Jupiter als R-RGB vom 6.12.2012

[Lotz]

Hallo Planetenfreunde,

nach Wochen permanent nebligen Wetters konnte ich endlich mal wieder Jupiter als L-RGB
mit dem 190mm-Maksutovnewton ablichten.

Allerdings habe ich diesmal vergessen, die Kamera in den 10bit-Modus zu schalten, so dass
ich extrem konservativ schärfen musste, um keine Zwiebelringe zu kriegen. Auch ansonsten
ist die Ausarbeitung von 8bit-Bildern eine ziemliche Gratwanderung gegenüber 10bit-Bildern.
Auch der sehr hohe Gain zur Erreichung von über 50fps mit Belichtugnszeiten unter 20msec
tat den Bildern nur bedingt gut. Ich werde demnächst mit weiteren Aufnahmeparametern
experimentieren und auch mal den direkten Vergleich Televue 5x Powermate und Baader FFC durchführen.

Hier aber erstmal mein diesmaliges eher unterdurchschnittliches Resultat:

Link zur Grafik: http://sternwarte.n-t-l.de/index_htm_files/495.jpg

Das Ganze findet sich auf meiner Galerieseite:

Jupiteropposition 2012/2013




Viele Grüße,


Markus



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Quidquid agis, agas prudenter et respice finem!
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Juniper Hill Observatory

Markus A. R. Langlotz
Dr.-Bruno-Sahliger-Str. 8
D-93096 Köfering

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[Jan_Fremerey (verstorben)]

Ich werde demnächst mit weiteren Aufnahmeparametern experimentieren ...

Hallo Markus,

sinnvoll wäre gewiss eine gesunde Reduzierung der Aufnahmebrennweite. Bei f/15 z.B. kannst Du mit dreifach geringerem Gain aufnehmen und verlierst nichts an Auflösung.

Gruß, Jan

P.S. - Eben erst sehe ich auf Deiner Website, dass Du mit f/40 aufgenommen hast! - Dann würdest Du bei f/15 sogar eine 7-fach bessere Ausleuchtung des Chips erzielen.

 

[Lotz]

Hallo Jan,

da hab ich mich wohl verschrieben bzw. zu viel copy & paste editiert.
Ich hatte für diese Serie das Öffnungsverhältnis auf ca. f/32 reduziert.

Wenn ich noch weiter runtergehe, fallen einfach Details und Strukturen weg, leider.
Man muss dazu sagen, dass die ALccd5V, die ich hier einsetze, mit 6,0µ relativ grosse Pixel hat.

Viele Grüsse

Markus

 

[Jan_Fremerey (verstorben)]

Wenn ich noch weiter runtergehe, fallen einfach Details und Strukturen weg, leider.

Hallo Markus,

die mangelnde Sichtbarkeit feiner Strukturen ergibt sich nach meiner Erfahrung einfach aus dem für des Bildschirmraster zu geringen Abbildungsmaßstab. Den erforderlichen Maßstab kannst Du aber ohne Verluste auch durch datentechnische Nachvergrößerung erreichen an Stelle der optischen. Diesen Saturn hatte ich mit 7,4 µm Kamera-Raster bei f/20 aufgenommen und erst im Verarbeitungsprozess zweifach nachvergrößert.

Die beste Auflösung am Jupiter habe ich bislang - bei nahezu perfektem Seeing - mit f/11 und 3,75 µm Pixelraster auf dem Kamerachip erreicht. Bei 6,0 µm entspricht dies f/16,5. Damit würdest Du gegenüber f/32 schon fast einen Faktor 4 an Beleuchtung auf Deinem Kamerachip gewinnen. Gegenwärtig benutze ich eine ALccd5 mit 5,2 µm Pixelraster bei f/13. Das entspricht bei 6,0 µm gerade f/15.

Bei suboptimalem Seeing kannst Du getrost noch weiter aufblenden, um kürzer zu belichten und somit in vorgegebener Zeit mehr Bilder einzufangen.

Gruß, Jan


P.S. - Noch eine Frage: Gibt es bei 10 Bit Auslesung kine Zwiebelringe?

