Wellmann
Aktives Mitglied
Hallo!
Nachdem ja im Forum schon Alles irgendwo gesagt wurde, traut man sich ja kaum, noch einen Text zu schreiben. Dennoch möchte ich hier einige Erfahrungen mit Filtern darstellen (nicht für Profis gedacht). Dazu zunächst ein Bild, die Erläuterungen folgen dann darunter im Nachtrag zu unserem "Mond-Tutorial". Entschuldigung auch an alle Firefox V2-Nutzer, der Browser stellt A.de-Seiten mit breiten Bildern wegen der falsch platzierten horizontalen Laufleiste sehr schlecht dar, IE und Firefox V3 haben da kein Problem.
Link zur Grafik: http://www.gym-vaterstetten.de/faecher/astro/galerie/Bilder/Filteranwendung.jpg
Nachtrag zum Thema Infrarotfotografie.
Bei der Fotografie von Mond und Planeten kämpft man ständig mit Problemen, die das Ergebnis der Bemühungen verschlechtern. Zwei dieser Probleme lassen sich unter gewissen Bedingungen durch den Einsatz von Filtern zumindest teilweise aus der Welt schaffen:
Was ist atmosphärische Refraktion? Licht von tief stehenden Objekten tritt unter einem flachen Winkel in die Atmosphäre ein, und wird daher wie an einem Prisma gebrochen. Im Bereich des sichtbaren Lichts nimmt die Brechung mit zunehmender Wellenlänge deutlich ab (Dispersion). Blaues Licht wird also stärker abgelenkt, und scheint daher für einen Beobachter in der rückwärtigen Verlängerung des Lichtweges von weiter oben zu kommen, rotes Licht wird weniger gebrochen, und scheint daher von weiter unten zu kommen. Das Bild eines Planeten besteht also aus mehreren leicht gegeneinander verschobenen farbigen Bildern, von denen das blaue Bild ganz oben, und das rote Bild ganz unten liegt (erkennbar an einem blauen Farbsaum oben, und einem roten Farbsaum unten, siehe Jupiter links oben).
Wie beseitigt man atmosphärische Refraktion? Bei Farbbildern ist das recht einfach. Man zerlegt das Bild in die RGB - Kanäle (Rot, Grün, Blau), und verschiebt Blau nach unten, und Rot nach oben, bis alle drei Kanäle exakt übereinander liegen, siehe 2. Bild links oben. Bei s/w - Bildern ist eine nachträgliche Korrektur so nicht möglich, man muss schon bei der Aufnahme ein Farbfilter verwenden, damit ein scharfes Bild auf die Kamera gelangt. Welches Filter man wählt hängt von der Luftunruhe ab, und wird weiter unten erläutert.
Was ist Luftunruhe? Beim Durchlaufen der Atmosphäre passiert das Licht Bereiche unterschiedlicher Dichte. diese können oft sehr klein sein (Turbulenzzellen). Dabei wird das Licht in schnellem Wechsel in die verschiedensten Richtungen gebrochen, und kann im der Kamera kein scharfes Bild mehr erzeugen. Besonders schlimm ist das, wenn der Lichtweg in der Atmosphäre sehr lang ist, also bei tief stehenden Objekten, die Auswirkungen auf die Abbildung sind dann katastrophal, Fotografie ist unmöglich. Da in unseren Breiten das "Seeing" nur selten wirklich gut ist, macht man sich natürlich Gedanken darüber, ob es da eine Abhilfe gibt.
