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Diskussionsforen Auflösungsvermögen und Sampling | Teleskop-Optik
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Gerd_Duering Offline
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#1139934 - 15/02/2015 04:40 Auflösungsvermögen und Sampling


Hallo,

da gerade heftig über das sinnvollste bzw. nötige Verhältnis von Pixelgröße und Öffnungszahl diskutiert wird und sich da auf theoretischer Basis nur eine recht schwammige Aussage machen lässt soll hier mal die Sache in der Praxis untersucht werden.

Die Auflösung wird mittels Siemensstern bestimmt.
Aufnahmegerät Nikon D7100
Pixelgröße 3,9µm
Standard Kit Objektiv 18-105mm
Einstellung ISO 100 für alle Aufnahmen.
Die Belichtung wurde über die Belichtungszeit gesteuert so das alle Aufnahmen eine ähnliche Belichtung haben.
Zur besseren Vergleichbarkeit wurden die Aufnahmen mit kleinerem Abbildungsmaßstab entsprechend dem Verhältnis der Aufnahmebrennweiten nachvergrößert so das alle Aufnahmen gleich groß erscheinen.
Auch die Aufnahme bei 9,2*P (105mm Brennweite) wurde um Faktor 2 Nachvergrößert.

Die maximale Öffnungszahl dieses Objektivs beträgt F36
Damit ergibt sich eine Öffnung von 105/36 = 2,9mm
Das soll unsere Öffnung sein für die wir bei unterschiedlichen Brennweiten das von der Nikon erreichte Auflösungsvermögen bestimmen wollen.

Es ist geplant für F6,3/F8/F11/F14/F20/F36 die Auflösung mittels Siemensstern zu bestimmen.
Damit wir immer genau die gleiche Öffnung haben müssen Brennweite und Öffnungszahl entsprechend aufeinander abgestimmt werden.
Für die obigen Öffnungszahlen ergeben sich bei jeweils 2,9mm gewünschter Blendenöffnung folgende Brennweiten.

F6,3 *2,9mm =18mm
F8 * 2,9mm = 23mm
F11 * 2,9mm =32mm
F14 * 2,9mm = 41mm
F20 * 2,9mm = 58mm
F36 *2,9mm = 105mm

Brennweite und Öffnungszahl wurden entsprechend eingestellt und mit diesen Einstellungen jeweils der Siemensstern aufgenommen.

Hier die Aufnahmen.
F6,3 Anbindung 1,6 * Pixel


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18mmF6,3.jpg




Bearbeitet von Gerd_Duering (15/02/2015 05:30)

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Gerd_Duering Offline
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#1139935 - 15/02/2015 04:42 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Gerd_Duering]


F8 Anbindung 2,05 * Pixel


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24mmF8.jpg



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Gerd_Duering Offline
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#1139936 - 15/02/2015 04:43 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Gerd_Duering]


F11 Anbindung 2,85 * Pixel


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32mmF11.jpg




Bearbeitet von Gerd_Duering (15/02/2015 05:31)

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Gerd_Duering Offline
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#1139937 - 15/02/2015 04:44 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Gerd_Duering]


F14 Anbindung 3,6 * Pixel


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42mmF14.jpg



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Gerd_Duering Offline
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#1139938 - 15/02/2015 04:45 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Gerd_Duering]


F20 Anbindung 5,1 * Pixel


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58mmF20.jpg



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Gerd_Duering Offline
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#1139939 - 15/02/2015 04:46 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Gerd_Duering]


F36 Anbindung 9,2 * Pixel


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105mmF36.jpg



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Gerd_Duering Offline
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#1139940 - 15/02/2015 04:49 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Gerd_Duering]


Die Tabelle fasst die Ergebnisse zusammen.
Die gemessenen Durchmesser für die Auflösungsgrenze sind an meinem Monitor 27“ 1920x1080 ermittelt.
Wer einen anderen Monitor hat wird halt dann auf andere Werte kommen aber das Verhältnis der jeweiligen Durchmesser zueinander bleibt ja das Gleiche.

Das Diagramm veranschaulicht die Entwicklung der Auflösung in Relation zur Anbindung des Sensors in N * Pixel.


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Tabelle.jpg

Diagramm.jpg




Bearbeitet von Gerd_Duering (15/02/2015 05:04)

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Gerd_Duering Offline
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#1139941 - 15/02/2015 04:57 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Gerd_Duering]


Das mit 9,2*P (F36) ermittelte Auflösungsvermögen (Durchmesser der Auflösungsgrenze des Siemenssterns) wird auf 1 gesetzt und die Auflösung aller anderen Anbindungen damit verglichen.
Ob das Maximum der möglichen Auflösung nun bei 9,2*P liegt oder etwas darunter oder darüber lässt sich natürlich nicht genau sagen, dazu hätte ich in engeren Abständen messen müssen.
Es dürfte aber eher unerheblich sein ob wo es nun genau liegt da die Unterschiede in diesem Bereich eh sehr gering sind.

Man erkennt das es bis 3,6*P einen steilen Anstieg gibt.
Bei 3,6*P wird dann bereits etwa 90% des maximal möglichen Auflösungsvermögens erreicht.
Ab da geht es nur noch sehr langsam aufwärts.
Es ist zwar mit immer extremeren Anbindungen noch ein leichter Anstieg der Auflösung feststellbar aber der Zugewinn ist wesentlich bescheidener als bei Anbindungen unter 3,6*P.

Damit wird experimentell bestätigt das dem Punkt 3,6*P eine besondere Rolle zukommt.
Er lässt sich aus dem Linearen Auflösungsvermögen und dem Abtasttheorem bestimmen.

Es ist der Punkt an dem die MTF gegen null läuft also ab dem kein Kontrastunterschied mehr zu erkennen ist und alles zu einer einheitlichen Fläche verschmitzt.

Lineare Auflösung = 1/ (N* Lambda)

Laut Abtasttheorem werden 2 Pixel für die Auflösung benötigt.

Es gilt also
2* Pixel = N* Lambda
N= 2*Pixel /Lambda
Bei 550nm also 0,55 Mikrometern ergibt sich damit ein Faktor von 2/0,55 = 3,6

Ein Oversampling über diesen in obiger Herleitung ermittelten und im hier gezeigten Praxistest bestätigten Punkt hinaus bringt nur noch einen geringen Zugewinn an Auflösung.
Für das finden guter Kompromisse zwischen Belichtungszeit bzw. Bildraten, Verstärkungseinstellungen bzw. Bildrauschen ist 3,6*P ein guter Anhaltspunkt.
Es hat schon seinen guten Grund warum diese Marke in der Literatur oft empfohlen wird.

Hier noch mal der direkte Vergleich des Siemenssterns der mit 3,6*P aufgenommen wurde mit dem der mit 9,2*P aufgenommen wurde.
Die Bilder sind alle leider recht stark komprimiert um die 100kb Beschränkung hier im Forum einzuhalten.
Ich empfehle sie in voller Auflösung anzuschauen (Rechtsklick Grafik anzeigen)

Grüße Gerd


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Vergleich.jpg




Bearbeitet von Gerd_Duering (15/02/2015 05:08)

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Jan_Fremerey Offline
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#1139977 - 15/02/2015 09:58 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Gerd_Duering]


Hallo Gerd,

Deine Bemühung, hier Klarheit zu schaffen, ist gewiss anerkennenswert. Dennoch halte ich den Einsatz eines Foto-Objektivs, noch dazu eines Zoom-Objektivs, an dieser Stelle nicht gerade für glücklich, denn Fotoobjektive sind nach anderen Gesichtspunkten ausgelegt und optimiert als auf beugungsbegrenzte Auflösung im Zentrum. Da spielt wohl eher die Schärfeleistung und Farbkonvergenz in der Fläche eine bevorzugte Rolle.

Gruß, Jan

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Christian_P Offline
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#1140030 - 15/02/2015 12:35 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Gerd_Duering]


Hallo Gerd


vielen Dank für deine Mühe!


Ich finde, dass das Experiment durchaus nicht sofort hinfällig wird, nur weil du ein normales Fotoobjektiv genommen hast und kein high end Gerät


Im Gegenteil: Es kommen Zusammenhänge heraus, die sich in der Praxis bestätigen lassen. Genau das ist ja auch dein Fazit. In der Praxis kann man 3.6 oder meinetwegen einen Bereich von 3 bis 4 (*P) als guten ersten Ansatz betrachten, der für eine Vielzahl von Situationen, wie schnelles Newton Teleskop etc., ausreicht.

Dein Experiment zeigt auch sehr schön, dass es keinen strikten Cutoff gibt. Das hatte ich in der anderen Diskussion schon erwähnt und das bedeutet, dass man nicht sagen kann "halt! mehr als 3*P bring nichts!". Vielmehr bringt es eben doch etwas, zum Erreichen der absolut höchsten Auflösung höher zu gehen. So nutzen viele der besten Planeten und Mondfotografen Faktoren von 5*P, 6*P und sogar noch höher!

Umsonst? sicherlich nicht, denn die Bildverarbeitung wird ebenso leichter.



Mein erstes Fazit:

3.6*P ist eine untere Grenze

>3.6*P bringt durchaus was -> kein strikter Cutoff, sondern fließender Übergang zu immer besserer Auflösung!




Gruß
Christian



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Gerd_Duering Offline
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#1140092 - 15/02/2015 16:40 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: ]


Hallo Jan, Werner,

Antwort auf:
ich kann Jan nur zustimmen: Dein Herangehen bräuchte einen Satz hochwertiger, alös beugungsbegrenzt anerkannter Festbrennweiten statt einem Kit-Zoom.


das Kit Objektiv das Nikon den Semiprofessionellen DSLRs wie der D7100 beilegt ist schon recht gut.
Das zeigen auch Vergleichstests mit sehr teuren Profiobjektiven, natürlich kommt es da nicht ganz ran aber es schlägt sich beachtlich gut.
Der Einsteigerklasse liegen viel billigere Kit Objektive bei.

Das Objektiv wurde auf 2,9mm abgeblendet!
Hier sollte eine beugungsbegrenzte Abbildung nicht unwahrscheinlich sein.
Bei voller Brennweite also 105mm hat es F5,6 also 18,75mm Öffnung!
Es wurde bei 105mm also um Faktor 6,5 angeblendet.
Die Abbildung bei voller Blendenöffnung müsste schon dramatisch mies sein wenn bei einer so starken Abblendung keine beugungsbegrenzte Abbildung vorhanden wäre.

Auch Seeingeinfluss kann man denke ich getrost bei einer derart winzigen Öffnung ausschließen!

Aber ich kann‘s natürlich auch beweisen das es ganz klar die Beugung ist die der limitierende Faktor ist.


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Vergleich105mm.jpg



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Gerd_Duering Offline
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#1140094 - 15/02/2015 16:42 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Gerd_Duering]


Rechts aufgeblendet auf F5,6 also 18,75mm Öffnung.
Trotz der wesentlich schlechteren Anbindung mit lediglich 1,43*Pixel ist der Unterschied zur auf 2,9mm abgeblendeten Aufnahme gewaltig.

Der Durchmesser der Auflösungsgrenze des Siemessterns hat sich von 59mm auf 23mm mehr als halbiert.
Der limitierende Faktor dürfte hier eher der Sensor sein.
Es ist ja nur eine Anbindung von lediglich 1,4*Pixel gegeben.
Wie ich oben gezeigt habe ist bei einer Anbindung von 1,6*P nur etwa 49% der Auflösung zu erreichen bei 1,4*P liegt der Wert natürlich noch entsprechend ungünstiger.
Die Pixel der Nikon sind einfach noch viel zu groß um das volle Auflösungsvermögen der 18,75mm Öffnung bei 105mm Brennweite auszuschöpfen.

@Christian
Antwort auf:
Vielmehr bringt es eben doch etwas, zum Erreichen der absolut höchsten Auflösung höher zu gehen. So nutzen viele der besten Planeten und Mondfotografen Faktoren von 5*P, 6*P und sogar noch höher!


Der Gewinn gegenüber 3,6*P ist aber wirklich sehr klein bei 5*P siehe Anhang.
Ich habe folgende Durchmesser der Auflösungsgrenze bei dem von mir aufgenommenen Siemensstern gemessen
Bei 3,6*P …65mm
Bei 5,1*P…63mm
Der Unterschied zwischen 3,6*P und 5,1*P ist also gerade mal etwa 3%
Obs das nun wirklich bringt und zu sichtbar detailreicheren Aufnahmen bei 5,1*P führt möchte ich doch stark bezweifeln.
In der Praxis wird man keinen Unterschied feststellen, schon gar nicht wenn Seeing der eigentlich limitierende Faktor ist.

Grüße Gerd


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3,6_5,1P.jpg




Bearbeitet von Gerd_Duering (15/02/2015 17:34)

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Christian_P Offline
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#1140105 - 15/02/2015 17:26 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Gerd_Duering]


Original geschrieben von: Gerd_Duering

Der Unterschied zwischen 3,6*P und 5,1*P ist also gerade mal etwa 3%
OK, das ist nun wirklich kein gewaltiger Unterschied. Gegen 3.6*p habe ja wirklich überhaupt nichts. Es sei nur dringend davor gewarnt, ohne Not weniger Brennweite zu verwenden.




Original geschrieben von: Gerd_Duering
Obs das nun wirklich bringt und zu sichtbar detailreicheren Aufnahmen bei 5,1*P führt möchte ich doch stark bezweifeln.
In der Praxis wird man keinen Unterschied feststellen, schon gar nicht wenn Seeing der eigentlich limitierende Faktor ist.
Reden wir also über die Praxis. Naja wenn wir schon seeinglimitiert sind, na dann können wir doch gleich auch nur auf Rot optimieren. Dann brauchen wir auch keine 3.6*p.

Dazu kommt auch noch der gerade in der Praxis wichtige Vorteil eines größeren Abbildungsmaßstabes eines Planeten zur besseren Bildverarbeitung. Da wird es eben mit zu kleinen Anbindungen schnell mal fummellig.




An dieser Stelle nochmals die gute Zusammenfassung: Anpassung der CCD-Kamera bei Mond/Planetenbildern insbesondere das Zitat:
Antwort auf:
Besonders bei der Planetenfotografie ist ein gewisses Oversampling zur Erzeugung sauberer Bilder sehr nützlich, daher arbeitet praktisch keiner der bekannten Planetenfotografen an kleineren Optiken mit kleinen f-Werten, sondern mit Werten die sogar noch oberhalb der von uns empfohlenen Werten liegen. Ein gutes Beispiel ist die für die Größe der Optik von nur 20cm Öffnung absolut erstklassige Jupiter -Aufnahme von Torsten Hansen. Seine Kamera ist nach unserer Rechnung bereits bei f20 ordentlich angepasst, das Bild entstand aber bei f33, und zeigt deutlich die Überlegenheit größerer Öffnungsverhältnisse bei guten Bedingungen. Mit einem Öffnungsverhältnis von f10 wäre der Mond Ganymed flächenmäßig 10mal kleiner gewesen, und hätte keine definierten Strukturen mehr zeigen können. Auch hätte man feine Rauschanteile bei f10 nicht mehr aus dem Bild entfernen können.

Wie präzise unsere Rechnungen zur Anpassung sind zeigt auch ein Bild, das zum Testen eines Schärfungsfilters bearbeitet wurde. Dieses Bild zeigt viele kleine Krater, die sich im Maßstab 1:1 nur über eine Länge von vier Pixel erstrecken. Würde man das Bild statt mit dem Öffnungsverhältnis f20 mit f10 aufnehmen, so wären diese Krater auf eine Länge von 2 Pixel abzubilden, was natürlich unmöglich ist. Noch deutlicher wird das bei der Zahl der beteiligten Pixel, bei f20 sind das bis 4x4 = 16, bei f10 nur maximal 2x2 = 4. Ein Kraterbild mit 4 Pixeln ist im Gegensatz zu einem Bild mit 16 Pixeln nicht mehr denkbar, und würde allenfalls im Zuge der bei f10 unvermeidlichen Bildvergrößerung zu einer durch Interpolation erzeugten künstlichen kraterähnlichen Struktur. Wer also mit einer sehr guten Optik bei sehr guten Bedingungen optimale Bilder (speziell von Planeten) aufnehmen will, sei also ausdrücklich vor den gelegentlich propagierten zu kleinen Öffnungsverhältnissen gewarnt!





Gruß
Christian

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Gerd_Duering Offline
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#1140108 - 15/02/2015 17:30 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: ]


Hallo Werner,

Antwort auf:
Der gleiche Ansatz, beispielsweise, mit einem über jeden Zweifel erhabenen Teleskop und einer Barlow mit gut definierter Charakteristik, die im Rahmen des durch diese "Erlaubten" gezoomt wird, und das Ergebnis gewinnt nochmal wesentlich an Gewicht.


es steht natürlich jedem frei hier einen derartigen Test zu machen.
Ich habe hier gerne eine Anregung gegeben.
Allerdings kommen mit großen Teleskopen dann 2 Probleme auf einem zu

Problem 1 der Abstand zum Siemensstern.
Meiner war etwa 10m entfernt.
Das ist recht gut für 2,9mm Öffnung wie man sieht.
Bei meinetwegen 100mm Öffnung müsste er dann 100/2,9 = 34 und das dann mal 10m also etwa 340m vom Teleskop entfernt sein.
Das wird eher schlecht zu machen sein.

Problem 2 das Seeing.
Ich kann denke ich dessen Einfluss bei 2,9mm Öffnung und 10m Luftweg getrost ausschließen.
Bei 100mm Öffnung und 340m Luft zwischen Teleskop und Siemensstern sieht das aber ganz anders aus.
Ein Test so wie von dir gewünscht ist also eher nicht praktikabel.

Wer sehr gute Festbrennweiten hat die den von dir geforderten Anforderungen entsprechen kann es ja gerne mal damit nach dem von mir gezeigten Muster versuchen.
Das ist sicher der praktikabelste Weg um mein Testergebnis zu überprüfen.
Ich selber hab jetzt aber leider kleine Sammlung diverser edler Festbrennweiten.

Grüße Gerd


Bearbeitet von Gerd_Duering (15/02/2015 17:32)

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Gerd_Duering Offline
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#1140166 - 15/02/2015 21:17 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: ]


Hallo Werner,

Antwort auf:
Den Apo würde man deshalb wohl ebenfalls abblenden, in diesem Fall mit einer Aperturblende - vorzugsweise so weit, dass man auf der nötigen Strecke noch keinen Einfluss des Seeings hat. Vielleicht etwa so wie im Bild?


ja abblenden kann man natürlich immer aber die Brennweite hat man ja erst mal.
Ich würde aber gerne auch den linken Teil der Kurve also die Anbindungen kleiner 3,6*P darstellen denn da ändert sich schließlich am meisten.
Ich hätte einen Equinox 80 der hat 500mm Brennweite also F6,25.
Wenn ich meinen oben gezeigten Test mit dem Equinox 80 wiederholen möchte und die dort verwendeten Anbindungen haben will muss ich also mit vollen 80mm Öffnung arbeiten um mit F6,25 also bei meiner Nikon mit 1,6*P beginnen zu können.
Natürlich könnte man erst bei größeren Faktoren der Anbindung einsteigen aber der erste Teil der Kurve ist dann nicht abgedeckt.
Wenn ich bei 3,6*P also mit F14 einsteigen will dann könnte ich bei 500mm Brennweite auf 35mm abblenden.
Selbst das ist aber noch eine relativ große Öffnung denn meinen Siemensstern müsste ich dann in etwa 120m Entfernung aufstellen.
Ich könnte einen mit mehr Segmenten verwenden, dann könnte ich ihn dementsprechend näher aufstellen bzw. einen mit kleinerem Durchmesser nehmen.
In beiden Fällen scheitert es aber an einer Vorlage in ausreichender Qualität.
Und wie gesagt der Bereich unterer 3,6*P könnte dann nicht erfasst werden aber dann könnte man auch nicht den Knick in der Kurve bei diesem Punkt nachweisen.

Man bräuchte also ein Teleskop mit kleinerer Brennweite als 500mm damit bei ausreichend kleiner Öffnung auch noch kleine Öffnungszahlen erreicht werden.
Der kleinste Equinox zb. der 66/400 wäre da besser geeignet.
Aber selbst die 400mm Brennweite sind eben dann doch schon relativ viel.
Abgeblendet auf zb. 35mm Öffnung würde man mit F11,4 also bei meiner Nikon mit 2,9*P einsteigen.
Wer aber eine alte DSLR mit größeren Pixeln hat könnte da was hinbekommen.
Eine alte EOS300 mit 6MP Sensor wäre da geeignet.
Es ließe sich mit bisschen guten Willen schon ein Weg finden um meinen Test mit anderer Optik nachzuvollziehen.
Mir fehlt dazu aber die Hardware.

Grüße Gerd


Bearbeitet von Gerd_Duering (15/02/2015 21:24)

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Gerd_Duering Offline
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#1140211 - 16/02/2015 00:52 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: ]


Hallo Werner,

Antwort auf:
Sehr instruktiv, es wundert mich dass das bisher gar nicht diskutiert wurde, sind die Artefakte in den deutlich zu gering gesampleten Bildern.


ja die Bilder unter 3,6*P weisen einen Moiré-Effekt auf, bei 3,6*P ist davon aber nichts mehr zu merken, auch das ein Beleg dafür das dieser Punkt ein guter Orientierungspunkt ist.
Es sei aber gesagt das die Bilder stark nachvergrößert sind um für jede Brennweite einen gleich großen Siemensstern zu erhalten.
Und sie sind auch sehr stark komprimiert damit die Dateien nicht größer wie 100kb sind um sie hier hochladen zu können.
In originaler Auflösung und unkomprimiert sind die Artefakte weniger auffällig.

Was den Bereich der Auflösungsgrenze anbelangt.
Da kann man bei Bildern mit kleineren Faktoren ein Achteck erahnen.
Das ist auf die Blende zurückzuführen.
Die Öffnung ist nicht Kreisrund sondern Achteckig, exakt dieses Achteck in exakt der Orientierung wie sie der Blende des Objektivs entspricht lässt sich dann im Bereich der Auflösungsgrenze beim Siemensstern erahnen.

Grüße Gerd

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tommy_nawratil Online   content
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#1140212 - 16/02/2015 02:12 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Gerd_Duering]


hallo Gerd,

das ist eine ganz vortreffliche Versuchsreihe zur Darstellung was bei gegebener Öffnung und Pixelgrösse mit variabler Brennweite geschieht. Gratuliere zur Idee und Durchführung!

Wie hast du denn die Auflösung gemessen? Es ist nicht einfach, eine bestimmte Grenze anzugeben, ab wo sich der Siemsstern nicht mehr darstellt. zB erscheint mir die äussere Figur, die 4x rundum steht, bei f/36 und 105mm deutlich verwaschener als bei f/14. Die Moiré innen ist aber erst dann ganz weg.

lg Tommy


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Gerd_Duering Offline
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#1140240 - 16/02/2015 10:41 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: tommy_nawratil]


Hallo Tommy,

ja danke.
Ich wollte hier relativ unkompliziert mit nicht allzu großem Zeitaufwand und dem was mir zur Verfügung steht die Sache Untersuchen.

Antwort auf:
Wie hast du denn die Auflösung gemessen? Es ist nicht einfach, eine bestimmte Grenze anzugeben, ab wo sich der Siemsstern nicht mehr darstellt. zB erscheint mir die äussere Figur, die 4x rundum steht, bei f/36 und 105mm deutlich verwaschener als bei f/14.

Ja es ist nicht einfach da den exakten Punkt zu bestimmen und natürlich unterliegen meine Messungen einem Messfehler, so wie jede andere Messung auch.
Ich habe mich da an den Spitzen der schwarzen Segmente orientiert und den Abstand zwischen 2 gegenüberliegenden Spitzen gemessen aber dennoch der exakte Punkt bleibt etwas diffus ich würde jetzt mal so aus dem Bauch raus sagen Messfehler etwa so +/- 1mm ohne das nun statistisch genau untersucht zu haben.

Antwort auf:
zB erscheint mir die äussere Figur, die 4x rundum steht, bei f/36 und 105mm deutlich verwaschener als bei f/14. Die Moiré innen ist aber erst dann ganz weg.

Ja das stimmt wobei ich die Erscheinungen an der Auflösungsgrenze wie schon weiter oben erwähnt der achteckigen Blendenöffnung zuschreibe.
Es dürften also reale Diffraktionserscheinungen sein und keine Moiré, warum diese bei F36 dann nicht mehr zu sehen sind kann ich nicht zu 100% genau sagen.
Vermutlich liegt es aber am Abbildungsmaßstab.
Bei 18mm Brennweite ist der Siemensstern halt auch nur 90 Pixel also 0,35mm auf dem Chip groß
Bei 105mm Brennweite sind es immerhin gut 500 Pixel also 1,95mm
Diffraktionserscheinungen werden aber nur sichtbar wenn die Relation Wellenlänge zu Objektgröße nicht zu extrem ist.

Es könnte auch ein wenig an der Aufnahme liegen, bei F36 musste ich 2S belichten.
Ich hab in JPG mit höchster Qualität aufgenommen aber die Nikon verwendet bei langen Belichtungen eine Rauschunterdrückug.

Ob die Erscheinungen abseits der Auflösungsgrenze die ich im vorherigen Beitrag als Moiré Effekt angesehen hatte wirklich Moirén sind und nicht etwa reale Diffraktionserscheinungen wegen der achteckigen Blende da bin ich mir mittlerweile nicht mehr so sicher.
Auch diese Erscheinungen korrespondieren nämlich mit dem Achteck der Blende.
Diffraktionserscheinungen bei Fotoobjektiven wegen der eckigen Blendenöffnung sind ja nicht unbekannt, nicht umsonst bietet ihr ja sogar eine runde Blende als Vorsatz an um diese Diffraktionserscheinungen zu vermeiden.

Bei voller Blende ist die Blendenöffnung meines Objektivs dann aber Rund.
Bei dem Bild das ich mit voller und damit runder Blende aufgenommen hatte ist dann auch bei 1,4* Pixel von oben erwähnten Erscheinungen nichts weiter zu sehen.
Linkes Bild in diesem schon gezeigten Vergleich.



Das lässt mich vermuten das die angesprochenen Erscheinungen real sind und nicht dem Undersampling zuzuschreiben.
Im Anhang noch mal 2 Beispiele für Diffraktionserscheinungen bei eckigen Blenden am Stern die ich mit Oslo erstellt habe.

Man muss also mit den Erscheinungen in den von mir gezeigten Bildern vorsichtig und darf sie nicht voreilig dem Sampling zuschreiben.
Eine endgültige Klärung kann letztlich nur die Wiederholung dieser Testreihe mit runder Blendenöffnung bringen.

Grüße Gerd


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Diffraktion.jpg




Bearbeitet von Gerd_Duering (16/02/2015 11:10)

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Jan_Fremerey Offline
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#1140267 - 16/02/2015 12:56 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Gerd_Duering]


Original geschrieben von: Gerd_Duering
Damit wir immer genau die gleiche Öffnung haben müssen Brennweite und Öffnungszahl entsprechend aufeinander abgestimmt werden.

Hallo Gerd,

Dein Ansatz basiert hier auf einer konstanten Blendenöffnung von 2,9 mm und einer variablen Brennweite in dem von Deinem Zoom-Objektiv gegebenen Rahmen. Abgesehen von der Unsicherheit hinsichtlich der "Auslesung" des Siemens-Sterns, auf die ja Tommy schon hingewiesen hatte, erscheint mir auch die Gleichmäßigkeit des Auflösungsvermögens beim Zoom-Objektiv über einen so ausgedehnten Brennweitenbereich nicht hinreichend gesichert, um mit der Methode eine verlässliche Aussage zu gewinnen.

Vor diesem Hintergrund erscheint mir eine Messmethode mit konstanter Brennweite und varabler Blende grundsätzlich vertrauenswürdiger. Auf diese Methode hattest Du uns in der parallel laufenden Diskussion unter Hinweis auf zwei Bilderserien aus unterschiedlichen Kameras selbst aufmerksam gemacht. Mit Deiner dortigen Auswertung führst Du uns auf einem etwas direkteren und unmittelbar nachvollziehbaren Weg zu dem Schluss, dass die optimale Kamera-Ankopplung eher im Bereich f/D ~ 2,5*p zu erwarten ist.

Gruß, Jan

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Gerd_Duering Offline
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#1140307 - 16/02/2015 15:21 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Jan_Fremerey]


Hallo Jan,

Antwort auf:
Abgesehen von der Unsicherheit hinsichtlich der "Auslesung" des Siemens-Sterns, auf die ja Tommy schon hingewiesen hatte,

es ist wie bei jeder Messung ein Messfehler vorhanden selbstverständlich aber er ist durchaus im Rahmen, die Ergebnisse sind deswegen keinesfalls wertlos, es ist mit etwa 1% maximal 2% Unsicherheit zu rechnen, das sollte nun wirklich nicht das Problem sein.

Antwort auf:
erscheint mir auch die Gleichmäßigkeit des Auflösungsvermögens beim Zoom-Objektiv über einen so ausgedehnten Brennweitenbereich nicht hinreichend gesichert, um mit der Methode eine verlässliche Aussage zu gewinnen.

Einen Nachweis in Form von Test Zertifikaten kann ich natürlich nicht erbringen aber durch das Abblenden ist die Wahrscheinlichkeit recht gut das eine annähernd beugungsbegrenzte Abbildung über die gesamte Brennweite gegeben ist.

Antwort auf:
Vor diesem Hintergrund erscheint mir eine Messmethode mit konstanter Brennweite und varabler Blende grundsätzlich vertrauenswürdiger.


Die Methode mit variabler Blendenöffnung würde nicht die reine Abhängigkeit der Auflösung vom Sampling sondern immer die Kombination Sampling * Auflösungsvermögen der Öffnung darstellen.
Eine konstante Öffnung ist für den Nachweis der reinen Sampling Auflösung zwingend erforderlich!

Antwort auf:
Auf diese Methode hattest Du uns in der parallel laufenden Diskussion unter Hinweis auf zwei Bilderserien aus unterschiedlichen Kameras selbst aufmerksam gemacht. Mit Deiner dortigen Auswertung führst Du uns auf einem etwas direkteren und unmittelbar nachvollziehbaren Weg zu dem Schluss, dass die optimale Kamera-Ankopplung eher im Bereich f/D ~ 2,5*p zu erwarten ist.


So direkt und unmittelbar nachzuvollziehen ist dieser Weg gar nicht.
Um das dort gezeigte Ergebnis nachzuvollziehen muss man nämlich den Zusammenhang zwischen dem reinen Sampling und der erreichten Auflösung kennen so wie er von mir hier ermittelt und im Diagramm oben dargestellt wurde.
Erst dann lässt sich die Bildreihe vernünftig erklären.
Die Auswertung ist etwas komplexer und man kommt zu folgender Tabelle.


