Beiträge von frasax im Thema „Betrachtungen zur optimalen Belichtungszeit“

Hallo Gert,

ja ich verstehe, ich hatte ausser Acht gelassen das die Dynamik nicht alleine durch die FW definiert wird, sondern zusätzlich durch das Ausleserauschen. Allerdings bin ich mir nicht sicher ob wir das gleiche meinen. Das SNR wird massgeblich dadurch besser, das unser Signal an Stabilität gewinnt, nicht die Anzahl der Fotoelektronen erhöht sich sondern deren statistische Wahrscheinlichkeit. Das stacken stellt eine Erhöhung der "Mess-Events" dar. Wie Norbert schrieb, ist das Shot Noise der limitierende (besser wäre vielleicht dominierende) Faktor.

How ever, mir geht es um was anderes:
Der Thread ging doch mit der Frage los ob es Sinn macht länger zu belichten als hintergrundlimitiert. Die Argumente eben nicht länger zu belichten sind mir zu wage und zu unschlüssig in der Argumentation. Matthias schreibt z.Bsp. er würde bei hohen ISOs schnell in die Sättigung geraten. Ich frage daraufhin warum er nicht niedrige ISOs benutzt? Jetzt kommt Jo und sagt bei kurzen, nicht Hintergrund limitierten Aufnahmen (Drüber reden wir aber doch gar nicht!) seien hohe ISOs von Vorteil da weniger Ausleserauschen. Das meine ich wen ich jetzt zum dritten mal schreibe das die Spielregeln immer der eigenen Argumentation angepasst werden. Das ist aber nicht zielführend!

So ich lege jetzt mal die Spielregeln fest und bin gespannt was dabei raus kommt. Aufgabenstellung:

Es soll NGC7000 mit einer DSLR (Canon 600D) und dem Volksapo 80/500 aufgenommen werden. Unter gutem Landhimmel wie er in Deutschland nicht unüblich ist lege ich mal 21.0 mag/arcs^2 fest . Nehmen wir mal an die Einnordung ist sehr gut, das Guiding läuft und niemand stösst an die Monti. Zusätzlich nehmen wir uns jede Stunde ca 5 min Zeit um den Fokus zu überprüfen und ggf. zu korrigieren. Als Durchschnittstemperatur nehmen wir mal 8°C an. Wir wollen darüber hinaus das volle Kalibrationsprogramm machen.

Ich gehe die Aufgabe wie folgt an:
Ich wähle eine Gesamtbelichtungszeit von 4h unterteilt in 16x900s ISO 200 Einzelframes. Zwischen jeder Aufnahme dither ich, dazu brauche ich ca. 60s. In der Software stacke ich das ganze mit dem Sigma um mich gegen Hotpixel und Satspuren etc. ab zu sichern.

Nun was mache ich da falsch, was kann ich besser machen? Kann ich ein Bild mit dem besten SNR bei gegebener Zeit erwarten (die 4h sollten locker reichen für dieses Objekt)? Oder verschenke ich womöglich SNR? Gerate ich ausser bei vielleicht einem bis zwei hellen Feldsternen (bei NGC7000 eher bei null Sternen) bedenklich an die FW Kapazität des Chips? Könnte ich aus praktischen Erwägungen etwas anders machen?

Bin gespannt.

CS Frank

Hallo zusammen,

OK ich hatte das nicht auf den Hintergrund bezogen sondern auf das Signal. Gut wenn der Hintergrund derart schnell wächst....aber da verweise ich dann wieder auf meinen Comic:-)

Was ich nicht verstehe ist, warum wir jetzt über Dynamik sprechen und gleichzeitig wieder mittlere und hohe ISO Werte. Warum nicht einfach runter mit der ISO? Schade das die Entwickler von Nikon mich nicht nach ihrer Meinung gefragt haben zur neuen Kamera (haben irgendwelche US Amerikaner interviewt). Ich hätte ihnen gesagt sie sollen einen ISO Knopf anbringen der sich zwar drehen lässt aber heimlich immer bei 200 bleibt:-)

