen bilden, würde rein gemeometrisch erwarten lassen, dass gleiches Öffnungsverhältnis gleiche Tiefe bedeuten würde. Wenn aber die Fläche bei wenigen Treffern statistisch kleiner ist, weil die weiter draußen als Ausreißer im Rauschen untergehen und das Zentrum eher als Signalpunkt erscheint, ist klar, dass man mit mehr Öffnung tiefer kommt. Auch mit "langsamem" Öffnungsverhältnis.


    Bei ausreichend Licht fällt das weg. Daher in der Tageslichtfotografie kein Unterschied (bis auf die Winkelauflösung, Kontrast etc., da wird dann die MÜF ein Thema).


    Ob ich recht habe, weiß ich nicht. Sind nur meine Gedanken.


    Das Übertragen auf flächige Objekte ist schwierig, es sei denn, sie hätten kleine Knoten und Feinstrukturen, die selbst dann auftauchen würden, wenn die Gesamtfläche noch im Rauschen untergehen würde. Da passe ich aber im Moment.


    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,

    da habe ich wohl etwas verpasst und zumindest die letzten 50 Posts hätten wir uns sparen können. Gerd hat ja irgendwann die MTF ins Spiel gebracht.

    Also, größere Optik = bessere Übertragungsfunktion, das Bild wird schärfer.

    Größere Optik = mehr Photonen fallen rein.

    Wir überprüfen, ob mehr Photonen, (längere Belichtungszeit), auch bei kleinerer Öffnung die MTF verbessert.

    Das ist nicht der Fall.

    Dann können wir also MTF, Anzahl der Photonen und Durchmesser der Optik gleichsetzten.

    Brennweite kommt nirgends vor.

    Damit kommt auch Öffnungsverhältnis nicht vor.

    Damit heißt es dann, die größere Öffnung macht das tiefere Bild unabhängig von der Brennweite.

    Ich überprüfe meine Aussage anthropisch:

    Leute, die es wissen müssen, bauten einen 5 m Spiegel, obwohl es damals noch keine adaptive Optik gab und das Seeing die mögliche Auflösung deutlich limitierte, passt !

    Mein Handy macht Scheißfotos, passt !

    Mein Test zeigt, dass bei größerer Öffnung schwächere Details zu sehen sind, passt!

    Hubble hat keinen Reducer für das Deep Field verwendet, trotz f/25, passt!

    Ein 5 Zoll f/4 kommt damit weniger tief als 10" f/8.


    Können wir den Faden jetzt schießen, oder habe ich einen Fehler in meinem Gedankengang?


    VG ralf

  • Hallo Ralf,

    die MTF Messung erfolgt per Definition mit viel Licht. Nimm ein übliches Testbild (wie das berühmte AirForce Tagret z.B. und schau dir die Auflösung bei Ausbelichtung und bei Unterbelichtung an. Die Auflösung geht im Rauschen schwacher Bilder komplett unter. Es wäre falsch zu sagen, die MTF wird schlechter, aber du erreichst bei schwach belichteten Bildern nicht den Kontrast, den die zur Optik gehörende MTF vorgibt.


    servus Christoph: bezüglich der Statistik von einzelnen Photonen (oder besser Photoelektronen) möchte ich dem verbreiteten Bild widersprechen, dass hier einzelne Ereignisse quasi im Rauschen verlorengehen, weil z.B. nur alle 5 Bilder ein Photon vorbeikommt, und das Ausleserauschen höher als dieses einzelne Elektron liegt.

    Eine CCD- oder CMOS Kamera bzw. deren A/D Wandler diskriminiert aber nicht, in der Regel rauscht der ja auch in den letzten bits (insbesondere bei den hohen Gain Faktoren der gängigen Modelle) Dadurch kommen beim Stacken auch die statistischen Bruchteile von Photonelektronen im Ergebnis wieder heraus, weil eben dieser winzige Anteil durchaus die entsorechende Bitstufe ab und zu überwindet. Bei 8-bit Kameras mit extremen Konversionsfaktoren mag das anders sein, aber bei ASI und Co geht

    bezüglich der räumlichen Helligkeitsverteilung nichts verloren.


    Ich muss mich leider hier auskllinken, weil die Langsamkeit der Homepage bei mir heute wieder extrem zuschlägt und ein vernünftiges Schreiben unmöglich macht. :(


    CS

    Norbert

  • Hallo Christoph,


    MTF – Modulationsübertragungsfunktion (auch MÜF)... greift das wirklich? Es geht ja nicht um die Kontrastübertragung von Kanten eines Objekts, welches mehr oder weniger scharf oder unscharf abgebildet wird. Es geht doch um lichtschwache Signale, bei denen die Frage ist, wie sehr sich das Signal vom Rauschen abhebt. Der Kantenkontrast ist hier doch per se gering. Nimm ein Beugungsscheibchen, das noch dazu vom Seeing vermatscht wird. Dessen Ränder sind kontrastarm auslaufend. Dein Siemensstern ist das Gegenteil.


    Kontrast ist ja der Helligkeitsunterschied unterschiedlicher Bereich, je größer dieser Helligkeitsunterschied ist umso mehr Kontrast ist vorhanden.

    Im Extrem hat man dann einen hellen Bereich neben einem völlig dunklen.


    Die MTF Kurve beschreibt welchen Einfluss die Öffnung oder wenn wir die MTF der Abtastrate betrachten eben die Abtastrate auf den Kontrast für unterschiedliche Ortsfrequenzen ( Abstände zweier Details) hat.

    Also wie stark der Bildkontrast gegenüber dem Objektkontrast für die jeweilige Ortsfrequenz gemindert wird.

    Mit Schärfe hat das also erst mal nichts zu tun, sondern mit Kontrast und damit einem Helligkeitsunterschied.


    Man kann sich eine Ortsfrequenz rauspicken und diese dann als schwarze und weiße Streifen darstellen.

    Die Ortsfrequenz bestimmt hier die Breite der Streifen.

    Die MTF bestimmt nun wie stark der Kontrast zwischen diesen Streifen gemindert wird.

    Schwarz wird heller und Weiß dunkler und irgendwann haben alle Streifen den gleichen Grauton und sind nicht mehr voneinander zu unterscheiden.

    Der Kontrast ist verloren gegangen und die betrachtete Ortsfrequenz ist die Grenzfrequenz der MTF.


    Also nicht Schärfe, sondern Kontrast und damit der Helligkeitsunterschied ist bei der MTF das Thema.


    Und nun zu den Bildern von Ralf.

    Was bemerken wir denn da, ich würde sagen der Helligkeitsunterschied von lichtschwachen hellen Strukturen zu den noch dunkleren und damit der Kontrast hat sich bei der großen Öffnung verbessert.