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Auswertung Bildreihe Canon 7D.jpg




Bearbeitet von Gerd_Duering (16/02/2015 15:39)

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Gerd_Duering Offline
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#1140310 - 16/02/2015 15:27 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Gerd_Duering]


Die in der Bildreihe sichtbaren Details werden einmal von der Auflösung der Öffnung und zum anderen von der Auflösung des Samplings bestimmt.
Erst das Produkt aus Beidem ergibt die tatsächliche Auflösung in den Bildern.
Bei Blende 5,6 haben wir die volle Öffnung also1
Bei Blende 32 haben wir auf 5,6/32 = 0,175 abgeblendet was auch die Auflösung der Öffnung auf 0,175 drückt.

Bei Blende 5,6 haben wir bei der Canon 7D mit 4,3µm Pixeln ein Sampling von N/Pixel = 1,3
Leider hab ich bei so geringen Faktoren nicht gemessen aber wenn ich die Kurve in meinem Diagramm extrapoliere komm ich bei 1,3*Pixel etwa auf eine Sampling Auflösung von 0,4.
Die anderren Sampling Auflösungen lassen sich direkt aus dem Diagramm ablesen.

Es ergeben sich dann die Werte in der Tabelle.
Die Bildauflösung ist das Produkt von Sampling Auflösung und Auflösungsvermögen der Öffnung.
Es ergeben sich dann die Werte in der letzten Spalte der Tabelle.
Die optische Qualität des Objektivs ist nicht berücksichtigt.

Wir haben also bei F5,6 eine Bildauflösung von 0,4 und bei F11 eine von 0,37.
Wenn wir mal unterstellen das die Optik bei F5,6 nicht beugungsbegrenzt arbeitet kann es sehr gut sein das die reale Auflösung da nicht bei 0,4 sondern auch zb. bei 0,37 liegt.
Bei F11 könnte es sehr gut sein das die Optik hier Beugungsbegrenzt arbeitet und auch tatsächlich die theoretischen 0,37 erreicht werden.
Das erklärt sehr gut warum bis etwa F11 die gleichen Details sichtbar sind.

Bei F16 wiegt der Öffnungsverlust dann schwerer, das wegen der kleineren Öffnung auf 0,35 geschrumpften Auflösungsvermögen der Öffnung kann das wegen besseren Sampling auf 0,91 gestiegene Auflösungsvermögen des Samplings nicht ausgleichen und es kommt zum Absinken der Bildauflösung auf 0,32.
Bei F32 haben wir dann trotz hervorragender Sampling Auflösung wegen der wesentlich kleineren Öffnung nur noch eine Bildauflösung von 0,17

http://www.tuxoche.de/2014/04/01/foerderliche-blende-oder-schaerfentiefe/



Ich finde meine Tabelle korrespondiert ausgezeichnet mit den betreffenden Aufnahmen und sie erklärt auch hervorragend die Zusammenhänge und macht das Ganze auch verständlich und nachvollziehbar.

Grüße Gerd


Bearbeitet von Gerd_Duering (16/02/2015 15:29)

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Jan_Fremerey Offline
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#1140428 - 17/02/2015 00:18 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Gerd_Duering]


Original geschrieben von: Gerd_Duering
Eine konstante Öffnung ist für den Nachweis der reinen Sampling Auflösung zwingend erforderlich!

Hallo Gerd,

diese Aussage finde ich nun doch ein wenig überraschend, nachdem wir bislang immer davon ausgegangen sind, dass die beugungsbedingte Ortsauflösung der von einer Optik erzeugten Bilder allein vom Öffnungsverhältnis f/D und eben nicht zusätzlich noch von der absoluten Größe D der Öffnung abhängig ist.

Gruß, Jan

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fraxinus Offline
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#1140457 - 17/02/2015 09:29 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Jan_Fremerey]


Guten Morgen,

leider ist der Begriff ---> Auflösungsvermögen sowohl historisch als auch populärwissenschaftlich geprägt. Deshalb wird in der Anfänger-Literatur auch gern darauf eingegangen smiley47

Es gibt nicht nur ein Auflösungsvermögen sondern mehrere: Rayleight, Sparrow, ---> ect, pp

Man kann wesentlich feinere Strukturen auflösen, wenn man ---> Oversampling und ---> Deconvolution komibiniert.

Dazu müssen allerdings zwei Bedingungen erfüllt sein:

  • 1. die PSF ist während der Belichtungzeit exakt bekannt und konstant
  • 2. die Pixel werden mit hoher Dynamik und so genau wie möglich ausgelesen


Damit wird das Teleskop zum Messgerät!
Beim HST sind die beiden Bedingungen ganz gut erfüllt. Langzeitbelichtungen sind im Rahmen der Nachführgenauigkeit möglich.
(Nur so konnten vor dem Einbau der HST-"Brille" überhaupt scharfe Aufnahmen erzeugt werden!)

Alle "Daheimgebliebenen" hier auf der Erde haben ein Problem:

Bei Langzeitbelichtungen ist die Seeing-PSF weder bekannt noch konstant - bei Kurzeitbelichtungen mit Oversampling kommt zu wenig Licht an!

Jetzt kann man lange diskutieren, die Anpassung ist und bleibt ein Kompromiss aus Bildhelligkeit, Bildgröße, Kamera-Empfindlichkeit und Belichtungszeit.

Ein Beispiel:
Die ---> Software zur Seeing Messung verlangt, dass ein Spot af mindestens 3x3 Pixel verteilt wird.
Nur so kann der Mittelpunkt der Spots mit der benötigten Genauigkeit (besser als 1/10 Pixel!) berechnet werden.

Leider wird selbst mit relativ empfindlicher S/W CCD (ICX618ALA) bei f/40 bis f/50 das Licht am hellen Polarstern knapp, wenn man unter 1/100s Belichtungszeit bleiben will - und das muss man, sonst ist Bedingung 1. nicht mehr erfüllt!

Fazit:
Nehmt Euch ein Beispiel an den visuellen Beobachtern, die lösen das Anpassungsproblem auf den "Chip"(*) je nach Objekt und je nach Bedingungen mit einem simplen Okularwechsel smiley47

(*) das Binning erfolgt automatisch je nach Objekthelligkeit

Viele Grüße
Kai

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Gerd_Duering Offline
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#1140546 - 17/02/2015 17:29 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Jan_Fremerey]


Hallo Jan,

Antwort auf:
diese Aussage finde ich nun doch ein wenig überraschend, nachdem wir bislang immer davon ausgegangen sind, dass die beugungsbedingte Ortsauflösung der von einer Optik erzeugten Bilder allein vom Öffnungsverhältnis f/D und eben nicht zusätzlich noch von der absoluten Größe D der Öffnung abhängig ist.


wir reden hier aneinander vorbei.
Es geht doch in der ganzen Diskussion hier um die Ankopplung des Sensors und damit um das Verhältnis Pixelgröße zu Öffnungszahl und das damit erreichbare Auflösungsvermögen.
Und zwar in Bezug zur erreichbaren maximalen Detailauflösung der Optik und das bedeutet in Bezug zum Winkelauflösungsvermögen der Optik.
Das Winkelauflösungsvermögen ist aber nun mal vom Durchmesser abhängig.
Das bedeutet wir müssen den Durchmesser zwingend in unserer Auswertung berücksichtigen.

Ich gebe zu der von dir zitierte Satz ist missverständlich formuliert.
Ich möchte ihn daher etwas umformulieren.

Für den Nachweis der Sampling Auflösung als Folge der Anbindung des Sensors nach dem Verhältnis N/Pixelgröße ist das Winkelauflösungsvermögen der Optik und damit die Öffnung zwingend zu berücksichtigen.
Am einfachsten geht das in dem man die Öffnung konstant hält.

Was wäre denn die Folge von Deinem Vorschlag?

Antwort auf:
Vor diesem Hintergrund erscheint mir eine Messmethode mit konstanter Brennweite und varabler Blende grundsätzlich vertrauenswürdiger.


Wenn Du meine Beiträge aufmerksam gelesen hast hättest du das sehen können denn genau das was du vorschlägst hab ich an einem Beispiel doch schon gemacht.



Ich habe die Brennweite konstant bei 105mm gelassen und die Öffnungszahl durch vergrößern der Öffnung verändert.
Konkret von 2,9mm Öffnung also F36 auf 18,75mm Öffnung also F5,6
Die Anbindung des Sensors nach dem Verhältnis N/Pixelgröße ändert sich damit von 36/3,9 = 9,23 auf 5,6/3,9 = 1,43.

Ohne Berücksichtigung der Öffnung würde man meinen die erreichte Auflösung hat sich bei 1,4* Pixel gegenüber 9,2*Pixel bedeutend erhöht.

Dieser Trugschluss kann nur vermieden werden wenn man die erreichte Auflösung des Bildes in Relation zum Winkelauflösungsvermögen der Optik und damit zur Öffnung setzt.
Daher ist die Öffnung zwingend zu berücksichtigen.

Grüße Gerd


Bearbeitet von Gerd_Duering (17/02/2015 17:31)

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Gerd_Duering Offline
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#1140558 - 17/02/2015 18:20 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: fraxinus]


Hallo Kai,

ach herrje mächtig klug daher geschwätzt aber leider völlig am Thema vorbei.
Es geht hier weder um den Seeingeinfluss noch um die Auflösung von Doppelsternen nach mehr oder weniger strengen Kriterien.
Es geht um die erreichbare Detailauflösung und das dafür erforderliche Sampling nach dem Verhältnis N/Pixelgröße.
Dein Beitrag hat damit nicht das Geringste zu tun.

Antwort auf:
leider ist der Begriff ---> Auflösungsvermögen sowohl historisch als auch populärwissenschaftlich geprägt. Deshalb wird in der Anfänger-Literatur auch gern darauf eingegangen.

Es gibt nicht nur ein Auflösungsvermögen sondern mehrere: Rayleight, Sparrow, ---> ect, pp

Jetzt muss ich aber lachen.
Du kommst dir mächtig klug vor aber liegst hier völlig daneben
Trenn du mal schön weiter deine Doppelsterne nach unterschiedlich strengen Kriterien die du dann nach gut dünken wählen kannst.

Es geht hier um die maximale Detailauflösung einer Optik und dafür ist ausschließlich der Punkt relevant an dem die MTF gegen Null läuft.
Dieser Punkt ist klar definiert

Als Lineare Auflösung = 1/ (N* Lambda)
Und als Winkelauflösung = Lambda/D in Radiant
Und wer es in Grad oder Bogensekunden möchte der kann natürlich Radiant in Grad bzw. Bogensekunden umrechnen.

Nur dieser Punkt der MTF ist hier relevant und sonst nichts, es gibt da keine verschiedenen Auflösungen weder historisch noch populärwissenschaftlich geprägt und man kann da nicht nach gut dünken zwischen verschiedenen Auflösungen wählen.
Wir sind hier nicht bei wünsch dir was.
Also rede hier nicht so neunmal klug daher.

Antwort auf:
Alle "Daheimgebliebenen" hier auf der Erde haben ein Problem:

Bei Langzeitbelichtungen ist die Seeing-PSF weder bekannt noch konstant


Falsch!
Ich weiß ja du lebst öffnungsmäßig in abgehobenen Regionen, das verstellt offenbar den Bick etwas.
Ich habe hier mit winzigen 2,9mm Öffnung gearbeitet!
Ich denke man kann hier auch bei längeren Belichtungen von einer weitestgehend ungestörten PSF ausgehen.
Um den Zusammenhang zwischen Sampling als Verhältnis N/Pixel zur erreichbaren Auflösung der Aufnahme in Relation zur theoretisch möglichen Auflösung der Optik experimentell zu untersuchen muss man also weder in den Weltraum noch in eine Vakuumkammer gehen.

Grüße Gerd

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Jan_Fremerey Offline
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#1140578 - 17/02/2015 19:59 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Gerd_Duering]


Original geschrieben von: Gerd_Duering
Ohne Berücksichtigung der Öffnung würde man meinen die erreichte Auflösung hat sich bei 1,4* Pixel gegenüber 9,2*Pixel bedeutend erhöht.

Hallo Gerd,

der Stern zeigt hier aber doch ganz unmittelbar, dass die Winkelauflösung bei 1,4*p deutlich besser ist als bei 9,2*p ! Müssen wir denn jetzt die Öffnung selbst noch bemühen, um diesen Eindruck wieder zu neutralisieren ? Das erscheint mir in der Tat einigermaßen verwirrend !

Wäre es denn nicht viel klarer und einfacher, bei unterschiedlichen Brennweiten mit Hilfe des Siemenssterns jeweils diejenige Blendenzahl ausfindig zu machen, oberhalb derer das Auflösungsvermögen nachlässt ? Wir hätten dann zu jeder Brennweite eine Aussage darüber, welche Blendenzahl zu dem gegebenen Pixelraster der Kamera am besten passt. Das ist es doch genau, was uns hier interessiert !

Gruß, Jan

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Gerd_Duering Offline
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#1140750 - 18/02/2015 19:13 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Jan_Fremerey]


Hallo Jan,

Antwort auf:
der Stern zeigt hier aber doch ganz unmittelbar, dass die Winkelauflösung bei 1,4*p deutlich besser ist als bei 9,2*p ! Müssen wir denn jetzt die Öffnung selbst noch bemühen, um diesen Eindruck wieder zu neutralisieren ? Das erscheint mir in der Tat einigermaßen verwirrend !


diesen Eindruck zu neutralisieren?
Wie kommst du nur darauf?
Man muss den Öffnungsunterschied Bemühen um dieses Ergebnis zu erklärten!
Nur mit Hilfe der wesentlich größeren Öffnung lässt es sich erklären das bei einem Sampling von lediglich1,4*Pixel im linken Bild eine wesentlich bessere Auflösung erreicht wird als bei einem Sampling von 9,2*Pixel im rechten Bild.
Der Verweis auf den Öffnungsunterschied ist nicht verwirrend sondern sorgt für das Verständnis dieses Ergebnisses.
Es ist zwingend erforderlich den Öffnungsunterschied zu berücksichtigen sonst würde man glauben bei einem Sampling von 1,4*Pixel würde man eine wesentlich bessere Auflösung erreichen als bei einem Sampling von 9,2*Pixel.

Antwort auf:
Wäre es denn nicht viel klarer und einfacher, bei unterschiedlichen Brennweiten mit Hilfe des Siemenssterns jeweils diejenige Blendenzahl ausfindig zu machen, oberhalb derer das Auflösungsvermögen nachlässt ?

Genau diesen Test mit unterschiedlichen Brennweiten hab ich hier doch gemacht.
Es hat sich gezeigt das es hier keinen exakten Punkt gibt sondern eine fließende Entwicklung die aber oberhalb 3,6*P sehr langsam verläuft.
Das Auflösungsvermögen hat wie du sehen kannst zwischen der Aufnahme mit F36 also 9,2*P und der Aufnahme mit F20 also 5,1*P bereits nachgelassen.
Konkret hat sich der Durchmesser der Grenzauflösung von 59mm bei F36 auf 63mm bei F20 vergrößert.

Antwort auf:
Wir hätten dann zu jeder Brennweite eine Aussage darüber, welche Blendenzahl zu dem gegebenen Pixelraster der Kamera am besten passt. Das ist es doch genau, was uns hier interessiert !


Meine Antwort ist das hier schon gezeigte Diagramm.



Es muss jeder selbst entscheiden ob er krampfhaft Klimmzüge unternimmt um das letzte Quäntchen vermeintlich rauszuquetschen und dabei übersieht das er mit dem Hintern das einreißt was er meint dazugewonnen zu haben weil dann das Rauschen und die Bildraten ungünstiger werden und er sich womöglich durch überzogene Optik zur Brennweitenverlängerung weitere Nachteile einhandelt oder ob er vernünftig bleibt und auf das allerletzte Quäntchen Sampling Auflösung verzichtet aber dafür mit guter Optik, geringem Rauschen und hohe Bildraten letztlich die besseren Ergebnisse erzielt.

Grüße Gerd

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Peter_Kratzek Offline
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#1140845 - 19/02/2015 11:17 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Gerd_Duering]


Hallo Gerd,

an Deinen Rechnungen ist was falsch. Die Nikon D7100 hat zwar eine Pixelgröße von 3,9µm, aber einen Bayer-Sensor. Dadurch steigt die effektive Pixelgröße. In dem angefügten Link wird sie mit Faktor 1,3x angegeben. Je nachdem mit welchem Algorithmus Du die RAW-Files debayerst könnte vielleicht noch ein etwas niedrigerer Faktor herauskommen. Das müsste man erstmal testen. Es wird dabei wohl irgendwas zwischen 4,5µm-5µm effektive Pixelgröße herauskommen.

http://www.gym-vaterstetten.de/faecher/astro/Fotografie/MondfotografieTutorial.htm

Gruß Peter

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Peter_Kratzek Offline
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#1140871 - 19/02/2015 13:52 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Gerd_Duering]


Hallo Gerd,

die Sache wird noch weiter verkompliziert, weil die D7100 ja durch die Farbfilter des Bayer-Sensors 3 Bilder mit verschiedenen Wellenlängen und dabei auch noch verschiedenen Auflösungen macht. Also 50% Auflösung pro Achse bei ~450nm, ~71% pro Achse bei ~550nm und 50% pro Achse bei ~650mn. Alles zusammmen ergibt das dann ~80-85% Luminanz-Auflösung pro Achse.
Zum Testen der Kameraankopplung wär es daher wohl besser eine Mono-Kamera mit relativ engem Filter um ~550nm herum zu nehmen. Bei einem Foto-Objektiv wär der Filter sowieso Pflicht, außer es wär ein perfekter Apo.

Gruß Peter

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Gerd_Duering Offline
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#1140917 - 19/02/2015 17:21 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Peter_Kratzek]


Hallo Peter,

Antwort auf:
an Deinen Rechnungen ist was falsch. Die Nikon D7100 hat zwar eine Pixelgröße von 3,9µm, aber einen Bayer-Sensor. Dadurch steigt die effektive Pixelgröße. In dem angefügten Link wird sie mit Faktor 1,3x angegeben.


danke für den Hinweis, da kann was dran sein.
Meine Messungen gelten also in dieser Form nur für Aufnahmen mit Bayer-Matrix, ja ok mit der Einschränkung kann ich durchaus leben und es gibt ja auch bei den Mond und Planetenkameras Modelle mit Bayer-Matrix.
Wer eine monochromatische Kamera hat kann ja aber problemlos den Faktor 1,3 berücksichtigen und die von mir hier gefundenen Ergebnisse dementsprächend umrechnen.

Der Punkt ab dem die Auflösung nur noch sehr langsam ansteigt wäre dann also nicht bei 3,6*Pixel sondern schon bei 3,6/1,3 also 2,77*Pixel.

Das würde Jans praktische Erfahrungen ausgezeichnet bestätigten der ja mit 2,8*Pixel arbeitet und festgestellt hat das er hier praktisch das erfasst was sein Teleskop hergibt.
Nun es sind nach meiner Messung bei diesem Sampling zwar nicht ganz 100% aber etwa 90% und es ist fraglich ob man den Unterschied in der Praxis überhaupt am Planetenbild bemerken würde vor allem wenn man berücksichtigt das neben der Anbindung des Sensors eine ganze Reihe weiterer Faktoren das real erreichte Auflösungsvermögen beeinflussen.

Seeing an vorderster Stelle aber auch Bildrauschen und Bilder pro Sekunde bei der Aufnahme.
Letzteres verschlechtert sich ja bei extremeren Anbindungen und es ist gut möglich das der dann nur noch sehr geringe Zugewinn an Auflösung beim Sampling von diesen Faktoren wieder aufgefressen wird so das man in der Praxis bei monochromatischen Kameras tatsächlich bereits bei etwa 2,8*Pixel zum optimalen Ergebnis kommt.
Bei Kameras mit Bayer- Matrix wären es wie von mir ermittelt 3,6*Pixel.
Sehr interessanter Link den du hier bringst, muss ich mir mal in Ruhe zu Gemüte führen.

Antwort auf:
die Sache wird noch weiter verkompliziert, weil die D7100 ja durch die Farbfilter des Bayer-Sensors 3 Bilder mit verschiedenen Wellenlängen und dabei auch noch verschiedenen Auflösungen macht. Also 50% Auflösung pro Achse bei ~450nm, ~71% pro Achse bei ~550nm und 50% pro Achse bei ~650mn. Alles zusammmen ergibt das dann ~80-85% Luminanz-Auflösung pro Achse.


Ja wenn man es so differenziert betrachtet ist es etwas kompliziert aber wenn man weiß das unterm Strich dann ein Faktor von etwa 1,3 steht reicht das doch eigentlich, egal wie kompliziert nun die genauen Gründe für diesen Faktor im Einzelnen sein mögen.
Und mit diesem Faktor zu arbeiten finde ich nun ganz und garnicht kompliziert.
Und es gibt ja auch noch Kameras mit Bayer–Matrix für die mein Ergebnis so wie es ist gilt.

Antwort auf:
Zum Testen der Kameraankopplung wär es daher wohl besser eine Mono-Kamera mit relativ engem Filter um ~550nm herum zu nehmen. Bei einem Foto-Objektiv wär der Filter sowieso Pflicht, außer es wär ein perfekter Apo.


Natürlich hat die optische Qualität vom Ojektiv Einfluss und man sollte diesen Einfluss möglichst gering halten, klar.
Das hatten wir hier aber auch schon ausführlich diskutiert.
Ich sehe aber absolut keinen Grund warum du dem Farbfehler hier eine Sonderrolle zukommen lässt und andere Fehler offenbar ignorierst.

Farbfehler wirkt sich Kontrastmindernd aus nicht anders wie sphärische Aberration, Koma oder Astigmatismus.
Alle Fehler lassen sich aber durch Abblenden bedeutend verringern und genau das hab ich getan so das die Wahrscheinlichkeit ganz gut ist das ein einigermaßen brauchbarer Polystrehl erreicht wird.
Unterstellen wir die ausschließliche Verwendung von Standartgläsern mit einem Sekundären Spektrum der Glaspaarung von 1/1800 der Brennweite dann ergäbe sich für die von mir verwendeten Eckdaten folgende Situation.

2,9mm F6,3
Wellenoptische Schärfentiefe für F6,3
2*0,00055mm*(6,3^2) = 0,0437mm
Schnittweite F/C Linie zur e Linie 18mm/1800 = 0,01mm
RC Wert = Schnittweite / Wellenoptische Schärfentiefe
RC Wert = 0,01mm / 0,0437mm

RC = 0,23
Das bedeutet super APO! shocked

Ja es ist schon erstaunlich was so eine winzige Öffnung gegenüber den üblichen Öffnungen unserer doch recht Farbfehlerbehafteten FH Teleskope so ausmacht
Bei 2,9mm F36 müssen wir dann denke ich erst gar nicht nachrechnenden.

Grüße Gerd


Bearbeitet von Gerd_Duering (19/02/2015 17:27)

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Christian_P Offline
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#1140927 - 19/02/2015 18:03 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Gerd_Duering]


Hallo Gerd und Peter
Original geschrieben von: Gerd_Duering

Wer eine monochromatische Kamera hat kann ja aber problemlos den Faktor 1,3 berücksichtigen und die von mir hier gefundenen Ergebnisse dementsprächend umrechnen.
Wie wurde denn der Faktor 1.3 berechnet? 1.3 ist eigentlich (viel) zu wenig, wird hier aber tatsächlich wahrscheinlich genügen, da man davon ausgehen kann, dass Grün die einflussreichste Wellenlänge für die Detailauflösung war. Was man machen könnte. Man könnte die RGB-Bilder in die einzelnen Farbkanäle aufteilen und diese beurteilen, zumindest Grün.

Bei einer Planetenaufnahme im RGB-Verfahren mit Interferenzfiltern macht man ja für jeden Filter ein Video. Von daher müsste man bei einer Farbkamera streng genommen auch wieder jeden farblichen Teilbereich der Bayermatrix betrachten und hier ebenfalls den schlechtesten Fall bestimmen. Dann kommt man aber auf Anbindungen der Kamera jenseits von Gut und Böse.

Was bei diesem Test eigentlich auch fehlt, ist die Technik über Summenbild und Schärfungsalgorithmus, die ja auch noch einen Zugewinn bringt.




Gruß
Christian

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blueplanet Offline
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#1140975 - 19/02/2015 22:03 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Gerd_Duering]


Hallo zusammen,

nachdem es thematisch auch hierher passt, poste ich es nocheinmal...

Es wird ja oft behauptet, dass zur Erfüllung des sampling-Theorems 2 Pixel/cycle genügen würden. Weiterhin wird behauptet, dass es genügt die Pixelbreite gegenüber der eigentlich nötigen Pixeldiagonale als Dimension zu verwenden.

Um abzuklären, welchen Effekt die Pixelgröße und Pixelausrichtung beim sampling hat, habe ich folgendes Experiment durchgeführt.
Verwendet wurde eine monochrom-CCD-Cam/Objektiv-Kombi. bei einer mittleren Wellenlänge von ca. 550nm. Das Liniengitter wurde senkrecht (parallel zur CCD-Pixel-Ausrichtung) bzw. mit 30Grad-Neigung zur Senkrechten bei sampling-Raten von 1.5-, 2-, 3-Pixel/cycle aufgenommen (das Einjustieren war SEHR mühsam...).

Erklärung zur Grafik (Gitterlinienrichtung mit schwarzen Strichen angedeutet):
-Obere Reihe: Liniengitter um 30grad gegen Senkrechte nach links geneigt
-untere Reihe: Liniengitter senkrecht (parallel zur CCD-Pixel-Ausrichtung)

-linke Spalte: sampling 3 Pixel/Linienpaar (=1,5x Nyquist, Faktor 5,5x (550nm))
-mittlere Spalte: sampling 2 Pixel/Linienpaar (=1x Nyquist, Faktor 3,6x (550nm))
-rechte Spalte: sampling 1.5 Pixel/Linienpaar (=0,75x Nyquist, Faktor 2,7x (550nm))

Das Ergebnis ist eindeutig (siehe angehängte Grafik):

1.5-Pixel/lp:
Weder die Diagonal-, noch die Vertikallinien werden getrennt. Diagonal ergibt sich ein Schachbrettmuster und vertikal erfolgt eine Auflösungsreduktion durch Überlagerung.

2-Pixel/lp:
Die Diagonallinien werden nicht getrennt, das sampling ist unzureichend.
Die Vertikallinien werden gerade eben aufgelöst; bei nicht exakt stimmender Phase erfolgt Auslöschung (grauer Bereich, der sich diagonal durch's Bild zieht).

3-Pixel/lp:
Erst hier werden Diagonal- und Vertikallinien durchgängig sauber getrennt.


Insofern wird klar, dass die Pixeldiagonale der zu verwendende Parameter ist! Erst bei 2 Pixeldiagonalen bzw. ca. 3-Pixelbreiten pro cycle liegt ein minimal ausreichendes sampling vor (linke Spalte).
Das stimmt auch mit diversen Literaturstellen (siehe meine posts im thread "Überlegungen zum sampling für high resolution") überein, die ein sampling von 3-4 Pixelbreiten/cycle empfehlen.
Selbstverständlich sollte man auch keine mittlere Frequenz (z.B. 550nm) sondern die höchste Frequenz ansetzen, da die höchste von dem Scope übertragenen Frequenz (für VIS/RGB: Blaukanal mit um 450nm) von dem CCD ausreichend (d.h. mit mind. 2 Pixeldiagonalen bzw. ca. 3 Pixelbreiten) gesamplet werden sollte.

Entgegen anderslautenden Meinungen ist damit meine theoretische Voraussage
Original geschrieben von: blueplanet

Direkt bei der Maximalauflösung ist kein Kontrast mehr detektierbar. Insofern wurde 0,98 der Maximalauflösung (zufälligerweise Dawes-Limit) bei einer noch minimalen MTF als oberes Limit gewählt (laut Lit. ist diese Annahme gerechtfertigt).

Beim sampling dieser max. übertragenen Linienpaaranzahl wurde die Chipdiagonale angesetzt, um ein undersampling in Diagonalen-Richtung zu vermeiden (2x sqr2).

Als minimale Wellenlänge wurde 450nm gewählt, um auch bei RGB-Aufnahmen die volle Auflösung des Blaukanals zu nutzen.

Daraus folgt:
Mindest-sampling bzw. max. Pixelbreite = (Linienpaarbreite bei MTF=0, 450nm)/2,9
oder
Pixelbreite = N/6,2

D.h. z.B.
5,6um-Pixel -> f/34,7
3,75um-Pixel -> f/23,2

keineswegs "schwammig", sondern sogar sehr zutreffend!

Einen Ankoppelfaktor um 6x und meine oben genannten Richtwerte halte ich damit nach wie vor für gerechtfertigt.


Ciao Werner


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Jan_Fremerey Offline
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#1141020 - 20/02/2015 09:10 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Gerd_Duering]


Original geschrieben von: Gerd_Duering
Man muss den Öffnungsunterschied Bemühen um dieses Ergebnis zu erklärten!

Hallo Gerd,

inzwischen habe ich Deinen Denkansatz verstanden. Umso mehr muss ich aber jetzt erneut die Frage stellen, inwieweit es Sinn macht, für diese Tests eine Fotooptik einzusetzen, deren Abbildungsleistung doch - wenn überhaupt - nur bei kleinen Öffnungen, d.h. großen Blendenzahlen, als beugungsbegrenzt betrachtet werden kann. Beim Aufblenden nehmen ja die Bildfehler rapide zu, wodurch die Auflösung erkennbar schlechter wird, und nicht besser, wie Dein Ansatz es nahelegt. Mir ist nicht ganz klar, auf welche Weise Du die mit der Öffnung zunehmenden Abbildungsfehler in Deiner Datenauswertung berücksichtigt hast.

Abgesehen von dieser Frage erscheint mir Deine Auswertung, ebenso wie die von Werner "blueplanet", im Hinblick auf die Praxis der Astrofotografie fragwürdig, weil Ihr mit unbewegten "Strichcodes" als Vorlagen arbeitet. Die gerasterte Abtastung durch eine Digitalkamera führt dabei zwangsläufig zu Moiré-Effekten (Aliasing), die in Euren Tests und Auswertungen voll zur Geltung kommen, die aber in der astronomischen Praxis infolge der ständigen Bewegung der optischen Abbildung gegenüber dem Chipraster der Kamera in erheblichem Umfang neutralisiert werden.

Edit: Schließlich bleibt in Euren Auswertungen auch der Einfluss des Bildschirmrasters auf die Abbildungsgüte unberücksichtigt, auf den ich zuvor anhand dieser Studie schon mehrfach hingewiesn hatte.

Aus den genannten Gründen erscheinen mir Eure Tests und Schlussfolgerungen für die astronomische Praxis in der Tat nur bedingt aussagekräftig.

Gruß, Jan


Bearbeitet von Jan_Fremerey (20/02/2015 10:02)

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blueplanet Offline
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#1141026 - 20/02/2015 09:38 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: blueplanet]


Hallo zusammen,

ich füge nocheinmal eine Grafik ein, aus der deutlicher wird, was das sampling aus der ursprünglichen Information macht.