Ich habe das Gefühl wir drehen uns massiv im Kreis:-(

CS Frank

Hallo Jo,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Im ungünstigsten Fall verliert man durch zu lange Belichtungszeiten im hintergrundlimitierten Bereich derart an Dynamik in einer Einzelaufnahme und somit auch im Stack, dass bei der Herausarbeitung von Details über Kontrastansteilung in der EBV das Rauschen durch Dynamikverlust überwiegt.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Dynamikverlust im Stack? Was ist überhaupt Dynamikverlust? Und wie entsteht dadurch Rauschen? Das verstehe ich gerade nicht. Ich dachte bisher wir reden von der "Sammelkapazität" des Sensors. Also wie voll das "Eimerchen" geworden ist. Im Stack wird diese Zahl ja nur gemittelt, dem Median unterzogen oder was auch immer für eine Statistik. D.h. die Zahl für den Füllstand des Eimers wird stabiler aber nicht höher. Anders gesagt das SNR steigt an. Nicht?

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Blöd nur, es gibt keinen der einem verlässlich sagen kann was diese "optimale" Belichtungszeit ist, da mehrere äussere Variablen und Bedingungen und individuelle, technisch bedingte Faktoren hineinspielen.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Du musst doch nur in deiner Aufnahmesoftware schauen ob etwas in die Sättigung gegangen ist. m.M. nach gibt es da auch keine Variablen sondern lediglich den Wert der FW der dich limitiert. Was meinst du denn für äussere Umstände, klingt so mysteriös:-)
Wie schon geschrieben, bei sehr hellen Sternen würde ich mir da gar keinen Kopf machen, bei hellen Nebelanteilen schon. Ich habe früher mit der 350D gearbeitet, ich weiss also nicht wie es mit modernen Kameras ist. Aber ich hatte nie Probleme auch nur annähernd (ausser wie schon gesagt M45,M42,M31) an die FW heran zu kommen.

CS Frank

Hi Tino,

Full WEll, hast recht, Denkfehler meinerseits. Aber wie Stefan auch schon schreibt, helle Feldsterne gehen dir eh in die Sättigung. Zumindest bei einer CCD braucht man sich aber ausser bei M42 und M32 recht wenig Sorgen machen. Wie das mit einer DSLR weiss ich nicht.

Im grossen und ganzen sind wir uns ja einig.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">aber nur solange keine Wolken da sind ;)<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Das ist des Pudels Kern:-)

CS Frank

Hallo Jo,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Übrigens mache ich Flats wie ein Weltmeister und es bringt bei Sekundenaufnahmen zu wenig gegen die Streifenbildung, die bei kurzen Belichtungszeiten dominant gegenüber dem Objektsignal bleibt. Da wirken dann "länger" belichtete Einzelaufnahmen (als "hintergrundlimitiert" meint), positiv gegen das Störsignal aus der Kamera. Ich wollte nur mit meinem Beispiel sagen, dass "Hintergrundlimitiert" keine allgmeingültige Maßgabe ist, da in der Praxis mangelhafte Technik ein Faktor ist, der die schöne Theorie wieder aushebelt.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Flats bringen bei solchen Streifen gar nichts! Zeig doch mal bitte ein Bias und ein Dark Frame deiner Kamera.

CS Frank

Hallo Tino,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Bei weniger Belichtungszeit+Stacking verschenkt man SNR und bei mehr Einzelbelichtungszeit verschenkt man Dynamikumfang und erhöht das Risiko einer Fehlbelichtung, da man das selbe Ergebnis bezüglich SNR mit mehreren verteilten 12s Belichtungen und Stacking bekäme.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Was gibt es da dynamisch denn zu befürchten bei einer 14, 15 oder 16 bit Kamera?
Ich dithere meine Aufnahmen, soll ich 12s belichten um dann 100s zu dithern? Ausserdem produziert man doch so einen riesen Datenwulst.