 

[Lotz]

Hallo Jan,

nach meinen erfshrungen mit der Alccd5V neigen Bilder im 10bit-Modus deutlich weniger zu Zwiebelringen im bereich der Randverdunkelung.

Zur Brennweite noch eine Frage:

Mein jupiter hat 236pixel Durchmesser bei ca. f/32
Bei den von Dir genannten f/16 hätte er dann 118Pixel Durchmesser.

Das wären 0,42" / Pixel. Der 190er löst in jedem Fall 0,6" auf, also schon nach Nyquist müsste man also auf 0,3"/Pixel gehn => Das wären dann schon f/22.

Wie leitest Du es theoretisch ab, dass Du bei ca. F=2*Pixelsize in µm wirklich alle Strukturen erfassen kannst?

Ich kann mir nicht vorstellen, dass der dSinc wirklich Strukturen aus dem Bild holen kann, die in dewr 100% Ansicht nicht schon drin wären.

Gruß

markus

 

[Jan_Fremerey (verstorben)]

Der 190er löst in jedem Fall 0,6" auf, also schon nach Nyquist müsste man also auf 0,3"/Pixel gehn

Nach meinem Verständnis ist dieser Vergleich unzulässig und irreführend. Es kommt nämlich in Wirklichkeit darauf an, die kleinste vom Teleskop abgebildete Struktur noch sauber abzutasten, und das ist das Airyscheibchen bzw. die von einer Linie erzeugte Beugungsfigur. Der Durchmesser des Airyscheibchens, genauer gesagt der Durchmesser des Kreises, in welchem die Beugungsfigur ihr erstes Minimum durchläuft, ist dem Blendenwert und der Lichtwellenlänge proportional. Wenn Du Dein Luminanzbild mit Rotfilter aufnimmst, dann hat das Airyscheibchen bei f/15 einen Durchmesser von rund 24 µm, und erfasst damit bereits rund 12 Pixel Deines mit einem 6 µm Raster ausgestatteten Kamerachips.

Ich kann mir nicht vorstellen, dass der dSinc wirklich Strukturen aus dem Bild holen kann, die in dewr 100% Ansicht nicht schon drin wären.

Da hast Du wohl Recht! Die feinen Strukturen müssen natürlich in der Bilddatei schon vorhanden sein. Wie Du aber an meinem Saturn-Beispiel erkennen kannst, zeigt das geschärfte Summenbild in der 100%-Darstellung bei weitem nicht die Einzelheiten, die im 200%-Bild sichtbar werden, und das liegt an dem begrenzten Auflösungsvermögen des Bildschirmrasters. An dieser Stelle muss nämlich auch das Nyquist-Kriterium gelten, und das wird vielfach nicht bedacht.

Es macht aber m.E. keinen Sinn, die für die "Überwindung" des Bildschirmrasters erforderliche Maßstabsvergrößerung bereits während der Aufnahme mit optischen Mitteln sicherzustellen und sich dabei die bekannten Nachteile hinsichtlich Gain und Belichtungszeit einzuhandeln, wenn es auch mit einer entsprechenden Nachvergrößerung des Summenbildes geht.

Gruß, Jan

 

[Lotz]

Hallo Jan,

wenn Du aber nur auf Basis der Grösse des Airyscheibchens rechnest, dann unterschlägst Du aber Kontrastmodulationen zwischen Strukturen, die näher beieinander liegen als der Airydisk-Durchmesser. Du tastest ja quasi nach Deiner Methode nur Ortsfrequenzen ab, bei denen die MTF noch über ~50% ist, kleinere Strukturen haben aber immer noch eine Kontrastmodulation - die man dann über die Hochpass-Schärfung wieder nachverstärken kann. Die Tiefpassflanke so einer Optik ist nämlich relativ flach. Hinzu kommt, dass ein Pixel mit 6µ effektiv nur 6µ*sqrt(2) = 8,4µ gross ist, da es durchaus Strukturen gibt, die nicht parallel zur Pixelmatrix angeordent sind, im Extremfall 45° dazu geniegt sind. (Anisotrope Linienauflösung eines Bildsensors mit matrixförmiger Anordnung der Senken)

Viele Grüße

Markus

 

[Jan_Fremerey (verstorben)]

... dann unterschlägst Du aber Kontrastmodulationen zwischen Strukturen, die näher beieinander liegen als der Airydisk-Durchmesser.