Die Erklärung ist wie hier:
-Obere Reihe: Liniengitter um 30grad gegen Senkrechte nach links geneigt
-untere Reihe: Liniengitter senkrecht (parallel zur CCD-Pixel-Ausrichtung)

-linke Spalte: sampling 3 Pixel/Linienpaar (=1,5x Nyquist, Faktor 5,5x (550nm))
-mittlere Spalte: sampling 2 Pixel/Linienpaar (=1x Nyquist, Faktor 3,6x (550nm))
-rechte Spalte: sampling 1.5 Pixel/Linienpaar (=0,75x Nyquist, Faktor 2,7x (550nm))

bloß, dass unter den Bildern jeweils ein Ausschnitt des Ausgangsstrichgitters ist und darüber eben das Ergebnis nach dem samplen.

Ciao Werner


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Gerd_Duering Offline
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#1141098 - 20/02/2015 15:28 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: blueplanet]


Hallo Christian,

Antwort auf:
Wie wurde denn der Faktor 1.3 berechnet? 1.3 ist eigentlich (viel) zu wenig, wird hier aber tatsächlich wahrscheinlich genügen, da man davon ausgehen kann, dass Grün die einflussreichste Wellenlänge für die Detailauflösung war.


dieser Faktor stammt aus dem von Peter schon gepostetem Link.

http://www.gym-vaterstetten.de/faecher/astro/Fotografie/MondfotografieTutorial.htm

Am besten gleich dort nachlesen, es steht unter dem Punkt

Antwort auf:
Monochrom oder Farbe?


@Werner

Antwort auf:
Entgegen anderslautenden Meinungen ist damit meine theoretische Voraussage
Original geschrieben von: blueplanet

Direkt bei der Maximalauflösung ist kein Kontrast mehr detektierbar. Insofern wurde 0,98 der Maximalauflösung (zufälligerweise Dawes-Limit) bei einer noch minimalen MTF als oberes Limit gewählt (laut Lit. ist diese Annahme gerechtfertigt).

Beim sampling dieser max. übertragenen Linienpaaranzahl wurde die Chipdiagonale angesetzt, um ein undersampling in Diagonalen-Richtung zu vermeiden (2x sqr2).

Als minimale Wellenlänge wurde 450nm gewählt, um auch bei RGB-Aufnahmen die volle Auflösung des Blaukanals zu nutzen.

Daraus folgt:
Mindest-sampling bzw. max. Pixelbreite = (Linienpaarbreite bei MTF=0, 450nm)/2,9
oder
Pixelbreite = N/6,2

D.h. z.B.
5,6um-Pixel -> f/34,7
3,75um-Pixel -> f/23,2

keineswegs "schwammig", sondern sogar sehr zutreffend!

Du liegst mit 6,2*P in einem Bereich der relativ nahe am Maximum liegt aber es ist nicht das absolute Maximum!
Du liegst hier nur deshalb recht nah dran weil es hier nur noch sehr kleine Unterschiede gibt und es kaum mehr eine Rolle spielt ob es nun 5, 6 oder 7*P sind.
Der Bereich ist und bleibt recht schwammig, das beweist sowohl mein als auch dein Test.

Dein Grundfehler ist dein digitales denken im Pixelraster.
Es ist aber nicht so das es Sprünge in der erreichbaren Auflösung gibt nach dem Motto 1P =33%, 2 P =66%, 3P = 100% und dazwischen bleibt die Auflösung unverändert und springt erst bei Erreichen des nächsten vollen Faktors schlagartig auf das nächst höhere Level.
Es gibt vielmehr eine analoge fließende Entwicklung bei der Auflösung die bei kleinen Faktoren durchaus annähernd in Relation zum Anstiegt des Faktors steht aber spätestens ab etwa 3,6 ist dann ein sehr viel langsamerer Auflösungsgewinn zu verzeichnen.
Ob es nun genau 3,6 ist oder eher 3 oder 4 sei mal dahingestellt jedenfalls gibt es einen Punkt ab dem nur noch ein sehr geringer Zugewinn an Auflösung zu verzeichnen ist.
In diesem Bereich befindest Du dich, hier jetzt zu sagen genau an diesem Punkt ist die Maximalauflösung erreicht ist schlicht pure Willkür.
Man wird akzeptieren müssen das es ein Bereich ist und kein exakter Punkt der sich da festmachen lässt, ob es einem nun passt oder nicht.
Wer das nicht wahr haben will macht sich was vor und verweigert sich der Realität.

Die fließende Entwicklung ist auch in deinem Test erkennbar.

Antwort auf:
2-Pixel/lp:
Die Diagonallinien werden nicht getrennt, das sampling ist unzureichend.


Irrtum, die Diagonallinien sind auch bei 2P erkennbar nur mit geringerem Kontrastunterschied
In Deiner Nachvergrößerung ist das nur weniger auffällig, da sieht man dann den Wald vor lauter Bäumen nicht.
Verkleinert man das Bild dann erkennt man die Diagonallinien auch bei 2P eindeutig!
Nur eben mit deutlich geringerem Kontrastunterschied.
Ab welchem Kontrastunterschied man die Linien nun als getrennt betrachtet ist Ansichtssache und das macht das eben sehr schwammig.
Es ist pure Willkür zu sagen ja exakt dieser Punkt ist es und kein anderer.

Grüße Gerd


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Bearbeitet von Gerd_Duering (20/02/2015 15:36)

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Gerd_Duering Offline
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#1141151 - 20/02/2015 17:51 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Jan_Fremerey]


Hallo Jan,

Antwort auf:
Umso mehr muss ich aber jetzt erneut die Frage stellen, inwieweit es Sinn macht, für diese Tests eine Fotooptik einzusetzen, deren Abbildungsleistung doch - wenn überhaupt - nur bei kleinen Öffnungen, d.h. großen Blendenzahlen, als beugungsbegrenzt betrachtet werden kann.


na ja man kann kleine Öffnungen auch bei kleinen Blendenzahlen erreichen wenn man kleine Brennweiten verwendet.

Antwort auf:
Beim Aufblenden nehmen ja die Bildfehler rapide zu, wodurch die Auflösung erkennbar schlechter wird, und nicht besser, wie Dein Ansatz es nahelegt.


Ja richtig Bildfehler nehmen dann rapide zu, das ich aber dennoch eine erheblich Steigerung der Auflösung durch das Aufblenden von 2,9 auf 18,75mm erreichen konnte beweist das mein Objektiv bei 2,9mm auf jeden Fall Beugungsbegrenzt sein muss.

Antwort auf:
Mir ist nicht ganz klar, auf welche Weise Du die mit der Öffnung zunehmenden Abbildungsfehler in Deiner Datenauswertung berücksichtigt hast.


Du vergisst das ich für die Ermittlung des in meinem Diagramm dargestellten Zusammenhangs immer mit konstanter Öffnung von 2,9mm gearbeitet habe.
Der Einfluss der Öffnung auf die Abbildungsgüte kann hier also ausgeschlossen werden.
Nicht aber der Einfluss des Öffnungsverhältnisses.
In diesem Punkt ist dein Einwand berechtigt.
Die Abbildungsqualität hängt von beidem ab sowohl vom Öffnungsverhältnis als auch von der Öffnung.
Ein Newton mit Kugelspiegel ist zb. bei 50mm Öffnung auch bei F6 deutlich besser als beugungsbegrenzt ( Strehl 0,85) ein Newton mit Kugelspiegel und 100mm Durchmesser ist bei F6 aber bereits sehr schlecht ( Strehl 0,52).

Ich habe nun aber mit winzigen 2,9mm Öffnung gearbeitet so das es nicht unwahrscheinlich ist das hier auch bei F6,3 eine einigermaßen brauchbare Qualität vorhanden ist.
Einen Nachweis kann ich aber nicht erbringen richtig.
Ich kann nur sagen das die Farbkorrektur bei 2,9mm F6,3 theoretisch der eines super APOs entsprächen müsste.

Antwort auf:
Abgesehen von dieser Frage erscheint mir Deine Auswertung, ebenso wie die von Werner "blueplanet", im Hinblick auf die Praxis der Astrofotografie fragwürdig, weil Ihr mit unbewegten "Strichcodes" als Vorlagen arbeitet. Die gerasterte Abtastung durch eine Digitalkamera führt dabei zwangsläufig zu Moiré-Effekten (Aliasing), die in Euren Tests und Auswertungen voll zur Geltung kommen, die aber in der astronomischen Praxis infolge der ständigen Bewegung der optischen Abbildung gegenüber dem Chipraster der Kamera in erheblichem Umfang neutralisiert werden.


Ein berechtigtet Einwand.
Allerdings liege ich doch mit meinem Ergebnis gar nicht so weit von deiner Erfahrung entfernt.
Der Punkt ab dem nur noch ein marginaler Auflösungsgewinn erreicht werden kann liegt bei meiner Bayer- Matrix bei etwa 3,6*N.
Wenn wir den von Peter eingebrachten Faktor von 1,3 berücksichtigen kämen 2,77*N raus was ja exakt deiner Erfahrung entspricht.
Damit hätte ich den Beweis erbracht das du völlig richtig liegst mit deinem Faktor.

Zum Abschluss noch mal ein kleines Rechenbeispiel zur Aufnahme mit 18,75mm Öffnung und 2,9mm Öffnung bei jeweils 105mm Brennweite.

Die Öffnung hat sich durch das aufblenden um Faktor 18,75/2,9 = 6,47 erhöht.
Die Öffnungszahl bei konstanter Brennweite damit um eben diesen Faktor verringert also 36/6,47= 5,6
Damit hat sich auch das Verhältnis N/Pixel um diese 6,47 verändert also 9,2/6,47 = 1,42
Leider hab ich die Sampling Auflösung erst ab 1,6*N erfasst aber wenn man die Kurve in meinem Diagramm extrapoliert kommt man bei 1,42*N so etwa auf 0,4

Die Auflösung wegen der größeren Öffnung hätte also um 6,47 steigen müssen
Die wegen dem ungünstigerem Sampling auf etwa 0,4 fallen müssen.
Der resultierende Faktor wäre also 6,47*0,4 = 2,59
Ich sage also einen Auflösungsgewinn von 2,59 durch das Aufblenden meines Objektives bei 105mm Brennweite von F36 auf F5,6 an meiner Nikon mit ihren 3,9 µm Pixeln voraus.
Nun messen wir doch mal am Siemensstern nach
Durchmesser Auflösungsgrenze bei 105mm Brennweite und F36 = 59mm
Durchmesser Auflösungsgrenze bei 105mm Brennweite und F5,6 = 23mm

Das Auflösungsvermögen hat sich damit um 59/23 = 2,56 verändert.
Dieses Beispiel zeigt noch mal sehr schön die Zusammenhänge und bestätigt meine Herangehensweise.

Grüße Gerd

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Gerd_Duering Offline
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#1141158 - 20/02/2015 18:04 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: ]


Hallo Werner,

Antwort auf:
im Grunde sehen wir hier doch eine von der Sampling-Auflösung abhängige (und leider mit C4-Symmetrie anisotrope) Faltung, die sich durch eine MTF beschreiben ließe. Bei 3*p kann man zwar sicher leicht die Frequenz des Ursprungsbildes herauslesen, aber der Kontrast (Amplitude) ist nicht annähernd erhalten. Ganz analog zum Einfluss der Apertur im Grenzbereich.


ja genauso sehe ich das auch.

Edit

Seh gerade das ich hier P statt ´N geschrieben hatte.

Antwort auf:
Du liegst mit 6,2*P in einem Bereich der relativ nahe am Maximum liegt aber es ist nicht das absolute Maximum!
Du liegst hier nur deshalb recht nah dran weil es hier nur noch sehr kleine Unterschiede gibt und es kaum mehr eine Rolle spielt ob es nun 5, 6 oder 7*P sind.


Es muss natürlich heißen.

Du liegst mit 6,2*N in einem Bereich der relativ nahe am Maximum liegt aber es ist nicht das absolute Maximum!
Du liegst hier nur deshalb recht nah dran weil es hier nur noch sehr kleine Unterschiede gibt und es kaum mehr eine Rolle spielt ob es nun 5, 6 oder 7*N sind.

Das kommt davon wenn man mit verschiedenen Bezugsgrößen arbeitet.

Grüße Gerd


Bearbeitet von Gerd_Duering (20/02/2015 18:18)

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Gerd_Duering Offline
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#1141173 - 20/02/2015 18:46 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Gerd_Duering]


Hallo Werner,

wenn wir mal die von mir gefundene Kurve für den Zusammenhang von Auflösungsvermögen und Sampling als N*Pixel betrachten dann kann man eine gewisse Ähnlichkeit zur Energieverteilung im Beugungsscheibchen nicht von der Hand weisen.

Grüße Gerd


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Peter_Kratzek Offline
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#1141196 - 20/02/2015 20:03 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Gerd_Duering]


Hallo,

da immer wieder behauptet wird, dass man zur Kameraankopplung noch einen Faktor von Wurzel 2 aufschlagen müsse, da die quadratischen Pixel in der Diagonalen eben um diesen Faktor Wurzel 2 größer sind, habe ich mal meine im 45° Winkel aufgenommenen Testbilder zurückgedreht und zusammen mit den 0° Winkel Testbildern zu einem animiertem Vergleichs-GIF verarbeitet. Dabei ist genau das Gegenteil herausgekommen! Diagonal ist die Auflösung sogar deutlich erhöht. Das gleiche Prinzip wird auch beim Super-CCD-Sensor-Design verwenden, also ein um 45° gedrehtes Pixelraster.

Jeweils der Frame mit dem um 45° gedrehtem Schriftzug "3,56x" ist das urprünglich im 45° Winkel aufgenommene Testbild:




Volle Größe der Bilder:
http://fs2.directupload.net/images/150220/zcdnr2yy.gif
http://fs2.directupload.net/images/150220/cvkwqyip.gif

Gruß Peter

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Christian_P Offline
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#1141230 - 20/02/2015 21:39 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: ]


Hallo Werner

Original geschrieben von: Ifrit
anisotrop ist?!
richtungsabhängig genau. zwinker Unschön wenn man googeln muss, obwohl das deutsche Wort sofort und ohne Umschweife verständlich ist.


Original geschrieben von: Ifrit
im Grunde sehen wir hier doch eine von der Sampling-Auflösung abhängige (und leider mit C4-Symmetrie anisotrope) Faltung, die sich durch eine MTF beschreiben ließe. Bei 3*p kann man zwar sicher leicht die Frequenz des Ursprungsbildes herauslesen, aber der Kontrast (Amplitude) ist nicht annähernd erhalten. Ganz analog zum Einfluss der Apertur im Grenzbereich.
Häääääää.... ??? smiley64 Nun nochmal auf Deutsch. zwinker Diese Aussage verdient wirklich Beachtung. Sie würde in einem nerdig nerdigen Wettbewerb Preisauschreiben für unverständliche Sätze sicherlich einen der vordersten Plätze belegen. ironisch




@all

Diese ganzen theoretischen Überlegungen sind ja gut und schön. Nur muss der Endanwender dieser gut gemeinten Tipps sich dann trotzdem mit seiner eigenen Bildverarbeitung herumschlagen. So sehe ich bei Jan's Bildern aktuell nicht, dass er bildverarbeitungstechnisch einen Vorteil davon hätte, diese knappe Kameraanbindung zu nutzen. Dagegen sehe ich aber anderswo hervorragende Resultate, die mit moderaten bis hohen Brennweiten gewonnen werden. Für mich macht es deshalb nicht zwangsläufig Sinn, in der Praxis tatsächlich mit N = 3*P zu arbeiten. Dadurch handelt man sich unnötige Schwierigkeiten in der EBV ein. Vor allem am Planeten arbeitet es sich mit mehr Brennweite deutlich leichter. Für mich wiegt dieser Vorteil schwerer als der Nachteil der nötigen höheren Belichtungszeit und des höheren Gains. Dies wirkt sich nicht so negativ aus, wie ein zu winziges Jupiterbild im Video, trotz Drizzeln.



Viele Grüße,
Christian

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blueplanet Offline
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#1141248 - 20/02/2015 22:34 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Gerd_Duering]


Hallo zusammen,

@Gerd:
Original geschrieben von: Gerd

Du liegst mit 6,2*P in einem Bereich der relativ nahe am Maximum liegt aber es ist nicht das absolute Maximum!
Du liegst hier nur deshalb recht nah dran weil es hier nur noch sehr kleine Unterschiede gibt und es kaum mehr eine Rolle spielt ob es nun 5, 6 oder 7*P sind.
Der Bereich ist und bleibt recht schwammig, das beweist sowohl mein als auch dein Test.


es ging doch darum, möglichst alle zur Verfügung gestellte Information aufzunehmen, oder?

Nach der MTF-Betrachtung gibt es ein eindeutiges Limit für die Teleskopoptik (MTF=0).
Auch die maximale Übetragungsfrequenz eines Sensors ist kein Geheimnis (wobei die MTF meist noch bei 0,3-0,5 liegt).
Setzt man das Limit der Teleskopoptik mit der maximalen Übetragungsfrequenz des Sensors gleich, dann sollten im Prinzip alle Informationen aufgezeichnet worden sein und sich auch vollständig rekonstruieren lassen (abgesehen von ein paar wirklich nicht relevanten Randdetails).
Dieser Fall ist eben bei einem Ankoppelfaktor von um 6,3x erreicht (entscheidende Randbedingungen: höchste übertragene Frequenz und Pixeldiagonale).

Insofern ist das keineswegs so schwammig, wie Du das immer darzustellen versuchst.

Dieser Ankoppelfaktor wird z.B., wie ich schon mehrmals erwähnt hab', bei dem professionellen DOT-Projekt verwendet und bestätigt damit die gemachten Angaben.
Wenn man sich sinnvolle Gedanken bzgl. Ankopplung macht, landet man halt früher oder später bei dieser Größenordnung.
Apropos: hast Du Dir das Projekt schon einmal angeschaut oder warst Du noch nicht fähig meine Links nachzuverfolgen oder eine Suchmaschine zu bedienen?

Es gibt übrigens weitere gute Gründe den Faktor bei der max. übertragenen Frequenz des Teleskop anzusetzen. Nicht zuletzt vermeidet man damit nahezu vollständig die Alias-Problematik.

Original geschrieben von: Gerd

Dein Grundfehler ist dein digitales denken im Pixelraster.
Es ist aber nicht so das es Sprünge in der erreichbaren Auflösung gibt nach dem Motto 1P =33%, 2 P =66%, 3P = 100% und dazwischen bleibt die Auflösung unverändert und springt erst bei Erreichen des nächsten vollen Faktors schlagartig auf das nächst höhere Level.


Das ist eine Unterstellung Deinerseits! Ich hab' das nirgends so behauptet!!! Unterlasse bitte solche Kommentare!

Original geschrieben von: Gerd

Es gibt vielmehr eine analoge fließende Entwicklung bei der Auflösung die bei kleinen Faktoren durchaus annähernd in Relation zum Anstiegt des Faktors steht aber spätestens ab etwa 3,6 ist dann ein sehr viel langsamerer Auflösungsgewinn zu verzeichnen.
Ob es nun genau 3,6 ist oder eher 3 oder 4 sei mal dahingestellt jedenfalls gibt es einen Punkt ab dem nur noch ein sehr geringer Zugewinn an Auflösung zu verzeichnen ist.


Da braucht es keine langen Erläuterungen: aus der MTF des Scopes läßt sich leicht entnehmen, welchen Prozentsatz der Maximalfrequenz man bei welchem sampling aufzeichnen kann.

Original geschrieben von: Gerd

In diesem Bereich befindest Du dich, hier jetzt zu sagen genau an diesem Punkt ist die Maximalauflösung erreicht ist schlicht pure Willkür.


Der Faktor um 6,3x ist, wie oben schon ausgeführt, keineswegs willkürlich gewählt!
Um diesen Punkt herum hat man gerade das minimale sampling erfüllt, um theoretisch alle Informationen für eine Rekonstruktion aufzuzeichnen.

Wählt man einen kleineren Faktor, schneidet man auf alle Fälle die höherfrequenten Informationen ab und hat mit der Alias-Problematik zu kämpfen.
Man verliert bei einer geringeren Ankoppelung nicht nur Information, sondern handelt sich auch Fehlanteile ein. Es geht also nicht bloß um die letzten Prozent Information, sondern auch um die Vermeidung von Fehlinformation/Artefakten.

Diesen Punkte läßt Du allerdings in Deinen Betrachtungen unter den Tisch fallen.

Original geschrieben von: Gerd

Irrtum, die Diagonallinien sind auch bei 2P erkennbar nur mit geringerem Kontrastunterschied
In Deiner Nachvergrößerung ist das nur weniger auffällig, da sieht man dann den Wald vor lauter Bäumen nicht.
Verkleinert man das Bild dann erkennt man die Diagonallinien auch bei 2P eindeutig!


Das mit dem Irrtum gebe ich zurück!
Es geht nicht darum, die Diagonallinien mit irgendwelchen Mitteln erkennbar zu machen, sondern darum zu erkennen, dass das in Diagonalrichtung vorliegende undersampling (die Pixelkanten der Linien treffen aufeinander) die übertragenen Informationen verändert und genau das geht aus den Pics hervor!

BTW.: Wenn Du schon meine pics verkleinerst, hättest Du fairerweise KEINEN interpolierenden und damit informationsverändernden Algorithmus verwenden dürfen! In der Verkleinerung werden damit die Diagonalen zwar hervorgehoben, aber die zugrundelegende Problematik unterdrückt und damit nicht mehr erkennbar.

Ich hab' eine fairere Verkleinerung ohne Informationsveränderung (nur ganzzahlige Pixelreduktion) angefügt. Jetzt kann sich jeder selbst ein Bild machen, ob Deine Aussagen stimmen.


Ich fasse zusammen: der Ankoppelfaktor von ca. 6x ist nicht willkürlich gewählt, sondern im Hinblick darauf, möglichst alle von dem Teleskop zur Verfügung gestellte Information auch aufzuzeichnen. Beispiele aus der professionellen Praxis bestätigen das.


@Werner (Ifrit):

Antwort auf:

im Grunde sehen wir hier doch eine von der Sampling-Auflösung abhängige (und leider mit C4-Symmetrie anisotrope) Faltung, die sich durch eine MTF beschreiben ließe. Bei 3*p kann man zwar sicher leicht die Frequenz des Ursprungsbildes herauslesen, aber der Kontrast (Amplitude) ist nicht annähernd erhalten. Ganz analog zum Einfluss der Apertur im Grenzbereich.


Oberhalb seiner Grenzfrequenz kann der Sensor keine Information mehr übertragen. Bei einer zu geringen Ankopplung (z.B. 3xp) fehlen dann diese Frequenzanteile und zusätzlich kommt die Alias-Problematik hinzu.
Es ist also, nicht bloß der Kontrast.

Ciao Werner


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blueplanet Offline
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#1141255 - 20/02/2015 22:59 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: ]


Hallo Werner,

Original geschrieben von: Ifrit
Original geschrieben von: blueplanet
Oberhalb seiner Grenzfrequenz kann der Sensor keine Information mehr übertragen. Bei einer zu geringen Ankopplung (z.B. 3xp) fehlen dann diese Frequenzanteile und zusätzlich kommt die Alias-Problematik hinzu.
Es ist also, nicht bloß der Kontrast.
Ist mir schon klar. Ich wollte aber deutlich machen, dass selbst bei Anbindungen die die Maximalfrequenz bereits abbilden immer noch Kontrast verloren geht - was man an Deinen Bildern sehr schön sieht.


Das ist korrekt. Allerdings hab' ich mir nicht die Mühe gemacht meine Pics daraufhin zu normieren, um das herauszuarbeiten.

Ciao Werner

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Christian_P Offline
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#1141292 - 21/02/2015 11:30 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: ]


Hi Werner
Original geschrieben von: Ifrit
erstens ist Googeln nicht zuviel verlangt, zweitens stellt das Fachwort "anisotrop" mit Absicht den Gegensatz zu jener Isotropie heraus, die dem Beugungsscheibchen eigen ist.
Ja, es ging mir nur darum, dass man in einem solchen Forum ruhig solche Begriffe erläutern kann. Meiner Ansicht nach verkompliziert das nur unnötig.

Original geschrieben von: Ifrit
Der zweite von Dir zitierte Satz ist für Leute geschrieben, die ihn aus dem Stand verstehen oder solche, die sich ein wenig Mühe geben, bis sie es tun. Es liegt an Dir, ob Du dazu gehören willst. Bei einem Text, den ich schreibe, treffe ich die Abwägung zwischen Genauigkeit, Leichtverständlichkeit und Knappheit gerne selbst.
Naja selbst dafür ist dieser Satz abgehoben. Gut, einige wenige mögen ihn tatsächlich sofort verstehen, für den weitaus größeren Rest bleibt er unverständlich. Wenn Du es dem Leser so schwer machen willst, nur damit Deine Aussagen besonders schlau klingen, gut, dann ist das eben so. Aber auch hier gilt, dass eine etwas ausführlichere Erklärung für die Allgemeinheit eher angebracht wäre. So bekommst Du darauf erst entsprechende Antworten. Die allermeisten werden eine solche Aussage zur Kenntnis nehmen, sich aber genau deshalb nicht die Mühe machen, sie komplett verstehen zu wollen, weil schon der Autor sich nicht die Mühe gemacht hat, leicht verstanden werden zu wollen.

Also nichts für ungut. Ich find's eben einfach etwas abgehoben. zwinker

Außerdem hattest Du ebenso die Möglichkeit, es als Spaß aufzufassen und mit Humor zu nehmen. zwinker





In diesem Zusammenhang kann ich folgendes Buch empfehlen. Das hilft denjenigen, die zu knapp mit zu vielen Fremdwörtern schreiben, aber auch denjenigen, die sich in komplizierten Satzkonstrukten verlieren. Da haben wir hier ja auch Kandidaten. Deutsch fürs Leben: Was die Schule zu lehren vergaß








Zurück zum Thema:

Wer von den Mitschreibern hat eigentlich wirklich Erfahrung in der hochauflösenden Planeten und Mond Fotografie?

Nur Jan und Ich?





Gruß,
Christian

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Gerd_Duering Offline
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#1141347 - 21/02/2015 16:10 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: ]


Hallo Werner (Ifrit),

Antwort auf:
Ein wenig wundert mich die Kurve aber bei genauerem Hinsehen: die sollte doch monoton steigen, denke ich - aber bei ca. 85% scheint sie kurz zu fallen?!


ja stimmt, das ist auf ein unzureichende Auflösung bei der FFT Analyse zurückzuführen auf der diese EE Kurve basiert.
Das ist die Standarteinstellung in Oslo, wohl eher für lahme PCs.
In hoher Auflösung kommt man dann zu dieser EE Kurve und dann passt es.

@Werner (blueplanet)

Antwort auf:
Insofern ist das keineswegs so schwammig, wie Du das immer darzustellen versuchst.


Es ist und bleibt eine kontinuierliche Entwicklung die allmählich und ab etwa 3,6*N nur noch sehr langsam auf 100% zuläuft, in finde den Vergleich mit der EE kurve sehr treffend.
Du bist mit N*6,2 recht nah dran aber eben nicht exakt 100% und du bist auch mit 5*N schon sehr gut und mit 3,6*N verpasst du auch nicht sonderlich viel.

Und da sind wir beim Stichwort, du willst auf gar keinen Fall Kompromisse machen und meinst etwas zu verpassen wenn du nicht deine 100% bekommst, willst dir aber nicht eingestehen das es auch bei 6,2 keine 100% sind.
Selbstverständlich der Unterschied zum Ideal ist bei N*6,2 in der Praxis völlig irrelevant aber dir scheint es hier ja rein ums Prinzip zu gehen und nicht um Praxisrelevanz den dann würdest du auch akzeptieren das bei 5 oder eben 3,6*N kein wirklich Praxisrelevanter Unterschied mehr vorhanden ist.

Erst unterhalb von 3,6*N fällt die Auflösung spürbar ab und es kommt zum Praxisrelevantem Auflösungsverlust, daher sind es eben die 3,6*N die den vernünftigsten Kompromiss darstellen.
Also entweder du orientierst dich an der Praxisrelevanz und gestehst ein das 3,6 eine gute Hausnummer ist oder du bestehst aufs Prinzip aber dann müsstest Du eingestehen das auch bei 6,2 noch keine 100% erreicht werden.

Antwort auf:
Dieser Ankoppelfaktor wird z.B., wie ich schon mehrmals erwähnt hab', bei dem professionellen DOT-Projekt verwendet und bestätigt damit die gemachten Angaben.


Es werden bei den Profis sehr unterschiedliche Faktoren verwendet, einige liegen deutlich unter deinen 6,2 und andere wesentlich darüber.
Das bestätigt wohl eher meine Auffassung das es eine recht schwammige Geschichte ist.

Du musst jetzt nicht immer nur das eine Projekt vors Loch schieben das dir gerade in den Kram passt.
Nur weil man zufällig beim DOT etwas um die 6 gewählt hat heißt das noch lange nicht das dieser in der Wissenschaft allgemeiner Konsens wäre.

Antwort auf:
Der Faktor um 6,3x ist, wie oben schon ausgeführt, keineswegs willkürlich gewählt!
Um diesen Punkt herum hat man gerade das minimale sampling erfüllt, um theoretisch alle Informationen für eine Rekonstruktion aufzuzeichnen.

Aber selbstverständlich ist er das weil auch die Ausgansdaten auf denen er ja letztlich beruht willkürlich gewählt wurden.

Antwort auf:
Man verliert bei einer geringeren Ankoppelung nicht nur Information, sondern handelt sich auch Fehlanteile ein. Es geht also nicht bloß um die letzten Prozent Information, sondern auch um die Vermeidung von Fehlinformation/Artefakten.

Hier wäre eben auch mal wieder Praxisrelevanz gefragt, weder bei den Informationen noch bei den Artefakten zeigt sich ein wirklich Praxisrelevanter Unterschied zwischen 3,6 und 6,2.
Dein Einwand beruht auf reiner Prinzipienreiterei.

Antwort auf:
Diesen Punkte läßt Du allerdings in Deinen Betrachtungen unter den Tisch fallen.


Mit recht denn er ist im hier diskutierten Fall Planetenfotografie bei 3,6 oder 6,2*N nicht Praxisrelevant.

Antwort auf:
Das mit dem Irrtum gebe ich zurück!
Es geht nicht darum, die Diagonallinien mit irgendwelchen Mitteln erkennbar zu machen, sondern darum zu erkennen,


Ach nein, es geht also nicht darum Details zu erkennen bei der Planetenfotografie?
Na ja mag sein das du da andere Ziele hast, ist ja ein vielseitiges Hobby, ich jedenfalls möchte Planetendetails sehen und nutze da auch alle Möglichkeiten um diese sichtbar zu machen.
Bei 2*P ist die Detailinformation für die Diagonallinien in deinem Bild bereits vorhanden das ist Fakt und man kann sie sichtbarmachen das habe ich gezeigt und mehr braucht es schlicht und ergreifend nicht.

Antwort auf:
Wenn Du schon meine pics verkleinerst, hättest Du fairerweise KEINEN interpolierenden und damit informationsverändernden Algorithmus verwenden dürfen! In der Verkleinerung werden damit die Diagonalen zwar hervorgehoben, aber die zugrundelegende Problematik unterdrückt und damit nicht mehr erkennbar.