    Daher mein Gedanke an die MTF.


    Wenn bei vollem Tageslicht die Theorie (rein geometrisch betrachtet) bei Ralfs zweitem Versuch im Gegensatz zum ersten bestätigt wird, also hier die Flächenhelligkeiten gleich sind (bei Tageslicht), dann muss es irgend einen Effekt geben, der das Signal bei größerer Öffnung etwas besser vom Rauschen abhebt.


    Und genau diesen Effekt vermute ich in der besseren Kontrastübertragung durch die besseren Abtastrate.


    Warum ist die Grenzgröße offenbar bei größerer Öffung mit gleichem Öffungsverhältnis besser? Warum erreicht man mit einem "langsamen" Lichteimer schneller z.B. 20 mag als mit einem kleineren, "schnellen" Teleskop?


    Das hatte ich doch hier schon erklärt.



    Wir müssen hier aber wie in meiner Erklärung deutlich wird zwischen Punktlichtquellen und flächigen Objekten unterscheiden.


    ich weiß es ehrlich gesagt nicht. Ich kann aber vermuten. Schaue ich mir ein gedanklich ein Beugungsscheibchen an. so landen mit größter Wahrscheinlichtkeit die meisten Photonen im Zentrum des Scheibchens. Natürlich gibt es der Stochastik geschuldet immer wieder Photonen, die weiter vom Zentrum entfernt eintreffen. Geht es aber um Sterne, die am Rande der Nachweisbarkeit sind, gehen diese einzelnen, nicht die Mitte treffenden im Rauschen unter. Belichtet man länger, so werden immer noch die meisten das Zentrum des Beugungsscheibchens treffen, aber nun führen die immer wieder passierenden weiteren Treffer in größerem Abstand dazu, dass die Scheibe immer größer auf dem Chip abgebildet wird, sie aufgefüllt wird. Irgendwann würde das Zentrum ausbrennen (bei Oversampling). Das Seeing verwischt das Ganze weiter, das Scheibchen wird größer, die Trefferwahrscheinlichkeit auch weiter weg vom Zentrum steigt. Trotzdem bleibt ein relativ kleiner, zentraler Bereich, der die meisten Treffer abbekommt.


    Das BS wird bei der für DS Fotografie üblichen Abtastrate ja nicht auf eine Unmenge von Pixeln verteilt sondern es werden hier in etwa 2x2 also 4 Pixel angestrebt.

    Die genaue Helligkeitsverteilung des BS oder sagen wir mal besser der PSF wird hier also gar nicht aufgelöst.

    Auch wenn nur wenige Photonen zur Verfügung stehen hat jedes Photon lediglich die Wahl zwischen 4 Pixeln.


    Schaut man sich z.B. nochmal meinen M 22 im 8-Zöller an, so sieht man, dass die hellen Sterne größere Scheibchen auf dem Chip hinterlassen als die schwächsten Sterne. Ich vermute, dass man bei geringer Photonenzahl Sterne eben doch eher als Punktquellen ansehen sollte, die also unabhängig(er) vom Öffnungsverhältnis abgebildet werden.


    Das helle Sterne größer erscheinen liegt einfach am Ausbrennen.

    Also dem Ladungsüberlauf übersättigter Pixel auf die benachbarten Pixel

    Die Größe des BS im hier relevanten Längenmaß ist aber nicht unabhängig von der Öffnungszahll sondern die Öffnungszahl und die Wellenlänge bestimmen hier diese Größe.

    Die Größe des BS im hier relevanten Längenmaß ist aber unabhängig von der Öffnung und darum kann eine große Öffnung mehr Licht auf die gleiche Fläche bringen.

    Das gilt aber wie gesagt nur für Punktlichtquellen.


    Dass sie durch Beugung und v.a. Seeing doch Scheibchen bilden, würde rein gemeometrisch erwarten lassen, dass gleiches Öffnungsverhältnis gleiche Tiefe bedeuten würde


    Bei der Beugung trifft das nicht zu da wie gesagt die Größe des BS im Längenmaß unabhängig von der Öffnung nur von der Öffnungszahl und Wellenlänge bestimmt wird während die Größe des FWHM im Längenmaß bei konstanter Öffnungszahl mit steigender Öffnung durch die dann größere Brennweite (Abbildungsmaßstab) zunimmt.

    Entscheidend ist hier also was größer ist, das BS oder das FWHM und das wird durch das FWHM im Winkelmaß und die Öffnung bestimmt.

    Das bedeutet es gibt bei gegebenem FWHM im Winkelmaß eine definierte Öffnung ab der das der Fall ist.


    Bei ausreichend Licht fällt das weg. Daher in der Tageslichtfotografie kein Unterschied (bis auf die Winkelauflösung, Kontrast etc., da wird dann die MÜF ein Thema).

    Solange die Pixel nicht übersättigt sind brennt auch nichts aus und es kommt nicht zum Ladungsüberlauf auf benachbarte Pixel.

    Vernünftig belichtete Aufnahmen bei Tageslicht unterscheiden sich daher nicht von DS Aufnahmen flächiger Objekte wie Nebel.

    Auch dann nicht, wenn nur wenige Photonen zur Verfügung stehen.


    Grüße Gerd

  • Hallo zusammen,


    Gerd hat ja irgendwann die MTF ins Spiel gebracht.

    Ich hatte auf die MTF der Abtastung hingewiesen.

    Bei der Fotografie ist nicht allein die MTF der Optik entscheidend, sondern die des Systems Optik + Abtastung durch den Sensor.

    Das ist ganz leicht zu beweisen, wenn man die Abtastrate bei konstanter Öffnung ändert.

    Hier hatte ich den Beweis geführt.


    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


    Mittels Siemensstern lässt sich die Grenzfrequenz der MTF und damit das Auflösungsvermögen bestimmen.

    Die Grenzfrequenz ist die Ortsfrequenz bei der der Kontrast verloren geht.

    Wie man sieht bestimmt nicht nur die Öffnung diese Grenzfrequenz, sondern auch die Abtastrate.

    Die Öffnung war ja in meinem Experiment immer die Gleiche.

    Natürlich gilt auch hier das Prinzip vom schwächsten Glied in der Kette.

    Solange die Abtastrate schlechter als Nyquist ist ist diese der limitierende Faktor.

    Bei Überabtastung wird zunehmend die Beugung und damit die Öffnung zum limitierendem Faktor.

    Der Übergang ist aber fließend wie mein verlinktes Experiment ja auch sehr schön zeigt.


    Also, größere Optik = bessere Übertragungsfunktion, das Bild wird schärfer.

    Die Übertragungsfunktion bezieht sich auf den Kontrast, und Kontrast ist ein Helligkeitsunterschied.

