Hintergrundlimitierung und Belichtungszeit

ubit

Aktives Mitglied
Hi,
ich habe mich heute etwas ausführlicher mit dem Thema Hintergrundlimitierung beschäftigt. Dazu habe ich diverse Videos geschaut, Webseiten studiert und dann angefangen zu rechnen....
Bisher habe ich mit ISO 400 und ISO 800 meine Lights mit der Canon EOS 7D gemacht und dabei auf Belichtungszeiten von 180-300 Sekunden gesetzt. Ich habe eine relativ hellen Himmel im Bereich des Horizontes, aber zenithnah sieht es deutlich besser aus. Das ist aber nicht so schlimm, da ich ohnehin Objekte mit Höhen <45° aus dem Garten kaum erreichen kann... Also konzentriere ich mich momentan auf zenitnahe Objekte. Die tatsächliche Helligkeit des Nachthimmels kann ich irgendwie nicht beurteilen. Laut Lichtverschmutzungskarte sollten es Bortle 6 sein.

Wenn ich meine bisherigen Aufnahmen anschaue und die Belichtungszeit berechne bei der ich hintergrundlimitiert bin, komme ich auf Einzelbelichtungszeiten im Bereich 15-45 Minuten. Kann das wirklich sein?

Beispielrechnung: Standardabweichung in den Darks liegt bei einer Session mit ISO800/180s bei 40-50 (bezogen auf 16 Bit-Werte). Mal 3 und quadriert ergibt sich 14400 bis 22500. Meine 180s-Belichtungen erreichen (nach Abzug des Bias) nur ca. 1500 ADU als Mittelwert im Bereich des Bildzentrums (hellster Bereich auf Grund von Vignettierung). Um auf ca. 15000 ADU zu kommen müsste ich also 10 mal so lange belichten - ergo 30 Minuten. Selbst wenn ich nur (2*Standardabweichung)^2 rechne, komme ich noch auf 13 Minuten Belichtungszeit um hintergrundlimitiert zu sein.

Rechne ich irgendwas falsch? Oder soll ich mich über meinen traumhaften Himmel im zenitnahen Bereich freuen? Oder soll ich den ISO-Wert hochschrauben (auch wenn die Kamera dadurch an Dynamik verliert)?

Wie sehen die Werte bei Euch aus wenn ihr mit DSLRs arbeitet?

Ciao, Udo
 
Hi Udo,

ich habe mich vor einer Weile ebenfalls etwas ausführlicher mit der Hintergrundlimitierung beschäftigt und bei meinen Bildern die Limitierung berechnet. Dazu habe ich mir Franks Video angeschaut:


und zunächst - so wie er das gemacht hat - mit der Formel alles berechnet und danach in PixInsight das Skript die Limitierung bestimmen lassen. Mir scheinen die von dir genannten Belichtungszeiten ebenfalls zu lang. Versuche es bitte mal mit folgendem Rechner:


Dort kannst du den Flux bestimmen und dann mit der Formel 9*Readnoise²/Flux die Hintergrundlimitierung bestimmen (unter Zugrundelegung des Faktor 3 beim Verhältnis vom Photonenrauschen zum Kamerarauschen).

Ich selbst habe das bei einigen meiner Bilder gemacht und mittels Franks Methode den Flux bestimmt und zusätzlich noch mit dem Rechner. Die Ergebnisse waren durchaus vergleichbar, aber auch nur bei den Bildern, wo ich tatsächlich vom Hintergrund die Standardabweichung bestimmen konnte. D. h. wenn man in dem Himmelsausschnitt irgendwelche Ausläufer von Emissionswolken oder ähnliches dabei hatte, hat es schon wieder nicht so gut funktioniert.

Zur Himmelshelligkeit: Mit ASTAP kannst du die nachträglich bestimmen. Am besten nimmst du dazu ein kalibriertes (!) Light. Den Wert kannst du dann für Sharpcap nutzen. Die restlichen Werte hängen mit der Kamera zusammen; die kannst du dir im Internet raussuchen.

Viele Grüße,
Ulrike

P. S. Bei meiner Canon 600Da unter einem Bortle 5 Himmel und einer f/6 Optik liege ich bei etwas über 3 min.
 
Zuletzt bearbeitet:
Hallo Udo,

das Rauschen des Himmelshintergrunds bekommst du durch Abzug eines Masterdarks vom Frame und Bestimmen der ADUs. Das sind also reine Photonen- ADUs. Multipliziert mit dem Gain in e- pro ADU erhältst du die Anzahl Elektronen durch Hintergrund (bei gegebener Belichtungszeit). Daraus die Wurzel ist das Rauschen, und das sollte deutlich größer als das Auslesetauschen des Chips sein, damit das Gesamtrauschen, das sich aus quadratischer Addition der Rauschanteile ergibt, vom Hintergrundrauschen und nicht vom Ausleserauschen dominiert wird. “Deutlich größer” kann z. B. Faktor 3 sein.