Wie beseitigt man die Auswirkungen von Luftunruhe? Eine nachträgliche Beseitigung der Unschärfe durch Luftunruhe ist (bis auf das übliche Schärfen mit Schärfungsfiltern) unmöglich. Nun ist es aber so, dass die Brechung (Refraktion) und die damit auch verbundene Aufspaltung in Farben (Dispersion) mit steigender Wellenlänge abnimmt. Rotes oder gar infrarotes Licht wird erheblich weniger gestört als grünes oder blaues Licht. Bei s/w - Bildern setzt man einfach ein Infrarot - Passfilter vor die Kamera um die Abbildung zu verbessern. Das ist problemlos möglich, weil die modernen Kameras (speziell mit ExView - CCD) gerade im Infrarot eine sehr hohe Empfindlichkeit haben. Es gibt Filter die noch weiter im IR liegen, aber Vorsicht: Solche Filter verlängern die Belichtungszeit enorm, weil die Empfindlichkeit der CCD-Kamera in diesem Bereich oft schon wieder abnimmt. Die Verbesserung der Abbildung ist beträchtlich, siehe die beiden Mondbilder oben. Bei Farbe ist es etwas komplizierter. Hier macht man sich zu Nutze, dass das Auge die Bildschärfe nicht nach der Farbe (Chrominanz), sondern nach dem Hell-Dunkel-Anteil (Luminanz) eines Bildes beurteilt. Man fertigt also mit dem Ir - Filter ein brauchbares s/w - Bild, und setzt die Farbe eines unbrauchbaren "normalen" Farbbilds ein. Das Ergebnis ist eine durchaus brauchbares Ir-RGB, siehe Jupiterbild oben rechts. Nur auf diese Weise konnten wir trotz miserabler Bedingungen 2008 noch recht nette Aufnahmen von Jupiter machen.
Also Alles bestens? - Leider nicht ganz! Filter können bei schlechten Bedingungen die Bildqualität zwar ganz erheblich steigern, leider verlängern sie aber die Belichtungszeit, und verringern frequenzproportional die Auflösung des Teleskops, Beispiel Ir - Filter: Bis 30% weniger Auflösung bei vierfacher Belichtungszeit. Man sollte eigentlich also wegen der Auflösung möglichst ein Filter für eine kurze Wellenlänge wählen. Da aber gerade das kurzwellige Blau stark in der Atmosphäre gestreut wird, würde die Wahl eher auf Grün fallen. Will man Luftunruhe kompensieren, so ist man zur Anwendung von Rotfilter oder sogar Ir-Filter gezwungen. Wir haben ein Ir-Filter mit 685nm verwendet, von der Auflösung her noch ein vertretbarer Kompromiss. Wer eine für IR brauchbare Optik hat (und das sind z.B. praktisch alle Spiegel), und eine genügend empfindliche Kamera, der sollte bei schlechtem Seeing unbedingt mal Aufnahmen mit IR-Passfilter versuchen. Bei sehr gutem Seeing bringt das Filter nur dann Vorteile, wenn das Objekt bei einer s/w-Aufnahme sehr niedrig steht, bei gutem Seeing und hoch stehendem Objekt ist das Filter unnötig, und nur ohne Filter werden absolute Spitzenergebnisse erzielt.
Ausnahmen von der Regel? Unter gewissen Umständen sollte man Filter auch bei besten Beobachtungsbedingungen verwenden. Das ist z.B. sinnvoll wenn die Optik nicht für alle Farben ordentlich korrigiert ist. Ein APO-Refraktor ist oft im Infrarot nicht gut korrigiert, obwohl die Kameras dort noch eine hohe Empfindlichkeit haben. In einem solchen Fall ist die Verwendung eines Ir-Sperrfilters erforderlich, eventuell gleich kombiniert mit einem UV-Sperrfilter. Macht man mit einem nicht farbkorrigierten Gerät s/w-Aufnahmen, so ist ein Filter zwingend erforderlich. Gelegentlich können auch Details bestimmter Farbe auf Planeten durch die Verwendung eines geeigneten Filters verstärkt hervorgebracht werden, eins von vielen Beispielen sei die Darstellung von Wolken auf der Venus mit einem UV-Passfilter.
