Dark Sky Meter/Light Pollution Map

[AstroGerdt]

Also meine Bilder von der DSLR liefen ohne irgende in Binnning (was bei DSLR ja eh nur per Software geht....) und haben allesamt realistische Ergebnisse erzielt.

Das Kalibrieren der Lights geht in PixInsight am einfachsten per ImageCalibration. Da fügst du ganz oben nur das einzelne Light hinzu. Bei DSLRs musst du bei CFA den Haken setzen. Danach kannst du dein Masterbias, Masterdark, Masterfalt hinzufügen. Das geht nicht direkt mit den Dateien aus WBPP, da dabei auch die Rejection Maps enthalten sind, du musst also das jeweilige Master noch einmal alleine abspeichern. Danach erstellt dir ImageCalibration ein kalibriertes Ligth, das nur noch gedebayert werden muss.

CS Gerrit

 

[joetaiga]

Nein, hab ich nicht. Wie macht man das?

Dazu gibt es in Astap ein Tool. Ist im selben Menü wie die SQM Analyse. ASTAP gibt normalerweise eine Meldung aus, dass man bei OSC Kameras das Rohbild 2x2 binnen muss, damit die SQM Messung funktioniert.

 

[AstroGerdt]

Achso, wahrscheinlich geht es dabei darum, dass die 4 Pixel einer Bayermatrix zu einem einzelnen Pixel zusammengefasst werden. Ok, das ergibt Sinn.

Bei mir lief es immer ohne, da ich bereits RGB Bilder geladen hatte, und die dann nur noch in S/W umgewandelt habe.

CS Gerrit

 

[BackyardImaging]

Wie sind jetzt die Schritte? Kalibrieren und binnen oder nur binnen? Und wenn ich kalibrieren muss, wie mache ich das am besten? Mich wundert, dass das MasterLight von ASTAP nicht angenommen wird.

P. S. Laut ASTAP erfolgt das Binning bei DSLRs automatisch. Zumindest steht das so bei der SQM-Messung

 

[AstroGerdt]

Ok, dann scheint sich das mit dem Binning erledigt zu haben.

Ich mache es immer so:
1. Kalibrieren
2. Debayer
3. Öffnen in ASTAP und Umwandeln in S/W
4. SQM Messen

Bei mir lief es so immer einwandfrei.

CS Gerrit

 

[BackyardImaging]

Ok, dann scheint sich das mit dem Binning erledigt zu haben.

Ich mache es immer so:
1. Kalibrieren
2. Debayer
3. Öffnen in ASTAP und Umwandeln in S/W
4. SQM Messen

Bei mir lief es so immer einwandfrei.

CS Gerrit

Wie kalibrierst du die Bilder? Nimmst du ein Light und kalibrierst du mit dem MasterFlat+MasterBias? Und welche Software nimmst du da? Müsste ja eigentlich auch in ASTAP gehen oder?

 

[AstroGerdt]

Man kann das Kalibrieren bestimmt irgendwie in ASTAP machen, ich muss aber ehrlich sagen, keine Ahnung wie. Bisher habe ich es immer mit PixInsight gemacht.

Wenn du eh WBPP verwendest, kannst du dir aus dem Debayered Ordner in dem von dir erstellten Ordner für WBPP ein kalibriertes RGB Light nehmen. Dann geht das genau so, wie in meiner Anleitung ab inklusive Schritt 3 weiter.

Falls du "von Hand" kalibrieren willst, habe ich weiter oben schonmal beschrieben, wie das in PixInsight geht.

CS Gerrit

 

[BackyardImaging]

Danke für deine Geduld. Den oberen Post, in dem du den Vorgang in Pixinsight geschildert hast, habe ich tatsächlich überlesen. Ich werde das heute Abend mal probieren und berichten.

 

[BackyardImaging]

Wenn du eh WBPP verwendest, kannst du dir aus dem Debayered Ordner in dem von dir erstellten Ordner für WBPP ein kalibriertes RGB Light nehmen. Dann geht das genau so, wie in meiner Anleitung ab inklusive Schritt 3 weiter.

CS Gerrit

Ich habe jetzt noch einmal einen Stack durchlaufen lassen und dann aus dem debayered Ordner ein Light ausgewählt. Leider hat ASTAP das Bild aus unbekannten Gründen kein de-mosaic durchführen. Danach habe ich dann ein Bild aus dem calibrated Ordner genommen und den SQM bestimmt. Der lag dann bei 19.10, was schon realistischer klingt. Die Light Pollution Map gibt für den Standort einen Wert von 20.3 raus und ich nehme an, dass dann die von Sebastian erwähnten Effekte zu beachten sind. Leider kann ich mich nicht mehr daran erinnern wie genau die Bedingungen waren, als ich das Foto aufgenommen hatte (das muss irgendwann vor dem Chicxulub-Einschlag gewesen sein, denn gefühlt gab es seitdem kein gutes Wetter mehr )

Laut Wikipedia entspricht der Wert einem Bortle 6 Himmel. Die Beschreibung klingt plausibel, allerdings werden auch mit dem Sky Quality Meter in der Regel etwas höhere Werte gemessen (ohne, dass ich das an diesem Abend überprüft hätte). Bei zukünftigen Aufnahmen werde ich da künftig mal etwas mehr Augenmerk darauf legen. Und ich werde ich noch ein Bild stacken, dass ich bei meinen Eltern aufgenommen habe und die Werte vergleichen.