Bsp.: Wenn du mit Unity-Gain aufnimmst und im kalibrierten Frame 600 ADUs Hintergrund hast, ist das Elektronenrauschen sqrt(600) = 24.5. Solange das Ausleserauschen kleiner als 1/3 davon ist, also bis max. 8 e- in dem Fall, passt es. Ist es kleiner, kannst du auch kürzer belichten, ist es größer, solltest du länger belichten.

CS, Bernd
 
Bsp.: Wenn du mit Unity-Gain aufnimmst und im kalibrierten Frame 600 ADUs Hintergrund hast, ist das Elektronenrauschen sqrt(600) = 24.5. Solange das Ausleserauschen kleiner als 1/3 davon ist, also bis max. 8 e- in dem Fall, passt es. Ist es kleiner, kannst du auch kürzer belichten, ist es größer, solltest du länger belichten.

Ich schände zwar ungern forumsleichen, aber das thema passt gerade...
Entstehen mir denn nachteile wenn ich kürzer belichte, aber die gesamtbelichtungszeit bleibt identisch?
(von der größeren datenmenge und dem mehr an rechenaufwand beim stacken mal abgesehen)

Vorteile die ich im sinn habe:
Bei der aussortierung von einzelnen schlechten bildern leidet die gesamtbelichtungszeit weniger.
Die anforderungen an die nachführung/guiding sind (deutlich) geringer wenn 540x20s oder 6x120s belichtet werden - als extrembeispiel.
 
Hallo *****,
das Signal-Rausch-Verhältnis der Einzelaufnahmen verbessert sich, je länger die belichtet werden.
Andererseits zieht man aus kürzeren Belichtungszeiten auch Vorteile. Den geringeren Einfluss von aussortierten Aufnahmen und Nachführfehlern hast du schon genannt. Bei ganz kurzen Belichtungszeiten kann man außerdem das Seeing so ein bisschen austricksen.
Es gibt hier viele Beispiele für gute Kurzbelichtungen. Wenn du bereit bist, ein paar Einzelframes mehr aufzunehmen, sind die Nachteile schnell ausgeglichen. Ich würde mir wegen der Hintergrundlimitierung jedenfalls nicht gleich ins Hemd machen.
Gruß
Sebastian
 
Naja ich hab weniger bedenken um mein hemd,
aber wenn ich mir den ganzen guiding kram sparen könnte, wäre das gar nicht schlimm :)
 
Hi,
Naja ich hab weniger bedenken um mein hemd,
aber wenn ich mir den ganzen guiding kram sparen könnte, wäre das gar nicht schlimm :)
also ich bin überzeugter Kurzbelichter. ;)
Weil ich keine Lust auf den Aufwand des Guidings habe und es mit meinen Dobsons auf EQ-Plattform sowieso nicht (oder nur mit Aufwand) geht.

Dem Aufsummieren der Photonen über eine Gesamtbelichtungszeit ist es völlig egal in wieviele Einzelbilder man es aufteilt.
Man wird genauso viele Photonen detektieren, nämlich die die in der Gesamtzeit auf den Sensor treffen.

Leider verschlechtern aber verschiedenen Rauscharten auch in Abhängigkeit von der Subbelichtungszeit die Qualität des Bildes.
Aber zumindestens eine der wichtigsten Rauschquellen, das Ausleserauschen spielt zum Glück bei aktuellen Sensoren kein grosse Rolle mehr.

Gruß
Peter
 
Dann reihe ich mich mal so langsam in die riege der kurzbelichter ein :D
Ich eruiere mal wie lang ich mit meiner eingenordeten exos2 problemlos belichten kann bevor ich eier produziere
(unnötig viele bilder brauch ich ja auch nicht aufzunehmen) und dann hake ich das thema fürs erste ab.
Gibt genug andere sachen die noch zu optimieren sind...

Das thema ausleserauschen kann ich zumindest mit meiner 50d noch nicht außer acht lassen,
aber das wird ja vermutlich nicht die letzte kamera bleiben ^^ (ich blicke da so in richtung sony imx585)
 
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