Gruß, Peter
Nachdem ja im Forum schon Alles irgendwo gesagt wurde, traut man sich ja kaum, noch einen Text zu schreiben. Dennoch möchte ich hier einige Erfahrungen mit Filtern darstellen (nicht für Profis gedacht). Dazu zunächst ein Bild, die Erläuterungen folgen dann darunter im Nachtrag zu unserem "Mond-Tutorial". Entschuldigung auch an alle Firefox V2-Nutzer, der Browser stellt A.de-Seiten mit breiten Bildern wegen der falsch platzierten horizontalen Laufleiste sehr schlecht dar, IE und Firefox V3 haben da kein Problem.
Link zur Grafik: http://www.gym-vaterstetten.de/faecher/astro/galerie/Bilder/Filteranwendung.jpg
Nachtrag zum Thema Infrarotfotografie.
Bei der Fotografie von Mond und Planeten kämpft man ständig mit Problemen, die das Ergebnis der Bemühungen verschlechtern. Zwei dieser Probleme lassen sich unter gewissen Bedingungen durch den Einsatz von Filtern zumindest teilweise aus der Welt schaffen:
- Die durch atmosphärische Refraktion hervorgerufene Unschärfe
- Die durch atmosphärische Refraktion hervorgerufene Unschärfe
Was ist atmosphärische Refraktion? Licht von tief stehenden Objekten tritt unter einem flachen Winkel in die Atmosphäre ein, und wird daher wie an einem Prisma gebrochen. Im Bereich des sichtbaren Lichts nimmt die Brechung mit zunehmender Wellenlänge deutlich ab (Dispersion). Blaues Licht wird also stärker abgelenkt, und scheint daher für einen Beobachter in der rückwärtigen Verlängerung des Lichtweges von weiter oben zu kommen, rotes Licht wird weniger gebrochen, und scheint daher von weiter unten zu kommen. Das Bild eines Planeten besteht also aus mehreren leicht gegeneinander verschobenen farbigen Bildern, von denen das blaue Bild ganz oben, und das rote Bild ganz unten liegt (erkennbar an einem blauen Farbsaum oben, und einem roten Farbsaum unten, siehe Jupiter links oben).
Wie beseitigt man atmosphärische Refraktion? Bei Farbbildern ist das recht einfach. Man zerlegt das Bild in die RGB - Kanäle (Rot, Grün, Blau), und verschiebt Blau nach unten, und Rot nach oben, bis alle drei Kanäle exakt übereinander liegen, siehe 2. Bild links oben. Bei s/w - Bildern ist eine nachträgliche Korrektur so nicht möglich, man muss schon bei der Aufnahme ein Farbfilter verwenden, damit ein scharfes Bild auf die Kamera gelangt. Welches Filter man wählt hängt von der Luftunruhe ab, und wird weiter unten erläutert.
Was ist Luftunruhe? Beim Durchlaufen der Atmosphäre passiert das Licht Bereiche unterschiedlicher Dichte. diese können oft sehr klein sein (Turbulenzzellen). Dabei wird das Licht in schnellem Wechsel in die verschiedensten Richtungen gebrochen, und kann im der Kamera kein scharfes Bild mehr erzeugen. Besonders schlimm ist das, wenn der Lichtweg in der Atmosphäre sehr lang ist, also bei tief stehenden Objekten, die Auswirkungen auf die Abbildung sind dann katastrophal, Fotografie ist unmöglich. Da in unseren Breiten das "Seeing" nur selten wirklich gut ist, macht man sich natürlich Gedanken darüber, ob es da eine Abhilfe gibt.