Deine Problematik ist künstlich erzeugt und sie lässt sich wie gezeigt mit einem interpolierenden Algorithmus problemlos vermeiden.
Nichts anderes macht auch unser Gehirn.

Fair ist es die Informationen aus dem Bild zu holen die auch da drin enthalten sind und nicht sie mutwillig zu unterdrücken um einen höheren Faktor als wirklich notwendig vorzugaukeln.

Was meinst du was der Sinn und Zweck der ganzen Filter ist die bei der EBV von Planetenbildern ja sehr reichlich und in sehr intensiver Form angewendet werden.
Ja richtig aus dem unscharfen Summenbild all die Informationen rauszuholen die da drin enthalten sind.

Antwort auf:
Ich fasse zusammen: der Ankoppelfaktor von ca. 6x ist nicht willkürlich gewählt, sondern im Hinblick darauf, möglichst alle von dem Teleskop zur Verfügung gestellte Information auch aufzuzeichnen. Beispiele aus der professionellen Praxis bestätigen das.


Ich korrigiere.
Die 6x sind schon in der Herleitung allein deshalb willkürlich weil sie auf willkürlich festgelegten Ausgansparametern basieren.
Im Hinblick auf die erfassbaren Details sind sie es weil es eine fließende Entwicklung gibt die oberhalb von 3,6 nur sehr langsam gegen 100% läuft und es willkürlich ist zu sagen so bei 99 oder so bei 98% oder welchem Prozentsatz auch immer wäre nun der entscheidende Punkt.
Beispiele von den Profis gibt es mit sehr unterschiedlichen Faktoren was bestätigt das es eben eine schwammige Sache ist bei der es keinen Stein der Weisen gibt, weder bei 6,2 noch sonst wo.

Grüße Gerd


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Bearbeitet von Gerd_Duering (21/02/2015 16:19)

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Christian_P Offline
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#1141358 - 21/02/2015 16:41 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Gerd_Duering]


Hallo Gerd
Original geschrieben von: Gerd_Duering
Selbstverständlich der Unterschied zum Ideal ist bei N*6,2 in der Praxis völlig irrelevant aber dir scheint es hier ja rein ums Prinzip zu gehen und nicht um Praxisrelevanz den dann würdest du auch akzeptieren das bei 5 oder eben 3,6*N kein wirklich Praxisrelevanter Unterschied mehr vorhanden ist.

Erst unterhalb von 3,6*N fällt die Auflösung spürbar ab und es kommt zum Praxisrelevantem Auflösungsverlust, daher sind es eben die 3,6*N die den vernünftigsten Kompromiss darstellen.
Also entweder du orientierst dich an der Praxisrelevanz und gestehst ein das 3,6 eine gute Hausnummer ist oder du bestehst aufs Prinzip aber dann müsstest Du eingestehen das auch bei 6,2 noch keine 100% erreicht werden.
Du sprichst hier von Praxisrelevanz. Ja hast Du denn schon mal eine RGB-Planetenaufnahme vom Jupiter mit 3 bis 3.6*P versucht und diese dann auch entsprechend zu einem Bild verarbeitet? Ist es Dir gelungen, naha ans Optimum zu gelangen? Das ist nämlich nicht so einfach und unproblematisch, da dann Probleme mit einem Pixelraster-Muster auftreten, womit das Schärfen gestört wird. Auch kann man das Bildrauschen nicht so gut vom Nutzsignal trennen. Das führt zumeist zu einem schlechteren Ergebnis als es möglich wäre. Hier kommen wir also tatsächlich zur Praxisrelevanz! Am Jupiter würde ich schon so 5*P bis 6*P und mehr empfehlen. Aus Deinem Versuch kommt zwar heraus, dass man mit ca. 3*P schon gut liegt, aber das sagt noch lange nichts über die tatsächliche Praxis am Teleskop und am Computer in der Bildverarbeitung aus.



Gruß,
Christian

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Gerd_Duering Offline
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#1141743 - 22/02/2015 22:14 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Christian_P]


Hallo Christian,

Antwort auf:
Ja hast Du denn schon mal eine RGB-Planetenaufnahme vom Jupiter mit 3 bis 3.6*P versucht und diese dann auch entsprechend zu einem Bild verarbeitet? Ist es Dir gelungen, naha ans Optimum zu gelangen? Das ist nämlich nicht so einfach und unproblematisch, da dann Probleme mit einem Pixelraster-Muster auftreten, womit das Schärfen gestört wird. Auch kann man das Bildrauschen nicht so gut vom Nutzsignal trennen.


keine RGB Aufnahmen und schon gar keine IR-RGB Aufnahmen sondern mir Farbkamera also Bayer-Matrix.
Ich weiß das ist nicht das Optimale aber es ist bedeutend weniger Aufwand sowohl bei der Aufnahme selbst als auch bei der anschließenden EBV.
Ich mach das aus purem Spaß und nicht zu wissenschaftlichen Zwecken oder als Hochleistungssport um das allerletzte Quäntchen aus den Aufnahmen rauszuholen.

Dennoch hab ich durchaus bisschen Erfahrung mit der Planetenfotografie zumindest was Farbaufnahmen betrifft und denke da ganz gut unterwegs zu sein.
Allerdings mit vergleichsweise bescheidener Öffnung 80mm ED oder 150mm Newton.
Was Größeres mag ich nicht Parallaktisch montieren. Na ja ein SCT wäre auch in 8“ ne Option aber ist bisher noch nicht verwirklicht worden.
Die Detailfülle von Jans Bildern kann ich daher nicht erreichen.

Was das Bildrauschen anbelangt so hab ich eben gerade da die Erfahrung gemacht das es besser ist es mit der Anbindung nicht zu übertreiben.
Also genau das Gegenteil von deiner Erfahrung.
Es sei aber angemerkt das ich keinen CCD sondern einen CMOS habe der von Haus aus mehr rauschen zeigen dürfte und das bei der Bayer-Matrix pro Farbkanal ja nur ein Teil der Pixelfläche zur Verfügung steht so das hier prinzipiell eine geringere Lichtempfindlichkeit vorhanden ist.

Das heißt meine Rohbilder zeigen bei übertriebener Anbindung sehr viel rauschen.
Natürlich lässt sich das dann im Summenbild bei entsprechender Anzahl von Bildern stark mindern aber alles hat seine Grenzen.
In jedem Fall ist es dem Ergebnis absolut nicht dienlich wenn ich es da übertreibe mit der Anbindung.

Antwort auf:
Hier kommen wir also tatsächlich zur Praxisrelevanz! Am Jupiter würde ich schon so 5*P bis 6*P und mehr empfehlen. Aus Deinem Versuch kommt zwar heraus, dass man mit ca. 3*P schon gut liegt, aber das sagt noch lange nichts über die tatsächliche Praxis am Teleskop und am Computer in der Bildverarbeitung aus.


Ja klar Praxis Erfahrungen sind hilfreich aber man muss dann auch klar sagen warum du eher bei 5 bis 6*N landest.
Nicht wegen der Auflösung sondern wegen praktischer Gründe die sich aus der Bildbearbeitung ergeben und die ganz offensichtlich auch sehr von der verwendeten Kamera sprich deren Rauschverhalten abhängig sind wie unsere völlig gegensätzlichen Erfahrungen beweisen.

Grüße Gerd

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blueplanet Offline
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#1141784 - 23/02/2015 05:22 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Gerd_Duering]


Hallo Gerd,

es ist schon amüsant, was da jetzt so alles kommt ...

Original geschrieben von: Gerd_Duering
Antwort auf:
Insofern ist das keineswegs so schwammig, wie Du das immer darzustellen versuchst.

Du bist mit N*6,2 recht nah dran aber eben nicht exakt 100% und du bist auch mit 5*N schon sehr gut und mit 3,6*N verpasst du auch nicht sonderlich viel.


Hab' ich irgendwas von exakt 100% geschrieben? Ich hatte immer geschrieben: wenn man an der Aufzeichung möglichst allen Details interessiert ist, sollte man sich an dem Faktor 6x ORIENTIEREN!!!
Bzgl. undersampling darf ich Dich nocheinmal auf die Alias-/Artefaktproblematik hinweisen!

Original geschrieben von: Gerd_Duering

Und da sind wir beim Stichwort, du willst auf gar keinen Fall Kompromisse machen und meinst etwas zu verpassen wenn du nicht deine 100% bekommst, willst dir aber nicht eingestehen das es auch bei 6,2 keine 100% sind.


Wieder einmal versuchst Du mir etwas zu unterstellen, das ich so nicht geschrieben hab'! Bitte unterlasse solche Versuche!

Ich wiederhole das zum ich weis nicht wievielten mal: ich ORIENTIERE mich mit meiner Auslegung an der Teleskop-MTF-Kurve (Blaukanal) und wähle die Cam-Ankoppelparameter so, dass die maximal von dem Teleskop übertragene Frequenz gerade mit der maximalen Grenzfrequenz des CCD-Chips (Diagonalrichtung) der Cam übereinstimmt.
Da kommt halt dann ein Faktor von um die 6x heraus. Das ist ein optimaler Kompromis! Kein exzessives Oversampling, aber eben auch kein undersampling mir allen negativen Folgen, die Du bisher einfach nicht einsehen willst.

Warum also nicht bei dieser optimalen Ankopplung arbeiten? Warum Detailverlust, Artefakte und erhöhte Anforderung an die Bildverarbeitung riskieren, wenn man diese Probleme mit einem größeren Ankoppelfaktor leicht umgehen kann?
DAS nenn' ich Praxisrelevanz!
Mit meiner alten TouCam hatte ich selbst bei f/40 keine sonderlichen Probleme und die anschließende EBV war selbst mit dem für heutige Verhältnisse einfachen Giotto schnell und ohne Klimmzüge erledigt.

Original geschrieben von: Gerd_Duering

Selbstverständlich der Unterschied zum Ideal ist bei N*6,2 in der Praxis völlig irrelevant aber dir scheint es hier ja rein ums Prinzip zu gehen und nicht um Praxisrelevanz den dann würdest du auch akzeptieren das bei 5 oder eben 3,6*N kein wirklich Praxisrelevanter Unterschied mehr vorhanden ist.


Kann es sein, dass Dir in der Beziehung einfach die Praxis abgeht, um abschätzen zu können, was WIRKLICH praxisrelevant ist?
Der Eindruck drängt sich mir auf ...

Original geschrieben von: Gerd_Duering

Antwort auf:
Dieser Ankoppelfaktor wird z.B., wie ich schon mehrmals erwähnt hab', bei dem professionellen DOT-Projekt verwendet und bestätigt damit die gemachten Angaben.


Es werden bei den Profis sehr unterschiedliche Faktoren verwendet, einige liegen deutlich unter deinen 6,2 und andere wesentlich darüber.
Das bestätigt wohl eher meine Auffassung das es eine recht schwammige Geschichte ist.


Mit Profis meine ich Profis und nicht Amateure. Im allgemeinen kennen sich Profis (hier die Wissenschaftler der Uni Utrecht) auf ihrem Gebiet besser aus als Amateure und ich sehe keinen Grund, warum man sich nicht daran orientieren sollte.
Gerade dieses Projekt läßt sich beispielhaft auf unsere Anwendungen übertragen.

Original geschrieben von: Gerd_Duering

Du musst jetzt nicht immer nur das eine Projekt vors Loch schieben das dir gerade in den Kram passt.


DOT scheint Dir wohl nicht zu gefallen? Passt wohl nicht, wie Du so schön sagst, in Deinen Kram?

Lies' Dir doch mal ganz entspannt ein paar der papers durch. Dann erkennst Du vielleicht (?) all die Parallelen.
Es ist ein Beispielsystem dafür, wie die Ankoppelung unter optimalen Bedingungen für hochauflösende Aufnahmen aussieht.
Ich sehe keinen Grund, warum man sich unter guten Bedingungen nicht auch daran orientieren sollte.

Aber von Dir gab's hierzu ja leider noch keinen vernünftigen Kommentar ...

Original geschrieben von: Gerd_Duering

Nur weil man zufällig beim DOT etwas um die 6 gewählt...


Zufällig? Jetzt muss ich aber lachen! Das zeigt mir nur, dass Du Dich mit diesem Projekt bisher überhaupt nicht auseinandergesetzt hast!

Glaubst Du ernsthaft, dass für ein derartiges Projekt eine "zufällige" Ankoppelung gewählt wurde?

Das optische System wurde genau darauf ausgelegt, an der theoretischen Auflösungsgrenze Aufnahmen zu machen.
Wegen der engbandigen Filterung konnte man aber auch keine Photonen verschenken. Deswegen musste die Ankoppelung möglichst optimal erfolgen.

Na, kommt Dir das bekannt vor? Fast dieselbe Problematik haben wir bei unseren Planetenaufnahmen!
Und, wie ist die Ankoppelung bei dem DOT? Die f/44,4-Optik mit 6,7um-Pixel-Cam ergibt sogar Faktor 6,6!

Dann das ganze mal nach meiner "Theorie" durchgerechnet ...
Max. Linienauflösung des Scopes (f/44,4, 430nm, MTF=0) 52,4 lp/mm = 19,1 um/lp.
Die Cam muss dieses Linienpaar mit mindestens 2 Pixeldiagonalen samplen. D.h. Pixelbreite=(19,1 um)/(2xsqr(2))=6,75um!
Das entspricht also fast genau der real eingesetzten Pixelbreite in der verwendeten Cam.
Also können die Überlegungen und Berechnungen wohl nicht ganz falsch sein!

Außerdem vermeidet diese Ankopplung (max. Übertragungsfrequenz der Cam (Sensorgrenzfrequenz (f_N)) fällt mit der max. Linienauflösung des Scopes zusammen) die Alias-Problematik.

Aber Du bestehst ja darauf,dass der Faktor absolut willkürlich ist ...

Antwort auf:

Antwort auf:
Der Faktor um 6,3x ist, wie oben schon ausgeführt, keineswegs willkürlich gewählt!
Um diesen Punkt herum hat man gerade das minimale sampling erfüllt, um theoretisch alle Informationen für eine Rekonstruktion aufzuzeichnen.

Aber selbstverständlich ist er das weil auch die Ausgansdaten auf denen er ja letztlich beruht willkürlich gewählt wurden.


Die Willkürlichkeit mag ja Vielleicht für Deine Ausgangsdaten gelten (Wellenlange: 550nm, Pixelbreite).
Meine dagegen orientieren an der maximal zu erfassenden Information. Konsequenterweise wurden demnach auch die Maxima bzgl. Auflösung von Teleskop (450nm), CCD (f_N) und des samplings (Pixeldiagonale) gewählt.
Das ist eine konsequente Auslegung und keine willkürliche Festsetzung auf mittlere Werte wie in Deinem Fall.

Original geschrieben von: Gerd_Duering

Antwort auf:
Man verliert bei einer geringeren Ankoppelung nicht nur Information, sondern handelt sich auch Fehlanteile ein. Es geht also nicht bloß um die letzten Prozent Information, sondern auch um die Vermeidung von Fehlinformation/Artefakten.

Hier wäre eben auch mal wieder Praxisrelevanz gefragt, weder bei den Informationen noch bei den Artefakten zeigt sich ein wirklich Praxisrelevanter Unterschied zwischen 3,6 und 6,2.
Dein Einwand beruht auf reiner Prinzipienreiterei.


Erstens: Du versuchst diesen Einwand einfach mit einer unbelegten Behauptung beiseite zu schieben! Wo ist der Beweis, das das auch stimmt?
Dabei kannst Du Dir leicht selbst ausrechnen, dass im Blaukanal bei Deiner Ankoppelung schon ein undersampling vorliegt ...
Zweitens: Warum sollte man das Risiko von Detailverlust/Artefakten in Kauf nehmen, wenn es sich durch eine andere Ankoppelung leicht vermeiden ließe?
Aktuelle Cams sind da KEIN Hinderungsgrund mehr.

Original geschrieben von: Gerd_Duering

Antwort auf:
Diesen Punkte läßt Du allerdings in Deinen Betrachtungen unter den Tisch fallen.


Mit recht denn er ist im hier diskutierten Fall Planetenfotografie bei 3,6 oder 6,2*N nicht Praxisrelevant.


Ein weiteres mal versuchst Du einen Einwand einfach beiseite zu schieben ...
Laß uns doch mal an Deinem Wissen teilhaben und liefere uns den Beweis, dass diese Betrachtungen nicht praxisrelevant sein sollen!?

Original geschrieben von: Gerd_Duering

Antwort auf:
Das mit dem Irrtum gebe ich zurück!
Es geht nicht darum, die Diagonallinien mit irgendwelchen Mitteln erkennbar zu machen, sondern darum zu erkennen,


Ach nein, es geht also nicht darum Details zu erkennen bei der Planetenfotografie?


Wieder einmal versuchst Du Sachverhalte in Deinem Sinne zu verdrehen, indem Du Zitate inhaltsentstellend kürzt, wie originell!

Deswegen hier nocheinmal mein Originalzitat:
Original geschrieben von: blueplanet

Es geht nicht darum, die Diagonallinien mit irgendwelchen Mitteln erkennbar zu machen, sondern darum zu erkennen, dass das in Diagonalrichtung vorliegende undersampling (die Pixelkanten der Linien treffen aufeinander) die übertragenen Informationen verändert und genau das geht aus den Pics hervor!


Da Du meine Pic verkleinert hast: ist das Deine Methode pixelgroßes Detail auf Planeten sichtbar zu machen???

Wohl kaum! Das diente nur dazu, meine Pics in Deinem Sinne mit einem interpolierenden Algorithmus zu manipulieren!
Denn die wirklichen Details gingen dabei verloren! Soviel zur Detailerhaltung ...

Original geschrieben von: Gerd_Duering

Na ja mag sein das du da andere Ziele hast, ist ja ein vielseitiges Hobby, ich jedenfalls möchte Planetendetails sehen und nutze da auch alle Möglichkeiten um diese sichtbar zu machen.


Erstens: Du wirst wohl kaum Planetendetails durch Verkleinerungen hervorholen???
Zweitens: Es ging darum zu zeigen, dass das undersampling in Diagonalenrichtung die übertragene Information verändert.
Drittens: Ist das nur EIN Beispielbild. Ich mach mir jetzt sicher nicht nur wegen Dir die Mühe, für alle Orientierungen CCD zu Liniengitter pics aufzunehmen.

Original geschrieben von: Gerd_Duering

Bei 2*P ist die Detailinformation für die Diagonallinien in deinem Bild bereits vorhanden das ist Fakt und man kann sie sichtbarmachen das habe ich gezeigt und mehr braucht es schlicht und ergreifend nicht.


Falsch! Es liegt eben ein spatial aliasing (jaggies) vor und das sieht man in meinen Pics (deswegen hab' ich mir die Mühe gemacht)!
In Deinen Verkleinerungen geht das schlicht unter.

Original geschrieben von: Gerd_Duering

Antwort auf:
Wenn Du schon meine pics verkleinerst, hättest Du fairerweise KEINEN interpolierenden und damit informationsverändernden Algorithmus verwenden dürfen! In der Verkleinerung werden damit die Diagonalen zwar hervorgehoben, aber die zugrundelegende Problematik unterdrückt und damit nicht mehr erkennbar.

Deine Problematik ist künstlich erzeugt und sie lässt sich wie gezeigt mit einem interpolierenden Algorithmus problemlos vermeiden.
Nichts anderes macht auch unser Gehirn.


Ein weiteres mal: falsch! Es geht eben nicht um den Überblick, sondern um die Artefakte, hervorgerufen durch undersampling/spatial aliasing.

Original geschrieben von: Gerd_Duering

Fair ist es die Informationen aus dem Bild zu holen die auch da drin enthalten sind und nicht sie mutwillig zu unterdrücken um einen höheren Faktor als wirklich notwendig vorzugaukeln.


Ich habe überhaupt nichts mutwillig unterdrückt!!! Das machst Du mit Deiner Manipulation! Du unterdrückst die in meinen Bildern sichtbaren Artefakte durch Deine Interpolation/Verkleinerung!

Original geschrieben von: Gerd_Duering

Was meinst du was der Sinn und Zweck der ganzen Filter ist die bei der EBV von Planetenbildern ja sehr reichlich und in sehr intensiver Form angewendet werden.
Ja richtig aus dem unscharfen Summenbild all die Informationen rauszuholen die da drin enthalten sind.


Erstens: Artefakte in den Ausgangsbildern werden durch eine aggressive EBV mitverstärkt. Insofern sollte man sich schon um ein artefaktfreies Ausgangsmaterial bemühen.
Zweitens: Es handelt sich nicht um ein Summenbild, sondern um ein Einzelbild, an dem ein Effekt des undersamplings gezeigt werden sollte.
Diese Artefakte werden durch Deine Manipulationen (Interpolation/Verkleinerung) lediglich unkenntlich gemacht, bzw. bis zu Unkenntlichkeit verkleinert.

Original geschrieben von: Gerd_Duering

Antwort auf:
Ich fasse zusammen: der Ankoppelfaktor von ca. 6x ist nicht willkürlich gewählt, sondern im Hinblick darauf, möglichst alle von dem Teleskop zur Verfügung gestellte Information auch aufzuzeichnen. Beispiele aus der professionellen Praxis bestätigen das.


Ich korrigiere.
Die 6x sind schon in der Herleitung allein deshalb willkürlich weil sie auf willkürlich festgelegten Ausgansparametern basieren.
Im Hinblick auf die erfassbaren Details sind sie es weil es eine fließende Entwicklung gibt die oberhalb von 3,6 nur sehr langsam gegen 100% läuft und es willkürlich ist zu sagen so bei 99 oder so bei 98% oder welchem Prozentsatz auch immer wäre nun der entscheidende Punkt.

Beispiele von den Profis gibt es mit sehr unterschiedlichen Faktoren was bestätigt das es eben eine schwammige Sache ist bei der es keinen Stein der Weisen gibt, weder bei 6,2 noch sonst wo.


An Deinem "Willkürlich" und "schwammig" hast Du Dich jetzt offenbar festgebissen?
Was ich Dir präsentiere ist entweder willkürlich, schwammig, nicht praxisrelevant oder Prinzipienreiterei.
Auch eine Methode sich Argumenten zu verweigern ...

Aber egal wie oft Du das jetzt auch schreibst: die Auslegungs-Parameter sind ganz bewußt so gewählt, dass bei besten Bedingungen eben möglichst alles Detail aufgezeichnet werden kann und da kommt eben als Orientierung ein Faktor von um N=(6xPixelbreite) heraus. Nicht nur bei mir, sondern auch bei wirklich professionell ausgerichteten Geräten.
Das ist kein Stein der Weisen oder willkürlich, sondern das Ergebnis einer logischen Schlußfolgerung, Das kann jeder ganz einfach nachvollziehen (siehe oben). Vielleicht probierst Du es auch nocheinmal?
Außerdem: warum sollte man bei einem kleineren Ankoppelfaktor Detailverlust/Artefakte und eine komplexere EBV in Kauf nehmen, wenn sich all das durch einen größeren Ankoppelfaktor leicht umgehen ließe?

Wie auch immer: die geneigte Leserschaft möge sich selbst ein Bild machen, ob der Faktor 6x auf Grund einer sinnvollen und fundierten Überlegung und Berechnung oder nur willkürlich entstanden ist!

Ciao Werner

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Gerd_Duering Offline
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Beiträge: 1658
#1141910 - 23/02/2015 17:17 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: blueplanet]


Hallo Werner,

Antwort auf:
Kann es sein, dass Dir in der Beziehung einfach die Praxis abgeht, um abschätzen zu können, was WIRKLICH praxisrelevant ist?
Der Eindruck drängt sich mir auf ...

danke gleichfalls,
Deine gesamte Argumentation beruht auf rein theoretischen Überlegungen.
Aufnahmen wie von Jan die dich wiederlegen ignorierst du.
Außer deinem theoretischen Konstrukt hast du nicht den geringsten Beweis das Faktor 6 irgendeinen Praxisrelevanten Vorteil hat.
Selbst dein Versuch mit den Diagonalstreifen geht nach hinten los und beweist eigentlich genau das Gegenteil von dem was du uns hier weismachen möchtest.
Also lieber Theoretiker wer so im Glashaus sitz wie du sollte verdammt vorsichtig sein mit dem Steinewerfen.

Antwort auf:
Mit Profis meine ich Profis und nicht Amateure.


Da sieht man mal wieder wie selektiv Deine Wahrnehmung ist.
Es scheint für dich wohl keine anderen Profis zu geben als die vom DOT Projekt.
Ich meine auch Profis wenn ich Profis schreibe zb. die vom Hubble Teleskop
Christian hatte da zb. was interessantes ausgegraben.

http://forum.astronomie.de/phpapps/ubbthreads/ubbthreads.php/topics/1141630/Re:_%C3%9Cberlegungen_zum_Sampling_#Post1141630

Antwort auf:
0.046 arcsec/ pixel for the planetary camera (PC1).

Das Hubble Teleskop hat bekanntlich einen 2,4m HS also eine Auflösung von
(206265*0,00055mm)/2400mm = 0,047 arcsec und damit wären wir bei rund 1*Pixel und nicht bei 3*Pixel

Aber vielleicht sind das bei Hubble ja nur alles Amateure und du bist der große Profi der den heiligen Gral gefunden hat und weist es daher besser.

Antwort auf:
DOT scheint Dir wohl nicht zu gefallen? Passt wohl nicht, wie Du so schön sagst, in Deinen Kram?


DOT passt ausgezeichnet in meinen Kram da es beweist das die Profis eben sehr unterschiedliche Faktoren verwenden was genau meine Auffassung bestätigt.

Antwort auf:
Da Du meine Pic verkleinert hast: ist das Deine Methode pixelgroßes Detail auf Planeten sichtbar zu machen???

Wohl kaum! Das diente nur dazu, meine Pics in Deinem Sinne mit einem interpolierenden Algorithmus zu manipulieren!
Denn die wirklichen Details gingen dabei verloren! Soviel zur Detailerhaltung ...


Es ist nicht die Verkleinerung sondern der Algorithmus.
In der umfangreichen EBV die bei der Planetenfotografie angewendet wird ist der von mir verwendete Algorithmus ja geradezu ein sehr bescheidenes Mittel.
Es ist völlig Praxisfremd gerade wenn es um die Darstellung der Auflösung bei der Planetenfotografie geht auf jegliche Algorithmen zu verzichten.

Wenn du ein Problem mit Algorithmen hast weil sie in deinen Augen informationsverändernd sind dann müsstest du auf jegliche EBV bei der Planetenfotografie verzichten.
Das beginnt beim Summenbild geht über die diversen Filter um die Details rauszuarbeiten bis hin zum Erstellen des Farbbildes aus den einzelnen Farbkanälen.
Immer sind Algorithmen im Spiel.

Grüße Gerd

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Christian_P Offline
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#1141955 - 23/02/2015 19:10 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Gerd_Duering]


Hallo Gerd

ich finde der Werner hat durchaus sehr gute Argumente genannt, die Du beachten solltest. Seine Herleitungen sind schlüssig und werden durch Praxisbeispiele gestützt. So wird am DOT an der Leistungsgrenze der Optik fotografiert. Ein weiterer Praxisnachweis sind viele hervorragenden Planetenaufnahmen. Keiner der besten Planetenfotografen arbeitet mit kleinen f-Werten um die 3*P. Alle gehen höher. Die Schwierigkeiten mit der Bildverarbeitung könnte man durchaus handeln.

Also: Da wären viele starke Praxisnachweise. Man kann natürlich auch mit kleinen f-Werten Arbeiten und sehr gute Resultate erzielen. Aber irgendwie kommt die Masse immer wieder zu hohen Brennweiten. Ganz ehrlich: Ich frage mich wirklich warum.

Original geschrieben von: gerd
Aufnahmen wie von Jan die dich wiederlegen ignorierst du.
Jans Bilder sind nicht nachweislich am maximal Möglichen. Ich könnte mich ja auch hinstellen und behaupten, D.Peachs Bilder sind der Nachweis für korrektes Sampling. Die Zusammenhänge sind leider komplizierter und die Wahrheit liegt wohl irgendwo in der Mitte.



Viele Grüße,
Christian

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Jan_Fremerey Offline
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#1142015 - 23/02/2015 22:05 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Christian_P]


Original geschrieben von: Christian_P
Man kann natürlich auch mit kleinen f-Werten Arbeiten und sehr gute Resultate erzielen. Aber irgendwie kommt die Masse immer wieder zu hohen Brennweiten. Ganz ehrlich: Ich frage mich wirklich warum.

Hallo miteinander,

möglicherweise wird ja vor allem deshalb mit aus meiner Sicht überlangen Brennweiten aufgenommen, um das bei der Wiedergabe störende Bildschirmraster zu "überwinden". Das geht aber vielfach auch mit einer datentechnischen Nachvergrößerung, die dann zu einer scheinbar längeren Ankopplung führt.

Ich hatte diesen Sachverhalt hier schon mehrfach anhand einer Saturnaufnahme angesprochen, war damit aber auf keine nennenswerte Resonanz gestoßen. Ohne Nachvergrößerung ist die Saturnaufnahme im 100% Maßstab des mit f/D = 2,7*p aufgenommenen Videos allein wegen des Bildschirmrasters "unleserlich". Erst im 200% Maßstab mit (f/D)*2 = 5,4*p werden dort Oberflächendetails sichtbar, die einem von Aufnahmen mit längerer Brennweite her durchaus vertraut sind, so insbesondere die Feinzeichnungen auf dem Planeten selbst und auf den Ringen. Edit: Solche Feinheiten werden im 100% Maßstab, wie man bei der Betrachtung aus geringem Abstand unmittelbar erkennen kann, durch das Bildschirmraster "zugedeckt". Sie sind aber offensichtlich im Bild enthalten, anderenfalls könnten sie mit der Nachvergrößerung nicht zum Vorschein gebracht werden.

Gruß, Jan


Bearbeitet von Jan_Fremerey (23/02/2015 22:34)

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blueplanet Offline
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#1142026 - 23/02/2015 23:05 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Gerd_Duering]


Hallo,

@Gerd:
Ich denke es ist nicht sinnvoll hier weiterzumachen, deswegen nur eine kurze Anmerkung meinerseits hierzu:

Original geschrieben von: Gerd_Duering

Ich meine auch Profis wenn ich Profis schreibe zb. die vom Hubble Teleskop
Christian hatte da zb. was interessantes ausgegraben.

http://forum.astronomie.de/phpapps/ubbthreads/ubbthreads.php/topics/1141630/Re:_%C3%9Cberlegungen_zum_Sampling_#Post1141630

Antwort auf:
0.046 arcsec/ pixel for the planetary camera (PC1).

Das Hubble Teleskop hat bekanntlich einen 2,4m HS also eine Auflösung von
(206265*0,00055mm)/2400mm = 0,047 arcsec und damit wären wir bei rund 1*Pixel und nicht bei 3*Pixel

Aber vielleicht sind das bei Hubble ja nur alles Amateure und du bist der große Profi der den heiligen Gral gefunden hat und weist es daher besser.


Offensichtlich hast Du nicht alles durchgelesen. Angefangen hat die Geschichte um das HST mit meiner Bemerkung, dass für die undersampleten Bilder der WFPC 2 das Drizzlen eingeführt wurde.