    Mit der Schärfe hat das erst mal nichts zu tun.

    Es sollte hier Kontrast nicht mit Schärfe verwechselt werden.


    Wir überprüfen, ob mehr Photonen, (längere Belichtungszeit), auch bei kleinerer Öffnung die MTF verbessert.

    Das ist nicht der Fall.

    Wenn wir bei einer Öffnung die mit dem verwendeten Sensor und dessen Pixelgröße noch in der Unterabtastung mit Bezug zur Grenzfrequenz der Optik ist die Brennweite und damit die Öffnungszahl erhöhen dann verbessert das die MTF der Abtastung bei unveränderter Öffnung, siehe oben verlinkte Messungen

    Für diese Verbesserung müssen wir im Gegenzug aber eine längere Belichtungszeit in kauf nehmen.

    Also nicht die längere Belichtungszeit an sich, sondern die Kombination einer besseren Abtastrate mit sich daraus zwangsläufig ergebender längerer Belichtungszeit verbessert die MTF der Abtastung.

    Man nutzt das vor allem bei hochauflösender Planetenfotografie.

    Das funktioniert natürlich nur solange bis die Beugung zum limitierenden Faktor wird.

    Es gibt hier aber einen fließenden Übergang und keimen Punkt ab dem ein Schalter umgelegt wird.


    Dann können wir also MTF, Anzahl der Photonen und Durchmesser der Optik gleichsetzten.

    Brennweite kommt nirgends vor.

    Die Brennweite bestimmt in Kombination mit der Pixelgröße den Abbildungsmaßstab /Pixel, also die Abtastung für Details im Winkelmaß und damit hat die Brennweite selbstverständlich Einfluss auf die MTF der Abtastung.


    Grüße Gerd

  • die MTF Messung erfolgt per Definition mit viel Licht. Nimm ein übliches Testbild (wie das berühmte AirForce Tagret z.B. und schau dir die Auflösung bei Ausbelichtung und bei Unterbelichtung an. Die Auflösung geht im Rauschen schwacher Bilder komplett unter. Es wäre falsch zu sagen, die MTF wird schlechter, aber du erreichst bei schwach belichteten Bildern nicht den Kontrast, den die zur Optik gehörende MTF vorgibt.

    Hallo Norbert,

    Dass sie per Definition mit viel Licht gemessen wird, ist verständlich. Dann nähern sich nämlich die gequantelten Werte den geometrischen. Das entspricht meinem Versuch bei Tageslicht. Bei schwachem Licht wird sie nicht schlechter, Frequenz bleibt gleich, (sagst du selbst), sondern weniger kontrastreich, wobei der Begriff nicht wirklich passt, eher verrauschter und dadurch unklarer. Ich hatte oben mal irgendwo den Pointillismus angeführt.

    Mehr Photonen ergeben dann also ein "kontrastreicheres/besseres" Bild. Und das, obwohl, wenn man es geometrisch sieht, das nicht der Fall sein dürfte.

    Mich interessiert ja nicht die MTF selbst, (dass eine größere Öffnung ein schärferes Bild erzeugen kann ist unbestritten), sondern ich suche nach einer Korrelation zum Photonenfluss, der wiederum mit der Öffnung korreliert, und da bedeutet mehr Öffnung - mehr Photonen - kontrastreicheres Bild.

    Und das bedeutet, dass eine größere Öffnung ein tieferes Bild erzeugen kann.

    VG ralf

  • Hallo zusammen,

    Wir müssen hier aber wie in meiner Erklärung deutlich wird zwischen Punktlichtquellen und flächigen Objekten unterscheiden.

    das zieht sich durch sehr viele Diskussionen und ist sehr wichtig.


    Ich würde hier gerne mal eine verständliche und klare, also auch kurze Definition von einerseits "Punktlichtquelle" und andererseits flächiges Objekt lesen und dann zwei Beispielbilder von den jeweiligen astronomischen Objekten dazu sehen.


    Hier wurde einige Mal M 22 gezeigt und diskutiert. Für mein Verständnis sind die Beugungsscheibchen von Sternen, die wir durch unsere Opotiken sehen und abbilden können ja schon keine Punktlichtquellen mehr, sondern die größtmögliche Annäherung daran.......?


    Gruß

    Günther

    Jeder macht sich die Probleme die er haben möchte,

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

  • Ich würde hier gerne mal eine verständliche und klare, also auch kurze Definition von einerseits "Punktlichtquelle" und andererseits flächiges Objekt lesen und dann zwei Beispielbilder von den jeweiligen astronomischen Objekten dazu sehen.

    (Sternförmige) planetarische Nebel sind Grenzfälle !


    Hier zwei (meiner Meinung nach hervorragende "nichtwissenschaftliche" Artikel), wie man mit Hilfe von M 57, dem Ringnebel, von Punkt-Magnituden zu Flächenhelligkeit (und umgekehrt) kommt:

    A Note on the Apparent Brightness of Deep Sky Objects

    The Apparent Brightness of Deep Sky Objects


    Ich weiβ nicht welchen Artikel man zuerst lesen sollte, beide sind wichtig !

    (Ich weiβ es gibt Formeln zur Umrechnung, aber die erklären nicht, was da passiert, wie es die beiden Artikel tun).

  • Servus Günther,

    Ich würde hier gerne mal eine verständliche und klare, also auch kurze Definition von einerseits "Punktlichtquelle" und andererseits flächiges Objekt lesen und dann zwei Beispielbilder von den jeweiligen astronomischen Objekten dazu sehen.

    Punktlichtquellen können nicht vergrößert dargestellt werden, weder visuell noch fotografisch. Flächige Objekte dagegen kann man vergrößern.


    Mond mit niedriger Vergrößerung oder formatfüllend fotografiert- man sieht die großen Krater. Steigende Vergrößerung bzw. fotografisch ein engerer Abbildungswinkel- man sieht mehr Details, es werden kleinere Krater sichtbar und steigert man weiter, werden aus einem kleinen dann zwei kleine, nun getrennt sichtbare Krater. Eine größere Öffnung hilft hier nur dazu, die Details schon bei weniger Vergrößerung zu sehen bzw. abzulichten.


    Ringnebel ähnlich- kleiner grauer Fleck, dann kleiner schwacher Ring, Helligkeit gleichbleibend. Der Zentralstern wird bei mehr Öffnung visuell sichtbar, bei Foto gwinnt da auch die größere Öffnung.


    Bei z.B. einem Kugelsternhaufen sieht man bei Übersicht ein kleines graues Fleckchen. Auch mehr Öffnung ändert da nichts daran, solange sie nicht bereits die Randsterne auflösen kann. Erst mehr Vergrößerung oder fotografisch der engere Abblidungswinkel löst dann zuerst Randsterne auf, dann auch Sterne bis in den Kernbereich, wenn dieser nicht zu dicht ist. Solange keine Trennung der Sterne zustande kommt, bleibt das Objekt flächig.