Wie beseitigt man die Auswirkungen von Luftunruhe? Eine nachträgliche Beseitigung der Unschärfe durch Luftunruhe ist (bis auf das übliche Schärfen mit Schärfungsfiltern) unmöglich. Nun ist es aber so, dass die Brechung (Refraktion) und die damit auch verbundene Aufspaltung in Farben (Dispersion) mit steigender Wellenlänge abnimmt. Rotes oder gar infrarotes Licht wird erheblich weniger gestört als grünes oder blaues Licht. Bei s/w - Bildern setzt man einfach ein Infrarot - Passfilter vor die Kamera um die Abbildung zu verbessern. Das ist problemlos möglich, weil die modernen Kameras (speziell mit ExView - CCD) gerade im Infrarot eine sehr hohe Empfindlichkeit haben. Es gibt Filter die noch weiter im IR liegen, aber Vorsicht: Solche Filter verlängern die Belichtungszeit enorm, weil die Empfindlichkeit der CCD-Kamera in diesem Bereich oft schon wieder abnimmt. Die Verbesserung der Abbildung ist beträchtlich, siehe die beiden Mondbilder oben. Bei Farbe ist es etwas komplizierter. Hier macht man sich zu Nutze, dass das Auge die Bildschärfe nicht nach der Farbe (Chrominanz), sondern nach dem Hell-Dunkel-Anteil (Luminanz) eines Bildes beurteilt. Man fertigt also mit dem Ir - Filter ein brauchbares s/w - Bild, und setzt die Farbe eines unbrauchbaren "normalen" Farbbilds ein. Das Ergebnis ist eine durchaus brauchbares Ir-RGB, siehe Jupiterbild oben rechts. Nur auf diese Weise konnten wir trotz miserabler Bedingungen 2008 noch recht nette Aufnahmen von Jupiter machen.
Also Alles bestens? - Leider nicht ganz! Filter können bei schlechten Bedingungen die Bildqualität zwar ganz erheblich steigern, leider verlängern sie aber die Belichtungszeit, und verringern frequenzproportional die Auflösung des Teleskops, Beispiel Ir - Filter: Bis 30% weniger Auflösung bei vierfacher Belichtungszeit. Man sollte eigentlich also wegen der Auflösung möglichst ein Filter für eine kurze Wellenlänge wählen. Da aber gerade das kurzwellige Blau stark in der Atmosphäre gestreut wird, würde die Wahl eher auf Grün fallen. Will man Luftunruhe kompensieren, so ist man zur Anwendung von Rotfilter oder sogar Ir-Filter gezwungen. Wir haben ein Ir-Filter mit 685nm verwendet, von der Auflösung her noch ein vertretbarer Kompromiss. Wer eine für IR brauchbare Optik hat (und das sind z.B. praktisch alle Spiegel), und eine genügend empfindliche Kamera, der sollte bei schlechtem Seeing unbedingt mal Aufnahmen mit IR-Passfilter versuchen. Bei sehr gutem Seeing bringt das Filter nur dann Vorteile, wenn das Objekt bei einer s/w-Aufnahme sehr niedrig steht, bei gutem Seeing und hoch stehendem Objekt ist das Filter unnötig, und nur ohne Filter werden absolute Spitzenergebnisse erzielt.
Ausnahmen von der Regel? Unter gewissen Umständen sollte man Filter auch bei besten Beobachtungsbedingungen verwenden. Das ist z.B. sinnvoll wenn die Optik nicht für alle Farben ordentlich korrigiert ist. Ein APO-Refraktor ist oft im Infrarot nicht gut korrigiert, obwohl die Kameras dort noch eine hohe Empfindlichkeit haben. In einem solchen Fall ist die Verwendung eines Ir-Sperrfilters erforderlich, eventuell gleich kombiniert mit einem UV-Sperrfilter. Macht man mit einem nicht farbkorrigierten Gerät s/w-Aufnahmen, so ist ein Filter zwingend erforderlich. Gelegentlich können auch Details bestimmter Farbe auf Planeten durch die Verwendung eines geeigneten Filters verstärkt hervorgebracht werden, eins von vielen Beispielen sei die Darstellung von Wolken auf der Venus mit einem UV-Passfilter.
- Filter können unter bestimmten Bedingungen die Bildqualität bei Planeten und Mond enorm verbessern. Am besten ist es jedoch bei optimalen atmosphärischen Bedingungen und mit sehr guten Optiken zu arbeiten, und Filter im Interesse optimaler Ergebnisse möglichst nur dort anzuwenden, wo es zur Hervorhebung bestimmter Details unbedingt erforderlich ist....
Gruß, Peter