Original geschrieben von: blueplanet

Genau dafür wurde es erfunden: siehe Hubble Space Telescope Wide-Field Planetary Camera 2
http://www.stsci.edu/~fruchter/dither
http://www.adass.org/adass/proceedings/adass99/O6-02/

Auf die Möglichkeit dieser Technik hatte ich sogar mehrmals in diesem thread hingewiesen: ...


Und mein weiterer Kommentar:
Original geschrieben von: blueplanet

Nahezu alle Cam-daten des HST (ASC/HRC, WFPC2, NICMOS, STIS, ...) wurden mit MultiDrizzle(Dither/Drizzle)-Verfahren aufgearbeitet, d.h. u.a. Auflösungsrekonstruktion!


Dazu hab' ich auch ein Beispiel gebracht:

Original geschrieben von: blueplanet

STRATEGIES FOR IMAGING CERES AND VESTA WITH THE HUBBLE SPACE TELESCOPE, Max J. Mutchler1 et al.,Asteroids, Comets, Meteors (2008) 8284

"Introduction: The Hubble Space Telescope (HST)
was used to conduct high-resolution imaging of Vesta
and Ceres in support of the Dawn mission,..."
"Hubble observations: Imaging of Ceres was conducted
with the ACS High Resolution Channel (HRC)
in 2004 ..."
"Drizzling Ceres: The four ACS/HRC exposures
for each filter were carefully registered using a crosscorrelation
method which utilizes the available surface
features to align the images to within a small fraction
of a pixel. Then they were distortion-corrected, combined,
and cleaned of cosmic rays and detector artifacts
using MultiDrizzle."
"The subsampled data was drizzled to an output scale of 0.015 arcsec/pixel,"

Der Maßstab 0,015"/pixel entspricht dann aber einem Ankoppelfaktor von 5,3!
Im Fall von Vesta 0,0114"/pixel sogar 6,9!

Die am Anfang (von 1990-1997) in Einsatz befindliche FOC (faint object camera) hatte übrigens von haus aus eine Ankopplung von 6,1x (FOC: f/96, 15um-Pixel)!


Das undersampling wird also durch Dithern/Drizzlen weitestgehend wettgemacht. Witzigerweise ist dann der effektive Faktor im Falle von Ceres/Vesta mit 5,3x und 6,9x in der Größenordnung von 6x. Bei der FOC war er von haus aus 6,1x. Gibt zu denken ...
Insofern ist Dein Hinweis auf die hier verwendete Ankopplung irrelevant.


@Christian:
Die Diskrepanz zwischen den Ankoppelfaktoren wird sich wohl so schnell nicht auflösen. Dafür sind die Meinungen zu gegensätzlich.

Ich seh halt in der Literatur quer durch alle Sparten (Interferometrie, Mikroskopie, Astronomie, ...), dass eigentlich immer eine höhere Ankopplung (meist 3-4 Pixel/auflösbarem Detail) empfohlen wird. Da diese Anwendungen wie gesagt eher professionell ausgerichtet sind und die höheren Ankoppelfaktoren wohl kaum willkürlich entstanden sind, halte ich diese zur Orientierung für verlässlicher und habe versucht das hier zu begründen.

Allerdings habe ich keineswegs, wie Gerd meint den heiligen Gral gefunden (leider ...), da auch mir ein paar Faktoren nicht ganz klar sind. Weiter diskussionswürdig wären u.a. der Einfluss der Pixelanisotropie, der Einfluss des integrierenden samplings (keine infinitesimal kleinen Punkte) und schließlich die Rekonstruktion durch die EBV.

Aber wie Du selbst schreibst, sind die Zusammenhänge leider kompliziert und verlässliche Angaben schwierig zu finden.

Ciao Werner

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Jan_Fremerey Offline
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#1142046 - 24/02/2015 09:20 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: blueplanet]


Original geschrieben von: blueplanet
"The subsampled data was drizzled to an output scale of 0.015 arcsec/pixel," Der Maßstab 0,015"/pixel entspricht dann aber einem Ankoppelfaktor von 5,3!

Hallo Werner,

in entsprechender Weise bin ich ja bei meinem Saturn - siehe letzte Eingabe - von einem Ankoppelfaktor 2,7 durch interpolierende Nachvergrößerung des Summenbilds um den Faktor 2, aber eben nicht durch Dithern und Drizzeln während der Aufnahme, auf den "scheinbaren" Ankoppelfaktor 5,4 gekommen. Die aufgrund der Nachvergrößerung gewonnene Sichtbarkeit von Bilddetails führe ich auf die aus meiner Sicht in jedem Falle erforderliche Überwindung des Bildschirmrasters zurück. Merkwürdigerweise wird das Bildschirmraster als störender Faktor bei all den Diskussionen hier überhaupt nicht in Betracht gezogen.

Gruß, Jan

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Christian_P Offline
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#1142146 - 24/02/2015 18:18 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Gerd_Duering]


Hallo Jan,

die Frage der optimalen Kamera-Ankopplung ist unabhängig von der Bildschirmdarstellung des Ergebnisbildes! Hier wird man durch irgendwelche Tricks nichts herbei zaubern können, das nicht auch vorher schon im Videomaterial enthalten ist. Im Moment der Videoaufnahme entscheidet sich alles. Ein Bild muss auf dem Monitor eine entsprechende Größe haben, damit man Details leichter sehen kann. Das ist klar. Das hat aber nichts mit der Ankopplung zu tun. Bei einer bestimmten Ankopplung kann man je nach Sichtbedingungen mal mehr mal weniger Details darstellen. Man vergrößert das Bild dann je nach Geschmack, kann dabei aber natürlich keine neuen Details sichtbar machen, die nicht schon vorher im Videomaterial enthalten waren. Vergrößert man seine Bilder immer auf die gleiche Größe, kann man die Unterschiede durch verschiedene Ankopplungen zeigen. Dazu muss man natürlich auch gelegentlich unterschiedliche Ankopplungen anwenden.

Genau so ein Vergleichstest wäre wirklich mal aufschlussreich. Ich werde mal ein filigranes Erdobjekt durch die Teleskopoptik videografieren, um unterschiedliche Kamera-Anbindungen zu vergleichen. Auch kann ich nur jedem empfehlen, regelmäßig unterschiedlichen Brennweiten zu probieren. Sich vorher festzulegen und dann alle möglichen Argumente aus der Trickkiste zu holen, bringt nun wirklich nichts.


Viele Grüße,
Christian

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Jan_Fremerey Offline
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#1142183 - 24/02/2015 20:44 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Christian_P]


Original geschrieben von: Christian_P
die Frage der optimalen Kamera-Ankopplung ist unabhängig von der Bildschirmdarstellung des Ergebnisbildes!

Hallo Christian,

davon musst Du mich gar nicht überzeugen ! Was ich sagen und anhand der Saturnstudie demonstrieren wollte, ist doch nur, dass man das störende Bildschirmraster auch mittels Nachvergrößerung "unschädlich" machen kann, und dass man mithin die zur Überwindung des Bildschirmrasters erforderliche Vergrößerung nicht bereits während der Aufnahme durch überschüssige Brennweitenverlängerung bewerkstelligen muss.

Gruß, Jan


Bearbeitet von Jan_Fremerey (24/02/2015 21:21)

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H_Kay Offline
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#1142314 - 25/02/2015 16:02 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Gerd_Duering]


Hallo Gerd,

Ich komme mit der Rechnerei irgendwie noch nicht ganz mit. Ich versuche es mal zusammen zu fassen. Korrigier mich bitte, falls ich etwas falsch verstanden habe.
Du schlägst als erstrebenswertes Öffnungsverhältnis (N) einen Wert vor, der sich mit der Faustformel
3,6*Pixelkantenlänge
errechnet. Stimmt das soweit?

Wenn ich diese Formel für gängige Pixelgrößen verwende, bspw. 4,8µm, dann komme ich auf ein Öffnungsverhältnis von f/17,2. Da ist doch jede astronomische Fotooptik meilenweit entfernt. Üblich ist doch eher f/7 bis f/4.
Wo liegt da mein Verständnisfehler?

Grüße,
Hardy

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Dietmar Offline
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#1142315 - 25/02/2015 16:08 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Gerd_Duering]


Barlow
_________________________
Clear Skies

Gruß Dietmar

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Christian_P Offline
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#1142330 - 25/02/2015 17:18 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Jan_Fremerey]


Hallo Jan
Original geschrieben von: Jan_Fremerey
Original geschrieben von: Christian_P
die Frage der optimalen Kamera-Ankopplung ist unabhängig von der Bildschirmdarstellung des Ergebnisbildes!
davon musst Du mich gar nicht überzeugen ! Was ich sagen und anhand der Saturnstudie demonstrieren wollte, ist doch nur, dass man das störende Bildschirmraster auch mittels Nachvergrößerung "unschädlich" machen kann, und dass man mithin die zur Überwindung des Bildschirmrasters erforderliche Vergrößerung nicht bereits während der Aufnahme durch überschüssige Brennweitenverlängerung bewerkstelligen muss.
Man verwendete doch nicht deswegen einen größeren Abbildungsmaßstab, weil man das Bild gleich genügend groß haben will, sondern, weil man sich ein geeigneteres Sampling erhofft, bei dem feinere Details darstellbar sind. Von den Vorteilen für die Bildverarbeitung mal abgesehen. Daher kann ich keinen Bezug zum eigentlichen Thema erkennen, außer vielleicht, dass bei einer knappen Kameraankopplung auf eine genügende Nachvergrößerung zu achten ist, damit feinere Details überhaupt auf dem Bildschirm zu sehen sind. Die Kameraankopplung mit längerer Brennweite hat hier also sogar zwei Vorteile.



Viele Grüße,
Christian

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Jan_Fremerey Offline
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#1142366 - 25/02/2015 19:13 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Christian_P]


Original geschrieben von: Christian_P
Die Kameraankopplung mit längerer Brennweite hat hier also sogar zwei Vorteile.

Hallo Christian.

ja, genau, und da nur wenige Autoren überhaupt von der Nachvergrößerung Gebrauch machen, ist anzunehmen, dass sie den Abbildungsmaßstab grundsätzlich allein über die optische Brennweite einstellen. Dann müssen sie aber mit f/D > 3*p ankoppeln, weil sonst Bilddetails unsichtbar bleiben, siehe mein Saturnbeispiel. Einige von uns ziehen daraus nun zu Unrecht den Schluss, dass man prinzipiell diese überlangen Aufnahme-Brennweiten braucht.

Aus der Saturnstudie habe ich gelernt, dass dort f/D = 2,7*p als Ankopplung für die Erfassung aller Bilddetails ausgereicht hat, und dass ich für eine saubere Wiedergabe der mit dieser Ankopplung gewonnenen Bilddetails einen größeren Abbildungsmaßstab brauche, aber keine längere Kamera-Ankopplung. Das ist der Zusammenhang, den ich hier sehe, der aber bislang offensichtlich von keinem unserer überzeugten Langoptiker auch nur ansatzweise in Betracht gezogen wurde.

Edit: Insofern hast Du gewiss Recht: Wir müssen klar unterscheiden zwischen minimaler Kamera-Ankopplung und minimalem Abbildungsmaßstab.

Gruß, Jan


Bearbeitet von Jan_Fremerey (25/02/2015 19:58)

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blueplanet Offline
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#1142407 - 25/02/2015 21:35 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Jan_Fremerey]


Hallo zusammen,

@all:

Tirion hat gerade Jupiterbilder hier eingestellt:

http://forum.astronomie.de/phpapps/ubbthreads/ubbthreads.php/topics/1142021
http://forum.astronomie.de/phpapps/ubbth...02.2015_und_Nac

Diese sind mit einem Orion Newton 12"/f5,3 in Verbindung mit einer 5x Televue Powermate und einer ASI120MM-Cam (3,75um-Pixel) entstanden.

Diese Pics sind bei einem Öffnungsverhältnis von ca. f/22 entstanden (6490mm/300mm bzw. 6590mm/300mm).

D.h. der Ankoppelfaktor ist in dem Fall (die ASI hat 3,75um-Pixel) ca. 5,9!!!

Dieser Faktor liegt fast Faktor 2 von Gerd's favorisierter Ankoppelung (3,6x) entfernt, dagegen aber sehr in der Nähe des von mir zur Orientierung vorgeschlagenen Faktors 6,2x!

Für meinen Versuch diese Ankoppelung vor einem theoretischen Hintergrund und mit Beispielen zu begründen wurde ich von Gerd massiv angegriffen. Mir wurde Praxisferne und Prinzipienreiterei vorgeworfen, zuletzt sogar eines meiner Beispiele in sinnverdrehender Weise manipuliert.
Die Qualität obiger Bilder (obwohl nicht bei optimalem seeing gewonnen) bestätigen dagegen ein weiteres mal, genauso wie so manche andere Pics hier und in anderen Foren, dass
diese höhere Ankopplung durchaus praxisrelrevant ist und auch sehr gute Ergebnisse liefert!

Insofern stellt sich umso mehr die Frage an alle Vertreter der kleinen Ankoppelfaktoren:
Warum sollte man bei einem kleineren Ankoppelfaktor Detailverluste/Artefakte und eine komplexere EBV in Kauf nehmen, wenn sich all das durch einen größeren Ankoppelfaktor leicht umgehen ließe?


@Jan:
Original geschrieben von: Jan_Fremerey
Die aufgrund der Nachvergrößerung gewonnene Sichtbarkeit von Bilddetails führe ich auf die aus meiner Sicht in jedem Falle erforderliche Überwindung des Bildschirmrasters zurück. Merkwürdigerweise wird das Bildschirmraster als störender Faktor bei all den Diskussionen hier überhaupt nicht in Betracht gezogen.


Maximale Grenzauflösung des Auges bei deutlicher Sichtweite (Abstand: 25cm): ~ 4-6lp/mm.
=>
Betrachtungsabstand / ~ min. erkennbare Pixelgröße
75cm / 0,25-0,38mm
50cm / 0,17-0,25mm
25cm / 0,08-0,13mm

Ein 18"-Bspl.-Monitor 360x290mm/1280x1024Pixel hat 0,281x0,283mm-RGB-Pixel.

Die Details sind demnach auch schon alle in der kleineren Version gerade so sichtbar. Sie sollten nicht im Bildschirmraster untergehen.
Es streng halt nur das Auge an, bei der Grenzvergrößerung Details zu erkennen.

Dafür erkennt man die Nachteile der exzessiven Nachvergrößerung. Vor allem in den Pics, die erst nach der Vergrößerung geschärft wurden (äußerste rechte Spalte, vor allem linear und bikubisch) zeigen sich deutliche Artefakte der Pixelverdoppelung.
In den Pics, die zuerst geschäft und dann vergrößert wurden, werden diese Artefakte verwischt, sind aber z.T. ansatzweise noch schwach erkennbar (bei linear in den Ringen).

Allgemein stellt sich wieder obige Frage: Warum nicht gleich bei einer Ankoppelung arbeiten, die Detailverluste/Artefakte weitgehend vermeidet und als Nebeneffekt den Planeten schon vergrößert zeigt? Auch die Zwischenbearbeitungschritte fallen damit weg, die Artefakte generieren könnten.

Ciao Werner

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Ries Offline
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#1142446 - 25/02/2015 22:59 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Gerd_Duering]


Hallo,

hat schon wer einen Binning-Versuch gemacht? Zumindest in Firecapture kann man die AL5 auch im 2x2bin betreiben.

Ein Teleskop, eine Kamera, eine Barlow, wahrscheinlich gleiches Seeing wenn Videos gleich hintereinander aufgenommen wurden, die Variable ist die Pixelgröße durch Binning

im 1x1bin mit P ~ 6
im 2x2bin wäre P die Hälfte ohne dass man das Setup verändern müsste.

Videos von Jupiter aufnehmen (ähnliches Histogramm achten) und gleich/ähnlich bearbeiten und schauen was rauskommt.

Beide dann auf gleiche Bildgröße gebracht, dass die Praktiker sich auch selber eine Meinung bilden können.

Viele Grüße
Wolfgang
_________________________
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Gerd_Duering Offline
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#1142455 - 26/02/2015 00:03 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: H_Kay]


Hallo Hardy,

Antwort auf:
Wenn ich diese Formel für gängige Pixelgrößen verwende, bspw. 4,8µm, dann komme ich auf ein Öffnungsverhältnis von f/17,2. Da ist doch jede astronomische Fotooptik meilenweit entfernt. Üblich ist doch eher f/7 bis f/4.
Wo liegt da mein Verständnisfehler?


du beziehst dich hier auf die Deep Sky Fotografie.
Hier geht es darum sehr lichtschwache Objekte abzubilden.
Man arbeitet mit Langzeitbelichtungen die in der Summe mehrere Stunden betragen können.
Um die Belichtungszeiten nicht ausufern zu lassen bzw. um bei einer gegebenen Zeit entsprechend Lichtschwache Objekte abbilden zu können ist es von Vorteil ein „schnelles“ Öffnungsverhältnis zu haben das bedeutet eine möglichst kleine Öffnungszahl.
Hier geht es nicht darum die Auflösung der verwendeten Optik voll auszunutzen sondern darum möglichst Lichtschwache Objekte zu erfassen.
Das Seeing setzt bei Langzeitbelichtungen ohnehin deutlich Grenzen was die erreichbare Auflösung betrifft.

Ganz anders bei der Planetenfotografie.
Diese Objekte haben eine recht hohe Flächenhelligkeiten und hier wird nur Bruchteile einer Sekunde belichtet bzw. Videos mit hohen Bildraten aufgenommen.
Hier geht es dann um Auflösung und darum die der vorhanden Optik möglichst gut auszunutzen.
Das erfordert dann Öffnungszahlen die so etwa N=3,6* Pixel betragen sollten, das ist der Punkt bis zu dem eine deutlicher Auflösungsgewinn erreicht wird.
Darüber hinaus gehende Steigerungen des Verhältnisses von N/Pixel bringen nur noch sehr geringe Stegerrungen

Grüße Gerd


Bearbeitet von Gerd_Duering (26/02/2015 00:03)

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Gerd_Duering Offline
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#1142457 - 26/02/2015 00:10 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: blueplanet]


Hallo Werner,

Antwort auf:
Diese sind mit einem Orion Newton 12"/f5,3 in Verbindung mit einer 5x Televue Powermate und einer ASI120MM-Cam (3,75um-Pixel) entstanden.

Diese Pics sind bei einem Öffnungsverhältnis von ca. f/22 entstanden (6490mm/300mm bzw. 6590mm/300mm).

D.h. der Ankoppelfaktor ist in dem Fall (die ASI hat 3,75um-Pixel) ca. 5,9!!!

Dieser Faktor liegt fast Faktor 2 von Gerd's favorisierter Ankoppelung (3,6x) entfernt, dagegen aber sehr in der Nähe des von mir zur Orientierung vorgeschlagenen Faktors 6,2x!

sag mal was soll das denn?
Was soll das beweisen?
Klar sind die Bilder gut, das sollten sie auch sein wenn sie über 3,6 liegen.
Es beweist aber absolut nicht das es irgendeinen Praxisrelevanten Vorteil hätte mit 5,9 oder 6,2 zu arbeiten.

Antwort auf:
Allerdings habe ich keineswegs, wie Gerd meint den heiligen Gral gefunden (leider ...), da auch mir ein paar Faktoren nicht ganz klar sind. Weiter diskussionswürdig wären u.a. der Einfluss der Pixelanisotropie, der Einfluss des integrierenden samplings (keine infinitesimal kleinen Punkte) und schließlich die Rekonstruktion durch die EBV.


Na das ist ja schon mal ein Fortschritt das du das eingestehst.
Genau es ist einiges unklar und es lässt sich auch nicht so ohne weiteres bis ins letzte Detail Klarheit schaffen.
Dazu ist die Sache zu komplex und die Faktoren von Fall zu Fall zu unterschiedlich.
Daher ergibt sich eben eine schwammige Situation und einige Annahmen müssen zwangsläufig mehr oder weniger willkürlich getroffen werden.
Außerdem werden die Unterschiede je näher man am Optimum ist immer kleiner und es stellt sich selbst wenn man es absolut exakt berechnen könnte dann dennoch die Frage wo genau wird es nun Praxisrelevant.
Nehmen wir an um 99,9% zu erfassen bräuchte es Faktor 10
Um 99% zu erfassen Faktor 7
Um 98% zu erfassen Faktor 5
Was soll man da nun sagen meist du ernsthaft das hier irgendein Unterschied am fertigen Planetenbild erkennbar wäre?
Der Ganze Streit hier ist daher auch ziemlich lächerlich weil es um wirklich lächerliche Unterschiede geht die den ganzen Streit und das viele Hirnschmaltz was da einige drauf verwenden bei weitem nicht wert sind.
Wer die Stärke einer Scheibe Brot angeben möchte muss kein Präzisionsmessgerät verwenden und dann darüber sinnieren wo genau denn die Brotscheibe nun zu Ende ist, muss ich den einen Krumen der auf der Scheibe hervorsteht mitmessen oder reicht es aus so in etwa die durchschnittliche Oberfläche zu nehmen.
Na ja ich habe solche Probleme nicht und mir reicht s auch beim Faktor der Anbindung den Wert so in etwa zu kennen ab dem es zu nennenswerten Unterschieden kommt und das ist 3,6.

Grüße Gerd


Bearbeitet von Gerd_Duering (26/02/2015 00:14)

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Jan_Fremerey Offline
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#1142487 - 26/02/2015 09:53 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: blueplanet]


Hallo miteinander,

es ist schon bemerkenswert, mit welcher Akribie und Kampfeslust hier sämtliche Feinheiten der Bildstörung durch das Kameraraster erörtert werden, während die Störung des Bildschirmrasters bei der Bildwiedergabe völlig unbeachtet bleibt und bisweilen sogar regelrecht ignoriert wird. Dazu zwei Beispiele:

Original geschrieben von: blueplanet
Die Details sind demnach auch schon alle in der kleineren Version gerade so sichtbar. Sie sollten nicht im Bildschirmraster untergehen.
Sollten sie nicht ? Hast Du denn den unvergrößerten Saturn aus der Studie wirklich schon mal aus der Nähe betrachtet, ich meine, indem Du mit Deinem Kopf entsprechend nah an Den Bildschirm herangehst ?

Original geschrieben von: blueplanet
Tirion hat gerade Jupiterbilder hier eingestellt
Die Bilder von Tirion sind ja nun gerade ein Beispiel dafür, wie man nicht nur das Kameraraster, sondern gleichzeitig auch das Bildschirmraster mit ein und derselben Maßnahme, nämlich mit der optischen Nachvergrößerung unschädlich macht.

Um den Sachverhalt nochmal auf den Punkt zu bringen: Nach meiner Auffassung und praktischen Erfahrung braucht man zur Überwindung des durch das Kameraraster erzeugten Quantisierungsfehlers bei der Aufnahme eine minimale Ankopplung der Kamera bei f/D ~ 3*p, und - ganz unabhängig davon - zur Überwindung des durch das Bildschirmraster gegebenen Quantsierungseffekts bei der Wiedergabe einen minimalen Abbildungsmaßstab. Der Abbildungsmaßstab kann aber, je nach Qualität des Aufnahmematerials, ohne Mühe über eine datentechnische Nachvergrößerung eingestellt werden und muss nicht bereits während der Aufnahme festgelegt werden.

Bei gutem Aufnahmematerial benutze ich Nachvergrößerungen bis zu 2,4x. Würde ich - wie Tirion - ohne Nachvergrößerung arbeiten und den endgültigen Wiedergabemaßstab bereits bei der Aufnahme festlegen, dann müsste ich in diesem Falle die Kamera mit f/D ~ 2,4*(3*p) = 7,2*p ankoppeln.

Gruß, Jan


Bearbeitet von Jan_Fremerey (26/02/2015 10:23)

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Jan_Fremerey Offline
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#1142489 - 26/02/2015 10:38 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Ries]


Original geschrieben von: Ries
hat schon wer einen Binning-Versuch gemacht?

Hallo Wolfgang,

schön, dass Du hier auf diese naheliegende Möglichkeit einer Klärung aufmerksam machst ! Dieselbe Idee hatte ich auch schon, konnte sie aber bislang nicht umsetzen, weil sich meine derzeitige Kamera mit FC offenbar nicht im Binning-Modus betreiben lässt. Ich will es aber jetzt nochmal mit einer anderen Kamera versuchen.

Gruß, Jan

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Peter_Kratzek Offline
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#1142505 - 26/02/2015 12:04 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Jan_Fremerey]


Hallo Jan,

Original geschrieben von: Jan_Fremerey
Hast Du denn den unvergrößerten Saturn aus der Studie wirklich schon mal aus der Nähe betrachtet, ich meine, indem Du mit Deinem Kopf entsprechend nah an Den Bildschirm herangehst ?

Dabei kommt es bei mir zu 2 Bildstörungseffekten (LCD-Bildschirm): Ein Fliegengittereffekt, da die Pixel keine 100% Füllrate der Bildschirmfläche haben. Dazu ganz leichte Farbsäume links und rechts an Rändern, da die RGB-Subpixel nebeneinander liegen.

Diese Probleme lassen sich aber ganz leicht minimieren, indem man das Bild z.B. pro Achse 3x per "nearest neighbor" vergrößert und mit den Augen 3x soweit vom Monitor weggeht. Ein Pixel des Bildes wird dann (ohne Interpolationsartefakte) mit 9 Bildschirmpixel abgebiltet.

Zum Testen:
(rechte Maustaste aufs Bild -> Grafik anzeigen für volle Größe)


Gruß Peter

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Christian_P Offline
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#1142575 - 26/02/2015 17:56 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Jan_Fremerey]


Hallo Jan
Original geschrieben von: Jan_Fremerey
ja, genau, und da nur wenige Autoren überhaupt von der Nachvergrößerung Gebrauch machen, ist anzunehmen, dass sie den Abbildungsmaßstab grundsätzlich allein über die optische Brennweite einstellen
Ich weiß nicht, ob das anzunehmen ist. Vielmehr wird der eigentliche Grund doch die unter optimalen Bedingungen zu erwartende höhere Detail-Auflösung sein, die man sich durch die längere Brennweite verspricht. Das die Bildgröße dann schon soweit passt, ist ein Nebeneffekt, nicht jedoch der eigentliche Grund.

Original geschrieben von: Jan_Fremerey
Einige von uns ziehen daraus nun zu Unrecht den Schluss, dass man prinzipiell diese überlangen Aufnahme-Brennweiten braucht.
Das weiß ich nicht, ob einige dieses Schluss ziehen. Vielmehr nehme ich an, dass die anderen Fotografen schon so schlau sein werden, sich durch mehr Brennweite eine bessere Detail-Auflösung zu versprechen. Was im übrigen auch der Gegenstand dieser ganzen Diskussion ist. Das Bildschirm-Raster braucht da nicht betrachtet werden, denn das stiftet nur Verwirrung. Du möchtest doch nun aber nicht über ein solches Verwirrspiel argumentieren, sondern doch wohl eher klare Argumente vorbringen, nicht wahr?

Original geschrieben von: Jan_Fremerey
Aus der Saturnstudie habe ich gelernt, dass dort f/D = 2,7*p als Ankopplung für die Erfassung aller Bilddetails ausgereicht hat, und dass ich für eine saubere Wiedergabe der mit dieser Ankopplung gewonnenen Bilddetails einen größeren Abbildungsmaßstab brauche, aber keine längere Kamera-Ankopplung. Das ist der Zusammenhang, den ich hier sehe, der aber bislang offensichtlich von keinem unserer überzeugten Langoptiker auch nur ansatzweise in Betracht gezogen wurde.
Dieser Umstand wurde hier ja nun ausführlich diskutiert. Es war ja gerade die Frage, ob deine 2.7*P überhaupt ausreichen. Nach einigen schlüssigen Argumenten könntest du damit zumindest knapp angebunden sein. Dass du der Meinung bist, deine Ankopplung reicht aus, ist ja gut und schön, es gibt aber eben auch andere Sichtweisen und Erfahrungen, die nicht ohne Weiteres vom Tisch gewischt werden sollten.



Viele Grüße,
Christian

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blueplanet Offline
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#1142613 - 26/02/2015 21:24 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Gerd_Duering]


Hallo,

@Gerd:
Zu den aufgezeigten Problemen und Beispielen keine Stellung zu nehmen und den Rest versuchen mit polemischer Kritik herunter zu machen oder in's Lächerliche ziehen zu wollen ist natürlich auch eine Art eine Diskussion zu führen. Nur kommt dabei selten was Sinnvolles raus.

-Du willst nicht einsehen, dass bei einem sampling nahe an bzw. unterhalb der Nyquist-Grenze diverse Probleme bzgl. Artefakte/Alias/spatial aliasing auftreten.
-Du willst nicht einsehen, dass die Auslegung nach der höchsten Übetragungsfrequenz zu erfolgen hat, d.h. weitere Artefakte kommen hinzu.
-Du willst nicht einsehen, dass die Pixelgeometrie und eben das intergrierende sampling eine Rolle spielt.

Dabei wären das absolute sampling-Basics!!!

Es geht also nicht nur darum, die paar letzten Prozent an Aufösung zu erhalten, sondern auch darum Artefakte/Fehlinformation zu vermeiden, da diese sonst in der anschließenden EBV (Schärfung, etc.) hervorgehoben werden.
Ich weis nicht, wie oft ich das jetzt schon geschrieben hab' ...

-Anstatt diesen Punkt einzusehen, versuchst Du ihn lediglich in's Lächerliche zu ziehen!

Außerdem sollte eigentlich klar sein, das gegenüber dem idealisierten Nyquist-sampling-Theorem in unserem Fall von haus aus keine vollständige Rekonstruktion möglich ist.
Ein weiterer Grund von der Nyquist-Grenze Abstand zu halten und die sampling-Frequenz zu erhöhen!

-Stattdessen vertrittst Du einen Ankoppelfaktor (N=3,6xPixelbreite), der sich nach einer mittleren Aufnahmewellenlänge (550nm) berechnet und außerdem genau an der Nyquist-Grenze des Sensors liegt!
Damit ignorierst Du gerade die Randbedingungen des von Dir selbst verwendeten sampling-Theorems; wo ist da die Logik?

Es gibt eben alleine vom sampling her gute Gründe Abstand von der Nyquist-Grenze zu halten und genau das beachtet man eben auf dem professionellen Sektor und wählt ein sampling von um oder über 3 Pixel/cycle der max. Auflösung.
Ich habe dazu genügend Beispiele und Literaturstellen aus Gebieten gebracht, bei denen das sampling ebenso eine Rolle spielt (Astronomie, Mikroskopie, Interferometrie, ...). Nur Lesen und beachten willst Du sie offensichtlich nicht?

Da diese Fälle z.T. sehr gut mit unserem Fall der hochauflösenden Planetenphotographie vergleichbar sind, bin ich nach wie vor der Meinung, dass man sich daran orientieren sollte und hab' das mehr als ausführlich begründet.