 

[AstroGerdt]

Ja, das klingt besser. Ich hatte sich einen offset von etwa 1.

Allerdings kommt es mir gerade komisch vor, dass du in Frankfurt den besseren SQM hast, als ich an meinem zwar längst nicht perfekten, aber dennoch deutlich dünner besiedelten Standort als Frankfurt habe.

Hattest du in ASTAP einen offset eingetragen, oder das Feld auf 0 gelassen?

CS Gerrit

 

[BackyardImaging]

Ja, das klingt besser. Ich hatte sich einen offset von etwa 1.

Allerdings kommt es mir gerade komisch vor, dass du in Frankfurt den besseren SQM hast, als ich an meinem zwar längst nicht perfekten, aber dennoch deutlich dünner besiedelten Standort als Frankfurt habe.

Hattest du in ASTAP einen offset eingetragen, oder das Feld auf 0 gelassen?

CS Gerrit

Die Aufnahme mit dem oben genannten SQM habe ich nicht in Frankfurt aufgenommen, sondern bei unserer Sternwarte in Langenhain. Das erklärt es sicher . Hier an meinem Standort (zwischen Niederrad und Schwanheim) würde ich gar nicht erst probieren. Jenseits der Innenstadt dürften wir hier die schlechtesten Werte überhaupt haben, da der Flughafen praktisch nebenan ist.

Mit dem Begriff Offset kann ich noch nicht viel anfangen. Oft gehört, aber bisher nicht genutzt und ich weiß auch so genau nicht, was sich dahinter verbirgt. Daher habe ich da auch nichts in ASTAP eingetragen.

Eben habe ich noch ein Light analysiert, dass im Garten meiner Eltern entstanden ist. SQM 20.04. Das deckt sich sogar recht gut mit der Light Pollution Map, die dort einen Wert von 20.64 verzeichnet.

 

[Matula81]

Hi Ulrike.
Wir wohnen am nordöstlichen Stadtrand, so dass der Abstand zum Flughafen maximal weit weg ist. Laut Light Pollution Map hat mein Garten 19,57 SQM.
Wie andere schon geschrieben haben, ist die Seite interessant um Standorte zu vergleichen.
Bspw. ist der Himmel bei Nidderau schon merklich dunkler, obwohl nur 15 min Fahrzeit entfernt.

Ich bin im Dezember von modifizierter Canon 6D auf eine Astrokamera umgestiegen.
Am meisten hat mich überrascht, dass ich deutlich länger RGB belichten kann. Während ich mit der DSLR bei rund 60s limitiert war, kann ich nun 300s belichten.
In Relation zum Standortnachteil, ist das eine unerwartete Aufwertung.
Ich finde den Blog von Dietrich zum Thema sehr aufschlussreich, auch wenn er eher auf Belichtungszeiten und Lichtverschmutzung abzielt:

http://blog.kr8.de/astrofotografie-belichtungszeiten/

CS
Tobias

 

[BackyardImaging]

Hi Ulrike.
Wir wohnen am nordöstlichen Stadtrand, so dass der Abstand zum Flughafen maximal weit weg ist. Laut Light Pollution Map hat mein Garten 19,57 SQM.
Wie andere schon geschrieben haben, ist die Seite interessant um Standorte zu vergleichen.
Bspw. ist der Himmel bei Nidderau schon merklich dunkler, obwohl nur 15 min Fahrzeit entfernt.

Ich bin im Dezember von modifizierter Canon 6D auf eine Astrokamera umgestiegen.
Am meisten hat mich überrascht, dass ich deutlich länger RGB belichten kann. Während ich mit der DSLR bei rund 60s limitiert war, kann ich nun 300s belichten.
In Relation zum Standortnachteil, ist das eine unerwartete Aufwertung.
Ich finde den Blog von Dietrich zum Thema sehr aufschlussreich, auch wenn er eher auf Belichtungszeiten und Lichtverschmutzung abzielt:

http://blog.kr8.de/astrofotografie-belichtungszeiten/

CS
Tobias

Das mit der Hintergrundlimitierung ist nochmal ein anderes Thema. Da steige ich noch nicht so richtig durch. Dank Franks Videos habe ich grob habe ich schon verstanden, worum es geht (unvergessen der Satz: "Wenn ihr ein Streichquartett hören wollt und dann noch die zweite Geige, ist es besser, unter dunklem Himmel zu fotografieren, und nicht mit dem Cabrio über die Autobahn zu fahren" ) Leider funktioniert die Berechnung noch nicht so, wie ich mir das vorgestellt habe. Da muss ich mich auch noch mal dahinter klemmen. Irgendwie muss man da wohl ein MasterDark abziehen, allerdings mache ich fast nie Darks. Ich hab's mal probiert mit der Berechnung, aber da kamen kuriose Werte raus, ähnlich der ersten SQM Messung. Daniel Nimmervoll hat das Exiftool genutzt, aber auch das hat bei mir nicht funktioniert.

