AUFNAHMETECHNIK SANDWICHBILDER
(STACKING)
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Die Aufnahmetechnik "Sandwich" oder wie die Amerikaner
sagen, das "Stacking" von Bildern bedeutet, das mehrere zeitnah hintereinander
aufgenommene Bilder des selben Beobachtungsobjektes zu einem Einzelbild
zusammengerechnet werden. Dabei werden die Bilder - möglichst im
Subpixelbereich - deckungsgleich geschoben und danach zwei oder mehrere Bilder
addiert. Dabei wird für jedes Pixel jedes einzelnen Bildes der
entsprechende ADU-Wert mit den ADU-Werten der identischen Pixeln der anderen
Bilder adiert. Das Ergebnis ist natürlich eine Vervielfachung des
ursprünglichen ADU-Wertes einer einzelnen Aufnahme.
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Addiert man viele kurzbelichtete Aufnahmen, steigt der Signalpegel
und das Bildrauschen einer kurzen Einzelaufnahme geht zurück. Die Graphik
links soll dies auf einfache Art verdeutlichen.
Das "Signal to Noise"
Verhältnis in der Addition wird gegenüber einem Einzelbild deutlich
verbessert. |
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Auch
das Histogramm zeigt die verbesserten Werte einer solchen Bildaddition.
Links das Histogramm einer 120 Sekunden Belichtung einer schwachen Galaxie,
rechts das Histogram einer Addition von fünf 120 Sekunden Belichtungen des
gleichen Objektes.
Die ADU-Werte sind höher und die Dynamik der
Aufnahme breiter (mehr Graustufen) |
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Stacking, bzw. die Sandwichtechnik wird
hauptsächlich für Planeten- und Deep Sky Aufnahmen eingesetzt.
Für Mondaufnahmen mit CCD-Kameras spielt die Technik keine Rolle, oft aber
für Aufnahmen mit herkömmlichen Webcams.
Planetenaufnahmen: |
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Hier
kommt die Technik zum Einsatz, um viele möglichst kurz belichtete (um das
Seeing "einzufrieren") Aufnahmen, die natürlich dementsprechend verrauscht
sind, zu einem rauschfreien Bild mit hoher Dynamik zusammenzusetzen..
Dabei müssen die Aufnahmen in möglichst kurzer Zeit belichtet werden,
weil es sonst durch die schnelle Rotation der großen Planeten zu
Bildunschärfen kommt. Zum Zusammensetzen der Bilder braucht man
natürlich eine geeignete Software. |
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Nach
dem Übereinanderrechner der vielen Einzelbilder ist das Ergebnis
rauschfrei. Allerdings bedarf es auch rafinierter Bildverarbeitung um ein
solches Bild wie dieses hier zu erzeugen.
Ich denke, dass die
Bildverarbeitung von Planetenaufnahmen wesentlich schwieriger ist, als die
Bildverarbeitung für den Deep Sky Bereich.
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| Hier muß viel mit Schärfefiltern gearbeitet
werden und da braucht es viel Erfahrung zu entscheiden, sind die Bilddetails
noch echt oder bereits über die Software hineingerechnet. |
Selbstverständlich lassen sich über die RGB-Technik auch
Farbbilder der Planeten aufnehmen. Hier gilt der zeitdruck noch mehr, da noch
mehr Einzelbilder produziert werden müssen und der Planet in dieser Zeit
nicht stillsteht.
Alle drei
Saturnbilder:© Plinio Camaiti, Phillips Toucam Pro Webcam mit einem
Celestron 11 und Baader Fluorid Flatfield Konverter |
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Ein
weiteres Beispiel für hochauflöste Planetenaufnahmen im RGB-
Sandwichmodus zeigt nebenstehendes Marsbild, aufgenommen mit einem 11"
Schmidt-Cassegrain und einer SBIG ST-5C von einer Balkonsternwarte.
Die
Aufnahme stammt © von Antonio Cididao/SBIG, einem portugiesischen
Amateur. Zur Zeit ist er wohl einer der weltbesten Planetenfotografen.
Literaturhinweise zu seiner Aufnahmetechnik finden Sie auf unserer Webseite
Literatur und Links |
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Ein
anderes Beispiel für die Sandwich-Technik zeigt das rechte Bild (zur
vergrößerten Ansicht einfach das Bild klicken). Es besteht aus zwei
Aufnahmen der gleichen Himmelsgegend mit einem zeitlichen Abstand von 7 Tagen
belichtet. Aufnahmeinstrument war ein 150/1200 mm Refraktor mit einer SBIG
ST-7E. Belichtungszeit je 10 Minuten.
