Das iCam-Blog

Hallo Leute,

Heute ist meine iCam gekommen, in der Version mit einschraubbarer 1,25"-Hülse und IR-Sperrfilter. Der IR-Passfilter wird nachgeliefert. Natürlich war es gestern abend klar und heute ist alles dicht. Logisch. Deshalb spiele ich jetzt erst mal mit der Kamera im trockenen rum.
Und um Euch und allen die sich bislang noch nicht an die iCam herangetraut haben das gute Stück mal etwas näher zu bringen, habe ich mir überlegt, dass ich in diesem Thread so etwas wie ein Blog über meine ersten Schritte schreibe.

Die Kamera hat ein Objektiv, das einfach herausgeschraubt und durch den Adapter ersetzt wird. Sie wird über USB mit dem Rechner verbunden. Die Installation der Software unter Vista war zwar etwas langsam, aber problemlos. Ich habe nur die Treiber installiert, das Softwarepaket von V-Gear habe ich auf der CD gelassen. Die Kamera lässt sich problemlos unter Giotto ansteuern.

Da kann man so einiges einstellen. Unter <i>Bildaufnahme&gt;Aufnahme von AVI´s</i> wird ein Steuerfeld mit einem Vorschaufenster eingeblendet.
Unter <i>Videoquelle</i> muss man "iCam Tracer CCD" auswählen, wenn das Notebook (wie meins) eine eingebaute Webcam hat.
Unter <i>Bildeinstellung</i> stellt man Helligkeit, Kontrast, etc ein. Bewährt hat sich die oberen Regler in der Mitte zu lassen, Sharpness auf Null, bei Exposure Value das Häkchen bei Auto entfernen und dann von Hand regeln. Aufpassen, dass das Bild nicht überbelichtet ist, lieber etwas zu dunkel als zu hell.
Unter <i>Videoformat</i> stellt man die Auflösung ein. Für Planetenvideos wird allgemein 640x480 empfohlen. Eine Frage hier an die Profis: <i>Ist die Einzelbildrate das gleiche wie die Framerate in fps?</i>

Wie man mit Giotto Videos dann aufnimmt und weiterbearbeitet will ich jetzt nicht beschreiben, dafür findet man genug Anleitungen im Netz. Da ich aber wegen des Wetters grade keinen Planeten zur Hand hatte, habe ich die iCam an meine 100/1000 Russentonne gehängt und quer durch das Wohnzimmer ein Probevideo gemacht. Dabei ist das folgende kleine Rätselfoto entstanden. 256 Bilder, 10% Verwendungsrate, geschärft mit Mexican Hat und Histogramm angepasst. Effektive Brennweite ca. 1200mm, Entfernung 7m.

Na, was ist hier zu sehen? [;)]

Was man auf jeden Fall sieht, sind zwei Kringel unter dem Stern. Die sind auf jedem Bild, ich vermute mal, dass das Staub auf dem Schutzglas über dem CCD ist. Mal sehen ob ich den noch wegpusten kann, sonst ist Flatfield machen angesagt.

Auf jeden Fall bin ich schon mal sehr zufrieden. Jetzt brauche ich nur noch klaren Himmel, dann ist der Mars fällig!

Schon gespannt:
Marcus

<font color="limegreen">Betreff auf Wunsch geändert von Caro</font id="limegreen">

Hallo Jürgen,

Erst mal Glückwunsch zum Lösen des Rätselfotos. Du hast damit eine prompte Antwort gewonnen. [;)]

Bei der Russentonne verlängert sich die Brennweite überproportional wenn man den Brennpunkt über die Brennebene eines Kameragehäuses (das ja an einem Spiegeltele normalerweise angeschlossen werden soll) nach hinten verlegt. Das kann man sehr schön beobachten wenn man ein Okular nach hinten rauszieht.
Deshalb hat sie effektiv mehr als die aufgedruckten 1000mm, vor allem bei visueller Beobachtung. Das ist im Netz auch vielfach beschrieben. Im "weißen" Astroforum habe ich die folgende Tabelle gefunden:

http://www.astro-foren.de/showthread.php?t=5472

Auf die habe ich mich bezogen, wobei ich davon ausgegangen bin, dass die Tonne ihre 1000mm in der Brennebene eines SLR-Gehäuses erreicht, die ca. 45mm hinter der Auflage des M42-Gewindes liegt. Ob diese Tabelle nun so 100%ig richtig ist, kann ich natürlich nicht sagen.

