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.
Beitrag
RE: Einfluss Öffnung/Öffnungsverhältnis/Brennweite bei Deep Sky
Hallo Günther,
[…]
da liegst du leider falsch, weil bei flächigen Objekten das Licht in der Fläche verteilt wird. Während eine Punktlichtquelle immer auf das BS beschränkt bleibt.
Bei einer Ansammlung von Punktlichtquellen bleibt zwar jede einzelne auf das BS beschränkt aber ihr Abstand zueinander vergrößert sich mit steigender Brennweit und das verringert die Flächenhelligkeit.
Der Mond hat im Fokus bei zb. 100F5 einen Durchmesser von 4,36mm
Bei 200F5 hat er aber 8,72mm Durchmesser.
Der Duchmsser…
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