    Für flächig gilt dabei, die Helligkeit hängt vom Öffnungsverhältnis ab, punktförmige Objekte gewinnen durch mehr Öffnung, es werden mehr aufgelöste schwache Sterne sichtbar bzw. abgelichtet.


    Zu visuell noch zu sagen- man sieht ein flächiges Objekt mit keiner Optik heller als mit freiem Auge. Man sieht es mit der max. Helligkeit, wenn die AP am Okular gleich groß der Eintrittspupille des Auges ist, abzüglich den Lichtverlusten der Optik. Für die obige Betrachtung gilt für visuell, die AP muss gleich bleiben und dazu muss bei vergrößern der Öffnung das Öffungsverhältnis gleich bleiben, es ändert sich also nur die Vergößerung


    Gruß Stefan

  • Okay Stefan,


    das ist so weit verständlich und es ist die Definition der Punktlichtquelle, dass sie nicht weiter vergrößert werden kann und wir akzeptieren, sie als Beugungsscheibchen sehen zu müssen.

    Der Ringnebel ist, wenn er bei sehr kleinem Maßstab punktförmig erscheint, quasi "punktquellenähnlich", keinesfalls gleich. Das geht mit sehr kleiner Öffnung wunderbar und damit können wir dem Ringnebel auch schon zu Fläche verhelfen, einfach mehr Brennweite. Erst der Zentralstern und weitere Sterne im oder vor dem Nebel sind dann Punktquellen, deren Licht in der Flächenquelle enthalten ist. Das zu erkennen, geht aber nur über mehr Öffnung.

    Noch viel anschaulicher wird das hier

    ...Bei z.B. einem Kugelsternhaufen sieht man bei Übersicht ein kleines graues Fleckchen. Auch mehr Öffnung ändert da nichts daran, solange sie nicht bereits die Randsterne auflösen kann. Erst mehr Vergrößerung oder fotografisch der engere Abblidungswinkel löst dann zuerst Randsterne auf, dann auch Sterne bis in den Kernbereich, wenn dieser nicht zu dicht ist. Solange keine Trennung der Sterne zustande kommt, bleibt das Objekt flächig.

    Es ist ja nicht mit dem Randstern getan, den größere Öffnung dann doch mal zeigt, weil sie ihn eben als Punktquelle auflösen kann. Nutzt man das Auflösungsvermögen der größeren Öffnung weiter aus, zeigt sich eine neblige Aufhellung um diesen Randstern, aus der sich bei weiterer Steigerung der Öffnung und/oder Ausnutzung des Auflösungsvermögens wiederum Punktquellen separieren.

    Der sichtbare Durchmesser des Kugelsternhaufens steigert sich also nicht nur durch den Abbildungsmastab sondern auch durch weitere Auflösung von Punktlichtquellen die ihm zugeordnet werden können. So wird aus einem, mit kleiner Öffnung erkennbaren, Randstern mit sehr großer Öffnung ein Stern in Zentrumsnähe.


    Die Darstellung und Benennung der Flächenquelle ist also eine......recht willkürliche.........Momentaufnahme eines mit optischen Hilfsmitteln herbeigeführten und sichtbaren Auflösungszustandes eines astronomischen Objekts, welches per se ja keine Fläche ist.

    Natürlich kann man mit einer nicht ausgenutzten großen Öffnung (in Grenzen) zu der gleichartig flächigen Darstellung kommen wie mit einer kleinen Öffnung.

    Die kleine Öffnung wird aber bei Ausnutzung beider Öffnungen niemals an die Darstellung der großen Öffnung heran kommen.

    Was hier diskutiert wid ist eine Momentaufnahme, eine Schnittmenge, die sich bei verschiedenen Objekten, mit jedem Teleskop, mit jeder Öffnung, mit jedem Abbildungsmassstab, in jeder Vergrößerung, anders darstellt.

    Die Grenzen verschieben sich von visuell zu fotografisch deutlich nach oben, aber am Prinzip ändern auch ewige Belichtungszeiten rein gar nichts.


    Es mag auch sein, dass technisch viel mehr Details in einem Foto stecken als ich mit meinen Augen detektieren kann, aber ich betrachte eben das Foto, so wie es "geliefert" wird und auch da stellt sich heraus, dass das Original die beste Qualität hat.


    Okay, ich fahre mit meinem 150 PS Boliden neben einem Ferrari f/40 her der mit 30 km/h dahin tuckert. Das kann ich auch.

    Die Aussage, das kann ich auch stimmt, hat aber eine recht.........geringe..... Relevanz.

    Wenn der dann die nächst 90° Kurve locker mit 150 km/h nimmt, stimmt nur noch, dass ich da eventuell mit 150 rein fahren kann und alles was danach passiert hat sehr hohe Relevanz für mich.


    Gruß

    Günther

    Jeder macht sich die Probleme die er haben möchte,

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

    2 Mal editiert, zuletzt von Cateye ()

  • Vielen Dank an alle für die rege Diskussion zu dem Thema.


    Bei solchen Verständnisfragen halte mich an den Grundsatz, dass jede Theorie dem Experiment standhalten muss. Tut sie es nicht, ist sie unzutreffend oder zumindest nicht umfassend genug – egal wie plausibel sie einem erscheinen mag. Oder aber mein Experiment ist falsch durchgeführt, fehlerhaft ausgewertet, oder unzutreffend interpretiert.

    Da mir in unserem Amateurbereich ohne wissenschaftlich exakt formulierte Randbedingungen die Begriffe “Theorie“ und “Experiment“ etwas zu hoch gegriffen scheinen, würde ich lieber von “Model“ und “praktische Erfahrung“ sprechen. Die praktische Erfahrung zeigt:


    1. Die schwachen Dep Sky Details auf einem Astrofoto steigen mit der Öffnung, nicht mit dem Öffnungsverhältnis (unter ansonsten gleichen Bedingungen). Meine eigenen Bilder mit verschiedenen Optikkonfigurationen zeigen klar in diese Richtung. Beispiele habe ich in Beitrag #6 genannt. Es gibt nur wenige Ausnahmen von dieser Regel (z.B. extrem große Objekte mit kaum Helligkeitsvariationen, die nicht mehr ins Bildfeld passen). Gerne werden Vergleiche als nicht exakt genug kritisiert, oft auch zurecht. Über den großen Kamm geschoren zeigt jedoch die große Anzahl von veröffentlichten Astrofotos eine eindeutige Tendenz in diese Richtung: Aperture rules!