Die genauen Hintergründe sind mir auch nicht ganz klar, ich denke es liegt an der optischen Konstruktion der MAK-Tonne.

Marcus

EDIT:
Ich vermute mal es liegt an der Linsengruppe im Blendenrohr. Die wirkt ja nicht nur als Flattener sondern auch als Barlowelement.

Dann will ich mal ein bisschen weiterbloggen.

Da es heute immer noch nicht nach einem klaren Himmel aussieht, habe ich weiter mit der Kamera rumgespielt. Zunächst habe ich wxAstroCapture installiert weil ich hoffte, dass ich damit Zugriff auf weitere Funktionen bekomme. Aber Fehlanzeige. Ich kann die iCam zwar ansteuern, aber nur im Farbraum I420. Soweit Google weiß, ist dieser Farbraum für unsere Zwecke ungeeignet. Und weitere Funktionen als unter Giotto kann ich auch nicht ansteuern. Die Software ist halt doch für die ToUCam geschrieben. Schade, denn das Life-Histogramm ist eine feine Sache.

Also zurück zu Giotto. Um mich auf der Oberfläche des Chips mal ein wenig umzusehen, habe ich ein Dark aufgenommen und den Kontrast extrem überhöht:

Die Hotpixel sind bei der Prozedur natürlich übergelaufen, aber mir ging es auch mehr darum zu sehen wie viele da sind. Die schwarzen Pixel sind übrigens rote Hotpixel die die Kompression nicht überstanden haben. Ich denke damit kann man leben. Interessant finde ich die Streifen. Sie sind auch auf dem einfache überlagertem Dark zu erahnen, wenn auch sehr schwach. Ist so etwas normal?

Hat eigentlich mittlerweile jemand herausgefunden warum man die Kamera ein bisschen auseinander ziehen kann?

Auf klaren Himmel wartend:
Marcus

EDIT:
Ich bin die Kringel losgeworden die auf dem Geldschein zu sehen sind. Mit einem hochwertigen Druckluftspray aus der Uhrmacherwerkstatt habe ich den Chip abgepustet. Seitdem sind sie auf dem Flat nicht mehr zu sehen. Dabei ist aber Vorsicht geboten. Wenn man das Spray nicht richtig und vorsichtig einsetzt, kann es feine Treibmitteltropfen versprühen. Und wie man die dann wieder vom Chip los wird... [B)]

ICH FASS ES NICHT!

Um zehn habe ich gesehen, dass der Himmel klar ist. Also gleich mein C8 rausgeschleppt, Nachführung angeschlossen, Laptop fertig gemacht, eingenordet, Mars eingestellt. Brauchbares Seeing, alles klar. Für einen ersten Versuch mit der Webcam ist das OK.
Projektionsansatz zusammengebaut, Mars aufgesucht und eingestellt. Hmm, nicht ganz scharf. Eventuell ein anderes Projektionsokular?
Und wieso wird der Planet auf einmal so dunkel?

Ein Blick an den Himmel und ich sehe den Mars grade noch hinter einer gigantischen Wolkenfront verschwinden. Ein paar Mal blinkt er kurz auf und dann ist er weg.

ER IST WEG!

Und keine Wolkenlücke in Sicht. Oh Mann! Zum Glück ist man als Hobbyastronom frustrierende Erlebnisse gewöhnt.
Ich werde jetzt noch einen Joghurt essen und ein wenig abwarten. Wenn sich nichts mehr tut, schleppe ich das ganze Zeugs halt wieder rein.
Um halb sechs klingelt mein Wecker... [}:)]

Frustriert:
Marcus

EDIT:
Es ist halb eins und ich habe jetzt eingeräumt. *zähneknirsch*
Gute Nacht.

