Beiträge von Berlinsky im Thema „Einfluss Öffnung/Öffnungsverhältnis/Brennweite bei Deep Sky“

Zitat von Lucifugus

Wie kann man für ein einziges Pixel ein Signal/Rausch-Verhältnis berechnen?

Hallo Christoph,

doch, das genau ist der zentrale Grund, warum wir lange belichten und ein kleines Öffnungsverhältnis verwenden, um eine möglichst hohe Photonenanzahl pro Pixel zu detektieren. Photonen aus klassichen Quellen sind Poisson-verteilt und die Standardabreichung entspricht der Quadratwuzel der detektieren Photoananzahl. Demsentsprechend seigt das SNR des Signals auf einem Pixel mit Quadratwutzel (Photonenzahl pro Pixel).

CS - Oliver

Zitat von Gerd-2

Ja mehr Photonen bringen etwas beim S/R aber es müssen eben mehr Photonen / Pixel sein.

Was du da mit dem Mitteln der 4 Bilder zeigst funktioniert, weil Rauschen ein dynamischer Prozess ist also einem permanenten Wandel unterliegt und nicht statisch immer gleich ist.

Mit dem Mitteln der Bilder mittelt sich das Rauschen das in jedem Bild anders ist zunehmend raus.

Und das ist dann auch die Erklärung wurmen Mitteln von Kopien eines Bildes mit einem immer gleichen Rauschen natürlich nichts bringen kann.

Denn wenn das Rauschen in jedem Bild gleich ist kann es sich nicht rausmitteln.

Das erklärt also warum längere Belichtungszeiten oder eben, dass Mitteln mehrerer kurz belichteter Bilder das S/R verbessern.

Es erklärt aber nicht warum eine größere Öffnung welche exakt die gleiche Anzahl von Photonen/ Pixel bringt wie die kleinere irgendeinen Vorteil beim S/R haben soll.

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In diesem Zusammenhang kann ich diese Lektüre hier empfehlen. Das zweite Kapitel "Signal and Noise" liefert einen anschaulichen und guten Einsteig in die Photonenstatistik.

CS - Oliver

Zitat von hobbyknipser

Also bei meinem Himmel sehe ich selbst bei 135 mm Brennweite nur runde Sterne ... , bin also nicht mehr im Undersampling.

Bei f=135mm und 3,75micron Pixelgröße ergeben sich 5,7 arcsec / Pixel. Damit bist Du im starken Undersampling. bei f/2 ist der Durchmesser der Airy-Disk 2,44 micron und ist damit kleiner als ein Pixel. Wenn Du dennoch runde Sterne siehst, dann gibt es dafür verschiedene Gründe, z.B. 1) Fokus stimmt nicht, 2) Sterne ausgebrannt, 3) Abbildungsleistung des Objektivs nicht beugungsbegrenzt.

CS - Oliver

Zitat von PeterBez

Experiment entscheidet., das ist mal anschaulich.

Hmm, ein Experiment muss gut geplant sein, damit die zu untersuchenden Zusammenhänge nicht durch andere Effekte überdeckt werden. Werden zu viele Parameter gleichzeitig variiert und ist deren Einfluss nicht bekannt, so können keine eindeutigen Rückschlüsse gezogen werden.

CS - Oliver

Zitat von Lucifugus

Sodala,

jetzt mal Butter bei die Fische... Ich habe zwei Fotos von M 22. Einmal mit meinem 200 mm-Teleobjektiv Blende f/2,8, also kleine Öffnung, aber eben f/2,8 und einmal mit meinem 8-Zöller f/8.

Mit dem Teleobjektiv habe ich 37 Minuten 38 Sekunden insgesamt belichtet, mit dem 8-Zöller f/8 nur 22 Minten 30 Sekunden, also deutlich kürzer. Die Kamera ist in beiden Fällen identisch (Canon 6D Mark II), also sogar gleicher Chip, gleiche Pixel.

Beide Bilder wurden mit der gleichen Routine gestackt und bearbeitet (APP, dann nur noch ein bisserl Gradationskurve...). Beide nur mit Darks, beide am gleichen Standort (Himmel ist nicht immer identsich, klar...

Hier die beiden Bilder nebeneinander:

Unten habe ich zwei Detailausschnitte rausgenommen und passend gedreht, dass sie rech tgenau zusammen passen. Praktisch ist, dass ich links V40 beschriftet habe (Nordnordwestlich von M22 ein variabler Stern). Die Bildqualität ist hier wurscht, ich will nur zeigen, welche Region es sein soll.