    2. Die schwachen Deep Sky Details im visuellen Teleskop steigen mit der Öffnung bei objektspezifisch passend gewählter Austrittspupille (unter ansonsten gleichen Bedingungen). Aus langjähriger Deep Sky Erfahrung sehr oft auch mit Mitbeobachtern incl. regem Austausch mit ihnen bin ich mir in diesem Punkt sehr sicher.


    Jedes Model muss diese Beobachtungen wiedergeben. Das “Öffnungsverhältnis – Modell“ mit exklusiver Betrachtung der Beleuchtungsstärke auf dem Chip oder der Netzhaut scheitert hier.


    Mein Erklärungsmodell (nach Diskussion mit Astrofreunden noch mal abgeklopft) basiert auf einfache Geometrie. Es verzichtet zunächst bewusst Beugungsoptik (Auflösungsvermögen), sowie auf Angaben zur Pixelgröße oder andere Kamera Kenngrößen. Ich gehe davon aus, dass dies unter den im Eingangsbeitrag #1 gemachten Voraussetzungen zulässig ist:


    Je größer die Öffnung, um so mehr Lichtsignal gelangt von einem bestimmten Raumwinkel des Objektes (Deep Sky Detail) auf den Sensor. Die Brennweite bestimmt lediglich, wie groß dieses Detail auf dem Chip abgebildet wird. Verdopple ich die Brennweite, vervierfacht sich die Fläche des Details auf dem Chip, bei konstanter Öffnung bleibt die absolute Lichtmenge gleich. Verkleinere ich anschließend das Bild auf 50% Kantenlänge, erhalte ich wieder die gleiche Abbildung wie zuvor.

    Zum leichteren Verständnis kann man als Kompressionsalgorhithmus Signaladdition betreiben, mit Gaußscher Mittelwertbildung funktioniert es jedoch auch. Es ist identisch mit 2x2 Softwarebinning. Die ursprüngliche Lichtmenge ist gleich, es kommt bei dem Vorgang weder Licht hinzu, noch geht etwas verloren. Für die Detailtiefe spielt die Brennweite und somit somit auch das Öffnungsverhältnis keine Rolle.


    Wer dieses stark vereinfachte Model für problematisch erachtet, nehme hinreichend kleine Pixel, sodass in jedem Fall Oversampling stattfindet, oder nimmt Beugungsoptik sowie Rauschen (Shot Noise vom Objekt und Hintergrund sowie das thermische Rauschen der Kamera) hinzu. Ich behaupte, dass die Kernaussage (die Lichtmenge macht das Bild) erhalten bleibt.


    Konkretes Beispiel, jetzt wieder quantifiziert mit Photonen und digital mit Pixeln betrachtet, um es praxisgerechter zu formulieren und um potentielle Modellfehler durch zu starke Vereinfachung zu erkennen:

    Vergleich 100/600 mm (f/6) zu 200/1.200 mm (f/6) gleicher Bauart. Angenommen sei ein homogen helles Detail 10“x10“ das 1.000 Photonen pro 100 mm Öffnung pro Minute aussendet = 10 Photonen/ Bogensekunde). Z..B. ein kleiner Planetary, Detail in großem Planetary, Knoten im Cyrrusnebel, Staubbandstruktur in der Galaxie…. Das Seeing sei 3“. Damit bin ich seeingbegrenzt und nicht beugungsbegrenzt. Die höhere Auflösung des größeren Teleskopes kann ich nicht nutzen.

    Ich wähle eine Kamera mit beliebten Pixelgröße von 3,75 my.


    Das 100/600 mm Teleskop fängt pro Minute 1.000 Photonen vom Detail ein und bildet sie auf 60x60 Pixel ab, das entspricht 16,6 Photonen / Pix / Minute.

    Das 200/1.200 mm Teleskop fängt 4.000 Photonen ein und bildet sie auf 241x241 Pixel ab. Das ergibt wieder 16,6 Photonen / Pix / Minute (gleiche Flächenhelligkeit wie oben).


    Detaillierte Rechnung siehe .pdf anbei.

    Auflösungl_Seeing_Photonen.pdf


    Komprimieren wir jetzt das Bild von Optik 2 auf 50% Kantenlänge erhalten wir 4000 Photonen auf die gleiche Fläche wie bei Optik 1. 4 mal so viele Photonen ergibt nach dem Wurzelgesetz ein 2x besseres Signal/ Rausch Verhältnis. Die Auflösung bleibt gleich, seeingbedingt liegt sie nach wie vor bei 3". Wähle ich als Kompressionsalgorhithmus Signaladdition von je 4 Pixel zu einem Pixel, erhalte ich das 4-fache Signal pro Pixel, während das Rauschen sich statistisch bedingt nur verdoppelt hat. Wähle ich stattdessen den Mittelwert aus den 2x2 Pixeln, erhalte ich das 1-fache Signal, jedoch ist das Rauschen durch die 2x2 Mittelwertbildung auf 1/2 zurückgegangen. Genau so gut kann ich das Bild auf dem Bildschirm von der doppelten Entfernung betrachten. Oder ich betreibe Softwarebinning mit meiner Kamera. Das Ergebnis ist immer nahezu identisch, am Ende erhalte ich wieder die gleiche Bildgröße, jedoch ein doppelt so hohes Signal zu Rauschverhältnis. Das synthetische Bild aus Beitrag #171 von Nobbi gibt genau diesen Sachverhalt wieder.


    Ergebnis:

    Das auf 50% verkleinerte Bild mit dem 8-Zöller ist nicht identisch zu dem vom 4-Zöller! Es ist zwar gleich groß, hat jedoch das Wurzel(4)=2- fache Signal zu Rauschverhältnis. Entsprechend stärker kann ich es strecken und ich komme tiefer (mehr Grenzgröße, mehr Deep Sky Detail).


    Zum Rauschen und dessen statistische Verteilung habe ich folgende interessante Webseiten gefunden:

    astrophotography-gentle-introduction-noise

    Astrophotography Basics: SNR

    Speziell zu Shot-Noise bzw. Poisson-Noise:

    PHOTONS, SHOT NOISE AND POISSON PROCESSES

    exposure-f-ratio-aperture-and-light-collection (ab Mitte der Seite)

  • Hallo Stasthis.


    Ergebnis:

    Das auf 50% verkleinerte Bild mit dem 8-Zöller ist nicht identisch zu dem vom 4-Zöller! Es ist zwar gleich groß, hat jedoch das Wurzel(4)=2- fache Signal zu Rauschverhältnis. Entsprechend stärker kann ich es strecken und ich komme tiefer (mehr Grenzgröße, mehr Deep Sky Detail).