 

[BackyardImaging]

@Matula81, @Gerrit Erdt

Nochmal kurz zum Thema Hintergrundlimitierung und SQM:

Tobias hatte ja netterweise den Blog mit den vielen Formeln verlinkt und ich habe mir noch einmal Franks Video zur Hintergrundlimitierung angeschaut. Dazu habe ich ein paar ältere Lights von IC 1396 hergenommen, dich im August vorigen Jahres an der Sternwarte angefertigt hatte. Die Kamera war eine Canon 600Da. Die Einzelbelichtungszeit lag bei 180 Sekunden mit ISO 800.

ASTAP hat einen SQM von 20,34 ergeben, was ziemlich genau den Werten entspricht, die wir dort regelmäßig mit dem Sky Quality Meter messen.

Die Hintergrundlimitierung habe ich mit folgenden Werten berechnet:
Gain bei ISO 800: 1,12 e/ADU
Readout Noise: 2.7 e-

ADU für den Himmelshintergrund (in Pixinsight ermittelt): 270*1,12=302,4
√302,4 = 17,39 (Rauschen des Himmelshintergrunds)

Belichtungszeit: 302,4/180 Sek = 1,68 (Elektronenfluss pro Sekunde)
3x Readout Noise = √1,68 * Belichtungszeit
→ Umstellen nach Belichtungszeit = 9*Readout Noise² / 1,68
Ergebnis: 39,05 Sekunden

Ich habe das auch mit dem Skript CalculateSkyLimitedExposure überprüft. Dort komme ich auf 41 Sekunden, was in etwa zur Berechnung passt.
Eins sei noch erwähnt: Frank hat in seinem Video ohne weitere Erklärung das MasterBias vom Light subtrahiert, obwohl hier wohl das MasterDark abziehen müsste, wenn ich das richtig verstanden habe. Ich nehme mal an, dass er möglicherweise gar keine Darks gemacht hatte. Da ich mit der DSLR auch keine Darks gemacht habe, habe ich ebenfalls das MasterBias verwendet.

Über das Ergebnis bin ich dennoch überrascht. Kann ich bei 41 Sekunden Belichtungszeit tatsächlich schon hintergrundlimitiert sein? Und wie genau spielt hier der SQM mit rein?

 

[Matula81]

Hallo Ulrike,
das Ergebnis klingt gar nicht so abwegig. Ich werden das in den nächsten Tagen mal beispielhaft mit meinen Daten durchrechnen und mich dann noch mal melden.
Hatte ich mir eh mal für wolkige Abende vorgenommen….ok, davon hatten wir mehr als genug in den letzten Wochen ?…

 

[AstroGerdt]

Hintergrundlimitierung ist wirklich so ein bisschen wie ein Fass ohne Boden finde ich. Nichts desto trotz ist die Theorie dahinter sehr hilfreich.

Du hast jetzt festgelegt, dass du bei dreifachem Ausleserauschen Hintergrundlimitiert bist.

Wie du beim Umstellen sicherlich gemerkt hast, geht dieser Faktor (ich nenne ihn mal k) da quadratisch rein. Heißt, wenn du k verdoppelst, musst du deine Belichtungszeit schon vervierfachen. Ich nehmen üblicherweise k=5 oder k=10, wenn es besonders hell ist, und noch nicht zu viel ausbrennt. Hier liegt schon mal der erste Unterschied, warum deine Zeit so kurz erscheint. Je größer k wird, desto mehr nähert man sich bei einem Stack von n*t Aufnahmen vom SNR her an eine einzelne Aufnahme mit n*t Belichtungszeit an. Das ist der Grund, warum ich das teilweise als ein Fass ohne Boden ansehe. Man kann k immer größer wählen, aber dann wird es schell unpraktisch.

Der SQM geht da in sofern rein, als dass er beeinflusst, wie viele Elektronen pro Sekunde (Elektronenfluss) du hast. Je dunkler der Himmel, desto weniger Elektronenfluss, desto länger musst du belichten bis du hintergrundlimitiert bist. Da die Magnitude-Skala nicht linear ist, sinkt der Elektronenfluss hier auch nicht linear, wenn ich mich richtig an meine eigenen Rechnungen dazu erinnere, müsste er sogar exponentiell abnehmen, da bin ich aber nicht 100% sicher. Auf jeden Fall liegen zwischen einem SQM von 21,5 und 22 Welten, sich wenn es nur 0,5m Unterschied sind.

Ich hoffe, ich konnte das hier halbwegs verständlich zusammenfassen.