Hallo Leute,

Immer noch kein klarer Himmel. [:(]
Gestern Abend war es erst klar, also habe ich wieder das C8 rausgeschleppt. Aber noch bevor der Mars über das (aufgewärmte) Nachbardach hervorgekrochen kam, zog es wieder zu.
Irgendwann...

Aber Donnerstag Abend war GvA-Astrofotoworkshop und da haben wie mal ein wenig mit der iCam herumgespielt. Hallo übrigens an Hartwig und alle anderen die da waren.
Wir haben versucht, aus der iCam mal reproduzierbare Fps-Werte herauszukitzeln. Das ist aber leider nicht so einfach wie gedacht. Man kann zwar eine feste Framerate einstellen, aber wenn man sich die fertigen AVI-Clips dann mal mit VirtualDub Bild für Bild anschaut, sieht man, dass sich bei hoher Framerate und schlechter Beleuchtung Bilder wiederholen.

Das kann so weit gehen, dass man nur jedes 6. Frame tatsächlich ein neues Bild ist! Wenn man ein solches Avi mit 1200 Frames stacken will und 10% verwendet, bekommt man ein Problem. Die besten 120 Frames sind in Wahrheit nur 20, weil immer sechs gleich sind! Denn da ja die 120 besten verwendet werden, sucht Giotto oder Registax die 20 besten Sechserpakete aus. Man stackt also real nur 20 Bilder und wundert sich über das schlechte Ergebnis.

Ich habe nun ein wenig mit der Cam herumgespielt und die Ergebnisse mit VirtualDub auf ihre Qualität hin überprüft.
Um die Kamera zu steuern kann man Giotto, K3CCD, wxAstroCapture oder ähnliches verwenden. Ich bevorzuge Giotto, aber das ist Geschmackssache. Wenn man die Einstellungen der Kamera aufruft, bekommt man es mit den Einstellungsfenstern des Treibers zu tun und die sind im wesentlichen immer die gleichen.

Da ist zuerst einmal das Fenster des Videostreams:

Das kennt man, hier wird die Auflösung und die Framerate (Einzelbildrate) eingestellt. Das ausgeworfene Video hat dann tatsächlich diese eingestellte Framerate. Das Problem ist nun, dass die iCam in Abhängigkeit von der eingestellten Empfindlichkeit nur eine gewisse Zahl an fps produziert. Diese kamerainterne Framerate kann man aber nicht eindeutig quantitativ steuern:

Neben den Reglern für die Bildqualität gibt es unten den etwas kryptischen Regler "Exposure Value". Damit regelt man so etwas wie die Belichtungsstärke. Wenn man nun wenig Licht hat und den EV-Regler hochzieht um ein helles Bild zu bekommen, nimmt die Kamera mit einer niedrigen Framerate auf. Um die im Videostream angeforderte Framerate zu bekommen, werden dann einfach die aufgenommenen Bilder wiederholt, bis die Kamera ein neues Bild zur Verfügung stellt. Ein Beispiel:

<i>Objekt: Fernseher am anderen Ende des abgedunkelten Wohnzimmers.
Eingestellte Framerate des Streams: 30fps
Exposure Value: 100%
Resultierende Framerate der Kamera: 5fps
Ergebnis Video: 30 durch 5 macht 6. Also alle sechs Frames ein neues Bild, ansonsten nur Wiederholungen.</i>

Man kann das sehr schön sehen, indem man ein sich bewegendes Bild aufnimmt und den aufgenommenen Stream mit VirtualDub Frame für Frame betrachtet. Leider habe ich noch nicht herausbekommen welcher Exposure Value welcher internen Framerate entspricht. Auch kann ich nicht genau sagen, ob der EV direkt die Framerate regelt oder die tatsächliche Helligkeit des Objektes in die Regelung mit einfließt. Aber ein Beispiel kann ich liefern:

