Ist eine "reale" Bilddarstellung mit Verlustfaktoren möglich?

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Papa Brummbär

Papa Brummbär

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Hallo Leute,

ich wollte hier mal etwas Fragen bzw. zur Diskussion stellen. (Da ich hier neu bin komme ich noch nicht so gut mit der Oberfläche klar sorry)

Die Überlegung ist wie folgt, es werden alle möglichen Summenbilder bei der Astrophotographie
erzeugt und Pixel für Pixel hart erarbeitet. Aber was gibt und das finale Ergebnis wieder?

Strahlengang.jpg


Betrachtet man den Strahlengang von einem Stern bis zum Sensor
(hier als Beispiel für ein Newton Teleskop) kommen folgende Faktoren zusammen:

  • Die Wegstrecke von Stern bis zu unserer Atmosphäre
  • Der Weg durch unsere Atmosphäre
  • Reflexion am Hauptspiegel
  • Reflexion am Fangspielgel
  • Durchgang durch einen Filter (Korrektoren sind hier nicht)
  • Aufnahmeleistung Sensor
Ich habe als Grundlage für die nachfolgende Berechnungen folgende Produkte bzw. Werte zu Grunde gelegt:
  • HS und FS mit einem Reflexionsvermögen mit 94%
  • Filterdaten von ZWO Filterset L-RGB für ASI 1600 MM Mono (soll keine Werbung sein)
  • Kameradaten von ZWO ASI 294 MM Pro Mono (soll keine Werbung sein
Vorgehensweise:
  • Alle Daten wurden im ersten Schritt von Bilddaten in ASCI-Zeichen für eine Excel-Tabelle umgewandelt,
  • danach wurden die Daten durch lineare Interpolation Vereinheitlich, um ein genau Berechenbarkeit zu ermöglichen,
  • aus den einzelnen Frequenzbereichen (LRGB) wurden die summierten und gemittelten Verluste berechnet und
  • zum Schluss daraus Faktoren abgeleitet.

Diagramm.jpg


Ergebnis:

Also beispielhaft für den Faktor R-Filter:

FR = S{von1-n} [1 / (iA x iHS x iFS x iF x iS )]/n
(S soll das Summenzeichen sein)

Exemplarisch für Lambda = 600nm
FR = 1 / (0,71 x 0,94 x 0,94 x 0,96 x 0,86) = 1,93

Summiert man alle Werte auf erhält man folgende Faktoren:

FL = 2,5 (Lambda = 387 - 696)
FR = 1,96 (Lambda = 587 - 697)
FG = 2,01 (Lambda = 489 - 571)
FB = 3,72 (Lambda = 387 - 493)

Die jeweiligen Bereiche sind etwas eingeengt (orientiert am Flankenan- und -abstieg) um nicht zu viele niedrige
Werte zu erhalten, weil dies den Faktor stark erhöht.

So jetzt müssten alle Pixelwerte mit den entsprechenden Faktoren multipliziert werden damit man
ein „Realergebnis“ also "Abbildung vor Atmosphäre" erhält oder?
Was meint Ihr dazu? Freu mich schon auf Euro Antworten.

LG & CS
Hampo
 
Was meint Ihr dazu? Freu mich schon auf Euro Antworten.
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Hallo Hampo,
du erwartest jetzt hoffentlich nicht wirklich Euros als Antwort ? :)

Ich denke, dazu bräuchte man mehr spektrale Information als sie von einem RGB Sensor wiedergespiegelt werden können. Die atmosphärischen Bedingungen sind extrem unterschiedlich , je Winkel, Luftfeuchte , Aerosolen und und und... Wahrscheinlich ist es einfacher, ein Original Hubbe RGB Satz (wenn es sowas gibt) durch einen irdischen RGB Satz zu teilen , und das als Kalibrierbild herzunehmen.

Gruß
*entfernt*
 
Hallo Leute, gute Idee
ich werde mal ein Hubbel-Bild mit einem meiner bescheiden Bilder vergleichen mal sehen was dabei raus kommt.
Melde mich wieder wenn ich etwas brauchbares habe.
LG & CS
Hampo
 
Hallo,

Frank hat natürlich recht, es gibt ja genügend bekannte Kalibrationssterne deren echte spektrale Verteilung bekannt ist. Mehr brauchts ja eigentlich nicht.
Die Methode zu Fuß jede Komponente in einem Lichtweg einzeln zu berechnen liegt zwar nahe, führt aber in der Regel zu deutlich größeren Abweichungen von der Realität.
Meistens liegen die einzelnen Daten ja nicht vollständig vor, z.B. die Filterkurven müssten goniometrisch, also unter allen Einfallswinkeln, vermessen werden, ebenso die QE Kurve des Sensors, die Antireflexbeschichtungen usw., von Vignetting und Interferenzen ganz zu schweigen.

Viele Grüße
*entfernt*
 
Hallo,

ich denke auch, wenn man keinen wissenschaflichen Anspruch hat und keine photometrischen Messungen machen will, dann reicht eine grobe Kalibrierung über ein/zwei Sterne mit bekannten B/V-Werten oder die luxuriöse Variante mit einem photometrischen Kalibriertool wie das von Pixinsight. Es bringt ja auch nichts da supergenau sein zu wollen und dann passt man hinterher doch lokal Farbsättigung, Luminanz und die Farbe selbst nach dem Strecken an, damit ein Bild gefällig aussieht. Eine ungenaue Farbkalibrierung am Bildschirm gibt dann der "realen" Bilddarstellung den Rest.
Das ist so, als wenn man aufs Mikrometer genau anzeichnet und dann mit der Axt abschlägt ...