    Ja selbstverständlich ist das so und diese Erkenntnis ist doch nun keineswegs neu und das hatte ich doch schon von Anfang an gesagt.

    Auch hier hatte ich schon von Anfang an auf die Gegensätzlichkeit von Bildauflösung und Tiefe hingewiesen.

    Man kann immer nur das Eine gegen das Andere tauschen und nichts Anderes hast du in deiner Betrachtung oben ja gerade gemacht.


    Du hast die Auflösung des 8Zoll auf 50% verringert und im Gegenzug dafür hast du das doppelte S/R Verhältnis bekommen.

    Du kannst auch gleich bei der Aufnahme mit 2x2 Binnig arbeiten und hast dann die 4-fache Lichtmenge /Binning Pixel und damit das doppelte S/R Verhältnis aber eben nur die halbe Auflösung.


    Ich verweise noch mal auf meine allererste Antwort hier wo ich dir schrieb.


    Dein zusammenwürfeln von Auflösung und Tiefe ist daher irreführend.

    Es ist wichtig hier zu unterscheiden denn beides verhält sich gegensätzlich zueinander.

    Ich kann bei gegebener Öffnung über den Abbildungsmaßstab/Pixel also Auflösung gegen Tiefe tauschen oder umgeht.


    Natürlich kann ich bei gegebener Brennweite und Pixelgröße mit einer größeren Öffnung die Öffnungszahl verkleinern und so die Tiefe bei gleicher Auflösung verbessern.

    Das ändert aber nichts an der Tatsache das für die Tiefe ausschließlich die Öffnungszahl und die Pixelgröße relevant sind und nicht die Öffnung.


    Und exakt das was ich von Anfang an gesagt hatte ist nun also auch das Ergebnis deiner Überlegungen.

    Hättest du mir von Anfang ab richtig zugehört und mir geglaubt was ich schrieb dann hätte wir uns den ganzen Streit hier mit 8 ellenlangen Seiten auch sparen können.


    Also ich bringe deinen Vergleich 8 versus 4 Zöller noch mal auf den Punkt.

    Auflösung und Tiefe sind Antagonisten.


    Du hast hier daher 2 Möglichkeiten.

    Möglichkeit 1 du nutzt die doppelte Auflösung welche dir der 8 Zöller bei gleicher Öffnungszahl und Pixelgröße bietet und musst im Gegenzug aber mit der gleichen Tiefe wie im 4 Zöller vorliebnehmen.

    Möglichkeit 2 du nutz die größere Lichtstärke und damit Tiefe die dir der 8 Zöller bei gleichem Abbildungsmaßstab / Pixel bietet und musst dafür aber mit der selben Auflösung wie beim 4 Zöller vorlieb nehmen.


    Beides gleichzeitig also doppelte Tiefe und doppelte Auflösung geht hier aber nicht.

    Sondern immer nur eines von Beiden.


    Grüße Gerd

  • Hallo Stathis,

    warum hast du uns das nicht gleich gesagt :D

    Ok, ich habe auch einige Zeit gebraucht.

    Und gestandene Astrofotografen im Nachbarforum sind auch nicht drauf gekommen.

    Jetzt aber haben wir es, und ich habe jeden deiner Sätze, ohne sie zu kennen, heute bereits in eine Beispielgrafik umgewandelt, die hoffentlich für jeden verständlich ist.

    Kommt gleich.

    Viele Grüße ralf

  • Hallo zusammen,

    hier also die Visualisierung dessen, was Stathis gesagt hat.

    Vorgegeben: (war immer), Deep-Sky Fotografie, d.h. wir kommen nicht an die theor. Auflösungsgrenze unserer Teleskope heran. Das setzt auch Sterne = Flächenquellen. Ab Brennweiten von 1 m wird das heute wohl überall so sein, bei mir sind es 300 - 400 mm.

    Der allgemeine Grund ist der, dass Photonen keine Flächen sind. Oder auch bildlich ausgedrückt, das Photon merkt nicht, ob es durch ein f/4 oder ein f/8 Gerät fällt.

    Aber seht selbst:




    VG ralf

  • Hallo Günther,


    Ich würde hier gerne mal eine verständliche und klare, also auch kurze Definition von einerseits "Punktlichtquelle" und andererseits flächiges Objekt lesen und dann zwei Beispielbilder von den jeweiligen astronomischen Objekten dazu sehen.


    die Größe der Abbildung einer Punktlichtquelle ist Wellenoptisch ausschließlich von der Öffnungszahl und der Wellenlänge abhängig aber völlig unabhängig von der Öffnung.


    Die Größe der Abbildung eines Objekts das eine Ausdehnung besitzt uns also unter einem Winkel erscheint ist rein geometrisch ausschlich von dem Winkel unter dem es uns erscheint und der Brennweite abhängig und rein geometrisch vollkommen unabhängig von der Öffnung.


    Wellenoptisch kommt hier aber das BS und damit die Öffnung ins Spiel und hier gilt der Grundsatz das was größer ist bestimmt die Größe.

    Ist der Winkel des BS größer dann kann das Objekt auf keine kleinere Größe gebracht werden.

    Ist der Winkel des Objekts größer dann bestimmt ausschließlich dieser Winkel und die Brennweite dessen Abbildungsgröße.

    Das gilt auch für das FWHM.


    Beispiel


    FWHM = 2“

    Öffnung = 100mm also Durchmesser BS = 2,76“

    2“<2,76“ also bestimmt das BS und damit die Öffnungszahl die Größe der Abbildung in der Bildebene.


    Beispiel 2


    FWHM = 2“

    Öffnung = 200mm also Durchmesser BS = 1,38“

    2“> 1,38“ also bestimmt die Brennweite und der Winkel des FWHM die Größe der Abbildung des FWHM in der Bildebene.


    Es kommt also auf die Öffnung und das FWHM an ob unter diesem FWHM ein Stern noch als Punktlichtquelle abgebildet werden kann oder ob dann das FWHM als Flächiges Objekt zum Tragen kommt.

    Tendenziell und natürlich abhängig vom Seeing wird ein Stern also bei kleiner Öffnungen eher als Punktlichtquelle abgebildet und bei großer Öffnung ist es dann das FWHM als flächiges Objekt das zählt.


    Grüße Gerd

  • Hallo Gerd,


    Das ist nicht die Defintion, sondern die Beschreibung dessen, was daraus wird.

    Die Definiton haben wir schon.


    Gruß

    Günther

    Jeder macht sich die Probleme die er haben möchte,

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

  • Also ich hatte die Erkenntnis die Stathis nun in seinem letzten Betrag gewonnen hatte schon in meinem ersten Beitrag hier auf den Punkt gebebracht.


    Dein zusammenwürfeln von Auflösung und Tiefe ist daher irreführend.