<i>Objekt: Fernseher am anderen Ende des abgedunkelten Wohnzimmers.
Eingestellte Framerate des Streams: 30fps
Exposure Value: 25%
Resultierende Framerate der Kamera: 30fps
Ergebnis Video: ein echtes 30fps-AVI, alle Frames sind tatsächlich unterschiedlich.</i>

Das ist schon mal positiv. Ob allerdings der EV von 25% immer 30fps liefert kann ich noch nicht sagen. Vielleicht kann man den Exposure Value direkt in eine Framerate umrechnen. Vielleicht hat es ja sogar schon jemand getan? Vielleicht kennt ja jemand einen Link zu so einer Umrechnung und kann ihn hier posten. *augenaufschlag*
Ich bleibe auf jeden Fall dran und werde versuchen einen reproduzierbaren Zusammenhang herzustellen.

Ich habe übrigens beim Astroshop.de einen Link zu einem anderen Treiber gefunden und installiert. Liefert aber keine wesentlich anderen Funktionen. Wenn man ihn installiert, bekommt das Einstellungsfenster eine weitere Karteikarte:

Soweit ist das sehe, kann man da auch nicht mehr einstellen als in dem anderen Fenster, hat aber keinen Zugriff auf den Exposure Value. Dafür heißt die Kamera auf einmal <i>"V-Gear TalkCam Tracer CCD".</i> Die Neuinstallation bringt IMO also nichts.

Das soll es erst mal sein. Wenn ich etwas neues herausfinde, poste ich es natürlich. Wenn jemand anderes Informationen zu diesem Thema beitragen kann, wäre ich sehr dankbar, wenn er oder sie sie hier mitteilen würde. Auch wenn ich diesen Thread als "Blog" bezeichnet habe, würde ich mich natürlich sehr freuen, wenn hier so etwas wie ein iCam-Kompendium entstehen würde.

Gespannt auf Eure Erfahrungen und Meinungen:
Marcus

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: AnkeMo</i>
Allerdings kann es meiner Meinung nach nicht sein, dass das gleiche Bild im Avi mehrfach vorkommt bzw.gespeichert wird, denn die Dateigröße nimmt bei höherem Exposure Value (und daher nötiger geringerer Bildrate) deutlich ab und auch die Bildanzahl, die in registax angezeigt wird.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Hallo Anke,

Danke für Dein Feedback. Deine Beobachtung mit der Dateigröße kann bestätigen. Aber das ist leider nur die halbe Wahrheit. Ich habe heute nochmal etwas weiter experimentiert und AVI´s bei 30fps, unterschiedlichem EV und unterschiedlicher Objekthelligkeit aufgenommen. Ziel war es, herauszufinden ob der Exposure Value direkt die interne Framerate regelt oder ob die Objekthelligkeit auch noch eingeht.

Ich habe die Aufnahmen mit Giotto gemacht und immer 100 Frames aufgezeichnet.
Bei 100%EV macht die Kamera 5fps. Der resultierende Stream hat aber 30fps und immer sechs Bilder sind gleich. Der gesamte Stream ist 600 Bilder groß.
Bei 50%EV mach die Kamera 30fps. Der Stream hat auch 30fps und alle Bilder sind unterschiedlich. Der Stream ist 100 Bilder groß.

Und jetzt kommt der Hammer! Trotz der unterschiedlichen Anzahl an Frames haben beide Streams die gleiche Größe, nämlich ca. 90MB. Das bedeutet, die "Leerframes" belegen keinen Speicherplatz auf der Platte, sondern nur die "Echten". VirtualDub zeigt aber bei Einzelbetrachtung die Leerframes an.
Das liegt aber nicht an VirtualDub. Ich habe Giotto beide AVI´s in BMP´s zerlegen lassen. Aus dem 600er AVI werden auch 600BMP´s und immer sechs sind gleich. Den 100er zerlegt Giotto auch zu 100BMP´s und alle sind unterschiedlich.