CS Gerrit

 

[BackyardImaging]

Hallo Ulrike,
das Ergebnis klingt gar nicht so abwegig. Ich werden das in den nächsten Tagen mal beispielhaft mit meinen Daten durchrechnen und mich dann noch mal melden.
Hatte ich mir eh mal für wolkige Abende vorgenommen….ok, davon hatten wir mehr als genug in den letzten Wochen ?…

Das wäre super. Mich würde interessieren, was du rausbekommst.

Du hast jetzt festgelegt, dass du bei dreifachem Ausleserauschen Hintergrundlimitiert bist.

Nicht ich, Gerrit. Das habe ich so gelesen. Manche nehmen wohl auch nur den Faktor 2. In PixInsight ist die E-readout tollerance mit 5% als Default eingestellt, was laut Frank dem Faktor 3 entspricht. Warum du Faktor 5 oder 10 nimmst, wenn es besonders hell ist, erschließt sich mir aber nicht.

Hier liegt schon mal der erste Unterschied, warum deine Zeit so kurz erscheint. Je größer k wird, desto mehr nähert man sich bei einem Stack von n*t Aufnahmen vom SNR her an eine einzelne Aufnahme mit n*t Belichtungszeit an. Das ist der Grund, warum ich das teilweise als ein Fass ohne Boden ansehe. Man kann k immer größer wählen, aber dann wird es schell unpraktisch.

Wenn ich das richtig verstanden habe, entspricht bei optimaler Belichtungszeit das SNR einer einzelnen Aufnahme mit t Belichtungszeit einem Stack von n*t. Also eine Aufnahme von 5 min wäre gleich fünf Aufnahme zu 1 Minute gestackt.

Der SQM geht da in sofern rein, als dass er beeinflusst, wie viele Elektronen pro Sekunde (Elektronenfluss) du hast. Je dunkler der Himmel, desto weniger Elektronenfluss, desto länger musst du belichten bis du hintergrundlimitiert bist. Da die Magnitude-Skala nicht linear ist, sinkt der Elektronenfluss hier auch nicht linear, wenn ich mich richtig an meine eigenen Rechnungen dazu erinnere, müsste er sogar exponentiell abnehmen, da bin ich aber nicht 100% sicher. Auf jeden Fall liegen zwischen einem SQM von 21,5 und 22 Welten, sich wenn es nur 0,5m Unterschied sind.

Da habe ich mich falsch ausgedrückt. Gedanklich weiß ich natürlich schon, wie der SQM da reinspielt. Grob gesagt, je heller der Himmel, desto kürzer die Belichtungszeit. Mich hätte nur interessiert, ob es da eine Formel gibt, mit der man die Belichtungszeit mit dem SQM berechnen kann. Oder sagen wir mal bei bei SQM von 20.4 belichte ich 40 Sekunden pro Bild, bei 20.5 wären es dann 50 Sekunden oder so ähnlich. Aber du hast ja bereits erwähnt, dass es da keinen linearen Zusammenhang gibt. Leider fehlt mir aber dafür noch das "Gefühl".

Dennoch: Wenn ich lt. meiner Rechnung (mal angenommen, sie ist korrekt) unter den gegebenen Bedingungen bei 40 Sekunden hintergrundlimitiert bin, macht es doch kein Sinn, die Einzelframes länger als 40 Sekunden zu belichten, oder? Natürlich könnte ich auch 120 Sekunden belichten, was dann theoretisch drei Einzelframes entsprechen würde, aber wenn man Nachführfehler, Satelliten und Flugzeuge berücksichtigt, ist es doch besser, am Ende Einzelframes zu 40 Sekunden in die Tonne zu verfrachten, anstatt Bilder mit 120 Sekunden Belichtungszeit.

 

[AstroGerdt]

Der Faktor ist eine der wichtigsten Größen bei der Hintergrundlimitierung.

Wie ich oben bereits angerissen hatte, entscheidet k über die Effizienz, also wie nah das SNR eines Stacks aus Einzelaufnahmen an eine einzige sehr lange Belichtungszeit herankommt.

Wenn man 5*1 Minute belichtet, dann hat man, selbst wenn man Hintergrundlimitiert ist (sagen wir mal nach k=3), nicht GENAU das gleiche SNR wie bei einer einzigen 5min Belichtung. Man nähert sich eben nur daran an. Je größer k wird, desto näher kommt man an dieses SNR heran, erreichen tut man es aber nur bei einer einzigen 5 Minuten Aufnahme. Mit k=5 hat man eine 95% Effizienz, das heißt man erreicht 95% von dem SNR einer langen Aufnahme. Bei k=10 hat man schon >98% Effizienz. Welchen Wert man da jetzt nimmt, hängt natürlich neben der Kamera (Hotpixel, thermische Aspekte, Dynamikumfang) auch von der Nachführung und dem Ansprüchen ab. Ich nehme üblicherweise 5 oder 10.

