Hallo Sebastian,
das Problem bei der von Dir genannten Definition von "Auflösung", die quasi "erkennbar" gleichsetzt, ist dass man damit (und der signaltechnische Ansatz ist darum offenbar exakter) gar nicht auf die Fragestellung eingehen kann. Die Fragestellung war ja, warum man Details sehen kann, die deutlich kleiner sind, als das Auflösungsvermögen der verwendeten Optik.
Nun kann man ja sagen, dass sich der Thread auf die Cassini-Teilung fixiert hat und zwar auf die Grenzbereiche ihrer Wahrnehmung, weshalb wir also auch noch Sensor-Charakteristik ("Auge") mit aufgeladen haben. Klar, dass es um recht kleine Teleskope gehen muss, weil die Cassini Teilung sonst kein Detail an der Auflösungsgrenze ist.
Hinzu kommt dann weiter, dass es recht schwierig verfasste Definitionen gibt. Genauer gesagt dieses "der Kontrast geht gegen null". Wenn man Analysis nicht nur gehört hat, dann hat man dazu gelernt, dass wenn etwas gegen null geht, die Sache für den Mathematiker so ab der 1000en Nachkommastelle "interessant" wird, also da, wo der Aufwand numerisch zu rechnen echt krass wird. Für unsere Diskussion sollte man festhalten: Der Kontrast ist aber nicht null, und was in schnell abgeschossenen Formeln dann zu übergehen gepflegt wird: Was ist denn sinngemäß damit gemeint, "der Kontrast geht gegen null"?
Die Antwort ist simpel: Gemeint ist, dass der Sensor keinen Kontrast mehr detektiert. Wenn ich nun von Gerd Düring behaupten würde, er würde etwas anderes schreiben, wäre das falsch. Aber was mir und anderen ursrprünglich aufgestoßen ist, war die Darstellung, dass dunkle Details von umliegender Helligkeit "zugeschmiert" / "überstrahlt" würden, während das bei hellen Details nicht der Fall wäre.
Dies beinhaltet eine Vermutung darüber, warum dunkle Details (Cassini-Teilung) schwieriger erkennbar sind, als helle Details (Sterne). Diese Vermutung geht nicht nur mir, sondern auch Heiko gegen das gelernte. Und hier ist der signaltechnische Ansatz übrigens erlaubt, denn es geht genau um etwas, das Signaltechnik will: Signale erkennen, also Details.
Was für mich an der Stelle ganz natürlich ist: Ich muss hier keine Vermutung anstellen, sondern als erstes bin ich da bei Sensor-Charakteristik und weiß: Je heller eine Fläche wird, desto weniger Kontrast kann das Auge darin unterscheiden. Eine Situation, die jeder kennt: Aufgehellter Himmelshintergrund und schwache Sterne. Vor dunklem Himmelshintergrund haben wir eine bessere visuelle Grenzgröße, als vor aufgehelltem Himmel. Dabei werden die Sterne nicht wirklich schwächer, sondern der Helligkeitsunterschied zwischen Hintergrund und Stern bleibt gleich, unser Auge lässt ihn aber vor hellem Hintergrund "unter den Tisch fallen", weil uns die Natur eine logarithmische Wahrnehmung und dadurch einen gewaltigen Dynamikbereich mitgegeben hat - was in Situationen mit schwierigem Licht auch wichtiger ist. Ein Chip ist hingegen derart linear, dass man den Himmelshintergrund regelrecht vom Bild abziehen kann, oder auch ohne diesen Vorgang der Stern noch genauso gut als Signalspitze erkennen kann. Was auch eine große Rolle spielt: Eine zu hohe Vergrößerung streckt den Gradienten, das heißt der Übergang zwischen den Helligkeiten, wird so weit verteilt, dass der Kontrast zwischen den vom Auge ähnlich Pixeln zusammengefassten Sehzellenbündeln so gering wird, dass unser Sehapparat solche Gradienten dann auch nur schwer oder eben gar nicht wahrnehmen kann. Auch das ist Sensorcharakteristik.
Obiges ist die griffige Erklärung dafür, warum für den Beobachter dunkle Details vor hellem Hintergrund schwieriger zu erkennen sind, als helle Details vor dunklem Hintergrund.
Leider ist es dann im Thread weiter gegangen mit Vergleichen zwischen hellen und dunklen "Details", ohne deren unterschiedliche Helligkeit vor und nach der Abbildung einzubeziehen. (Vielleicht hat der Thread manchem dahingehend genützt, einen Stern nicht als das zu verstehen, was ein Teleskop davon zeigt. Eine Beugungsfigur ist eigentlich eine entsetzliche Entstellung eines Sterns. Profi-Großteleskope können Details auf Betelgeuse auflösen. Das bedeutet, einen Stern nicht nur zu detektieren.)
Ein weiteres Problem in der Schlussphase scheint mir die "Bildverkleinerung" zu sein. Ja, das verkleinerte Bild aus der Simulation wird von Lesern sicher als unterschiedlich zur eigenen Wahrnehmung gesehen. Dafür gibt es zwei Gründe: Zum einen muss man vorsichtig mit Verkleinerungsalgorithmen sein, weil diese nämlich zur Vermeidung von "Treppenstufen" das Bild glätten, also Pixel verwischen (Anti Aliasing und weitere Algorithmen). Zum anderen ist ja Saturn im kleinen Teleskop kein ganz einfaches Objekt. Er hat deutlich weniger Flächenhelligkeit als Jupiter und man gerät leicht in Vergrößerungsbereiche, in denen die Netzhaut unter Auflösungverlust kompensiert, was dann sehphysiologisch noch erkannte Details schärfer aussehen lässt, weil die Auflösung der Netzhaut nicht mehr zum Auflösen der Unschärfe reicht.
Ich habe dazu mal aus meiner Praxis ein kleines Experiment, mit dem man das selbst checken kann: Mondbeobachtung bei durchziehenden "Schäfchenwolken". Ich hatte da einmal den Gedanken, doch schon einmal zu fokussieren, während der Mond noch arg durch Wolken gedämpft war, um dann in den kurzen Lücken zwischen den Wolken viel Detail aufnehmen zu können. Und das schlug grundsätzlich fehl, weil ein durch die Wolken überprüft scharf wirkendes Bild sich dann als tatsächlich furchtbar unscharf erwies, wenn die Bildhelligkeit ohne Wolken zu korrekter Auflösung führte. Wenn man in so einer Situation einmal genau darauf achtet, wie viel Toleranz man an Fokussierer-Drehung empfindet, bemerkt man, dass man das helle Bild viel genauer fokussieren muss, ehe man mit der Schärfe zufrieden ist.
Ich würde an der Stelle eigentlich wiederholen wollen: Wo ist das Problem? Man kann durchaus verstehen, was passiert und zwar mit keinem besonders komplexem Wissen.
Clear Skies
Sven