Das ganze muss eine Besonderheit des AVI-Formats sein. Anscheinend erkennt der Codec die sich wiederholenden Frames und speichert sie deshalb nicht. Sobald das AVI aber betrachtet oder bearbeitet wird, spuckt der Codec die Leerframes aus und macht damit die Framerate und den Stream voll.
Für uns bedeutet das, dass wir trotz der von Dir beobachteten Reduzierung der Dateigröße bei geringerer Framerate der Kamera immer noch mit den Leerframes zu kämpfen haben. Die einzige Lösung die ich momentan sehe, ist herauszufinden welcher Exposure Value welcher internen Framerate der Kamera entspricht. Da bin ich grade dran. Ein (vorläufiges) Zwischenergebnis kann ich schon vermelden:
<i>Die interne Framerate ist nur vom eingestellten Exposure Value abhängig, nicht aber von der Helligkeit des aufgenommenen Objektes.</i>

Aber dazu später mehr. Ich werde versuchen, den EV/fps-Zusammenhang quantitativ zu beschreiben, aber dazu muss ich noch ein paar Versuchsreihen machen.

Bis dann:
Marcus

Hallo Anke und Roland,

Die dropped Frames aussortieren ist sicherlich eine Lösung. Ich wäre aber persönlich wesentlich glücklicher, wenn sich eine Einstellung an der Cam finden lassen würde bei der es gar nicht erst dazu kommt. Immerhin scheint die interne Framerate der iCam unterhalb von 100%EV ziemlich schnell hoch zu gehen. Bei 50%EV liegt sie laut meinen Messungen schon bei 30fps.
Mein Plan ist nun, herauszufinden bei welchen EV´s welche Framerates herauskommen, damit man dann die Framerate des Streams entsprechend regeln kann. Dann bekommt man automatisch einen "vollen" Clip und kann weitermachen wie gewohnt.

Ich bleibe dran:
Marcus

EDIT:
Interessant finde ich, dass man Giotto sagen kann, dass es 100 Frames aufnehmen sollt und die iCam dann auch 100 Frames macht. Aber wenn sie nur 5fps bringt und man 30fps eingestellt hat werden halt wieder die bekannten 600 draus. Anscheinend wirkt die Steuerung durch die Software direkt auf die Kamera, der Stream wird dann aber vom Codec hergestellt. [xx(]

Hallo Leute,

Anke, es kommt auf die richtige Kombination von EV und eingestellter Framerate an. Wenn ich bei den von Dir genannten 70%EV 30fps einstelle, bekomme ich ein AVI von 228 Bildern, davon sind 128 Dropframes. Wenn ich nun 70%EV und 15fps einstelle, ist das resultiernde AVI 114 Frames groß, enthält also nur 14 Dropframes. Und wenn ich auf 70%/10fps gehe, enthält das AVI gar keine Dropframes mehr!

Das ist die Sache die mich interessiert. Wenn ich mein Objekt mit passendem Exposure Value eingestellt habe, mochte ich wissen welche Framerate im Codec dazu passt damit ich möglichst wenig oder gar keine Drops bekomme.
(Wobei ich Drops doch so gerne mag. Vor allem Karamelldrops... [:D])

Immerhin habe ich grade noch herausgefunden, dass der Brightness-Regler keinen Einfluss auf die interne Framerate hat. Bei 50%EV/30fps ist das AVI immer 130 Frames lang, also 30 Dropframes. Egal, ob der Regler für Brightness auf 0% oder 100% steht und das Bild entsprechend hell oder dunkel ist.

Oh Mann, ich verbringe eindeutig zu viel Zeit damit, an der Kamera herum zu theoretisieren. Es muss dringend mal Marslicht auf meinen Chip fallen!
Aber wie gesagt, ich bleibe dran. Aber nun muss ich ins Bett. Gute Nacht. [:)]
Marcus

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: AnkeMo</i>
<br />
Ja, Dropframes können durchaus am Rechner liegen. Nutze auch einen Eee (904 HA) und muss den aus "Super Performance" einstellen. Habe das Gefühl, dass sonst die Framerate schlechter wird.

Anke
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Hallo Anke, Max und alle anderen.

