ISO100 oder ISO1600? - kleiner Test (1,5 MB!!)

  • Hallo,


    das Thema kommt ja immer wieder mal auf, und meist gibt es dann in den anschließenden Diskussionen verschiedene Ansichten zu dieser Frage.
    Ich möchte hier mal einem kleinen Praxistest mit "astrotypischen" Belichtungszeiten dazu beitragen.


    Als erstes mal zu den Bedingungen und zum verwendeten Equipment:


    Aufnahmegerät Canon EOS 20D
    Umgebungstemperatur 19°C
    Aufnahmen mit interner Rauschunterdrückung im RAW-Format, Konvertierung in 16Bit TIFF, später dann in höchster Qualität in Jpeg (also keine weitere Bearbeitung der Bilddaten, wie DDP o.ä.).


    Als Vorlage für den Test diente eine Seite aus Leopoldio Benacchios "Himmelsatlas":



    Es folgen nun 100% Ausschnitte aus dieser Aufnahme mit ISO100 bis ISO1600



    ISO100, Belichtungszeit 3600 Sekunden



    ISO200, Belichtungszeit 1800 Sekunden



    ISO400, Belichtungszeit 900 Sekunden



    ISO800, Belichtungszeit 450 Sekunden



    ISO1600, Belichtungszeit 225 Sekunden


    Hier oben wurden jetzt nur Einzelaufnahme vergleichen mit Belichtungszeiten von 225 Sekunden (ISO1600) bis 3600 Sekunden (ISO100).
    Jetzt stellt sich die Frage, ob man das schlechtere Signal/Rausch Verhältnis durch genügend viele Einzelaufnahmen mit höheren ISOs wett machen kann!?
    Dazu folgt hier mal ein Vergleich, bei denen entsprechen viele Aufnahmen gemittelt wurden, um bei den verschiedenen ISO-Aufnahemen die gleiche Gesamtbelichtungszeit zu erreichen.



    ISO100, Belichtungszeit 3600 Sekunden



    ISO200, 2x1800 Sekunden



    ISO400, 4x900 Sekunden



    ISO800, 8x450 Sekunden



    ISO1600, 16x225 Sekunden


    Kurzes Fazit für mich: Ab ISO800 wird das Ergebnis deutlich schlechter und kommt auch mit entsprechend vielen gemittelter Einzelaufnahmen nicht an die Ergbnisse mit niedrigeren ISOs heran.

    Beste Grüße
    Kay

  • Hallo Kay,


    interessante Sache!


    Man kann deutlich die Unterschiede zwischen ISO 400 -> ISO 800 und ISO 1600 erkennen!!![8D]


    Ich fotoknispte bisher immer mit ISO 800, werde aber jetzt auf ISO 400 absteigen und schauen was wird!


    Danke für den Vergleichstest (hat dir bestimmt auch keine Ruhe gelassen?[;)])

  • Kann mich Luengel nur anschliessen,
    ISO 400 zeigt mir das einzige noch
    brauchbare Ergebnis. ISO 800 ist schon
    leicht schlechter und ISO 1600 fast nur
    noch Matsch. Also was solls, doppelt so
    lang belichten und von ISO 800 auf ISO 400
    gehen ...


    Gruss Andy

  • Hay Kay,


    da haste Dir ja viel Arbeit gemacht.
    Aber der Test hat wenig Aussagekraft!


    Im letzten "niedrige ISO" Thread habe ich ja schon darauf hingewiesen,
    dass die Belichtungszeit der einzelnen Aufnahmen gleich sein muss.
    Und wenn man in den Bildern was von dem Kamerarauschen sehen will,
    dann darf amn auch nicht stark belichten, da das Photonenrauschen sonst sonst das Kamerarauschen überdeckt.


    Folgende Tabelle gibt die ADU-Werte an, bei dem das Ausleserauschen der Kamera
    etwa gleich dem Photonenrauschen des Signals ist.


    ISO ADU
    100 40
    200 40
    400 64
    800 110
    1600 220


    Diese Werte beziehen sich auf das Ausleserauschen und dem Konversionsfaktor
    meiner EOS300D, die ich neulich neu bestimmt habe.
    Oberhalb diese Werte dominiert das Photonenrauschen zunehmend das Kamerarauschen.