Auf beiden Aufnahmen ist der
Planet Pluto mitabgebildet, der sich in den 7 Tagen natürlich ein
Stück auf seiner Umlaufbahn weiterbewegt hat. Das Bild ist animiert, sie
sehen Pluto zwischen beiden Positionen hin- und herspringen. |
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Ein wichtiger
Hinweis:
Auch in der RGB- oder LRGB Aufnahmetechnik wird das
Stacking eingesetzt, um die Farbauszüge übereinander zu rechnen. Wird
die RGB-Technik eingesetzt, empfiehlt es sich dringend zuerst die
Blauauszüge aufzunehmen. Das Seeing, selbst wenn es relativ konstant ist,
unterscheidet sich im roten und im blauen Spektralbereich deutlich. Es ist im
blauen oft deutlich schlechter. Starten Sie also immer mit Blaubildern, denn
wenn Sie hier keine brauchbaren Bilder aufnehmen können, nützen Ihnen
die Rot- und die Grünauszüge auch nichts.
Und ein weiterer Hinweis:
Planetenaufnahmen in der RGB-Technik lassen
sich mit Spiegelteleskopen einfacher aufnehmen, da man nicht auch noch mit der
Restchromasie von Refraktorobjektiven "kämpfen" muß. Bei einfachen
Fraunhofer Objektiven muß zwischen Rot-, Grün- und Blaubildern
sicher nachfokussiert werden.
Für die SBIG Kameramodelle STV,
ST5-C und ST237A gibt es von SBIG eine spezielle Aufnahmesoftware namens Planet
Master Software. Hier kann ein Referenzbild abgespeichert werden. Dann kann man
im sogenannten AUTO GRAB MODUS der Software automatisch eine bestimmte Anzahl
von Einzelbildern aufnehmen lassen, wobei nur Bilder besserer Qualität als
das Referenzbild wirklich abgespeichert werden. Dies erspart dann oft dutzende
oder hunderte von Einzelbildern einzeln anzuschauen und daraus die besten zum
Stacking auszuwählen. |
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Deep Sky
Aufnahmen:
Im Deep Sky Bereich wird das Stacking eingesetzt,
um Schwächen der Montierung zu kaschieren oder um bei Kameramodellen ohne
Anti Blooming Gate bei hellen Aufnahmeobjekten die Blooming Streifen zu mindern
oder ganz zu vermeiden.
Schwächen der Montierung sind im
allgemeinen in schlechter Nachführqualität oder fehlendem
Deklinationsmotor zu suchen. Auch eine ungenaue Aufstellung der Montierung
begrenzt - speziell beim Einsatz langer Aufnahmebrennweiten - die erforderliche
Belichtungszeit.
TIPP:
Stacking bei Deep Sky CCD-Aufnahmen kann
einiges bewirken, soll aber nicht darüber hinwegtäuschen, dass man
damit die erreichbare Grnezgröße kaum steigern kann. Lassen
Montierung, Seeing und andere Einflüsse Langzeitbelichtungen zu, ist ein
30minütiges Einzelbild immer der Aufnahme von z.B. 30x1 Minute
vorzuziehen. Restfehler - wie z.B. das Ausleserauschen - hat man bei der
Einzelaufnahme nur einmal, beim Stacking im obigen Beispiel
30mal..
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Klicken Sie auf das Bild links wird ein Beispielbild gezeigt, welches
die Bildaddition von verschieden vielen Einzelbildern zeigt.
Auch hier haben SBIG Kameras
über die patentierte Track and Accumulate Software "die Nase vorn". Diese
Software setzt Ihnen bis zu 64 Einzelbilder subpixelgenau vollautomatisch
zusammen. Das erspart viel Zeit am Rechner, wel nur noch das resultierende
Einzelbild verarbeitet werden muß |
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Hat
man Objekte die sich sehr schnell bewegen, kommt man um das "stacken" von
Einzelbildern nicht umhin. Das Bild rechts zeigt als Beispiel Aufnahmen des
Kometen Encke aus dem November 2003. Encke bewegte sich zu dieser Zeit mit ca.
300"/h, also mit ca. 5"/min.
Das Bild links ist eine Einzelbelichtung
von 600 Sekunden Dauer, das rechte Bild ist eine Addition auf den Kometenkern
von 9 Einzelbildern, je 60 Sekunden Belichtungszeit. |
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Da
die Bilder auf den Kern zentriert sind, bilden sich die Sterne als Strichspur
ab. Eigentlich wurden 10 Bilder belichtet, bei einem flog leider ein Flugzeug
mit Beleuchtung genau durch das Bildfeld und machte das Bild unbrauchbar. Daher
auch die Lücke in den Strichspuren.
Aus den Einzelbildern kann man
mit entsprechenden Programmen (z.B. Paint Shop Pro) dann auch kleine "Filmchen"
herstellen. Das Beispiel links zeigt die Bewegung von Encke vor den Sternen und
besteht aus 20 Einzelbildern. |
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BAADER
PLANETARIUM GmbH
SBIG - Generalvertretung für Deutschland, Östereich und
die Schweiz |
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| Baader
Planetarium · Zur Sternwarte · D-82291 Mammendorf · Tel.: (+49) 8145 8802 · Fax.: (+49) 8145 8805 |
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