Und nochmals: Unter dunklem Himmel dauert es schon eine ganze Weile bis man Hintergrundlimitiert ist. Da sind 10-20m keine Seltenheit. Und der dunkle Himmel ist nun mal viiiieeeeeellll wichtiger als alles andere.

CS Frank

Hallo Jo,

du interpretierst den Begriff "Hintergrundlimitiert" etwas falsch. Er sagt nichts darüber aus wie lange man maximal belichten darf oder so etwas. Mal abgesehen davon wie gut oder schlecht dieser Online Kalkulator ist, wenn er dir sagt, das du nach 12s hintergrundlimitiert bist, dann ist das die minimale Belichtungszeit die du benutzen solltest! Natürlich kannst und sollst du länger als diese 12s belichten.

Der zweite Gedanke, das du ein Signal über den Hintergrund retten musst ist stimmt so auch nicht. Es hängt letztendlich nur von der Gesamtbelichtungszeit ab ob du dein Objekt vom Hintergrund getrennt bekommst. Theoretisch könntest du sogar am Tag belichten (ich glaube das hat schonmal jemand mit dem Orionnebel gemacht). Du benötigst nur unendlich viel Belichtungszeit.

Die Theorie beschreibt erschreckend gut was in der Praxis besteht. Drum ist es nicht nur interessant sondern auch richtig was die Theorie sagt. Die meisten Zerwürfnisse in all den Diskussionen entstehen meistens nur durch Veränderung der Spielregeln:-)

Interessant ist allerdings, das man ohne die ganze Theorie dann, wenn man einfach dem Vorbild sehr guter Astrofotografen folgt , zu genau den gleichen Ergebnissen kommt.
Die wichtigsten Prinzipien sind dann:

Möglichst dunkler Himmel.
Möglichst lange sowohl einzeln als auch in der Summe belichten, dabei praxisorientiert bleiben (will sagen länger als 20-30min Einzelbelichtungszeit ist aus mehreren Gründen einfach nicht sinnvoll bzw. zu riskant.
Die Kameraparameter weichen dabei relativ weit in den Hintergrund. Klar gute Quanteneffizienz und geringer Dunkelstrom helfen immer. Das Mass aller Dinge ist aber immer noch dunkler Himmel und lange Belichtungszeit. ich habe das neulich mal in einem kleinen Comic zusammengefasst:-)

CS Frank

Hi Stefan,

bist du in Berlin bei 20min in Ha noch nicht hintergrundlimitiert? Das fände ich krass. Im übrigen ist laut dem berufenen Munde (Mischa) bei Schmalband tatsächlich in Erwägung zu ziehen zu binnen. Damit schlägt man dem Ausleserauschen ein Schnippchen wenn man nicht hintergrundlimitiert ist. das sagt die Theorie, ich möchte aber nicht der erste sein der das ausprobiert:-)

P.S. schöner Artikel im VDS Journal. Fand ich spannend und amüsiert habe ich mich auch:-)

CS Frank

Hallo Tino,

toller Diskussionsanstoss, bin schon gespannt wohin das führt.
Ich habe immer nach einer mathematischen Definition des Zustandes Hintergrundlimitiert gesucht. Du schreibst:

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Das Optimum wäre hier vermutlich, wenn das Rauschsignal des Pixel gleich dem Rauschbeitrag des Hintergundes wäre, also genau der Übergangsbereich. Ab hier kann man genauso gut Stacken, anstatt lange zu belichten. <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Mein letzter Wissensstand ist, das wir dann von hintergrundlimitiert sprechen wenn der Rauschbetrag des Hintergrundes 2 mal so gross wie der des instrumentellen Rauschens ist.

Bin gespannt was andere dazu sagen.

CS Frank