    Zu den gestackten Bildern:
    Dass die Einzelaufnahme am besten abschneidet, ist ka kein Wunder,
    da hier nur einmal das Ausleserauschen mit reinspielt
    und beim 1600er Bild gleich 16mal, was im Endeffekt 4mal mehr Ausleserauschen im Bild bedeutet.
    (Auf diese Tatsache wurde aber schon mindestens tausendmal hingewiesen.)
    Dass das 1600er Bild nicht deutlich schlechter ist, als das 100er,
    liegt daran, dass das Signal/Rausch-Verhältnis der Ausgangsbilder schon relativ hoch war (s.o.).


    Also, für einen aussagekräftigeren Test musst Du:
    a, gleichlang belichten (d.h. gleiche Anzahl an Photonen und somit
    gleiches Photonenrauschen in den Bildern)
    b, wenig belichten, etwa mit den o.a. ADU-Werten (evtl nach Abzug der Bias-Werte)


    Gruss,
    Thomas

  • Hallo,


    erstmal besten Dank für die Kritik und Kommentare!


    Thomas, mag sein, das dieser Test nach meiner Methode nicht für jeden Astrofotografen eine 100%ige Aussagekraft hat, jedoch für mich ist das Ergebnis des Tests, so, wie ich es erwartet hatte, nämlich das ISO-Werte >400 nur Verschlechterung der Bildqualität bringen, wobei ich betone, das diese Erkenntnis nur auf rein visueller Beurteilung obiger Aufnahmen beruht (keine Daten/Zahlenanalyse!).


    Warum habe ich nicht gleichlang belichtete Aufnahmen verglichen?


    Antwort: Wenn ich Astroaufnahmen machene will, versuche ich erstmal anhand das Histogramms die max. Belichtungszeit zu ermitteln. Praktisch hat sich bei meiner 20D eine max. sinnvolle Belichtungszeit von höchstens 60 Minuten bewährt (dies wird meist noch eingeschränkt durch mangelhafte Einnordung oder ungeeigneten Leitstern und daraus folgender möglicher Bildfelddrehung bei längerer Belichtung).
    Zurück zu meiner Belichtungszeitermittlung: nun mache ich zB. eine 10minütige Testaufnahme mit 1600ISO und beurteile das Histogramm der Aufnahme - stelle ich nun fest, das alles im "grünen Bereich" ist, das heißt am Aufnahmeobjekt ist auch nichts ausgebrannt, dann mache ich meine weiteren Aufnahmen mit 400ISO und belichte entsprechend vier mal länger, also 40 Minuten (im Ergebnis bleibt nun die Helligkeitsverteilung in dieser Aufnahme gleich wie in der Testaufnahme). Nach meinem Verständnis ist ja auch der Sinn der verschiedenen ISO-Einstellmöglichkeiten, die Verwendung entsprechender kürzerer Belichtungszeiten.


    Und aus dieser Vorgehensweise beruht die obige Testmethode. Ich vermute, ich bin nicht der Allereinzige, der dies so macht.


    Thomas, Du schreibst die 1600er Aufnahme schneidet nicht wesentlich schlechter ab, als die 100er? Nach meiner Beurteilung, ist da ein gewaltiger Qualitätsunterschied (nicht nur im Detail)!


    Beste Grüße
    Kay

  • Hallo Kay,


    (==>)Andy:
    So spontan umsteigen auf ISO 400 ist nicht der richtige Weg. Du gehst scheinbar davon aus, dass Du unbegrenzt Zeit hast für Deine Aufnahmen.[;)] Wenn ich mir überlege, dass das bedeutet, das ich 20 Minuten belichte für ein Einzelbild und dann nochmal 20Minuten interner Darkabzug, komme ich auf 40 Minuten für 1 Bild! Ich mache gerne 8-10, wenn es möglich ist. Und damit käme ich auf 400 Minuten! Das sind 6 h 40 min!!!!! Im Sommer wohl unmöglich. Da geh ich lieber ein wenig von der Qualität runter und krieg das dann auf die Reihe in 3 Stunden.
    Also nicht falsch verstehen. Ich meine nur, dass man eben nach den Gegebenheiten arbeiten muss. Und in Deutschland 6 Stunden belichten, das geht selten in einer Nacht. Gut, interne Rauschunterdrückung hin oder her...
    Aber Du musst auch Deine Darks machen.