Gruß

*entfernt*
 
Hi Hampo ,

kann das sein, dass wir dich hier sowieso missverstehen ? Deine Rechnung würde ja letztlich darauf abzielen, die ursprüngliche Photonenzahl am Rand der Atmosphäre pro Filter zu bestimmen. Den Weißabgleich als solchen erwähnst Du ja gar nicht. Die Farbe würde sich natürlich durch Gewichtung mit den physiologischen Werten des Auges ergeben. Umgekehrt ist es allerdings nicht immer so einfach, aus einer richtig farbkalibrierten Aufnahme auf die korrekte Spektrale Verteilung rückzuschließen.
Aber ich glaube es ist müßig aus den von Heiko angeführten Gründen.

Gruß
*entfernt*
 
Hallo Leute,

erstmal vielen Dank für Euro Anregungen und Gedanken, alles mit ja und nein beantwortbar, ich hatte eigentlich den Gedanken
wenn man die gerätespezifischen Faktoren kennt, könnte man auf ein Bild außerhalb unserer Atmosphäre und mit der "Korrektur"
Verluste von Kamera Teleskop usw. hochrechnen. (also Hubble nah äh ja so etwa)

Also ich hab jetzt seit gestern einige kleine Programme geschrieben und meinen Rechner etwas rennen lassen und das Ergebnis sieht wie folgt aus:

nur auf Faktorebene auf Bildebene habe ich das noch nicht umgesetzt. (oh Mist meine Tifs werden nicht genommen noch schnell konvertieren jpg)
Also ich habe folgende Hubbleaufnahme gefunden: 15.07.2012

Hu.jpg


Jetzt wird es besser meine Aufnahme: 07.03.2021
Ha.jpg


nun ja man erkennt, dass es die gleiche Region ist :)

Also ich habe die gesamten Bilder und einzelne Regionen getrennt in RGB untersucht und die Unterschiede als einzelne Faktoren wie weiter Oben errechnet.

Vergleich.jpg


Was bekomme ich jetzt als Ergebnis:

Einzelne Regionen sind gegenüber dem Gesamtbild etwas abweichend aber wenn man die Berechnung von weiter Oben anschaut:

FR = 1,96 (Lambda = 587 - 697)
FG = 2,01 (Lambda = 489 - 571)
FB = 3,72 (Lambda = 387 - 493)

erhält man jetzt durch den Bildvergleich:

FR = 1,87
FG = 2,08
FB = 2,94

Gegenüberstellung:

Berechnung aus Gerätedaten: Berechnung aus den Bilddaten:

FR = 1,96 FR = 1,87
FG = 2,01 FG = 2,08
FB = 3,72 FB = 2,94

Also für einen ersten Schuss gar nicht schlecht oder, dies zeigt, dass eine derartige Betrachtung möglich ist. Einzige Abweichung wäre, dass bei den Gerätedaten die ASI294 genommen wurde und ich den Orionnebel mit einer Canon aufgenommen habe. Werde aber dies nochmal korrigieren und danach das finale Ergebnis darstellen. Und wenn möglich auch mal meine Aufnahme hochskalieren. Mal sehen was da passiert?

So,

Das mit den Kalibrationssternen wusste ich nicht :-(. Hatte aber auch gerade keinen zur Hand :-)).
Werde mich mal schlau machen wo die sind und versuchen einen aufzunehmen.

So das wars auch schon wieder bis zum nächsten mal muss leider weg.

LG, CS und schönes Rest-WE
Hampo
 
So jetzt habe ich auch noch die Aufnahme mit den ermittelten Faktoren überarbeitet. Erster Schritt RGBs auslesen Maximalwert für jeden Kanal ermitteln
danach die maximale Spreizung ermitteln (damit man nicht über 255 kommt) und das neue Bild generiert.

Aufnahme "Roh" Hubble-Aufnahme Aufnahme mit den RGBs Faktoren multipliziert
danach wieder auf max. 255 gesenkt
M42a.jpg
M42hu.jpg
M42b.jpg


Animiert "Roh":......................................................................................................................................................................................Animiert "mit RGB Faktoren":
M42a.gif
............................................................................................................
M42b.gif


Also im Einzelbild kann man den Unterschied gut erkennen, aber was der Hubble-Aufnahme näher kommt oder besser ist?

Ihr habt doch mehr Erfahrung, was meint Ihr?

Macht das Sinn?

LG & CS
Hampo
 
Hallo Hampo,

die Hubble Aufnahme ist so sicher kein Rohbild, sondern auch eine bearbeitete Version. Vermutlich sind sogar die Farben so angepasst, daß sie gefälliger aussehen. Du passt Dein Bild also farblich der Hubblebearbeitung an, aber irgendwo auch nicht der Realität. Da brauchst Du eigentlich nicht über das Hubblebild gehen. Wie oben gesagt, eine ungefähre Kalibration an einem bekannten Stern reicht da erst mal.

Gruß

*entfernt*
 
Hallo Heiko,

danke für die Info, ich habe meine Daten nicht dem Hubbelbild angepasst, sondern es nur damit verglichen. Dachte eine bessere Bezugsquelle gibt es nicht.
Aber das mit den Sternen leuchtet mir ein, ist sicherlich gut. Hast du sowas schon mal gemacht? Und welchen Stern nimmt man da am besten (bei unsere
Region)?

LG & CS
Hampo
 
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