    Es ist wichtig hier zu unterscheiden denn beides verhält sich gegensätzlich zueinander.

    Ich kann bei gegebener Öffnung über den Abbildungsmaßstab/Pixel also Auflösung gegen Tiefe tauschen oder umgeht.


    Natürlich kann ich bei gegebener Brennweite und Pixelgröße mit einer größeren Öffnung die Öffnungszahl verkleinern und so die Tiefe bei gleicher Auflösung verbessern.

    Das ändert aber nichts an der Tatsache das für die Tiefe ausschließlich die Öffnungszahl und die Pixelgröße relevant sind und nicht die Öffnung.


    Und schade das hier gestandene Atrofotografen 8 lange Seiten mit viel Streit benötigen um hinter die von mir hier von Anfang an geschilderte Gegensätzlichkeit von Auflösung und Tiefe zu kommen.

    Es lässt schon tief blicken das ich mir für die gleiche Erkenntnis für die Stahis hier jetzt gefeiert wird von Ralf vehementen Wiederspruch und zuletzt sogar übelste Anfeindungen habe anhören müssen.


    Grüße Gerd

  • Wenn ich mal (für mich) zusammenfassen darf:


    1. Es reicht vollkommen aus, das Ganze ausschlieβlich von der (Licht-) Emittentenseite zu betrachten; die (Licht-) Empfängerseite (egal ob Kamera oder Auge) kann auβen vor bleiben. (Ich betrachte Teleskop und Kamera, bzw. Auge jetzt hier mal als eine Einheit). Wenn mehr Licht ankommt, wird das Bild heller (mehr Details), bei weniger Licht wird es dunkler (wenigr Details).


    2. Die Gegenüberstellung von Öffnung und Öffnungsverhältnis macht keinen Sinn, weil ein "Verhältnis" immer zwei Variablen "einprogrammiert" hat. Wenn ich das Öffnungsverhältnis verändere, ändere ich entweder:

    a) die Öffnung oder

    b) die Brennweite oder

    c) beides.

    D.h. in 2 von 3 Fällen [a) und c)] stelle ich also "Öffnung" und "Öffnung" gegenüber, was sinnlos ist.


    Die Debatte muβ also richtigerweise lauten: "Öffnung" gegen "Brennweite".


    3. Wenn ich die ÖFFNUNG erhöhe, stelle ich dem Empfänger (Kamera/Auge) mehr Licht zur Verfügung, der Öffnungswinkel wird vergröβert, dadurch wird das Licht im Brennpunkt mehr konzentriert, das Bild im Fokus wird heller und kleiner; siehe Verkleinerung des Beugungsscheibchens bei gröβerer Öffnung, eine unumstöβliche Tatsache. Verkleinere ich die Öffnung durch Abblenden, passiert genau das Gegenteil.


    Verlängere ich jetzt die BRENNWEITE, wird der Öffungswinkel verkleinert, das Bild im Fokus wird gröβer, aber dunkler, weil das Licht "diluiert" wird (siehe "Flächenhelligkeit"). Auch ein Lichtpunkt wird wohl "breitgetreten" (ist das so ?; das wäre ja dann wie bei einer Vergröβerung der "Öffnung"; siehe "Beugungsscheibchen"). Verkürze ich die Brennweite, wird der Öffnungswinkel vergröβert, das ankommende Licht müβte mehr konzentriert werden; jedenfalls wird das Bild kleiner.


    4. Schlieβlich spielt auch der Kontrast eine Rolle (die MTF). Wenn ich mehr konzentriertes Licht ("Öffnung") habe und das Bild im Fokus kleiner ist, kann/muβ ich höher vergröβern, um Details zu sehen. Verlängere ich die Brennweite, brauche ich nicht so hoch zu vergröβern, um Details zu sehen, weil das Bild im Fokus schon viel gröβer ist (4x so groβ bei doppelter Brennweite). DAS GEHT ABER NUR, WENN GENUG LICHT DA IST. Ist nicht genug Licht (Öffnung) da, kann ich helle und dunkle Linien im Bild nicht mehr unterscheiden, weil das Bild zu dinkel ist; siehe "Siemensstern".


    ------------


    Soweit so gut. Wo ich - wie oben angedeutet - noch Zweifel habe, ist was passiert wenn ich die Brennweite verkürze / den Öffnungswinkel vergröβere. Ich denke, daβ dann das Licht auf jeden Fall konzentrierter ist (im Fokus). Wird das Bild durch die Konzentration aber auch heller (mit der Konsequenz von mehr Detailsichtbarkeit / Auflösung) oder nicht ? Und muβ man da zusätzlich noch einen Unterschied machen zwischen Punkt- und Flächenlichtquellen (so offenbar stefan-h). Was mich da verwirrt ist, wie gesagt die - unumstöβliche - Tatsache, daβ sich bei der Vergröβerung der Öffnung das Beugungsscheibchen verkleinert, das Licht also konzentrierter und das Bild heller wird. Und eine Verkürzung der Brennweite ist ja - ein biβchen - wie eine Vergröβerung der Öffnung. Nee ?

  • Die Gegenüberstellung von Öffnung und Öffnungsverhältnis macht keinen Sinn, weil ein "Verhältnis" immer zwei Variablen "einprogrammiert" hat.

    Öffnung und Brennweite sind variable Werte, aus denen sich das Öffnungsverhältnis ergibt. Wenn man also in [a) und c) "Öffnung" und "Öffnung" gegenüberstellt, ist das keinesfalls sinnlos. Bei a) vergleicht man z.B. eine 200/1000 (f/5) Optik mit einer 100/1000 (f/10) und bei c) eine 200/1000 mit einer 100/500 und damit jeweils f/5


    Und eine Verkürzung der Brennweite ist ja - ein biβchen - wie eine Vergröβerung der Öffnung. Nee ?

    Nö, die Öffnung bleibt gleich, was sich beim Verkürzen der Brennweite ergibt, ist zwangsläufig auch die Änderung des Öffnungsverhältnis, du machst z.B. aus einem f/8 ein f/4. Für flächige Objekte bedeutet das, ihr Abbild wird entsprechend verkleinert und dadurch heller, für punktförmige Objekte ändert sich nichts


    Wenn ich die ÖFFNUNG erhöhe, stelle ich dem Empfänger (Kamera/Auge) mehr Licht zur Verfügung, der Öffnungswinkel wird vergröβert, dadurch wird das Licht im Brennpunkt mehr konzentriert, das Bild im Fokus wird heller und kleiner; siehe Verkleinerung des Beugungsscheibchens bei gröβerer Öffnung, eine unumstöβliche Tatsache. Verkleinere ich die Öffnung durch Abblenden, passiert genau das Gegenteil.