  • hi,


    also, auch wenn der vergleich sehr umfangreich ist, so bestätigt er doch nur das, was schon lange bekannt ist. im gegensatz zur frage der maximal nutzbaren iso, steht die zur verfügung stehende maximal nutzbare belichtungszeit, und die wird von so vielen faktoren negativ beeinflusst, das die schlechtere bildqualität bei iso 800/1600 wohl eher das kleinste übel ist. ausserdem wurde hier ein vergleich mit einem statischem motiv gemacht, wo weder seeing, nachführung und fokusdrift einfluss haben. diese punkte sind aber die, welche die nutzbare auflösung des fertigen bildes extrem reduzieren. und diese punkte sind wieder (für das normale fussvolk hier in deutschland) nur durch mögl. kurze belichtungszeiten zu beherrschen.
    interessanter wäre, ob eine z.b. 600sec/iso800 qualitativ besser ist als eine 600sec/iso400 und diese anschliessend per ebv (tonwertkorrektur) angepasst wird....


    cs

  • Hallo Leute, was sollte hier eigentlich genau getestet werden? Dass der Denoiser der Kamerafirmware auf höchster Stufe mehr details zerstört, als wenn er nur schwach wirkt? Dass man mit sehr wenigen Photonen nicht das selbe Signal zu Rauschverhältnis schafft und damit nicht die selbe Signalbandbreite realisieren kann, wie mit vielen, also mit genügend Signal, das weniger nachverstärkt werden muss? Beides kann doch wohl kaum überraschen.


    Zu Ronalds Schlussfrage: Das dürfte in erster Linie zu weniger Bits und damit gröberen Farbabstufungen und stärkeren Rundungsfehlern führen, da nur die unteren Bits verwendet werden. Ausserdem könnte es, wenn man die Kamerainterne Bearbeitung nutzt, zu einem nicht so stark arbeitenden Denoiser und damit etwas mehr Details, aber auch mehr Rauschen führen.


    Der einzige Test, der mir in diesem Zusammenhang sinnvoll erscheint, ist die Entsprechende Gesamt-Belichtungszeit, z. B. 4 gestackte ISO 400 Aufnahmen gegen 1x ISO 100 mit vierfacher Belichtungszeit, aber das Ganze ohne automatische Jpeg-Umwandlung in der Kamera, also RAW ohne Filter mit identischer Bearbeitung. Das halte ich auch aus astronomischer Sicht für sinnvoll, reduzieren sich doch damit die Anforderungen an die Nachführung.


    Gruß Volker

  • <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Ringnebel</i>
    <br />...was sollte hier eigentlich genau getestet werden? Dass der Denoiser der Kamerafirmware auf höchster Stufe mehr details zerstört, als wenn er nur schwach wirkt? ...Der einzige Test, der mir in diesem Zusammenhang sinnvoll erscheint, ist die Entsprechende Gesamt-Belichtungszeit, z. B. 4 gestackte ISO 400 Aufnahmen gegen 1x ISO 100 mit vierfacher Belichtungszeit, aber das Ganze ohne automatische Jpeg-Umwandlung in der Kamera, also RAW ohne Filter mit identischer Bearbeitung...
    Gruß Volker
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Hallo Volker,
    zum ersten Absatz Deines Beitrages: Intention für den Test habe ich in meinem Einführungspost versucht zu erklären.


    Zu Deinem letzten Absatz kann ich nur sagen, das genau das getestet wurde. [?]


    Gruß
    Kay


    PS: Was genau ist ein "Denoiser"?