Dazu, warum ich unter hellerem Himmel einen höheren Faktor nehme: ein hellerer Himmel bietet mir eh schon ein schlechteres SNR, als ein dunklerer Himmel. Also muss ich überall wo es irgendwie geht, noch ein bisschen SNR herausholen, damit es trotzdem noch was wird. Und das mache ich, indem ich k und damit die Effizienz meines Stacks erhöhe. Außerdem kann ich unter einem 22m Himmel erst bei länger als 30 Minuten mit k=10 Hintergrundlimitiert werden, in einem hellen Himmel, wie bei mir in der Stadt, ist das aber wenig herausfordernd. Und wenn ich es ohne große Probleme machen kann, dann mache ich es auch. Natürlich sind Flugzeuge und so ein Aspekt, damit wirst du in Frankfurt sicherlich mehr Probleme haben als ich. Aber dafür gibt es in PixInsight die Pixel Rejection, die sich darum kümmert. Von der Nachführung her kam ich mit meiner kurzen Brennweite noch nicht an Probleme.

Wie der SQM da reinspielt, ist hier recht gut in einem Rechner demonstriert: Sky Background Calculator

Damit kannst du den Elektronenfluss für beliebige Bedingungen ausrechnen, und mit ein wenig Aufwand dann auch bestimmen, wann du Hintergrundlimitiert bist.

CS Gerrit

 

[BackyardImaging]

Der Faktor ist eine der wichtigsten Größen bei der Hintergrundlimitierung.

Wie ich oben bereits angerissen hatte, entscheidet k über die Effizienz, also wie nah das SNR eines Stacks aus Einzelaufnahmen an eine einzige sehr lange Belichtungszeit herankommt.

Wenn man 5*1 Minute belichtet, dann hat man, selbst wenn man Hintergrundlimitiert ist (sagen wir mal nach k=3), nicht GENAU das gleiche SNR wie bei einer einzigen 5min Belichtung. Man nähert sich eben nur daran an. Je größer k wird, desto näher kommt man an dieses SNR heran, erreichen tut man es aber nur bei einer einzigen 5 Minuten Aufnahme. Mit k=5 hat man eine 95% Effizienz, das heißt man erreicht 95% von dem SNR einer langen Aufnahme. Bei k=10 hat man schon >98% Effizienz. Welchen Wert man da jetzt nimmt, hängt natürlich neben der Kamera (Hotpixel, thermische Aspekte, Dynamikumfang) auch von der Nachführung und dem Ansprüchen ab. Ich nehme üblicherweise 5 oder 10.

Dazu, warum ich unter hellerem Himmel einen höheren Faktor nehme: ein hellerer Himmel bietet mir eh schon ein schlechteres SNR, als ein dunklerer Himmel. Also muss ich überall wo es irgendwie geht, noch ein bisschen SNR herausholen, damit es trotzdem noch was wird. Und das mache ich, indem ich k und damit die Effizienz meines Stacks erhöhe. Außerdem kann ich unter einem 22m Himmel erst bei länger als 30 Minuten mit k=10 Hintergrundlimitiert werden, in einem hellen Himmel, wie bei mir in der Stadt, ist das aber wenig herausfordernd. Und wenn ich es ohne große Probleme machen kann, dann mache ich es auch. Natürlich sind Flugzeuge und so ein Aspekt, damit wirst du in Frankfurt sicherlich mehr Probleme haben als ich. Aber dafür gibt es in PixInsight die Pixel Rejection, die sich darum kümmert. Von der Nachführung her kam ich mit meiner kurzen Brennweite noch nicht an Probleme.

Wie der SQM da reinspielt, ist hier recht gut in einem Rechner demonstriert: Sky Background Calculator

Damit kannst du den Elektronenfluss für beliebige Bedingungen ausrechnen, und mit ein wenig Aufwand dann auch bestimmen, wann du Hintergrundlimitiert bist.

CS Gerrit

Danke für die Ausführungen. Das macht es etwas klarer. Und es heißt ja auch immer "Je mehr je gut". Irgendwoher muss das schließlich kommen. Also nehme ich jetzt mit: Hintergrundlimitiert ist Pflicht; alles darüber ist Kür. Hintergrundlimitiert ist man in unseren Breiten ohnehin sehr schnell. Und wer weiß, ob und wann ich mal unter einem 22 mag Himmel fotografieren kann.

Welchen Wert spukt mir dier Sky Background Calculator eigentlich genau aus? Ist das der Elektronenfluss? Ich berechne den sonst mit den Werten aus der Bildstatistik geteilt durch die Belichtungszeit.

 

[AstroGerdt]

Ja, genau das kommt auf der Seite am Ende raus.

Der Vorteil ist, dass man so schon im voraus weiß, was man an anderen Orten leisten können muss, um Hintergrundlimitiert zu sein. Man kann also gut planen, was man an Ausrüstung und Fähigkeiten vor Ort brauchen wird.

CS Gerrit

 

[BackyardImaging]

Ja, genau das kommt auf der Seite am Ende raus.