Wenn sich Euer Verdacht als zutreffend herausstellen sollte, wäre das natürlich ein harter Schlag. Ich versuche ja einen Zusammenhang zwischen Exposure Value und Framerate herzustellen und bin heute ein ganzes Stück weitergekommen. Aber wenn auch noch die Rechnerleistung rein spielt, wird man meine Erkenntnisse nur von Prinzip her aus andere Systeme übertragen können.

Aber jetzt habe ich erst mal mein C8 zum Auskühlen raus getragen. Bis das soweit ist, kann ich noch mal von meinen gestrigen und heutigen Bemühungen berichten.
Ich habe bei einer konstanten Framerate von 30fps mit Gitto mehrere AVI´s aufgenommen. Jeweils 100 Frames eingestellt und den EV wie folgt variiert: 0,25,50,60,70,80,90,100%. Dann habe ich die Videos überprüft, ausgezählt wie viele Dropframes dabei sind und dann über die Dauer der Aufnahme die effektive Framerate der Kamera bestimmt.

Ein Beispiel:
EV:60%
Dauer der AVI-Aufnahme: 5,43s
Anzahl der Frames im Stream: 163
Davon echte Frames: 100
Drops: 63
Effektive Framerate der iCam bei diesem Clip: <i>18fps</i> (100 durch 5,43)

Das habe ich mit allen genannten EV´s gemacht und folgende Framerates in Abhängigkeit vom EV bekommen:

EV 0% &gt; 28fps
EV 25% &gt; 28fps
EV 50% &gt; 23fps
EV 60% &gt; 18fps
EV 70% &gt; 13fps
EV 80% &gt; 8fps
EV 90% &gt; 6fps
EV 100% &gt; 4fps

Wenn man das ganze in eine Tabellenkalkulation eingibt, sieht das so aus:

Ich werde die Kurve noch durch ein paar zusätzliche Messpunkte glätten, aber es ist klar, wohin die Reise geht.
Was bedeutet dieser Graph nun für uns? Ganz einfach: wenn man den für die gerade geplante Aufnahme optimalen EV eingestellt hat, kann man mit der Grafik eine passende Framerate auswählen. Wenn sie ungefähr im richtigen Bereich liegt, hat man wenig Dropframes und zugleich ist die Gefahr von Datenverlusten durch eine zu niedrige Framerate minimiert.
Da ich lieber ein paar Drops im AVI habe als Frames zu verlieren, habe ich mir erlaubt noch eine korrigierte Grafik zu erstellen. Ich habe die Framerate immer auf ganze Fünfer aufgerundet, weil das ja die gängige Schrittweite ist. Dadurch ist die Framerate immer etwas zu hoch und man hat immer ein paar Drops im AVI. Aber alle Bilder die die iCam liefert sind bei diesen Raten mit im Clip:

Falls mir bei dieser Vorgehensweise ein Denkfehler passiert sein sollte, bitte ich um rege Diskussion meiner Messergebnisse und meiner Interpretation. Das ist immerhin iCam-Grundlagenwissenschaft, die wir hier betreiben. [;)]

<i>Aaaber!</i>

Aber falls sich Eure Vermutung bewahrheiten sollte, dass die optimale Framerate ganz entscheidend von der Rechnerleistung abhängt, gelten diese Graphen ohnehin nur für meinen Rechner! Deshalb ist das ganze mit Vorsicht zu genießen.
Perfekt wäre es natürlich, wenn sich jemand oder noch besser ein paar Leute die Mühe machen würden, diese Messungen auf ihren Rechnern zu wiederholen und eigene Tabellen, bzw. Graphen zu erstellen. Das wäre dann man eine wirklich fundierte Aussage. Ich kann meine Messungen auch gerne nochmal etwas detaillierter schildern.

Wie schon gesagt, ich bitte um Diskussion.
Aber nun will ich erst mal versuchen einen Mars auf meinen Chip zu bekommen. Wünscht mir Glück und vor allem, dass der Himmel klar bleibt!

Bis dann:
Marcus