  • Hallo Kay,


    dann muss ich mich wohl zweimal entschuldigen. Zum ersten Absatz: Ich hatte wohl das unter den Bildern nicht mehr wirklich aufmerksam genug gelesen (schon zu müde und der grippale Infekt fordert auch seinen Tribut). Zum PS: Denglisch ist Bullshit, ich gebe es ja zu! Ich meinte das, was Du als "Aufnahmen mit interner Rauschunterdrückung" bezeichnet hast. Wenn man wirklich etwas vergleichen will, sollte man solche Spielereien dringend abschalten. Sie zerstören nur unwiederruflich Bilddetails und verfaälschen das Ergebnis. Das gilt übrigens auch für Kamerainterne Schärfung etc.


    Gruß Volker

  • Hallo Leute,


    aus meiner Erfahrung kann ich das gleiche sagen und bestätigen.
    Ab 800 ASA wird es zu rauschig. Auch mit vielen Einzelbildern, die man mittelt hat man sein Nachsehen.
    800 ASA hingegen ist völlig ausreichend.
    Ich möchte mal einen Astrofotografen sehen, der mir zwischen 400 und 800 ASA noch deutliche Unterschiede im Bild zeigen kann ;)


    cs Klaus

  • Hallo Klaus,


    ich hab heute eine 2. gebrauchte 300D bekommen.


    Das erste was ich mit der Kamera gemacht habe war natürlich ein Dunkelbild. Was auch sonst.[;)]


    Erstaunt war ich darüber wie unterschiedlich doch die Kameras sind[?]


    Während meine "alte" EOS 300 bei ISO 1600 und 7min Belichtungszeit fast kein Verstärkerglühen hat, rauscht sie aber recht heftig und hat jede Menge "bunte Pixel".


    Die "neue" gebrauchte dagegen hat ein deutliches Verstärkerglühen, dafür aber fast kein Rauschen und auch kaum "bunte Pixel".


    Vermutlich kann man die optimale ISO Einstellung für eine 300 D wohl nicht pauschal festlegen, da ist wohl ausprobieren angesagt.

  • Hallo Holger,


    ja, Unterschiede gibt es bestimmt, das denke ich auch.
    Was passiert eigentlich, wenn ich Astrofotos mit der 300er mache ganz ohne internen Filter ?
    Weißt Du das ?
    Meine eigene Kamera ist zeitweise leider defekt, hatte aber die Gelegenheit, gestern mal ohne Filter einen Lötkolben zu fotografieren. Interessant.
    Ist ja fast besser, gar keinen Filter einzubauen und dafür bei Bedarf einen vor die Optik zu setzten.


    Täte mich wirklich interessieren.


    cs Klaus

  • Hallo Klaus,


    wenn du gar keinen Filter vor den Chip machst gibt es natürlich Staubprobleme.[:(]
    Du kannst natürlich UV/IR Filter vor das Objektiv machen, dann kannste die Canon ganz normal verwenden,natürlich ohne Autofocus. Ohne Filter wird es, auch bei Astrofotos, grausam.[B)]
    Bei der Astrofotografie mit einem Newton musste ja einen Komakorrektor verwenden, da kann man den UV/IR Filter ebenfalls reinschrauben.
    Nur besteht dann die ganz große Gefahr, das man sich an hellen Sternen ekelige Reflexe einhandelt, weil die Filter und der KK sicherlich nicht entspiegelt sind

  • Hallo Holger,


    mehr Staubprobleme gibt es sicherlich nicht, da vor dem CMOS eine weitere "Glasscheibe" sitzt.
    Die kann man genauso gut reinigen wie vorher den IR Sperrfilter.


    Erstaunlicherweise konnte ich durch das KIT eine sehr saubere Aufnahme im IR machen, siehe hier:



    http://www.astroklaus.de/htm/irplus/irplus.htm


    Ich meine besonders den Lötkolben. Sterne konnte ich bei dem besch... Wetter leider nicht abbilden.


    Für weitere Versuche hatte meine Kamera ja bekanntlicherweise nicht
    durchgehalten.


    Ich bleib am Ball, scheint ja eine Menge zu gehen. mit div. Optiken wird es natürlich weniger gut gehen, da stimm ich Dir zu.


    Mit der nächsten Kamera werde ich bestimmt noch einiges austesten ;)


    cs KLaus

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