Der Vorteil ist, dass man so schon im voraus weiß, was man an anderen Orten leisten können muss, um Hintergrundlimitiert zu sein. Man kann also gut planen, was man an Ausrüstung und Fähigkeiten vor Ort brauchen wird.

CS Gerrit

Dann wäre die Belichtungszeit aber statisch, sofern der SQM gleich ist, wenn der Fluss nicht mehr in Abhängigkeit von der Bildstatistik berechnet wird?

Beispiel: SQM 20.42
Aufnahme mit f/6, Canon 600Da bei ISO 800. Da komme ich auf Sky Electron Rate von 0.49 e/pixel/s.

Das wäre dann nach der Formel 9*Readnoise²/Flux = 134 Sekunden. Nach der Methode aus dem Video mit den Bildstatistikwerten liegt die Hintergrundlimitierung aber bei ca 40 Sekunden. Das sind ziemliche Unterschiede. Wie erklärt sich das?

 

[AstroGerdt]

Deine erste Aussage bezüglich der statik der Belichtungszeit versteh ich nicht ganz. Die hängt ja weiterhin von den Kamera Parametern ab.

Bezüglich deiner Rechnung: sehe ich das richtig, dass du mit der Helligkeit von der Karte rechnest, auf deiner Aufnahme aber eine andere gemessen hast? Wie sieht es aus, wenn du die vom Bild gemessene Helligkeit verwendest?

Ich rechne das bei mir morgen aber aich noch mal durch, mal gucken, was ich bekomme.

CS Gerrit

 

[AstroGerdt]

Ok, dank ein paar Freistunden in der Schule konnte ich bei mir jetzt auch mal an den Bildern nachmessen.

Also, ich hab mir ein fertig kalibriertes und noch nicht gedebayertes Light von mir genommen. Daraus habe ich die Daten der beiden G-Filter aus dem CFA Array extrahiert. Das Bild hat einen Median von 442,376 über den Hintergrund, was 53,306 e- entspricht. Bei 180s Belichtungszeit bedeutet das 0,296 e-/s.

Laut dem Online-Rechner habe ich aber ganze 1,84 e-/s.......

Das ist jetzt eine deftige Abweichung. Ich hätte mit ein paar Prozent Abweichung gerechnet, durch unterschiedliche Transmissionsraten und imperfekte Angaben bezüglich QE sowie kleinskalierten Schwankungen der Himmelshelligkeit. Aber so eine heftige Abweichung.... Das ist schon heftig.

Ich prüfe das später noch mal an ein paar anderen Bildern. Hoffentlich finde ich da jetzt noch irgendwo einen Fehler in meiner Vorgehensweise, ich habe nämlich eine ganze Menge auf diesen Rechner begründet....

CS Gerrit

 

[BackyardImaging]

Deine erste Aussage bezüglich der statik der Belichtungszeit versteh ich nicht ganz. Die hängt ja weiterhin von den Kamera Parametern ab.

Du hast es in deinem letzten Post selbst beschrieben. Der Sky Calculator berechnet den Flux nur mit SQM, Kamera, Optik usw. Du hast das zuletzt, wie ich auch, über die Mean-Werte des Bildes gemacht. Die Werte sind ja je nach Aufnahme immer unterschiedlich; d. h. der Flux ist ebenfalls immer anders. Wenn ich aber über den Calculator gehe, habe ich bei derselben Optik mit demselben SQM immer auch den gleichen Wert für den Flux.

Bezüglich deiner Rechnung: sehe ich das richtig, dass du mit der Helligkeit von der Karte rechnest, auf deiner Aufnahme aber eine andere gemessen hast? Wie sieht es aus, wenn du die vom Bild gemessene Helligkeit verwendest?

Beim Sky Calculator habe ich den SQM genommen, den ich über ASTAP ermittelt hatte. Nach der Methode aus dem Video (ich nenn es mal die händische Ermittlung des Flux), wird der Mean-Wert eines Lights genommen, von dem man vorher ein (Master-)Bias abzieht (oder Masterdark; ich weiß nicht, was das für einen Unterschied macht, da ich in der Regel keine Darks anfertige

Ich prüfe das später noch mal an ein paar anderen Bildern. Hoffentlich finde ich da jetzt noch irgendwo einen Fehler in meiner Vorgehensweise, ich habe nämlich eine ganze Menge auf diesen Rechner begründet....