    Das ist falsch, wenn du die Öffnung vergrößerst, bleibt der Öffnungswinkel gleich, nur die lichtsammelnde Fläche wird größer. Das Bild eines flächigen Objekts im Fokus wird auch nicht kleiner, das Beugungsscheibchen eines Sterns wird zwar kleiner, das ändert aber nicht das Abbild des Sterns auf dem erstellten Foto

  • 2. Die Gegenüberstellung von Öffnung und Öffnungsverhältnis macht keinen Sinn, weil ein "Verhältnis" immer zwei Variablen "einprogrammiert" hat.

    Da hast du etwas missverstanden.

    Es geht hier nicht darum Öffnung und Öffnungsverhältnis bzw. die Öffnungszahl gegenüberzustellen, sondern darum welcher Parameter für die Helligkeit des Bildes entscheidend ist.

    Auch wenn die Öffnung natürlich in der Öffnungszahl enthalten ist so sind beides nun mal unterschiedliche Dinge.

    Es kann daher nur eines von beiden für die Bildhelligkeit entscheidend sein und das ist nun mal die Öffnungszahl bzw. der Fotograf sagt Blendenzahl dazu.


    Die Öffnung allein ist hier nicht entscheidend da die Bildhelligkeit von 2 Faktoren beeinflusst wird, das ist zum einen die Öffnung aber eben zum anderen die Brennweite.

    Und nur das Verhältnis von beiden ist ausschlaggebend

    Weder die Brennweite allein noch die Öffnung allein kann die Bildhelligkeit bestimmen, sondern immer nur ihr Verhältnis.


    Die Debatte muβ also richtigerweise lauten: "Öffnung" gegen "Brennweite".


    Öffnung gegen Brennweite und das bedeutet das Verhältnis von Beiden zueinander ist das Entscheidende.


    Soweit so gut. Wo ich - wie oben angedeutet - noch Zweifel habe, ist was passiert wenn ich die Brennweite verkürze / den Öffnungswinkel vergröβere. Ich denke, daβ dann das Licht auf jeden Fall konzentrierter ist (im Fokus).


    Wenn du den Öffnungswinkel vergrößerst dann verkleinerst du die Öffnungszahl also das Verhältnis von Brennweite zur Öffnung und es passiert hier immer das Gleiche.

    Es ist völlig egal ob du die Brennweite verkleinerst oder die Öffnung vergrößerst, die Flächenhelligkeit und damit die Lichtstärke nehmen zu.


    Natürlich musst du bei verkleinern der Brennweite dann natürlich den kleineren Abbildungsmaßstab in Kauf nehmen.

    Bekommst im Gegenzug dafür aber bei gleicher Sensorgröße ein größeres Feld.


    Grüße Gerd

  • Hallo


    Die Öffnung ist vor wie viel Licht gesammelt wird und die Auflösung in Bogensekunden

    Das Öffnunsverhältnis bestimmt wie groß diese Auflösung dargestellt wird, man benötigt nur das passende Okular oder die passende Pixelgröße um es sinnvoll darzustellen.

    Man bekommt bei schnellerer Öffnung mehr Bildfeld bei gleichen Details, das ist wohl der Reiz

    Helligkeitsunterschiede trotz gleicher Öffnung resultieren also nur aus unpassenden Detektor, ob das nun Pixel oder Sehzäpfchen sind ist wohl Schnuppe.


    Eventuelles Rauschen hängt mit der Zahl der eingegangenen Photonen zusammen,

    Aber subjektiv höhrt man oft die Behauptung die modernen Kameras hätten keine Hotpixel, das ist Quatsch weil es meist darauf beruht das Bild in der selben Größe zu betrachten wo die kleineren Pixel weniger auffällig sind.


    Gruß Frank

  • Servus Frank,

    Man bekommt bei schnellerer Öffnung mehr Bildfeld bei gleichen Details, das ist wohl der Reiz

    Nein, denn wenn du die Öffnung vergrößerst, änderst du nicht das Bildfeld. Um ein größeres Bildfeld zu erreichen, musst du die Brennweite verkürzen. In beiden Fällen bekommst du eine schnellere Optik, aber die Auswirkung ist unterschiedlich.


    Gruß Stefan

  • Hallo Frank,


    Die Öffnung ist vor wie viel Licht gesammelt wird und die Auflösung in Bogensekunden

    Das Öffnunsverhältnis bestimmt wie groß diese Auflösung dargestellt wird, man benötigt nur das passende Okular oder die passende Pixelgröße um es sinnvoll darzustellen.

    das ist alles richtig nur ging es hier ja um die Bildhelligkeit und diese wird bei Foto neben der Belichtungszeit natürlich von der Pixelgröße und der Öffnungszahl bestimmt und visuell ist es die AP.

    Es besteht also immer ein Antagonismus von genutzter Auflösung und Bildhelligkeit.

    Das ist ja visuell nicht anders.

    Die AP bestimmt wie hell visuell das Bild ist und je mehr Auflösung du nutzen möchtest also jee kleiner die AP ist umso dunkler wird das Bild.


    Und bei Foto gilt analog dazu jee größer die Öffnungszahl und jee kleiner die Pixel umso weniger Photonen treffen ein Pixel und umso dunkler wird das Bild.


    Möchte man ein helleres Bild muss man zwangsläufig die Auflösung verringern.

    Visuell also mit größerer AP beobachten oder bei Foto mit größeren Pixeln und / oder kleinerer Öffnungszahl arbeiten


    Man bekommt bei schnellerer Öffnung mehr Bildfeld bei gleichen Details, das ist wohl der Reiz

    Ja aber man bekommt bei gleichen Details eben leider nicht mehr Photonen auf ein Pixel weil diese bei gleichen Details hier eben auch sehr klein sein müssen und damit muss man hier dann leider genauso lange belichten wie mit langsamerer Öffnungszahl und größeren Pixeln.

    Nur wenn die Pixel nicht verkleinert werden kann man mit schnellerer Öffnungszahl auch tatsächlich kürzer belichten aber dann hat man natürlich nicht mehr die gleiche Auflösung.

    Man kann es also drehen und wen den wie man will, an dem Antagonismus von Auflösung und Bildhelligkeit kommt man nicht vorbei.


    Grüße Gerd

  • Hallo


    Gerd, das hast du so richtig interpretiert.

    Man muss aber natürlich für mehr Helligkeit nicht die Auflösung verringern, man kann auch größere Öffnung bei gleicher Brennweite verwenden, auch das nutz dann die theoretisch mögliche Auflösung nicht, oder zumindest fotografisch die Zeit erhöhen.

    Ich sehe da jetzt nichts das nicht logisch wäre.


    Gruß Frank

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