-Nur leider hast Du nie zu diesen Beispielen Stellung genommen, die eben zeigen, dass es durchaus sinnvoll ist, bei höheren Ankoppelfaktoren zu arbeiten.
Die Frage, warum man sich nicht an diesen Beispielen orientierten sollte, läßt Du unbeantwortet.

Klar! Es gibt ja eigentlich auch keinen vernünftigen Grund sich nicht daran zu orientieren!


Ausserdem hat mir immer noch keiner von euch Vertretern der kleinen Ankoppelfaktoren folgende Frage beantwortet:
Warum Artefakte/Auflösungsverlust und eine komplexere Bildverarbeitung in Kauf nehmen, wenn sich all das leicht durch eine Ankoppelung mit einem etwas größeren Faktor umgehen ließe?
Die aktuellen Cams sind hierfür leicht empfindlich genug! Ich hab' das sogar mit meiner uralt-sw-ToUCam bei f/40 fertig gebracht ...


@All:
Ich fasse nocheinmal in groben Zügen die in meinen Augen sinnvollen Überlegungen bei der optimalen Ankoppelung Cam<->Teleskop zusammen.

Ausgangspunkt ist die maximale Auflösung des Teleskops nach der MTF-Betrachtung.
Die max. Auflösung ist bei MTF=0 erreicht.

Maximalauflösung (MTF=0) in lp/mm = 1/(N x Wellenlänge in mm)

Direkt an diesem Punkt ist keine Modulation bzw. kein Kontrast mehr vorhanden. Da man jedoch noch Kontrastunterschiede von wenigen Prozent mit Cams detektieren kann (entsprechend MTF ca. 0,98 ~ Dawes-Kriterium), kann man für diese Betrachtung auch den Wert bei MTF=0 verwenden.

Nach den Randbedingungen des sampling-Theorems ist die kleinste übertragene Wellenlänge (höchste übertragene Frequenz) anzusetzen.
Also bespielsweise für den Blaukanal, je nach Filterdurchlass: 400-450nm.

Aus der Wellenlänge und dem Öffnungsverhältnis N ergibt sich dann eine maximale Linienauflösung in lp/mm bzw. eine Linienpaarbreite, die nun von einem CCD erfasst, spricht gesamplet werden muss.

Zum sampling besagt das Nyquist-Shannon-Theorem etwa Folgendes:
"Ein Signal kann aus seinen Funktionswerten rekonstruiert werden, wenn das Originalsignal keine höheren Frequenzen als die halbe Samplingfrequenz hat."

D.h. unter idealen Voraussetzungen würde das Sampling eines Signals mit 2 FUNKTIONSWERTEN pro Cycle ausreichen, um aus den Funktionswerten das Ausgangsignal vollständig wiederherzustellen.

Diese idealen Voraussetzungen sind bei uns leider nicht gegeben, da wir mit einem regelmäßigen CCD-Raster samplen, das eine Richtungsanisotropie aufweist.
Außerdem samplen wir das Signal nicht bei infinitesimal kleinen Punkten, sondern integrieren das Signal quasi über die Pixelbreite auf.

Die Auswirkungen sind Kontrastverlust(Modulation), Auflösungsverlust, Artefakte/Alias und Kantenartefakte/spatial aliasing durch die regelmäßige Pixel-Anordnung.

Im Endeffekt sind wir dadurch gezwungen, mit mehr als 2 Pixel/cycle zu samplen.
Weitgehender Konsens in den astronomischen Anwendungsfällen mit Hochauflösung (professioneller Sektor) liegt bei um 3 Pixel/Detail bzw. 3 Pixel/lp (OHNE subpixelgenaue Auflösungsrekonstruktion wie beispiesweise beim HST!).
D.h. gegenüber Nyquist muss mit einem Faktor von 1,5x oversampled werden.

Nur als Beispiel weise ich nocheinmal auf meine (unmanipulierten!) Gitterlinienaufnahmen hin, die eben diesen Sachverhalt zeigen:
-Bei einem sampling von 3 Pixel/cycle sind die Linien in xy- und Diagonalrichtung vollständig getrennt und ausreichend definiert abgebildet (spatial aliasing, Kantenartefakte).
-Bei einem sampling um 2 Pixel/lp treten immer mehr Artefakte/Auflösungsverluste auf, die Diagonalkanten zerfallen (spatial aliasing).
-Bei einem sampling unter 2 Pixel/lp nehmen Artefakte (alias) und Auflösungsverluste rapide zu (wenig verwunderlich).

Aus einer geometrischen Abschätzung geht in etwas dasselbe hervor (die maximale Linienauflösung muss mit mindestens 2 Pixeldiagonalen = 2,8x Pixelbreiten/cycle gesampled werden).

Das sampling bei ca. 3 Pixel/cycle ist demnach sinnvoll und genau das geht auch aus vielen Literaturangaben hervor (siehe meine posts hier und im Parallelthread).
Bei anderen Anwendungen (Interferometrie/Mikroskopie) wird sogar ein sampling von 4-5 Pixel/cycle empfohlen.


Obiges bedeutet nun konkret (ich verwende aus Übereinstimmungsgründen hier, so wie in meinen anderen posts den samplefaktor von 2,8 Pixelbreiten/cycle):

Ankoppelfaktor = 2,8 / (Wellenlänge in um)

bzw.

Pixelgröße im um = (N x Wellenlänge in um) / 2,8

bzw.

Öffnungsverhältnis N = 2,8 x (Pixelgröße in um) / (Wellenlänge in um)


Für gängige Cam-Pixel ergibt sich demnach beispielsweise für RGB-Aufnahmen (Limit: Blaukanal 450nm) etwa Folgendes:

3,75um-Pixel -> ~ f/23
5,6um-Pixel -> ~ f/35

Für andere Wellenlängen oder einen anderen sample-Faktor läßt sich das leicht anpassen.



@all:
Abschließend noch ein "besonderes" Beispiel:

Titan Imagery with Keck AO during and after Probe Entry
Imke de Pater, et al.
JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH, 2006

Lesens- und vor allem sehenswertes paper mit hochauflösenden Aufnahmen des Saturnmondes Titan (ganz am Ende: Details!) gewonnen mit dem Keck II bei Eintritt der Huygens-Sonde!

Scope: 10m Keck II
Cam: NIRC2, 1024x1024 InSb, Pixel 27um, high angular resolution mode: 0,00994"/pixel
wavelength: 1,6um
Aufnahmebrennweite: 560m => f/56
=> max. Linienauflösung: 11,2 lp/mm, entspr. 89,6um/lp
sampling mit 3 Pixel => Pixelbreite sollte rund 30um sein
real werden 27um-Pixel verwendet, d.h. 3,3pixel/lp ...

Wenn ich mich nicht verrechnet hab', also auch hier um 3 Pixel/cycle beim sampling!

Wieviele Beispiele sind noch nötig?

Ok, damit ist für mich die Diskussion hier beendet! Es stehten alle wesentlichen Daten in meinen posts verteilt da. Literatur habe ich über die beiden threads hinweg auch ausreichend genannt. Jeder kann sich da informieren, die Überlegungen nachvollziehen und den Wahrheitsgehalt selbst verifizieren.
Ich werde' keine weitere Zeit investieren. Falls das jemand als Orientierung für seine Ankoppelung Cam<->Scope verwenden will: gut. Falls nicht: auch gut.

Ciao Werner

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Jan_Fremerey Offline
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#1142619 - 26/02/2015 21:53 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Peter_Kratzek]


Original geschrieben von: Peter_Kratzek
Ein Fliegengittereffekt, ... ganz leichte Farbsäume ... Diese Probleme lassen sich aber ganz leicht minimieren, indem man das Bild z.B. pro Achse 3x per "nearest neighbor" vergrößert ...

Hallo Peter,

Dank Dir für Deinen geschickt illustrierten Hinweis auf diese alternative Möglichkeit der Nachvergrößerung zur Befreiung der Bildinhalte vom überlagerten "Fliegengitter".

Gruß, Jan

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Jan_Fremerey Offline
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#1142620 - 26/02/2015 21:58 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Christian_P]


Original geschrieben von: Christian_P
Das Bildschirm-Raster braucht da nicht betrachtet werden, denn das stiftet nur Verwirrung.

Hallo Christian,

diese Einstellung betrachte ich nicht gerade als eine geeignete Herangehensweise zur Lösung von Problemen.

Gruß, Jan

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Gerd_Duering Offline
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#1142642 - 27/02/2015 04:50 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: blueplanet]


Hallo Werner,

Antwort auf:
-Du willst nicht einsehen, dass bei einem sampling nahe an bzw. unterhalb der Nyquist-Grenze diverse Probleme bzgl. Artefakte/Alias/spatial aliasing auftreten.


wer redet denn vom Sampling unterhalb der Nyquist-Grenze?
Das ist eine Unterstellung.
Ich empfehle eben diese mit N=3,6*P einzuhalten.

Antwort auf:
-Du willst nicht einsehen, dass die Auslegung nach der höchsten Übetragungsfrequenz zu erfolgen hat, d.h. weitere Artefakte kommen hinzu.


Entscheidend ist die Halbwertbreite des erfassten Spektrums, nicht die Extreme.
Bei einem Spektrum von 400 bis 700nm liegt man da mit 550nm genau richtig.

Antwort auf:
-Du willst nicht einsehen, dass die Pixelgeometrie und eben das intergrierende sampling eine Rolle spielt.


Zum einen war ja wohl ich es der auf die richtungsabhängige Auflösung der Rohdaten hingewiesen hatte.
Zum anderen hatte ich aber an deinem Beispiel mit den Diagonallinien bewiesen das man durch einen interpolierenden Algorithmus die Originalinformationen in dem Auflösungsvermögen das der Kantenlänge der Pixel entspricht aus diesen Rohdaten herstellen kann.
Die Auflösung des bearbeiteten Bildes erreicht daher in allen Richtungen ein Auflösungsvermögen das der Kantenlänge der Pixel entspricht.
Auch das Beispiel von Peter beweist das es im bearbeiteten Bild auf gar keinen Fall einen Verlust an Auflösung in der Diagonalen gibt.



Derartige Beweise ignorierst du einfach.

Antwort auf:
Es geht also nicht nur darum, die paar letzten Prozent an Aufösung zu erhalten, sondern auch darum Artefakte/Fehlinformation zu vermeiden, da diese sonst in der anschließenden EBV (Schärfung, etc.) hervorgehoben werden.
Ich weis nicht, wie oft ich das jetzt schon geschrieben hab' ...


Falsches wird auch durch unzähliges wiederholen nicht richtiger.
Du behauptest das Artefakte wegen Undersampling durch die EVB verstärkt würden.
Das ist falsch, unüberlegte EVB kann zwar Artefakte einführen aber nicht die wegen des Undersampling verstärken.
Zusätzliche Artefakte in falsch bearbeiteten Bildern resultieren daher auf fehlerhafter EVB und nicht auf Undersampling.
Fehlerhafte EVB kann es aber auch bei Bildern geben die mit höheren Abtastverhältnissen gewonnen wurden, es ist falsch zu glauben man könnte so Artefakte die aus fehlerhafter EVB resultieren vermeiden.

Einige Maßnahmen in der EVB können aber Artefakte wegen Undersampling reduzieren also genau das Gegenteil von dem was du behauptest.
Besonders wirkungsvoll ist das Erstellen von Summenbildern und genau das macht man ja bei der Planetenfotografie.
Artefakte werden hier nämlich rausgemittelt.
Eindrucksvoll sieht man diesen Effekt am Bildrauschen.
Das wird dann bekanntlich erheblich vermindert im Summenbild.
Das gilt aber auch für Artefakte wegen Undersampling.
Wir haben in einer Videosequenz eine dynamische Abtastung.
Details wandern während des Videos über verschiedene Pixel, wegen Seeing und wegen Nachführungsungenauigkeiten und zumindest bei Jupiter kann sogar die schnelle Rotation des Planeten zu diesem Effekt beitragen.
Die Situation bei so einer dynamischen Abtastung ist eine andere wie die einer statischen bei einem Einzelbild.

Antwort auf:
Außerdem sollte eigentlich klar sein, das gegenüber dem idealisierten Nyquist-sampling-Theorem in unserem Fall von haus aus keine vollständige Rekonstruktion möglich ist.

Wie oft soll ich das denn wiederholen, falls du dich erinnerst ich hatte dir gesagt das selbst bei deinem 6,2 noch keine 100% erreich werden können.
Fakt ist aber das man bereits mit 3,6 relativ nah am Maximum ist und auch durch bedeutend extremere Faktoren kaum ein Zugewinn mehr möglich ist.
Man kann rein auf das Prinzip bestehen und zu abenteuerlichen Faktoren kommen oder man kann sich an der Praxisrelevanz orientieren und feststellen das ab etwa 3,6 kein wirklich spürbarer Zugewinn mehr zu erreichen ist.

Grüße Gerd


Bearbeitet von Gerd_Duering (27/02/2015 04:58)

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blueplanet Offline
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#1142722 - 27/02/2015 13:26 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Gerd_Duering]


Hallo Gerd,

wie oben schon geschrieben, mach' ich mir jetzt kein weiteres mal die Mühe, auf all Deine Fehler hinzuweisen und verdrehende Betrachtungen zu korrigieren (Nyquist, MTF, Pixelraster, Artefakte und deren Mittelung, ...).
Leider wird dann halt wahrscheinlich Vieles daraus, mangels besserem Wissen, kritiklos weiter übernommen werden.
Deswegen kann ich dem geneigten Leser nur empfehlen, dass er sich selbst z.B. das Nyquist-Shannon-Abtast-Theorem und die Randbedingungen hierzu durchliest und dann entscheidet, ob das von Dir Geschriebene stimmt.
Das gilt auch für den Rest der Ausführungen.


Die Antworten auf mehrere Fragen hast Du leider immer ausgelassen, z.B.:

-Warum wird bei einem vergleichbaren Problem auf dem professionellen Sektor mit einem deutlich höheren Ankoppelfaktor (sampling eben um 3 pixel/cycle) gearbeitet?
Nach Deinen Erläuterungen wär' das doch Unfug?
Diese höheren Ankoppelfaktoren lassen sich aber schlüssig erklären, wenn man eben all die von mir skizzierten Randbedingungen berücksichtigt und genau das tun offensichtlich auch die Profis!
Warum sollte man sich nicht daran orientieren?

-Warum Artefakte/Auflösungsverlust und eine komplexere Bildverarbeitung in Kauf nehmen, wenn sich all das durch eine Ankoppelung mit einem etwas größeren Faktor umgehen ließe?
Die aktuellen Cams sind hierfür leicht empfindlich genug!

Vielleicht führen diese Fragen bei den Vertretern der kleinen Ankoppelfaktoren nocheinmal zu einem Nachdenken.

Ciao Werner

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Christian_P Offline
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#1142759 - 27/02/2015 16:54 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Jan_Fremerey]


Hallo Jan
Original geschrieben von: Jan_Fremerey
Original geschrieben von: Christian_P
Das Bildschirm-Raster braucht da nicht betrachtet werden, denn das stiftet nur Verwirrung.
diese Einstellung betrachte ich nicht gerade als eine geeignete Herangehensweise zur Lösung von Problemen.
Das Bildschirmraster ist ein separates Problem! Es hat nichts, aber auch gar nichts mit der idealen Ankopplung einer Videokamera an ein Teleskop zu tun, dem Thema, um das es hier geht. Das Ergebnisbild wird einfach entsprechend vergrößert und gut iss. Das ist ein Schritt in der Bildverarbeitung. Dieser Bearbeitungsschritt hat nicht den geringsten Einfluss auf die Videoaufnahme am Teleskop. Das ist trivial, denn beide Dinge stehen aufgrund der zeitlichen Abfolge in keinem kausalen Zusammenhang.

Meine Problemlösungsstrategie sieht nun so aus, dass ich das Problem der Darstellung auf dem Bildschirm nicht zu betrachten brauche, wenn ich die optimale Kameraanbindung herausfinden will, weil ich weiß, dass diese beiden Sachen unabhängig voneinander sind. So macht man das nun mal beim Problemlösen. Man entscheidet, welche Dinge wichtig sind und welche nicht. Gerade da machst du oftmals den Fehler, unwichtiges beizumischen, um deine niedrige Kameraanbindung dann dadurch irgendwie zu rechtfertigen.


Viele Grüße,
Christian

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Jan_Fremerey Offline
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#1143048 - 01/03/2015 00:15 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Ries]


Original geschrieben von: Ries
hat schon wer einen Binning-Versuch gemacht?

Hallo miteinander,

heute ist es mir endlich gelungen, den von Wolfgang angeregten Binning-Test durchzuführen. Dazu habe ich meine früher benutzte Cameleon Kamera mit 3,75 µm Chipraster an ein 500 mm f/8 Fernobjektiv ("Wundertüte") von Beroflex angekoppelt und die Optik auf f/22 abgeblendet. Mit diesem Setup und FireCapture habe ich dann eine Antennenanlage aus der etwas entfernteren Nachbarschaft aufgenommen, und zwar jeweils 30s im vollen Kameraformat 1280 x 960 und im 2x2 Binning-Modus.

Aus beiden Videos habe ich mit AutoStakkert Summenbilder erzeugt, wobei das aus dem mit Binning aufgenommene Video resultierende Summenbild im Format 640 x 480 vorlag. Dieses Bild habe ich in Fitswork mit dem interpolierenden dSinc-Algorithmus 2-fach nachvergrößert und es ebenso wie das ohne Binning gewonnene Summenbild einer einfachen Gauß-Schärfung unterzogen.

Die Ergebnisse habe ich in der folgenden Blink-Animation gegenübergestellt (Originalgröße über Rechtsklick):



Die Vertreter der langen Ankopplung dürfen sich freuen, da die Bilddefinition in dem ohne Binning und Nachvergrößerung mit 3,75 µm bzw. f/D = 5,8*p gewonnenen Bildergebnis sichtbar besser herausgekommen ist als in dem mit Binning und 7,5 µm bzw. f/D = 2,9*p erzeugten Bild.

Beide Videos wurden mit dem Rotfilter aus dem RGB-Filtersatz Typ II von Astronomik aufgenommen. Im Anschluss hatte ich auch noch eine zweite Serie mit Blaufilter aufgenommen, die aber entgegen meiner Erwartung zu schlechteren Ergebnissen geführt hat. Möglicherweise ist die eingesetzte Linsen-Optik am kurzwelligen Ende doch etwas schlechter korrigiert als im Roten.

Auch wenn ich meine bisherige Auffassung von der optimalen Kameraanpassung angesichts dieser Ergebnisse nicht bestätigt sehe, freue ich mich doch, mit dem Versuch erstmals ein eigenes experimentelles Ergebnis in die Hand bekommen zu haben, welches mir eine verlässlichere Bewertung der hier vorgetragenen Theorien ermöglicht als etwa die Bezugnahme auf bekannte Autoren und Autoritäten.

Welche Bedeutung dieser insbesondere hinsichtlich der Sichtbedingungen ein wenig idealisierte Test für die astronomische Fotopraxis unter den Bedingungen des hierzulande herrschnden Seeings am Ende hat, kann ich nicht abschließend beurteilen.

Immerhin sehe ich mich veranlasst, die bisher an meinem f/5-Spiegel mit der ASI120MM eingesetzte 2,2x Klee-Barlow erstmal probeweise durch das Vorgängermodell mit 2,8-facher Nachvergrößerung zu ersetzen in der Hoffnung, damit zumindest bei extrem guten Sichtbedingungen möglicherweise noch eine Steigerung der Bildqualität zu erzielen.

Gruß, Jan

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Sternenfee123 Offline
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#1143053 - 01/03/2015 04:26 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Jan_Fremerey]


Hi Jan,

Antwort auf:
heute ist es mir endlich gelungen, den von Wolfgang angeregten Binning-Test durchzuführen. Dazu habe ich meine früher benutzte Cameleon Kamera mit 3,75 µm Chipraster an ein 500 mm f/8 Fernobjektiv ("Wundertüte") von Beroflex angekoppelt und die Optik auf f/22 abgeblendet. Mit diesem Setup und FireCapture habe ich dann eine Antennenanlage aus der etwas entfernteren Nachbarschaft aufgenommen, und zwar jeweils 30s im vollen Kameraformat 1280 x 960 und im 2x2 Binning-Modus.


sehr gut!

Kannst Du bitte noch in etwa sagen, wie weit die Antennenanlage entfernt war? 20, 50, 100 oder 200 Meter? Oder noch weiter weg? Das wäre wichtig. Denn je weiter weg, desto stärker wirkt sich das lokale Seeing aus und kann mit unserer Aufnahmewirklichkeit quehr durch die ganze Lufthülle der Erde verglichen werden...

Antwort auf:
Beide Videos wurden mit dem Rotfilter aus dem RGB-Filtersatz Typ II von Astronomik aufgenommen. Im Anschluss hatte ich auch noch eine zweite Serie mit Blaufilter aufgenommen, die aber entgegen meiner Erwartung zu schlechteren Ergebnissen geführt hat. Möglicherweise ist die eingesetzte Linsen-Optik am kurzwelligen Ende doch etwas schlechter korrigiert als im Roten.


das Beroflex ist nach meiner Erfahrung im Blauen schlechter korrigiert als im Grünen und Roten. Deckt sich also mit Deinem Ergebnis. smile

Antwort auf:
Auch wenn ich meine bisherige Auffassung von der optimalen Kameraanpassung angesichts dieser Ergebnisse nicht bestätigt sehe, freue ich mich doch, mit dem Versuch erstmals ein eigenes experimentelles Ergebnis in die Hand bekommen zu haben, welches mir eine verlässlichere Bewertung der hier vorgetragenen Theorien ermöglicht als etwa die Bezugnahme auf bekannte Autoren und Autoritäten.


Die Erfahrung aus eigener Praxis ist immer besser als graue Theorie. smile

Wenn ich mich recht erinnere, hast Du ne s/w Kamera. Mit Bayermatrix wird der Unterschied zwischen der erreichbaren Schärfe/Abbildungsleistung je nach Ankopplung noch deutlicher.

Antwort auf:
Immerhin sehe ich mich veranlasst, die bisher an meinem f/5-Spiegel mit der ASI120MM eingesetzte 2,2x Klee-Barlow erstmal probeweise durch das Vorgängermodell mit 2,8-facher Nachvergrößerung zu ersetzen in der Hoffnung, damit zumindest bei extrem guten Sichtbedingungen möglicherweise noch eine Steigerung der Bildqualität zu erzielen.


dann wünsche ich Dir gutes Seeing, damit sich dieses Experiment auch wirklich lohnt. super

Bitte berichte, wie es ausgegangen ist...
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Grüsse & CS

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Lotz Offline
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#1143068 - 01/03/2015 09:22 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Jan_Fremerey]


Hallo,

das Bildschirmraster muss man bei der Betrachtung zunächst ausser Acht lassen, definitiv!

Nur, weil man evtl. später ein Wiedergasbemedium mit niedriger Bandbreite verwendet, sollte man nicht mit dem Sampling runtergehn.

Andersrum formuliert, und evlt. besser verständlich: Details, die auf einem 1920x1200er Bildschirm mit 36" (ich übertreibe bewusst, um den Zusammenhang zu erläutern), also bei 61pixel per Inch aus 0,8m Betrachtungsdistanz (typische Schreibtischanordnung) gerade noch zu erkennen sind, sind auf einem 8" Full HD Tablet mit 250dpi (oder noch schlimmer einem *Pad mit über 300dpi) aus normalem Tablet-Beobachtungsabstand (40cm) nicht mehr erkennbar , da der angular spread des Einzelpixels schon unter der Auflösungsgrenze des Auges ist.
Genau aus diesem Grund halte ich nicht arg viel von Retinadisplays, weil sie de facto "Auflösungskiller" sind, zumindest bei der Präsentation guter(!) Fotos.
Auch usability-Studien im automotive-Bereich zeigen, dass bei typischen Cockpitanwendungen mehr wie 120ppi keine sichtbar feinere Auflösung mehr bringt und daher nur unsinnig Graphikcontroller-Performance vernichtet.

Viele Grüße

Markus


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Markus A. R. Langlotz
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Bearbeitet von Lotz (01/03/2015 09:23)

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MootzGMS Offline
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#1143070 - 01/03/2015 09:38 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Gerd_Duering]


Hallo Jan,

beim Umstieg von der 2,2er Klee auf die 2,8er Klee hast Du definitiv eine Tatsache zu bedenken, die nichts mit den hier diskutierten Problemen und Maßnahmen zu tun hat.

Bei der Fertigung der 2,2er Klee-Barlow ist durchgängig (!) ein Fehler passiert. Ein matter Linsenrand wurde nicht abgedeckt und trägt definitv (Aussage mehrerer Tester und von Herrn Klee selbst) Streulicht ein. Das ist an hellen Objekten schon visuell sichtbar.
Diesen Fehler hat die 2,8er Klee durchgängig nicht.

Sollte eine deutliche Verbesserung eintreten sind die Ursachen mit hoher Wahrscheinlichkeit (wieder mal und wie meistens) vielschichtiger als man (häufig und zu oft) denkt.

Gruß
Günther


Bearbeitet von MootzGMS (01/03/2015 09:40)
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Christian_P Offline
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#1143120 - 01/03/2015 13:16 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Gerd_Duering]


Hallo Jan

das ist ein interessantes Experiment! Ich habe allerdings starke Zweifel an der Übertragbarkeit auf unsre Teleskope, weil mir der Unterschied zwischen beiden Bildern zu groß ist. Das hab ich so bei der Planeten- und Mondfotografie nicht wahrgenommen und auch nach dem Experiment von Gerd darf der Unterschied nicht so stark sein. Seeing hin oder her, so groß darf der Unterschied nicht sein.

Trotz aller Euphorie zur Praxis sollte man die Theorie nicht gänzlich außer acht lassen, die uns hier ja sogar was anderes sagt. Die optischen Schwächen dieser Wundertüte machen mir große Sorgen. Ich behaupte: Dieses Teilt taugt nicht für ein Experiment an der Auflösungsgrenze.


Ein Test mit einer guten Teleskop-Optik wäre besser.



Viele Grüße,
Christian

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Jan_Fremerey Offline
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#1143135 - 01/03/2015 13:58 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Sternenfee123]


Hallo Fee,

Dank Dir für die freundliche Rückmeldung und die guten Wünsche im Hinblick auf den Einsatz der längeren Barlow!

Original geschrieben von: Sternenfee123
Kannst Du bitte noch in etwa sagen, wie weit die Antennenanlage entfernt war?
Die Antennen stehen 400 m entfernt, da war Seeing tatsächlich schon deutlich zu erkennen, hier ein 50 Frames umfassender Ausschnitt von dem mit Binning bei 18 fps aufgenommenen Original-Video in Echtzeit:



Das Seeing ist hier nach meiner Einschätzung viel "gutmütiger" als das aus der höheren Atmosphäre.

Gruß, Jan

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Jan_Fremerey Offline
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#1143146 - 01/03/2015 14:07 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Lotz]


Original geschrieben von: Lotz
das Bildschirmraster muss man bei der Betrachtung zunächst ausser Acht lassen, definitiv!

Hallo Markus,

das ist ja völlig richtig, solange man nur über die Kamera-Ankopplung spricht. Wenn es aber um den endgültigen Abbildungsmaßstab auf dem Bildschirm geht, der ja groß genug für eine rasterfreie Wahrnehmung sein muss, dann sollte man diesen endgültigen Abbildungsmaßstab nicht bereits über die Aufnahmebrennweite einstellen. Das war es, was ich sagen wollte.

Gruß, Jan

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Jan_Fremerey Offline
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#1143151 - 01/03/2015 14:18 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Christian_P]


Original geschrieben von: Christian_P
Ein Test mit einer guten Teleskop-Optik wäre besser.

Hallo Christian,

einen solchen Versuch kann ich gerne bei nächster Gelegenheit mit meinem Spiegel unternehmen indem ich diesen auf f/10 abblende. Dann habe ich an der Kamera auch f/22 wie in dem Versuch mit der Wundertüte.

Gruß, Jan

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Ries Offline
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#1143153 - 01/03/2015 14:23 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Gerd_Duering]


Hallo Jan,

Danke für das anschauliche Material und dass du weitere Tests durchführen willst!

Viele Grüße
Wolfgang
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Ries Offline
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#1143154 - 01/03/2015 14:26 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Gerd_Duering]


Hallo Christian,

du arbeitest ja mit ca. P=6 und mit meiner AL zumindest kann man in Firecapure binnen. Da wäre es doch für dich vielleicht auch möglich,den Test wie ich ihn weiter oben beschrieben habe, bei deiner nächsten Jupiter -Session durchzuführen. Reicht ja, wenn du ein paar 30 sek Avi aufnimmst, abwechselnd mit und ohne Binning, wo bei dabei am Fokus nichts verändert werden darf, Histogramm ähnlich,.....Alles dann gleich stacksen.

Vielleicht gibts du die Rohsummenbilder z.B. auch Jan. Da sihet man vielleicht auch, ob unterschiedlche Bildbearbeitungs-Workflows einen Einfluß auf die Endergebnisse haben.

Vielleicht finden sich ja auch noch andere Planetenexperten (Fee, Markus, viele andere im Planetenboard....) die die Möglichkeit haben, den Versuch durchzuführen. Dadurch könnte eine aussagekräftige und praxisnahe Vergleichsbilder-Serie entstehen, an der wir uns Gelegenheits-Planetenknipser orientieren können.

Viele Grüße
Wolfgang
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Gerd_Duering Offline
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#1143181 - 01/03/2015 16:07 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Christian_P]


Hallo Christian,

Antwort auf:
und auch nach dem Experiment von Gerd darf der Unterschied nicht so stark sein.


ich finde das Ergebnis von Jan passt sehr gut zu meinen Ergebnissen.
Ich finde auch den Unterschied bei Jan nicht so groß wie du ihn offenbar empfindest, da haben wir wohl andere Maßstäbe.
Im Gegenteil, klar ist das Bild mit Binning etwas unschärfer, Kontrastärmer.
Wenn man aber bedenkt das hier immerhin ein Unterschied von Faktor 4 bei der Anzahl der Pixel besteht ist der Unterschied der sich hier zeigt eigentlich gar nicht so groß.
Jedenfalls steht er bei weitem nicht in einer 1 zu 1 Relation zur Vervierfachung der Pixelzahl.
Das zeigt das man selbst mit N=2,9*P so schlecht nun auch wieder nicht liegt.

Aber zum Vergleich mit meinen Messungen.
Nun ich hab nicht bei 2,9 und 5,9 gemessen aber bei 2,8 und 5,1.
Ich würde hier aber einen recht ähnlichen Unterschied erwarten.

Bei N*2,8 hatte ich den Durchmesser der Auflösungsgrenze am Siemensstern mit 76mm bestimmt
Bei N*5,1 waren es 63mm.
Der Unterschied wäre also 76/63 = 1,2
Also ein Auflösungsunterschied von 20%

Ich finde das passt sehr gut zu den Bildern von Jan.
Hier noch mal die Gegenüberstellung.