Hier jetzt die Detailbilder im Vergleich:

Man erkennt im linken Ausschnitt rechts neben V40 eine Sternraute (drei helle und rechts unten ein schwächerer Stern). Die Raute ist auch rechts im gedrehten Ausschnitt zu erkennen. Innerhalb der Raute erkenne ich rechts noch weitere Sterne. Die beiden hellsten innerhalb der Raute sehe ich auch rechts, aber dazwischen sind weitere, schwächere Sterne, Die sehe ich links klar und deutlich, rechts hingegen nicht.

Links ist das Bild kürzer belichtet und f/8, rechts länger belichtet und f/2,8. Rechts ist auch der Hintergrund heller, aber das Signal-RauschVerhältnis ist links besser, man kann tiefer abbilden.

Liebe Grüße,

Christoph

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Hallo Christoph,

wenn ich Dein Post richtig verstehe, dann möchtest Du zeigen, dass mit d=200mm, f/8, tiefer belichtet werden kann als mit d=70mm, f/2.8 bei Verwendung derselben Kamera. Ich befürchte jedoch, dass hier zu viele Parameter gleichzeitig verändert werden, so dass eine klare Schlussfolgerung nicht möglich ist. Hier wird ein langbrennweitiges Spiegelteleskop mit einem kurzbrennweitigen Linsenteleskop verglichen. Insbesondere ist im Falle des RC die Pixel-Scale mit 0.73" / px im leichtem Oversampling, während im Falle des Teleobjektives mit 5.9" / px in sehr großem Undersampling gearbeitet wird.

Meiner Meinung nach sollten hier für einen angemessenen Vergleich so wenig wie möglich Parameter geändert werden. Da der Einfluss der Öffnung untersucht werden soll ist es angemessen, auch nur diese zu verändern und die sonstigen technischen Gegebenheiten zu nicht verändern, also dasselbe Teleskop mit derselben Brennweite und dieselbe Kamera. Bei einem derartigen Vergleich würde ich zum einen bei voller Öffnung 30min belichten, dann die Öffnung mit einer Blende verringern (z.B. auf 100mm) und dann erneut 30min belichten. Im Ergebnis stehen dann zwei Bilder zu Verfügung, eines mit f/8 und eines mit f/16 aufgenommen, wobei in beiden Fällen mit demselben Teleskop und demselben Pixel-Scale gearbeitet wird. Ich würde erwarten, dass dann das Bild mit f/8 auch deutlich tiefer belichtet ist als das mit f/16.

CS - Oliver

Zitat von Gerd-2

Hallo Oliver,

auf die Anzahl der von der Öffnung insgesamt eingesammelten Photonen natürlich nicht aber auf die Anzahl der Photonen die auf ein Pixel treffen hat die Öffnungszahl sehr wohl Einfluss und das ist das Entscheidende.

Es müssen dazu auch keine Photonen erzeugt oder vernichtet werden.

Es reicht völlig das die Photonen bei steigender Öffnungszahl und konstanter Pixelgröße auf mehr Pixel aufgeteilt werden so das ein einzelnes Pixel dann entsprechen weniger abbekommt.

Grüße Gerd

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Hallo Gerd,

ja, genau richtig, so stand es aber nicht im Post von Andi (Zitat: "Schnellere f ratio = mehr photonen generel", [sic] ) und wir müssen bei diesem Thema unbedingt vollständig und korrekt benennen, was gemeint ist.

CS - Oliver

Hallo Andi,

ich glaube, dass die folgende Aussage eher noch weiter zur Verwirrung beiträgt:

Zitat von andi1991a

Größere öffnung = mehr photonen pro bogensekunde

Schnellere f ratio = mehr photonen generel

zur Größe der Öffnung:

• Beim Vergleich zweier unterschiedlicher Öffnungen führt die größere Öffnung zu einem größeren Photonenstrom, also Anzahl der Photonen pro Zeiteinheit. Der Winkel (welcher im übrigen?) geht hier nicht ein.

zum Öffnungsverhältnis:

• Das Öffnungsverhältnis bestimmt, wie die Bestrahlunsstärke auf der Objektseite in die Bestrahlungsstärke auf der Bildseite übertragen wird. Hierbei geht das Öffnungsverhältnis umgekehrt proportional und quadratisch in die Übertragsungsfunktion sein, d.h. eine Halbierung des Öffnungsverhältnisses führt zu einer Vervierfachung der Bestrahlungsstärke auf der Bildseite. Das Öffnungsverhältnis hat keinen Einfluss auf die Anzahl der Photonen (warum sollten auch Photonen erzeugt oder vernichtet werden, nur weil sich das Öffnungsverhältnis ändert).

CS - Oliver