Wenn du die Zeit findest, schau dir doch mal Franks Video an und rechne das genauso durch, wie er das gemacht hat. Und falls du Darks und Biases hast, würde mich die Werte nach Abzug des MasterBias im Vergleich zum Abzug des Masterdark interessieren. Und danach die Rechnung mit dem Sky Calculator. Die Unterschiede waren bei mir ja auch recht heftig. Und ob ich nun bei 40 Sekunden hintergrundlimitiert bin oder bei 134 Sekunden, ist nicht ganz ohne. Bei meiner Aufnahme von NGC 7789 habe ich zum großen Teil nur 60 Sekunden belichtet, womit ich dann nicht hintergrundlimitiert war, siehe Rechnung von oben:

Belichtungszeit = 9*Readnoise²/Flux (aus dem Calculator errechnet: 0.49 e/pixel/s)
9* 2,7²/0,49 = 134 Sekunden Belichtungszeit

Aber:
Wenn ich den Mean-Wert meines Lights nach Abzug des Masterbias nehme und damit die Anzahl der Elektronen des Himmelshintergrunds berechne, also 83 ADU (Mean) * 1,12 (Gain) = 92,93
Daraus die Wurzel: √92,96 = 9,64 für das Rauschen des Himmelshintergrunds
Das Ausleserauschen für die Canon 600D liegt bei 2,7 e-; also bin ich nach der Rechnung grob drei mal hintergrundlimitiert.

Und um die Verwirrung perfekt zu machen, findet man natürlich auch unterschiedliche Werte für Gain und Readnoise im Netz.
Canon T3i sensor test results - Readnoise: 3,2 e- und Gain bei ISO 800 0,28
Canon 600D testing results - Beginning Deep Sky Imaging - Cloudy Nights - Gain 1,12
DxOMark Derived Sensor Characteristics - Readnoise 2,7e-

 

[AstroGerdt]

Ah, jetzt verstehe ich, was du mit der Aussage am Anfang meintest.

Ich glaube, das liegt zum Teil an unterschiedlichen Messmethoden. Wenn du mit einem SQM misst, dann hat das ja ein sehr großes Bildfeld - mindestens 20° bei einem SQM. Wenn du mit der Kamera fotografierst, dann hast du ein sehr kleines Feld, meistens nur wenige Grad. Daher kannst du durchaus mal zwischen die Lichtglocken von zwei Städten gucken, oder eine ganz schwache Dunstschicht erwischen, die das Bild heller erscheinen lässt. Noch dazu bewegt sich die Kamera während der Aufnahme ja, du kannst also einen Wechsel von einem dieser Faktoren zu einem anderen erwischen. Und deine Umgebung kann sich während einer langen Aufnahme durchaus verändern, wohingegen die Messung vom SQM kürzer ist. Bei guter Kalibrierung würde ich der Kamera-Methode (gute Kamera vorausgesetzt) also eine höhere Genauigkeit, aber weniger allgemeine Aussagekraft zutrauen.

Bei deiner Rechnung bin ich mir nicht so sicher, ob da mit dem Gain alles so richtig lief.

Ich hole mir die Daten zum Gain immer hier - bisher konnte ich das meiste auch so ähnlich bei mir selbst messen: DxOMark Derived Gain versus Measured ISO

Da ist bei diener 600d für zum Beispiel ISO 1600 ein Gain von 0,1221 eingetragen. Das heißt, die 2,7 e- Ausleseruaschen entsprächen dabei 2,7/0,1221 = 22,11 ADU.

Ich lege da denke ich später, oder am Wochenende noch mal bei mir los, mal gucken, was da rumkommt.

CS Gerrit

 

[BackyardImaging]

Ich hole mir die Daten zum Gain immer hier - bisher konnte ich das meiste auch so ähnlich bei mir selbst messen: DxOMark Derived Gain versus Measured ISO

Da ist bei diener 600d für zum Beispiel ISO 1600 ein Gain von 0,1221 eingetragen. Das heißt, die 2,7 e- Ausleseruaschen entsprächen dabei 2,7/0,1221 = 22,11 ADU.

Ich lege da denke ich später, oder am Wochenende noch mal bei mir los, mal gucken, was da rumkommt.

CS Gerrit

Über die Seite habe ich mir auch die Infos geholt - zumindest zum Ausleserauschen.

Beim Gain gibt's eingetragene Werte für ISO 605 und ISO 1210 ? Die 0,1221 sehe ich nirgendwo.

 

[AstroGerdt]

Ok, ich muss etwas präzisieren. Ich habe den Datenpunkt genommen, der Kamera-ISO 1600 entspricht. Das ist nach Messung wohl eigentlich ISO 1210. Und da habe ich unter Fit1 Gain 0,1221. Weiß hier eigentlich zufällig jemand, was Fit1 und Fit2 Gain unterscheidet??

Da mich das ganze nicht mehr losgelassen hat, habe ich jetzt bei meiner Kamera noch mal gerechnet.

Bei ISO 3200 habe ich bei meiner 200da auf einem einzelnen Bias-Frame eine Standardabweichung von 8 ADU bei 14 Bit auf dem 2 Grünkanal vom Bayer-Pattern.

Mein Light (60s, auch ISO 3200) hat über dem sehr leeren Himmelshintergrund eine Standardabweichung von 42,3 ADU. Natürlich ebenfalls auf dem gleichen Kanal vom Bayer-Pattern.

Das heißt, das Rauschen im Light ist um den Faktor 5,2875 größer als im Bias. Somit wäre ich bei k=5 schon hintergrundlimitiert.

Laut dem mittels Online-Rechner errechneten Wert sollte ich nach etwa 49s Hintergrundlimitiert sein bei k=5.