Grüße Gerd


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2,8_5,1.jpg



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Gerd_Duering Offline
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#1143182 - 01/03/2015 16:14 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Jan_Fremerey]


Hallo Jan,

sehr schöner Test und im Gegensatz zu Christian finde ich das er recht gut zu meinen Ergebnissen passt.
Du liegst mit 2,9 halt doch noch spürbar unter der 3,6 Marke ab der die von mir ermittelte Kurve dann nur noch langsam ansteigt.
Damit ist hier ein spürbarer Unterschied zu erwarten gewesen.



Ganz anders würde das aber aussehen wenn du mit N=3,6*Pixel gearbeitet hättest.
Eventuell wiederholest du diesen Test mal und blendest auf F27 ab.
Also dann 7,2*Pixel ohne Binning gegen 3,6*Pixel mit Binning.
Ich würde dann lediglich etwa 7% Unterschied erwarten und keine 20% wie im jetzigen Test und da wäre es mal interessant ob das dann noch auffällig wäre und der Gewinn in einer akzeptablen Relation zur Vervierfachung der Pixelzahl liegen würde.

Was man denke ich aber in jedem Fall sagen kann ist das Artefakte wohl auch bei 2,9 kein Thema sind.
Ich kann da beim besten Willen nicht erkennen das es bezüglich Artefakten irgendeinen Unterschied zwischen beiden Bildern geben würde.
Das beweist das das von unserem Theoretiker hier permanent vorgebetete Argument Artefakte völlig irrelevant ist.

Grüße Gerd

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Christian_P Offline
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#1143259 - 01/03/2015 22:19 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Gerd_Duering]


Hi Gerd
Original geschrieben von: Gerd_Duering
Antwort auf:
und auch nach dem Experiment von Gerd darf der Unterschied nicht so stark sein.
ich finde das Ergebnis von Jan passt sehr gut zu meinen Ergebnissen.
nur damit wir Klarheit haben worüber wir hier reden. Ich schätze die Unterschiede in den Bildern als deutlich ein. So deutlich wie es mir bei meiner bisherigen Erfahrung mit f/10, f/16, f/23 und um die f/30 bei der Planeten- und Mondfotografie nie aufgefallen ist. 3*P scheint ja fast nur halb so Detailreich wie 6*P. So einen deutlich sichtbaren Unterschied erwarte ich eben gerade nicht bei einem Sprung von 3*P auf 6*P! Ich erwarte höchstens die von dir in deiner Kurve vorhergesagten 20% Unterschied in der Detailwiedergabe, eher weniger. Das Ergebnis von Jan steht also im starken Widerspruch zu meinen Erfahrungen. Ein Sprung von 3*P auf 6*P in der Videoastronomie mag einen Vorteil bringen, dieser ist aber garantiert nicht so deutlich und ausgeprägt, wie auf den Vergleichsbildern von Jan oben. Das muss irgendeinen anderen Grund haben.



Viele Grüße,
Christian

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Gerd_Duering Offline
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#1143268 - 01/03/2015 23:03 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Christian_P]


Hallo Christian,

Antwort auf:
3*P scheint ja fast nur halb so Detailreich wie 6*

also für so eine Aussage fehlen mir ehrlichgesagt auf den Bildern die ganz feinen Details an denen ich sowas festmachen könnte.
Wie kommst du da drauf und woran machst du es genau fest?
Ganz konkret, welches feine Detail auf dem Bild ist denn bei N=6*P sichtbar und bei N= 3*P nicht?
Ich sehe hier in erster Line Unterschiede bei Kontrast und Schärfe, weniger in den sichtbaren Details.
Die Unterschiede bei Kontrast und Schärfe dürften auch der Nachvergrößerung geschuldet sein.
Eventuell würde hier auch ein anderer Algorithmus bei der Nachvergrößerung ein etwas besseres Ergebnis bringen.
Es wäre schön wenn Jan mal das Bild mit N=3*P in originaler Größe reinstellen würde, ich würde dann gerne mal einen anderen Algorithmus zur Nachvergrößerung ausprobieren.

Nachtrag
Eventuell ist unsere doch etwas unterschiedliche Wahrnehmung auch dem jeweiligen Monitor geschuldet.
Angefangen bei Einstellungen für Kontrast und Helligkeit könnte auch die verwendete Panel Technologie eine Rolle spielen.
Ich hab ein MVA Panel mit nativem Kontrast von 3000/1, also nix dynamisch schöngerechnet.
Ein einfaches TN hat üblicherweise nativ 1000/1.

Grüße Gerd


Bearbeitet von Gerd_Duering (01/03/2015 23:33)

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Jan_Fremerey Offline
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#1143283 - 02/03/2015 01:31 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Gerd_Duering]


Original geschrieben von: Christian_P
Das Ergebnis von Jan steht also im starken Widerspruch zu meinen Erfahrungen. Ein Sprung von 3*P auf 6*P in der Videoastronomie mag einen Vorteil bringen, dieser ist aber garantiert nicht so deutlich und ausgeprägt, wie auf den Vergleichsbildern von Jan oben. Das muss irgendeinen anderen Grund haben.
Original geschrieben von: Gerd_Duering
Eventuell würde hier auch ein anderer Algorithmus bei der Nachvergrößerung ein etwas besseres Ergebnis bringen.

Hallo miteinander,

heute bekam ich eine Nachricht von Peter Müller, der beruflich in der Radioastronomie einen Spline-Algorithmus 5. Ordnung zur verlustfreien Nachvergrößerung einsetzt. Er hat einen Ausschnitt meines ohne Binning aufgenommenen Antennenbilds auf 50% verkleinert und anschließend mit seinem Algorithmus wieder um den Faktor 2 auf den Originalmaßstab vergrößert. Die Unterschiede zwischen dem Original und dem zwischenverkleinerten Bild sind jetzt deutlich geringer als zuvor, wie die folgende Animation zeigt:



Möglicherweise war also die Befürchtung einer zu geringen Ankopplung bei f/D ~ 3*p doch ein wenig übertrieben ?

Gruß, Jan

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Sternenfee123 Offline
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#1143284 - 02/03/2015 01:52 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Ries]


Hi Wolfgang,

Antwort auf:
Vielleicht finden sich ja auch noch andere Planetenexperten (Fee, Markus, viele andere im Planetenboard....) die die Möglichkeit haben, den Versuch durchzuführen. Dadurch könnte eine aussagekräftige und praxisnahe Vergleichsbilder-Serie entstehen, an der wir uns Gelegenheits-Planetenknipser orientieren können.


wie stellst Du Dir so einen Versuch vor?

Nachdem ich vor 2 Jahren von der s/w DMK mit altem Chip auf die ALCCD5L-IIc gewechselt hatte, hab ich sie an meinem 8" Newton bei verschiedenen Ankopplungen getestet. Dann am 6" Newton, dann am 6" Mak. Weil der Mak für den hochstehenden Jupiter so "handlich" war, bin ich seither beim Mak geblieben mit einer Ankopplung von f=23 über ne Barlow. An den f=5 Newtons hatte ich Okularprojektion mit f=25. Bei beiden Ankopplungsfaktoren hatte ich durch die Bank weg die besten Ergebnisse. Bei Ankopplungen unter f=20 konnte ich lange nicht so viele Details rauskitzeln.

Zu den theoretischen Betrachtungen kann ich nix beitragen - bin mit Mathe nicht so auf "Du und Du". Formeln machen mir echt Kopfweh. Bin eher der Praxistyp. zwinker

Und aus der Praxis raus kann ich auch blos Ergebnisse mit relativ kleinen Öffnungen beitragen. Vor 2 Jahren war es für mich persönlich ne Sensation, daß ich mit der s/w DMK 31AU03.AS und Astronomik Filtern im Filterrad am 8"er in der Lage war, auf Ganymed´s winzigem Scheibchen bei sehr gutem Seeing und passender Transparenz Helligkeitsunterschiede nachweisen konnte, die in Form und Orientierung denen entsprachen, die andere Fotografen mit 11" oder mehr machten.

Dieses Jahr konnte ich dank der passenden Bahngeometrie von Erdumlaufbahn und Jupiterumlaufbahn die Bedeckung und Verfinsterung von Ganymed durch Io 2x fotografisch mit dem 6" Mak festhalten.

So rein theoretisch wäre das nach meinem Verständnis eigentlich garnicht möglich. Hat doch Ganymed lediglich 1,67 Bogensekunden scheinbaren Durchmesser, der Kernschatten der Sofi hat laut Simulation in Guide 8 grad mal 0,41 Bogensekunden und die theoretische Auflösung meines 6" Mak wird vom Händler mit 0,69 Bogensekunden angegeben. gruebel

Bei einer Ankopplung von f=23 hat Ganymed nach 1,5 fach Drizzle 16 Pixel im Durchmesser, der Kernschatten 6 Pixel. Der Schatten ist auf 13 Summenbildern im Abstand von 30 Sekunden eindeutig da. Hier die Animation vom 12. Februar:



Und hier die Animation vom 20. Februar. Da war das Seeing leider nicht so gut, da mußte ich auf 60 Sekunden Schrittweite gehen:


Beide Aufnahmen hab ich von meinem Balkon am Stadtrand von Ludwigsburg gemacht, nicht im Hochgebirge oder in Namibia. Also bei dem hier in Deutschland üblichen Seeing...

Bei einer Ankopplung mit f=12 (die angeblich für die 3,75 my großen Pixel meiner Farbkamera ausreicht und der Originalankopplung an meinem Mak entspricht), hätte ich das nicht geschafft. Da wären schlicht zu wenig Pixel vorhanden, um das so abbilden zu können...

Die einzige Erklärung, die für mich irgendwie Sinn macht, liegt im kräftigen Kontrastunterschied zwischen dem "hellen" Ganymed und dem schwarzen Schatten. So wie man im Teleskopen mit viel Öffnung visuell die Enketeilung "sehen" kann, oder auch Stromleitungen in mehreren km Entfernung vor dem hellen Mond, obwol es nach der Theorie zum Auflösungsvermögen nach Nyquist nicht paßt...

Für mich steht fest, daß die Anforderungen für langbelichtete Deepsky-Fotos und Planetenfotografie völlig unterschiedlich sind. Irgendjemand hier im Thread hat geschrieben, daß 90 % Qualität völlig ausreicht. Bei Planeten sind 90% Qualität ein Witz. Da fehlen dann "gefühlte 90 %" der Details, die bei gutem Seeing und ausreichend Kontrast möglich wären...
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Grüsse & CS

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blueplanet Offline
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#1143285 - 02/03/2015 04:19 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Gerd_Duering]


Hallo

@Gerd,
Original geschrieben von: Gerd_Duering

Was man denke ich aber in jedem Fall sagen kann ist das Artefakte wohl auch bei 2,9 kein Thema sind.
Ich kann da beim besten Willen nicht erkennen das es bezüglich Artefakten irgendeinen Unterschied zwischen beiden Bildern geben würde.
Das beweist das das von unserem Theoretiker hier permanent vorgebetete Argument Artefakte völlig irrelevant ist.


nur als gedankliche Anregung auf Deinen Seitenhieb:
-Erreicht denn die Optik überhaupt die Beugungsgrenze?
-Wie wirkt sich das auf das Bild aus, wenn die Optik nicht die Beugungsgrenze erreicht, sondern größere Zerstreuungsscheibchen produziert?
-Wie wirken sich dann diese Tiefpass-Filtereigenschaften wohl auf die Artefakte aus?
-Nachdem Du Artefakte ja ausschließt, musst Du sie ja offensichtlich gut erkennen können: also wo und wie würden sich Artefakte denn bemerkbar machen?

PS.: Beide Pics (binned und ungebinned) lassen sich problemlos auf den selben level schärfen (was sagt das wohl?) und dann erkennt man auch die Artefakte in dem binned Bild; aus obigen Gründen natürlich schwächer.


@Fee:
Meine eigenen Erfahrungen gehen ebenfalls in Richtung eines höheren Ankoppelfaktors. Leider läßt sich das halt nur schlecht praktisch "beweisen", da es nur sehr wenige Tage im Jahr mit gutem seeing gibt.
Deswegen eben die Herleitung der optimalen Ankoppelung anhand von theoretischen Überlegungen, Literaturrecherchen und Vergleichsprojekten. Daraus ergibt sich aus schon erläuterten Gründen eben ein sampling deutlich über der Nyquist-Grenze (2 Pixel/cycle), mit Schwerpunkt bei 3 Pixel/cycle bzw. Detail. Interessanterweise arbeiten professionelle hochauflösende Projekte, die den seeing-Einfluss quasi ausschalten (DOT, AO, ...) und somit optimal ausgelegt werden können, ebenfalls in etwa bei diesem sampling.
Auf unseren Fall übertragen entspräche das in etwa einem Ankoppelfaktor von ca. 6,2x (Blaukanal, RGB-Aufnahmen).

Bei einer 3,75um-Pixel-Cam ergäbe das dann in etwa f/23 (N=6,2 x Pixelbreite).

Ciao Werner

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Ries Offline
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#1143296 - 02/03/2015 09:23 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Gerd_Duering]


Hallo Fee,

bei der Theorie kann ich auch nicht mitreden. Das überlasse ich den beiden Anbindungsfraktionen.

Auf den Punkt gebracht, geht es darum, welcher Wert für P in der Formel N = P x µ der "richtige" ist.

Leider kann man ja die Bilder von verschiedenen Bildautoren mit unterschiedlichen Equipment und Standortbedingungen nicht wirklich objektiv vergleichen. Deine Bilder sind natürlich spitze und mit ca. P ~ 6 aufgenommen. Aber die Jupiterbilder von Jan sind auch spitze und der setzt auf P ~ 3.
Deine Erfahrungen gehen in die Richtung, dass du mit P ~ 6 besser fährst. Aber 100% sicher kann man da nie sein, da das Seeing in den verschiedenen Nächten unterschiedlich war und ob der Fokus jeweils wirklich 100% getroffen wurde. Ich glaub dir das natürlich, aber "beweisen" kannst du es nicht.

Daher mein Vorschlag, in der Formel N = P x µ die Pixelgröße durch das Binning zu verändern und da man ja weiter mit der gleichen Brennweite arbeitet, wir der Wert für P halbiert.
Wenn also jemand mit P ~ 6 arbeitet, kann er ohne das Setup und den Fokus zu verändern Vergleichsvideos mit P ~ 3 aufnehmen.


F/23 23 ~ 6 x 3,75
F/23 23 ~ 3 x 7,5

Falls die Kamera und die Aufnahmesoftware das Binning zulassen, könnte man zumindest praxisnahe Vergleichsbilder bekommen.

Jan hat noch den Versuch angeregt, seine Optik abzublenden, um damit auf diese Weise unterschiedlcihe P zu erhalten.

Sicher lässt sich auch damit was zeigen. Kritiker könnten wieder einwerfen, dass damit eventuell die Obstruktion steigt, oder er verwendet eine Offaxisblende und wäre damit plötzlich obstuktionsfrei.... Beim Binningversuch wäre natürlich auch der Gain oder die Belichtungszeiten unterschiedlich..... Überalle gibts noch Lücken im Versuchablauf, aber die Ergebnisse lassen sich aus praxisrelevanter Sicht einigermaßen gut interpretieren.

Je mehr Planetenfotografen dies Tests durchführen, umso ausagekräftiger wird das ganze, besonders wenns noch Zusatzinfos wie Seeing, Transparenz, usw. gibt. Vielleicht kann man dann irgendwann auch mal Rückschlüsse ziehen, bei welchem Seeing und welchem P man gut Ergebnisse erwarten kann.

Viele Grüße
Wolfgang
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Peter_Kratzek Offline
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#1143344 - 02/03/2015 14:24 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Sternenfee123]


Hallo,

Original geschrieben von: Sternenfee123
So rein theoretisch wäre das nach meinem Verständnis eigentlich garnicht möglich. Hat doch Ganymed lediglich 1,67 Bogensekunden scheinbaren Durchmesser, der Kernschatten der Sofi hat laut Simulation in Guide 8 grad mal 0,41 Bogensekunden und die theoretische Auflösung meines 6" Mak wird vom Händler mit 0,69 Bogensekunden angegeben. gruebel

Bei einer Ankopplung von f=23 hat Ganymed nach 1,5 fach Drizzle 16 Pixel im Durchmesser, der Kernschatten 6 Pixel. Der Schatten ist auf 13 Summenbildern im Abstand von 30 Sekunden eindeutig da. Hier die Animation vom 12. Februar:

Die einzige Erklärung, die für mich irgendwie Sinn macht, liegt im kräftigen Kontrastunterschied zwischen dem "hellen" Ganymed und dem schwarzen Schatten. So wie man im Teleskopen mit viel Öffnung visuell die Enketeilung "sehen" kann, oder auch Stromleitungen in mehreren km Entfernung vor dem hellen Mond, obwol es nach der Theorie zum Auflösungsvermögen nach Nyquist nicht paßt...

Das liegt daran, dass die ~0,77 arcsec (Dawes' Limit beim 555nm) Auflösungsvermögen eines 6 Zoll Teleskopes nur für die Point Spread Funktion (PSF) gelten. Also für die Trennung zweier (gleichhellen und inkohärenten) Punktlichtquellen wie z.B. Sterne. Bei einzelnen dunklen Linien auf hellem Hintergrund gilt die Edge Spread Funktion* (ESF). Hier liegt das Auflösungsvermögen deutlich höher.

Dafür hab ich mal eine Simulation mit dem Programm 'Aberrator' und dessen Funktion 'Planet' gemacht. Das Bild zeigt die Simulation eines 147mm Teleskopes bei 555nm, welches hier im Dawes' Limit der PSF eine Auflösung von ~0,80 arcsec hat. Das Bild hat 20 Pixel/arcsec (entpsricht also einer Kameraankopplung von ~28*p). Das Streifenmuster entpricht genau der Auflösungsgrenze (Dawes' Limit) der PSF/LSF des Telekopes (die Line Spread Funktion (LSF) entspricht laut 'telescope optics' (text von FIG 14)* etwa der PSF). Die beiden Waagerechten einzelnen Linien haben nur eine Breite von 0,1 arcsec und 0,05 arcsec und können trotzdem noch detektiert werden (jedoch nicht mehr aufgelöst). Darunter noch 2 Punkte im Abstand der Auflösungsgrenze (PSF) des Telekopes:

(rechte Maustaste aufs Bild -> Grafik anzeigen für volle Größe)



*siehe "Figure 14": telescope optics

Gruß Peter

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Jan_Fremerey Offline
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#1143357 - 02/03/2015 15:16 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Ries]


Original geschrieben von: Ries
hat schon wer einen Binning-Versuch gemacht? Zumindest in Firecapture kann man die AL5 auch im 2x2bin betreiben.

Hallo miteinander,

aufgrund mehrerer Versuche mit Binning habe ich inzwischen Zweifel an der Binning-Funktion, zumindest aber an dem Zusammenspiel meiner Chameleon Cam mit FireCapture bei der Anwendung dieser Funktion.

Nach den ersten Binning-Tests mit meinem exzentrisch auf f/22 abgeblendeten 10"-Spiegel an der zuvor schon als Testobjekt verwendeten Antennenanlage hatte ich zunächst mit Binning, d.h. mit einem effektiven Pixelraster von 7,5µm ein deutlich schlechteres Bildergebnis als mit 3,75 µm. Daraufhin habe ich probeweise das mit 3,75 µm aufgenommene Video mit Hilfe von VirtualDub einem 2x2 Binning unterzogen und habe das verkleinerte Video sodann in derselben Weise aufbereitet wie das direkt mit der Kamera gebinnte. Dabei kam zu meiner Überraschung ein Bildergebnis heraus, welches von dem mit 3,75 µm aufgenommenen kaum noch zu unterscheiden ist.

In der folgenden Animation sind alle drei Ergebnisse egenübergestellt:



Wenn wir diesem Verfahren vertrauen, liegen wir anscheinend "experimentell" mit 3*p und 6*p wieder nicht so weit auseinander ! Wie ist Eure Meinung dazu ?

Gruß, Jan


Bearbeitet von Jan_Fremerey (02/03/2015 16:13)

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Christian_P Offline
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#1143382 - 02/03/2015 17:11 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Jan_Fremerey]


Hallo Wolfgang
Original geschrieben von: Ries
du arbeitest ja mit ca. P=6 und mit meiner AL zumindest kann man in Firecapure binnen. Da wäre es doch für dich vielleicht auch möglich,den Test wie ich ihn weiter oben beschrieben habe, bei deiner nächsten Jupiter-Session durchzuführen.
bei den letzten beiden Gelegenheiten hatte ich wirklich mal N = 7*P verwendet. Ich habe aber auch schon öfter mal recht knappe Kameraankopplungen genutzt. Ein Extrembeispiel war das Bild von Mars und Saturn bei f/10 und 5.2µm Pixeldurchmesser (N ~ 2*P). Ich habe also schon oft verschiedenes ausprobiert, leider aber noch keinen Direktvergleich.

Da sich nun offenbar herausgestellt hat, dass das Binning problematisch ist, würde ich einen Test Mit-Ohne-Barlow besser finden. Dem Binning habe ich schon weiter oben nicht über den Weg getraut, jedenfalls hatte ich Zweifel an Jan's ersten Ergebnissen. Einen entsprechenden Test werde ich wohl mal machen.





Hallo Gerd
Original geschrieben von: Gerd_Duering
Antwort auf:
3*P scheint ja fast nur halb so Detailreich wie 6*
also für so eine Aussage fehlen mir ehrlichgesagt auf den Bildern die ganz feinen Details an denen ich sowas festmachen könnte.
Wie kommst du da drauf und woran machst du es genau fest?
Ganz konkret, welches feine Detail auf dem Bild ist denn bei N=6*P sichtbar und bei N = 3*P nicht?
unten am Antennenansatz auf der weißen Fläche sind die Details bei 3*P total verwaschen und bei 6*P scharf. Wenn du das nicht siehst, empfehle ich einen guten Optiker ;-). Sowas kommt so extrem am Planeten/Mond nicht raus. Das ist oben ja so, als hätte man mit geringerer Öffnung aufgenommen. So stellt sich das praktisch nicht dar. Was man eventuell sieht, ist eine etwas bessre Detailzeichnung aber nicht einmal verwaschen und einmal scharf. Naja, aber der Test in dieser Form ist eh hinfällig, weil das Binning wohl Murks ist.





Hallo Jan
Original geschrieben von: Jan_Fremerey
Wenn wir diesem Verfahren vertrauen, liegen wir anscheinend "experimentell" mit 3*p und 6*p wieder nicht so weit auseinander ! Wie ist Eure Meinung dazu ?
Ja, meine Meinung dazu ist eben die, dass der Unterschied nicht so groß sein kann, wie er in deinem ersten Vergleich noch mit Wundertüte rüber kommt. Wenn man schon bei ca. N = 3*P videografiert, kann man das durch eine Verdoppelung nicht mehr extrem steigern. Eventuell wird man geringfügig besser, was bei mäßigem Seeing aber durchaus nicht der Fall sein braucht.




Viele Grüße,
Christian

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Sternenfee123 Offline
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#1143429 - 02/03/2015 19:31 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Ries]


Hallo Wolfgang,

Antwort auf:
Auf den Punkt gebracht, geht es darum, welcher Wert für P in der Formel N = P x µ der "richtige" ist.

Leider kann man ja die Bilder von verschiedenen Bildautoren mit unterschiedlichen Equipment und Standortbedingungen nicht wirklich objektiv vergleichen.


das ist richtig. Man müßte am selben Standort mit 2 Teleskopen der selben Bauart, der selben Öffnung und 2x der selben Kamera testen. Außerdem müßte auch noch Aufnahmeprogramm und Rechnerkonfiguration (Motherboard, Graphikkarte, Festplatte, RAM, Betriebssystem) identisch sein. Je nach Rechner ergeben sich nämlich in der Praxis unterschiedliche fps.

Zuerst mit beiden Aufbauten einen Sterntest machen, um die Justage der Teleskope zu dokumentieren, dann jeweils zur selben Zeit die Aufnahmen starten/beenden.

Und dann noch die Videos gleich behandeln...

Ich denke, das bekommen wir nicht hin. frown

Antwort auf:
Deine Erfahrungen gehen in die Richtung, dass du mit P ~ 6 besser fährst. Aber 100% sicher kann man da nie sein, da das Seeing in den verschiedenen Nächten unterschiedlich war und ob der Fokus jeweils wirklich 100% getroffen wurde. Ich glaub dir das natürlich, aber "beweisen" kannst du es nicht.


daß ich in beiden Fällen den Fokus "richtig" getroffen habe, denke ich schon. Ich verlasse mich nicht auf die Innenfokussierung mit Spiegelshifting, ich hab nen ordentlichen OAZ dran, mit 1:10 Übersetzung, der durch einen Motorfokussierer angetrieben wird. Das Übersetzungsverhältnis vom Fokussierer hab ich jetzt nicht im Kopf, draußen windet es und Regen peitscht auf den Balkon. Da nehme ich die Regenabdeckung nicht ab und zähl die Zähne auf dem Ritzel...

Die Geschwindigkeit vom Fokussierer ist so eingestellt, daß ich das leise "tsch" höre, mit der das Ritzel um 1 Zahn weiterbewegt wird. Und ich sehe im Livebild, wie sich der Anblick dabei ändert. Ich hab bei gutem Seeing eine Fokustoleranz von 3 Ritzelschritten, ehe das Bild wieder schlechter (= unschärfer/flauer) wird. Ist das Seeing nur durchschnittlich, sind es 6 oder 7 Schritte. Ist das Seeing mau, sind es 20 Schritte oder mehr ohne sichtbare Veränderung am Livebild. Dann macht eine Aufnahme keinen Sinn, weil nix gscheites mehr dabei rauskommt...

Zum Fokussieren nehem ich mir immer genügend Zeit...

Antwort auf:
Daher mein Vorschlag, in der Formel N = P x µ die Pixelgröße durch das Binning zu verändern und da man ja weiter mit der gleichen Brennweite arbeitet, wir der Wert für P halbiert.


Ich hab grad nachgesehen, FC bietet mir für die angeschlossene ALCCD5L-IIc kein Binning an, dieser Knopf ist grau. frown

Ich müßte also zwischen den Aufnahmen einen größeren Umbau vornehmen. Barlow raus, OAZ um mehrere cm reinfahren, Kamera rein, neu orientieren, neu fokussieren. Das kostet Zeit. So ca. 10 Minuten. In der Zeit kann sich das Seeing schon deutlich ändern. frown

Antwort auf:
Jan hat noch den Versuch angeregt, seine Optik abzublenden, um damit auf diese Weise unterschiedlcihe P zu erhalten.


Das mag bei großen Öffnungen eine Option sein. Aber von 6 auf 3" abblenden? Das ist reichlich sinnfrei für hochaufgelöste Planetenaufnahmen. laugh

Außerdem würde das ebenfalls bedeuten, daß ich ca. 10 Minuten Zeitversatz hab, weil ich dabei erstmal das Teleskop von Jupiter wegschwenken müßte, um die Taukappe wegzunehmen, die Blende aufzulegen, die Taukappe wieder drauf zu fummeln und dann erneut Jupiter anzufahren mit all den Verrenkungen, die ich dabei auf dem Balkon machen muß. Ich kann nicht ums Teleskop rumlaufen...

Ich hab mittlerweile per email von nem befreundeten Astrokollegen mit C11 und einem 16" Newton einen anderen Betrachtungsansatz bekommen. Er schreibt mir, daß es für ihn mit seiner s/w Kamera völlig wurscht ist, ob er am C11 oder am 16"er mit unterschiedlichen Ankopplungswerten arbeitet. Er braucht für vergleichbar gute Bilder einfach eine Mindestgröße von Jupiter (Abbildungsmaßstab auf dem Chip) von ca. 350 Pixeln am Äquator. So greifen seine Bildbearbeitungsroutinen am besten.

Das deckt sich mit meinen Erfahrungen, daß auch ich bei einer Mindestgröße von 310 oder 320 Pixeln die besten Ergebnisse erziele.

Ich denke, bei der Vielfalt an Instrumenten, Kameras und Rechnerhardware können wir das Thema nicht wirklich erschöpfend mit einem exakten rechnerischen Modell (graue Theorie/Mathematik) erfassen und müssen uns mit empirischen Näherungen zufrieden geben. Aufnahmen mit Fotoobjektiven an irdischen Motiven sind nicht so aussagekräftig, weil da zu viele Faktoren (insbesondere die CA der Fotoobjektive sowie generell das problematische Justieren derselben) bei Farbkameras das Ergebnis massiv beeinflussen/verfälschen...

Antwort auf:
Je mehr Planetenfotografen dies Tests durchführen, umso ausagekräftiger wird das ganze, besonders wenns noch Zusatzinfos wie Seeing, Transparenz, usw. gibt.


Dazu muß man nur die Bilder einer ganzen Opositionsperiode bei ALPO Japan entsprechend "filtern". Schaut man bei den "hochaufgelösten Bildern" mit "großen Pötten" (Olivetti, Go, Camarena, Philips, Sussenbach, Lemaire, Lewis, Wesley, Pellier, Hansen, Macdonald, Delcroix, ...) bzw. in meiner "Größenklasse" (Jacquesson, Carrozzi...] auf die Metadaten (Öffnung, Ankopplungsfaktor, Kamera) kristallisiert sich schon ein Ergebnis raus. Nämlich hin zu f=20 und mehr bei Farbkameras sowie f=16 und mehr bei s/w mit Farbfiltern.

Ich bin dieses Jahr mangels Zeit leider noch nicht dazu gekommen, meine Bilder einzuschicken. Werde es aber hoffentlich demnächst nachholen können...
_________________________
Grüsse & CS

Fee

8" f/5 Newton, 6" f/5 Newton, 130/650 Newton, 150/1800 Mak, 4" f/5 FH, Sphinx, NP

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Gerd_Duering Offline
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#1143467 - 02/03/2015 21:26 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Sternenfee123]


Hallo Fee,

bist du sicher das dein Mack nur 6“ hat ;-)
Nein Scherz bei Seite.
Ignorieren wir mal das Auflösungslimit auf Basis der PSF für 6“ Öffnung und nehmen mal an das dein Teleskop den Schatten zeigen kann.
Es sieht ja offensichtlich so aus.
Du hattest mit F25 und damit bei 152mm Öffnung also mit 3800mm Brennweiten gearbeitet.
Der Schatten hatte 0,41“ Durchmesser.
Bei 3800mm Brennweite ist dieser Schatten dann tan 0,41“ * 3800mm = 0,000001987*3800mm = 0,0075mm bzw. 7,5 µm auf dem Chip groß.
Du hast mit 3,75µm Pixeln gearbeitet.
Damit war der Schatten exakt 7,5/3,75 = 2 mal so groß wie deine Pixel.
Wenn Du das beste Ergebnis bei dieser Brennweite hattest bedeutet das das 2Pixel / Linie absolut ausreichend sind nicht 3Pixel/Linie wie andere behaupten.

@Christian

Antwort auf:
unten am Antennenansatz auf der weißen Fläche sind die Details bei 3*P total verwaschen und bei 6*P scharf. Wenn du das nicht siehst, empfehle ich einen guten Optiker ;-).


Ja klart sehe ich das und darum schrieb ich ja auch.