Im Rahmen der Mess und Produktionsgenauigkeit, ist die Berechnung also hinreichend genau in meinem Fall.

Hierbei habe ich mich nur auf die Bilder von mir selbst bezogen. Online-Daten habe ich dabei so gut wie keine verwenden müssen, kann also dabei auftretende Fehler beinahe komplett ausschließen, also auch den Gain als Fehlerquelle.

CS Gerrit

 

[BackyardImaging]

Bei ISO 3200 habe ich bei meiner 200da auf einem einzelnen Bias-Frame eine Standardabweichung von 8 ADU bei 14 Bit auf dem 2 Grünkanal vom Bayer-Pattern.

Mein Light (60s, auch ISO 3200) hat über dem sehr leeren Himmelshintergrund eine Standardabweichung von 42,3 ADU. Natürlich ebenfalls auf dem gleichen Kanal vom Bayer-Pattern.

Wie hast du das gemessen? Ich hab mir einfach in PixInsight die Bildstatistiken eines Lights rausgesucht (noch nicht debayert, also so, wie es aus der Kamera kam) und dann das Masterbias abgezogen.

Ich habe außerdem noch abweichende Werte für Gain und ISO meiner 600d gefunden, die lt. den Angaben meines Kollegen aus dem Vereins wohl besser passen (er hat das wohl auch mal vermessen). Da wäre das Ausleserauschen bei 3.2e- und der Gain für ISO 800 bei 0,28. Aber da komme ich für die Berechnung des Flux und der Hintergrundlimitierung auf vollkommen absurde Werte (auf dasselbe Bild wie oben angewandt, also kurz belichtete Aufnahmen zu 60 Sekunden unter einem Bortle 4-5 Himmel, errechne ich eine Hintergrundlimitierung bei 1047 Sekunden). Also entweder sind von mir ermittelten ADUs falsch (obwohl ich nicht weiß, was man da groß falsch machen kann - ich schaue mir ja nur die Bildstatistik in PI an), oder die Formel ist falsch (glaub ich aber auch nicht, denn im CalculatedSkyLimitedExposure komme ich auf annährend dieselben Werte) oder Gain und Ausleserauschen stimmen nicht.

CS, Ulrike

 

[AstroGerdt]

Für die Messungen beim Bias habe ich einfach ein einzelnes Bias verwendet.

Bei der Messung, sowohl bei den Lights, als auch den Bias, ist zu beachten, dass die DSLRs ja die CFA Filter haben. Dadurch sind die Pixel entweder Rot, Grün oder Blau. Es wird also selbst dann, wenn die Kamera gar nicht rauschen würde, und das Bild perfekt eben wäre, trotzdem eine Standardabweichung geben, da die Pixel verschiedene Empfindlichkeiten für andere Farben aufweisen. Daher habe ich immer nur die Pixel einer einzigen Farbe untersucht. Das macht man in PixInsight, indem man das Bild mittels Split CFA in die einzelnen CFA Kanäle aufteilt.

Dann kann man das Bias als gesamtes für die Messung verwenden. Der Himmelshintergrund muss natürlich über einer kleinen, leeren Fläche am Himmel gemessen werden, sonst würden Sterne die Statistik stören.

Wenn du mir die Werte für den Online-Rechner (also SQM, Öffnungsverhältnis, Pixelgröße) sowie dein Ausleserauschen bei einer bestimmten ISO nennst, dann kann ich mal kurz selbst drüber rechnen, und mal gucken, worauf ich komme.

CS Gerrit

 

[BackyardImaging]

Für die Messungen beim Bias habe ich einfach ein einzelnes Bias verwendet.

Bei der Messung, sowohl bei den Lights, als auch den Bias, ist zu beachten, dass die DSLRs ja die CFA Filter haben. Dadurch sind die Pixel entweder Rot, Grün oder Blau. Es wird also selbst dann, wenn die Kamera gar nicht rauschen würde, und das Bild perfekt eben wäre, trotzdem eine Standardabweichung geben, da die Pixel verschiedene Empfindlichkeiten für andere Farben aufweisen. Daher habe ich immer nur die Pixel einer einzigen Farbe untersucht. Das macht man in PixInsight, indem man das Bild mittels Split CFA in die einzelnen CFA Kanäle aufteilt.

Kann man nicht einfach ein nicht-debayertes Bild nehmen? Ansonsten splitte ich mal die Kanäle auf

Wenn du mir die Werte für den Online-Rechner (also SQM, Öffnungsverhältnis, Pixelgröße) sowie dein Ausleserauschen bei einer bestimmten ISO nennst, dann kann ich mal kurz selbst drüber rechnen, und mal gucken, worauf ich komme.

CS Gerrit

SQM: 20.42
Öffnung: f/6
Pixelpitch: 4,3 μm
Ausleserauschen bei ISO 800: 3,2 e-
Ich habe mit Faktor 3 für das Hintergrundrauschen gerechnet

Danke!