Original geschrieben von: Gerd_Duering
Ich sehe hier in erster Line Unterschiede bei Kontrast und Schärfe, weniger in den sichtbaren Details.
Die Unterschiede bei Kontrast und Schärfe dürften auch der Nachvergrößerung geschuldet sein.


Die von dir angesprochenen Details mit schwachem Objektkontrast leiden natürlich besonders unter dem Verlust an Bildkontrast der sich bei N=3P zeigt.
Nur sind diese Details bedeutend größer als die Grenzfrequenz des Chips, selbst wenn mit Binning gearbeitet wird liegen wir hier doch noch eher in der Gegend von 4Pixeln Größe und ohne Binning dann dementsprechend bei 8Pixeln Größe.
Selbst die hartgesottenen hier meinen aber das 3Pixel / Linie ausreichend sind, ich halte 2Pixel/ Linie für ausreichend und das zeigt ja auch sehr schön das Bild von Fee mit dem Mondschatten der ja bei der von ihr verwendeten Brennweite exakt 2 Pixel groß war und doch recht deutlich zu erkennen ist.

Ich sehe die Ursache für den von dir erwähnten Kontrastverlust bei diesen recht großen Details (4 Pixel und größer) daher eher in der Bildbearbeitung sprich konkret im verwendeten Algorithmus zur Nachvergrößerung.
Das hattte ich in meiner Beurteilung bereits mit berücksichtigt.

Grüße Gerd


Bearbeitet von Gerd_Duering (02/03/2015 21:54)

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blueplanet Offline
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#1143504 - 03/03/2015 08:25 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Gerd_Duering]


Hallo,

@Gerd:
Original geschrieben von: Gerd_Duering

Damit war der Schatten exakt 7,5/3,75 = 2 mal so groß wie deine Pixel.
Wenn Du das beste Ergebnis bei dieser Brennweite hattest bedeutet das das 2Pixel / Linie absolut ausreichend sind nicht 3Pixel/Linie wie andere behaupten.

und
Original geschrieben von: Gerd_Duering

Selbst die hartgesottenen hier meinen aber das 3Pixel / Linie ausreichend sind, ich halte 2Pixel/ Linie für ausreichend und das zeigt ja auch sehr schön das Bild von Fee mit dem Mondschatten der ja bei der von ihr verwendeten Brennweite exakt 2 Pixel groß war und doch recht deutlich zu erkennen ist.


Nur zum Nachdenken: hier wurde gedrizzlet! Die Diskussion in Zusammenhang mit Jans Bilder (ich hab' da explizit auf den Einfluß des Drizzelns hingewiesen) und Autostackert ist Dir wohl entgangen?. Wie ändert das wohl die Dinge hier?


@All:
Leider hab' ich keinen neuen Vergleich der Ankoppelungen. Deswegen hab' ich nocheinmal versucht, aus den Daten von 2009 mit einer feineren Bearbeitung alle möglichen Details herauszuarbeiten. Rauschen und Farben hab' ich nicht weiter optimiert.
Sicher dürfte man das mit aktuellerem Equipment und optimalen seeing besser hinkriegen, aber es zeigt doch deutlich die Tendenz: bei einer größeren Ankoppelung (hier mit f/40 sogar über dem optimalen Wert) waren hier mehr Details herauszuarbeiten.

Falls ich irgendwann Zeir hab', probier' ich das f/20-Material mal mit Drizzlen beim stacking aufzuarbeiten, um zu sehen, wieviel Details man damit evtl. wiedergewinnen kann.

Daten zu den Aufnahmen:
Optik: 150mm-f/20-Kutter mit und ohne 2x Powermate
Cam: sw-mod-ToUCam (5,6um-Pixel) mit Interferenz-RGB-Filter
Es wurden im Wechsel mehrere Aufnahmeserien bei f/20 und f/40 erstellt (mit und ohne Barlow) und die besten davon aufgearbeitet.
Ankoppelungen:
f/40 = 7,1x Pixelbreite (ca. 4 Pixel/cycle bzgl. 550nm)
f/20 = 3,6x Pixelbreite (ca. 2 Pixel/cycle bzgl. 550nm)

In der obere Reihe ist das f/40-Bild (links) Origröße und das f/20-Bild 2x sinc-hochskaliert.
In der unteren Reihe ist das f/20-Bild (rechts) Ori-Größe und das f/40-Bild in der Auflösung halbiert.

Ciao Werner


Anhänge
jup-14-17-neubearb-gau-iter-RGB-f40-color--collage.jpg



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Jan_Fremerey Offline
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#1143526 - 03/03/2015 11:03 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Jan_Fremerey]


Original geschrieben von: Jan_Fremerey
Wenn wir diesem Verfahren vertrauen, liegen wir anscheinend "experimentell" mit 3*p und 6*p wieder nicht so weit auseinander

In dem oben beschriebenen Versuch basiert das per Software-Binning gewonnene Video auf derselben Belichtungszeit wie das Originalvideo. Noch nicht berücksichtigt ist demnach die Möglichkeit, bei 3*p 4x kürzer belichten zu können als bei 6*p und somit in einer vorgegebenen Zeit 4x so viele Videoframes auf die Festplatte zu bekommen. Diese Maßnahmen erscheinen ja in der Praxis durchaus von Interesse im Hinblick auf die Einschränkung der Auswirkungen des Seeings sowie zur Reduzierung des Bildrauschens.

Gruß, Jan

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Jan_Fremerey Offline
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#1143528 - 03/03/2015 11:13 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: blueplanet]


Hallo Werner,

Deine Jupiterbilder beweisen gar nichts, weil sie nicht gleichzeitig aufgenommen wurden. Unterschiede im Seeing und bei der Fokussierung können nicht ausgeschlossen werden. Insofern erscheint mir die Gegenüberstellung zweier gleichzeitig gewonnener Aufnahmen mit und ohne Binning - siehe oben - in der Tat "unverdächtiger".

Gruß, Jan

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Ries Offline
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#1143533 - 03/03/2015 11:46 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Gerd_Duering]


Hallo,

anscheinend gibt es Unterschiede zwischen Sensorbinning und Softwarebinning.

Binning-Wikipedia

Auf Nachfrage wurde mir bestätigt, das FC bei den TIS und im Webcammodus Softwarebinning verwendet und die anderen Kameras die treiberbedingte Binningmethode angewendet. Die müsste man vom Kamerahersteller erfragen.

Wie stark und warum es Unteschiede in den Binningmethoden gibt, kann ich nicht sagen. Im Link oben gibts ein Beispielbild von einer Meise auf der rechten Seite.
Auch was VT da mit den Videos macht kann ich nicht sagen. Zumindest beim Sensorbinning sollte ein größeres Pixel einigermaßen Naturgetreu simuliert werden, sprich weniger Auflösung, dafür empfindlicher und weniger Ausleserauschen.

Jedenfalls wäre es ja kein Aufwand die Binningversuche auch mal am Nachthimmel durchzuführen;-).

Viele Grüße
Wolfgang
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Jan_Fremerey Offline
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#1143548 - 03/03/2015 12:56 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Ries]


Original geschrieben von: Ries
anscheinend gibt es Unterschiede zwischen Sensorbinning und Softwarebinning.

Hallo Wolfgang,

wenn Du Dich auf die bei Wikipedia gezeigten Meisenfotos beziehst, dann nehme ich im Hinblick auf den Haupt-Text an, dass dort auschließlich von Software-Binning in Echtzeit während der Aufnahme die Rede ist. Da mag es je nach Algorithmus durchaus erhebliche Unterschiede in der Ausgabequalität geben.

Die von mir mit Hilfe der Binning-Funktion von VirtualDub ohne Zeitdruck (!) erzeugte Videodatei, siehe oben, erscheint mir dagegen klar und unverdächtig und sie basiert jedenfalls auf exakt zeitgleich mit dem Originalvideo erfassten Daten.

Versuche am Nachthimmel bringen m.E. nur dann eine hilfreiche Information, wenn das Seeing gewisse Mindestanforderungen erfüllt. Die hat man aber insbesondere mit größeren Optiken nur recht selten.

Gruß, Jan

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Peter_Kratzek Offline
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#1143552 - 03/03/2015 13:27 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Jan_Fremerey]


Hallo Jan,

Original geschrieben von: Jan_Fremerey
Nach den ersten Binning-Tests mit meinem exzentrisch auf f/22 abgeblendeten 10"-Spiegel an der zuvor schon als Testobjekt verwendeten Antennenanlage hatte ich zunächst mit Binning, d.h. mit einem effektiven Pixelraster von 7,5µm ein deutlich schlechteres Bildergebnis als mit 3,75 µm. Daraufhin habe ich probeweise das mit 3,75 µm aufgenommene Video mit Hilfe von VirtualDub einem 2x2 Binning unterzogen und habe das verkleinerte Video sodann in derselben Weise aufbereitet wie das direkt mit der Kamera gebinnte. Dabei kam zu meiner Überraschung ein Bildergebnis heraus, welches von dem mit 3,75 µm aufgenommenen kaum noch zu unterscheiden ist.
Hast Du hier bei dem Test mit dem 10"-Spiegel auch wieder einen Rotfilter (~650nm) genutzt?

Gruß Peter

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Christian_P Offline
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#1143595 - 03/03/2015 16:53 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Gerd_Duering]


Hallo Gerd
Original geschrieben von: Gerd_Duering
Ich sehe die Ursache für den von dir erwähnten Kontrastverlust bei diesen recht großen Details (4 Pixel und größer) daher eher in der Bildbearbeitung sprich konkret im verwendeten Algorithmus zur Nachvergrößerung.
Das hattte ich in meiner Beurteilung bereits mit berücksichtigt.
Deine Einschätzung liegt hier wiedermal daneben. Bei einer nachträglichen Bildvergrößerung können keine wesentlichen Informationsverluste entstehen, solange man mindestens bilineare Interpolation verwendet. Das konnte ich an zahlreichen Jupiterbildern praktisch bestätigen. So krasse Unterschiede wie bei Jan's erstem Vergleich kommen durch Interpolationsverluste (vergrößernd!) bei diesen unterschiedlichen N-Werten nicht zustande. Die Ursachen liegen woanders -> eventuell Binningproblematik. Es ist etwas anderes, wenn man Bilder verkleinert. Siehe dazu deinen Disput mit Werner (blueplanet).


Beste Grüße,
Christian

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Christian_P Offline
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#1143604 - 03/03/2015 17:21 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Jan_Fremerey]


Hallo Jan
Original geschrieben von: Jan_Fremerey
Deine Jupiterbilder beweisen gar nichts, weil sie nicht gleichzeitig aufgenommen wurden. Unterschiede im Seeing und bei der Fokussierung können nicht ausgeschlossen werden. Insofern erscheint mir die Gegenüberstellung zweier gleichzeitig gewonnener Aufnahmen mit und ohne Binning - siehe oben - in der Tat "unverdächtiger".
Vorsicht! Zwei kurz nacheinander aufgenommene Jupitervideos bei stabilem Seeing mit gleicher Optik und nahezu gleicher Bildbearbeitung stellen den stärksten Test dar, den wir momentan durchführen können! Kein anderer "Labortest" kommt dem so nahe. Beim Binning-Test muss genauso der Modus gewechselt werden, was einem Wechsel von/zur Barlow nahezu gleichkommt. Da das Binning offenbar nicht so ohne Weiteres vertrauenswürdig ist, stellt Werners Test somit ein extrem starkes Argument dar. Ich sehe auch, dass hier noch Reserven durch Drizzling da sind.


Original geschrieben von: Jan_Fremerey
Versuche am Nachthimmel bringen m.E. nur dann eine hilfreiche Information, wenn das Seeing gewisse Mindestanforderungen erfüllt. Die hat man aber insbesondere mit größeren Optiken nur recht selten.
Dann dürfte es unter der Annahme keinen Vorteils für "übermäßige" Brennweitennutzung jedenfalls nur selten passieren, dass eine f/20-Aufnahme etwas schlechter ist als eine mit f/40, denn Seeing wird immer zugunsten der kurzbrennweitigeren Kameraankopplung wirken, also eher für einen "Gleichstand" sorgen.




Viele Grüße,
Christian

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Jan_Fremerey Offline
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#1143637 - 03/03/2015 18:39 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Peter_Kratzek]


Original geschrieben von: Peter_Kratzek
Hast Du hier bei dem Test mit dem 10"-Spiegel auch wieder einen Rotfilter (~650nm) genutzt?

Hallo Peter,

das ist richtig, habe allerdings unmittelbar danach auch noch mit Blaufilter aufgenommen. Hier ist der animierte Vergleich zwischen den Ergebnissen aus dem mit 3,75 µm bei f/22 aufgenommenen Originalvideo und dem nachträglich durch Binning verkleinerten Video, welches einem Kameraraster von 7,5 µm entspricht:



Aufgrund des Verhältnisses der von den Filtern Rot und Blau durchgelassenen mittleren Wellenlängen und der dementsprechend zu erwartenden höheren Bildauflösung im Blauen hätte ich den Blauvergleich gerne um den Faktor 1,5 größer dargestellt als den weiter oben gezeigten Rotvergleich. Da bekam ich aber leider schon Probleme mit Artefakten, und zwar auch bei der Verarbeitung des Originalvideos. Aus diesem Grunde habe ich hier den Abbildungsmaßstab nur um 20% höher eingestellt als beim Rotvergleich.

Gruß, Jan

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Jan_Fremerey Offline
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#1143641 - 03/03/2015 19:08 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Christian_P]


Original geschrieben von: Christian_P
Zwei kurz nacheinander aufgenommene Jupitervideos bei stabilem Seeing

Hallo Christian,

die beiden Aufnahmen liegen eine halbe Stunde auseinander. Ich habe es oft genug erlebt, dass das Seeing innerhalb von 10 min massiv abstürzt.

Original geschrieben von: Christian_P
Kein anderer "Labortest" kommt dem so nahe.
Da magst Du gewiss Recht haben, denn im Labor kommen Seeing-Abstürze eher selten vor.

Original geschrieben von: Christian_P
Da das Binning offenbar nicht so ohne Weiteres vertrauenswürdig ist
Das würde ich nur über das Binning unmittelbar während der Aufnahme behaupten. Das nachträgliche Binning eines mit langer Brennweite aufgenommenen Videos in der Art, wie ich es oben gezeigt habe, erscheint mir weitgehend unverdächtig. Insbesondere basiert das durch nachträgliches Binning erzeugte Video auf Bilddaten, die garantiert ohne Zeitversatz zu den Daten des Originalvideos aufgenommen wurden.

Gruß, Jan


Bearbeitet von Jan_Fremerey (03/03/2015 19:15)

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blueplanet Offline
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#1143668 - 03/03/2015 22:07 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Jan_Fremerey]


Hallo Jan,

Original geschrieben von: Jan_Fremerey

Deine Jupiterbilder beweisen gar nichts, weil sie nicht gleichzeitig aufgenommen wurden. Unterschiede im Seeing und bei der Fokussierung können nicht ausgeschlossen werden.


Deine Argumente haben für diesen Vergleich keine Bedeutung.
Seeing und Defokusierung als den Test entscheidend beeinflussende Faktoren kann ich ziemlich sicher ausschließen. Dafür hab' ich die Statistik bemüht:

Ich hab' an dem Abend 18 (!) Sätze an RGB-Aufnahmen im stetigen Wechsel zwischen f/40 und f/20 aufgenommen. Ich hab' alle Sets bearbeitet und verglichen. Die Unterschiede zwischen den einzelnen Sets (sowohl in f/40 als auch f/20 und über die Farbkanäle) waren nicht groß. Aus den Serien wurden sowieso nur die beiden "besten" Bilder hier präsentiert. Das seeing spielte also für die Vergleicbarkeit in diesem Fall keine Rolle.

Das Fokusieren an einem f/20-Kutter ist im Gegensatz zu einem beispielsweise f/5-Newton ein Kinderspiel und bei sorgfältiger Ausführung unkritisch.

Dagegen war eine Tendenz eindeutig erkennbar: in den f/20-Bildern konnten nie so viele Details sichtbar gemacht werden, wie in den f/40-Aufnahmen!
Die beiden aus den f/40- und f/20-Serien ausgewählten Bilder zeigen eben genau das.

Original geschrieben von: Jan_Fremerey

Insofern erscheint mir die Gegenüberstellung zweier gleichzeitig gewonnener Aufnahmen mit und ohne Binning - siehe oben - in der Tat "unverdächtiger".


Gleichzeitig geht sowieso nicht!
Denn das von Dir verwendete Software-Binning greift auf die bei der höheren Ankopplung gewonnenen Information interpolierend zurück! Deswegen der geringe Unterschied zwischen den Bildern: höhere Ankopplung vs. Software-gebinned.
Du musst schon von Material ausgehen, in dem diese Informationen NICHT vorhanden sind (also ECHTES Binning)!

Falls überhaupt, dann muss man AUF ALLE FÄLLE das Binning in der Cam verwenden!

Ciao Werner

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Jan_Fremerey Offline
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#1143681 - 03/03/2015 23:23 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: blueplanet]


Original geschrieben von: blueplanet
Denn das von Dir verwendete Software-Binning greift auf die bei der höheren Ankopplung gewonnenen Information interpolierend zurück!

Hallo Werner,

"interpolierend" - wie soll denn das gehen ?! Wenn ich die Beschreibung der Filter-Funktion "2:1 reduction" bei VirtualDub richtig verstehe, dann werden da jeweils 2x2 Pixel additiv zusammengefasst. Es bleibt eine Matrix mit einer um den Faktor 4 reduzierten Pixelzahl.

Zitat: "This filter is equivalent to applying a 2x2 box filter (average 4 pixels) and then doing a point-sampled resize by half."

Da werden doch offensichtlich 3/4 der im Originalvideo steckenden Detailinformationen unwiederbringlich verworfen. Das mit Hilfe von VirtualDub aus dem Originalvideo mit 1280 x 960 Pixeln erzeugte Video hat in der Tat nur ein Format von 640 x 480. Das ist für mich genau das Gegenteil von Interpolieren, wobei man doch eine größere Matrix mit zusätzlichen interpolierten Zwischenwerten erzeugt, wie etwa bei Vergrößerungen des Abbildungsmaßstabs mit Hilfe des dSinc-Algorithmus.

Edit: Mit meinem weiter oben demonstrierten Vergleichstest wollte ich eigentlich nur zeigen, dass die von der Aufnahme-Software bereitgestellte Binning-Funktion anscheinend mit der von mir verwendeten Kamera nicht erwartungsgemäß funktioniert, und dass dies vermutlich der Grund für die im Binning-Modus zu verzeichnende Einbuße an Bildqualität ist.

Gruß, Jan


Bearbeitet von Jan_Fremerey (04/03/2015 00:02)

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Ries Offline
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#1143685 - 04/03/2015 01:11 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Gerd_Duering]


Hallo Jan,

wieviele MB hat den dein gefiltertes AVI im vergleich zum Original-AVI?

Ich hab den 2:1 reduction -Filter in VD auf ein Avi von mir angewendet. Das Original hatte 1200 MB, dass gefilterte dann 900 MB. Wenn das neue AVI nur ein Viertel der Pixel hat, müsste das ja nur um die 400 MB haben.

Wenn man das 2:1 reduction gefiltete AVI noch mal fitert und abspeichert kommt tatsächlich ein 225 MB-AVI raus. Also das was man erwarten würde.....

Dann hab ich das ganze mit einem Jupiter -AVI wiederholt.
270 MB im Orignial
202 MB nach der ersten 2:1 Reduktion
50 MB nach der zweiten 2:1 Reduktion

Schau doch bitte, ob das bei dir auch so ist.

Wenn es so ist, was sind dann die 200% überflüssiger Daten nach der ersten Filterung wenn tatsächlich nur 4 Pixel auf eines Reduziert wurde, wie es beim Binning der Fall wäre?

Viele Grüße
Wolfgang

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Jan_Fremerey Offline
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#1143691 - 04/03/2015 07:55 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Ries]


Original geschrieben von: Ries
Das Original hatte 1200 MB, dass gefilterte dann 900 MB.

Hallo Wolfgang,

das ist bei mir auch so, wenn ich nicht gleichzeitig die Farbtiefe auf "Gray Scale" setze. Dann gibt nämlich VirtualDub das reduzierte Video im RGB-Format aus, also in Deinem Fall mit einem Datenumfang von 3x 300 MB. Das Format, d.h. der Pixelumfang ist aber tatsächlich nur 1/4 vom Originalvideo, bei mir sind das nach der 2:1 Reduktion 640 x 480 Pixel gegenüber ursprünglich 1280 x 960.

Wenn man aber bei VirtualDub unter "Color Depth" "Grayscale (0-255)" auswählt, dann kommt das Ausgabevideo tatsächlich auch mit einem Datenumfang von 1/4 des Originalvideos heraus.

Gruß, Jan

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Ries Offline
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#1143702 - 04/03/2015 10:19 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Gerd_Duering]


Hallo Jan,

Danke für die Info! Mit Hilfe des Forums lernt man immer was dazu;-).

Du wirst ja auch noch irgendwelche Jupiter -Videos auf der Festplatte rumliegen haben. Wie ist den da dein Eindruck, wenn du die in VD Softwarebinning machst und dann stackst?

Ich habe fast alle meine AVIs gelöscht und SER nimmt ja VD nicht, oder?

Jedenfalls wenn ich mein altes, schlechtes Jupter-AVI ungefiltert und gefiltert in Autostackert stackse, erscheint, das gefilterte(gebinnte) Ergebnis knackiger, auch wenn man es auf die Größe des ungebinnten Bildes bringt. Eventuell bringt also bei schlechtem bis mäßigem Seeing größere Pixel mehr Details zum Vorschein. Mit kleineren Pixeln werden die Details schon so "weichgezeichnet", dass Autostackert gar nicht mehr ordentlcih damit arbeiten kann.....

Wäre interessant wenn du AVIs bei unterschiedlichem Seeing hättest und die dann gefiltert und ungefiltert (binning) stackst, ob da ähnliches rauskommt, wie bei mir.

Viele Grüße
Wolfgang
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blueplanet Offline
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#1143738 - 04/03/2015 12:46 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Jan_Fremerey]


Hallo Jan,

Original geschrieben von: Jan_Fremerey

"interpolierend" - wie soll denn das gehen ?! Wenn ich die Beschreibung der Filter-Funktion "2:1 reduction" bei VirtualDub richtig verstehe, dann werden da jeweils 2x2 Pixel additiv zusammengefasst. Es bleibt eine Matrix mit einer um den Faktor 4 reduzierten Pixelzahl.


ich meinte schon interpolierend. Auch beim downscaling wird Interpolation eingesetzt um z.T. Artefakte des Skalierens zu unterdrücken. Jede Art von Software-Skalierung bei der man den dahinter stehenden Algorithmus nicht genau kennt, ist in dieser Beziehung fragwürdig.

Ciao Werner

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Jan_Fremerey Offline
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#1143855 - 04/03/2015 23:39 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: blueplanet]


Original geschrieben von: blueplanet
Auch beim downscaling wird Interpolation eingesetzt um z.T. Artefakte des Skalierens zu unterdrücken.

Hallo Werner,

das kann aber nur für nicht-ganzzahlige Verkleinerungen gelten, insbesondere eben zur Vermeidung von Artefakten. Unter "Binning" versteht man dagegen eine simple additive Zusammenfassung von 2x2 oder auch mehr bereits vorhandenen Pixeln aus einer Originalvorlage oder eben auch unmittelbar aus einem Kamera-Chip. Dieser Vorgang bedarf keiner Interpolation und birgt auch keine Gefahr der Ausbildung von Artefakten. Das ist doch gerade der wesentliche Vorteil des Binnings gegenüber einem "downscaling" im üblichen Sinne.

Gruß, Jan


Bearbeitet von Jan_Fremerey (04/03/2015 23:57)

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Kurt Offline
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#1143857 - 05/03/2015 00:10 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Jan_Fremerey]


Hallo Jan,

Antwort auf:
....Unter "Binning" versteht man dagegen eine simple additive Zusammenfassung von 2x2 oder auch mehr bereits vorhandenen Pixeln aus einer Originalvorlage oder eben auch unmittelbar aus einem Kamera-Chip...


so hab ich das auch verstanden. Hier in der Diskussien wird Binning in Verbibdung mit Planetenfotos gebtacht. Oder hab ich das falsch verstanden? Wer macht das denn tatsächlich in der Praxis Planetenfotografie und falls ja warum gruebel

Gruß Kurt

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Jan_Fremerey Offline
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#1143861 - 05/03/2015 00:35 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Kurt]


Original geschrieben von: Kurt
Binning ... Wer macht das denn tatsächlich in der Praxis Planetenfotografie

Hallo Kurt,

wir benutzen das Binning hier nur, um herauszufinden, ob man zur fotografischen Ausreizung des Auflösungsvermögens einer f/20 Optik mit einem Pixelraster von 7,5 µm auskommt oder ob man eher ein um den Faktor 2 feineres Raster benötigt, also 3,75 µm. Bei einigen Videokameras kann man das Pixelraster durch Aktivierung eines 2x2 Binning-Modus von 3,75 µm auf 7,5 µm umschalten und die mit beiden Einstellungen gewonnenen Abbildungen eines bestimmten Objekts miteinander vergleichen, um die oben genannte Frage auf unkomplizierte Weise zu klären.

Gruß, Jan

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blueplanet Offline
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#1143871 - 05/03/2015 06:56 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Jan_Fremerey]


Hallo Jan,
Original geschrieben von: Jan_Fremerey

das kann aber nur für nicht-ganzzahlige Verkleinerungen gelten, insbesondere eben zur Vermeidung von Artefakten.


nein, nicht nur. Nur kommt man bei Verkleinerungen, die nicht in den ursprünglichen Pixelgrenzen landen nicht um eine Interpolation herum.

Original geschrieben von: Jan_Fremerey

Unter "Binning" versteht man dagegen eine simple additive Zusammenfassung von 2x2 oder auch mehr bereits vorhandenen Pixeln aus einer Originalvorlage oder eben auch unmittelbar aus einem Kamera-Chip.


Der Punkt ist, dass das binning unbedingt "on chip in hardware" erfolgen sollte! Hierbei werden die Pixel dann entsprechend zusammengefasst(z.B. 2x2).
Bei einem Software-binning ist dagegen nie auszuschließen (wenn man keinen Einblick in den verwendeten Algorithmus hat), dass die Daten auch bei einer ganzzahligen Verkleinerung (interpolierend) modifiziert werden.
Hintergrund sind auch wieder alias-Artefakte ...
Evtl. wird deswegen z.T. auch ein "blurring-Schritt" vorangestellt, der eben Artefakte durch die Verkleinerung unterdrücken soll.

Original geschrieben von: Jan_Fremerey

Dieser Vorgang bedarf keiner Interpolation und birgt auch keine Gefahr der Ausbildung von Artefakten. Das ist doch gerade der wesentliche Vorteil des Binnings gegenüber einem "downscaling" im üblichen Sinne.


Wie gesagt: bei einem echten binning: ja; bei einem software-binning ohne Kenntnis des Algorithmus: eher nein.

Ciao Werner

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Jan_Fremerey Offline
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#1143887 - 05/03/2015 09:31 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: blueplanet]


Original geschrieben von: blueplanet
Der Punkt ist, dass das binning unbedingt "on chip in hardware" erfolgen sollte!

Hallo Werner,

offenbar hättest Du es zumindest gerne so im Zusammenhang mit unserer Diskussion und versuchst es deshalb hier als Norm vorzugeben. Es mag ja sein, dass der Begriff "Binning" im engeren Sinn auf das Auslesen von Kamerachips beschränkt ist. Die additive Zusammenfassung von 2x2 Pixelblöcken kann aber selbstverständlich auch nachträglich aus dem voll aufgelösten Video heraus per Software realisiert werden.

Original geschrieben von: blueplanet
Bei einem Software-binning ist dagegen nie auszuschließen (wenn man keinen Einblick in den verwendeten Algorithmus hat), dass die Daten auch bei einer ganzzahligen Verkleinerung (interpolierend) modifiziert werden.
Bei VirtualDub gibt es neben der oben beschriebenen einfachen "2:1 reduction", die ausdrücklich auf den Bereich von 2x2 Pixeln beschränkt ist, eine sog. "2:1 reduction (high quality)", bei der weitere benachbarte Pixel einbezogen werden.

Zitat: "Shrink video to half-size using an overlapping 3x3 kernel. This filter is equivalent to applying a radius-1 Gaussian blur and then doing a point-sampled resize by half."

Offenbar geht das in die von Dir vermutete Richtung. Wenn VirtualDub diese Art der Verkleinerung gegenüber der einfachen Zusammenfassung von 2x2 Pixelblöcken ohne Overlap (!) so klar abgrenzt, dann sehe ich keinen Grund, der einfachen 2:1 reduction zu misstrauen.

Gruß, Jan

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Kurt Offline
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#1143965 - 05/03/2015 15:18 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Jan_Fremerey]



Hallo Jan,

Antwort auf:
wir benutzen das Binning hier nur, um herauszufinden, ob man zur fotografischen Ausreizung des Auflösungsvermögens einer f/20 Optik mit einem Pixelraster von 7,5 µm...

vielen Dank für die Klarstellung.

"Unkompliziert" wäre für mich als Gelegenheits- Planetefotograf die Anpassung des Öffnungsverhältnisse an den vorhandenen Kamerachip smiley61

Gruß Kurt

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Jan_Fremerey Offline
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#1143985 - 05/03/2015 17:18 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Kurt]


Original geschrieben von: Kurt
"Unkompliziert" wäre für mich als Gelegenheits- Planetefotograf die Anpassung des Öffnungsverhältnisse an den vorhandenen Kamerachip

Hallo Kurt,

das ist ja genau der Punkt, um den man sich hier streitet: Wie muss ich das Öffnungsverältnis bei 3,75 µm Rasterweite des Kamerachips anpassen, um das volle Auflösungsvermögen der Optik zu erfassen, bei f/10 oder bei f/20, und insbesondere: Verliere ich bei f/10 gegenüber f/20 überhaupt etwas an Detailzeichnung ?

Bei f/10 habe ich ja im Hinblick auf das Seeing immerhin den Vorteil, dass ich 4x kürzer belichten kann und 4x mehr Bilder in vorgegebener Zeit auf die Platte bekomme, und den Abbildungsmaßstab kann ich je nach Bildqualität auch über eine Nachvergrößerung gewinnen.

Nach welchen Gesichtspunkten passt Du denn das Öffnungsverhältnis an ?

Gruß, Jan

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Kurt Offline
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#1144377 - 08/03/2015 08:30 Re: Auflösungsvermögen und Sampling [Re: Jan_Fremerey]


Hallo Jan,

Antwort auf:

...Nach welchen Gesichtspunkten passt Du denn das Öffnungsverhältnis an ?

bei meinen jümgsten Versuchen an Mond, Mars und Saturn mit dem 16" f/4 Newton und der ASI120MM hab ich auf ca. f/12 verlängert. Bisher ist es mir nicht in den Sinn gekommen hier mit f/15 oder gar f/20 zu arbeiten oder systematische Versuche dazu durchzuführen.

Gruß Kurt



Bearbeitet von Kurt (08/03/2015 08:31)

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