Hallo Markus,

diese Unterschlagung leistet bereits die Teleskopoptik selbst! Auf diese Weise verschwindet ja bei der Abbildung enger Doppelsterne am Dawes-Limit gerade die Intensitätsdelle auf der Verbindungslinie zwischen den benachbarten Airyscheibchen.

... da es durchaus Strukturen gibt, die nicht parallel zur Pixelmatrix angeordent sind, im Extremfall 45° dazu geniegt sind.

Diese Richtungsanisotropie wird m.E. weitgehend dadurch entschärft, dass die von uns abgebildeten Strukturen nicht starr angeordnet, sondern aufgrund der Luftbewegung (Seeing) mit Amplituden von mehreren Pixelabständen ohne Vorzugsrichtung hin- und herbewegt werden. Das starre Pixelraster der Kamera wird auf diese Weise durch ungeordnete Verschiebungen weitgehend verwischt und es bilden sich an den festen Positionen des Pixelrasters zeitliche Mittelwerte der Bildhelligkeit aus, die den Helligkeitswerten der abzubildenden Struktur weitestgehend entsprechen. Das ist jedenfalls mein bisheriges Verständnis von den Abbildungsmechanismen.

Gruß, Jan

 

[Jan_Fremerey (verstorben)]

... da es durchaus Strukturen gibt, die nicht parallel zur Pixelmatrix angeordent sind, im Extremfall 45° dazu geniegt sind. (Anisotrope Linienauflösung eines Bildsensors mit matrixförmiger Anordnung der Senken)

Nachtrag - Meine zuvor gegebene Erklärung trifft möglicherweise nicht ganz Deinen durchaus berechtigten Einwand! Die Richtungsanisotropie würde sich - wie Du bereits bemerkt hast - am deutlichsten auswirken bei Linienstrukturen, die genau um 45° gegen das Pixelraster des Kamerachips gedreht sind. Wenn man aber bedenkt, dass die Linienbreite der optischen Abbildung beugungsbedingt vergleichbar ist mit dem Durchmesser des Airyscheibchens, dann würde diese Linie bei 6 µm und f/15 immer noch 2-3 parallele Diagonalreihen des Pixelmusters erfassen. Das sollte - auch nach Nyquist - allemal zu einer hinreichend deutlichen Abbildung führen.

Gruß, Jan

 

[Lotz]

Hallo Jan,

die Diskussion ist - wie immer - äusserst interessant - und ich werde die nächsten Aufnahmen auch mit reduzierter Brennweite fahren, allein schon, um das ganze etwas praktisch zu unterfüttern. Deine diversen Threads hier haben sich ja auch schon intensiv damit beschäftigt.

Allerdings bin ich mit der Argumentation über Breite der abgebildeten Struktur nicht ganz einverstanden. Es werden eben von der Optik auch Ortsfrequenzen übertragen, die grösser sind als 1/Airydisk-Durchmesser, nämlich nach Dawes bis hin zu 1/Airydisk-Radius. Zwei parallele Linien bzw. Zwei Doppelsterne mit 0,6" Abstand kann der 190er beispielsweise noch trennen. Und diese 0,6" müssten auf 2-3 Pixel dispergiert werden. (2 nach Nyquist, 2x1,41 wegen der schon diskutierten Anisotropie).

Denn gerade, wenn das Auflösungsvermögen ausgereizt werden kann, impliziert dies hervorragendes seeing, und damit werden Strukturen nicht statistisch auf die Pixel verschmiert, was dann durch subpixelgenaues Stacken zu einer höheren örtlichen Abtastrate führen würde.

Dh. optimal läge man dann für 190mm Öffnung bei rund 0,2"-0,3" pro Pixel, oder eben rund 200Pixel Jupiterdurchmesser - also knapp f/30 im Falle meiner 6µ-Pixel.


Viele Grüsse

Markus

 

[Jan_Fremerey (verstorben)]

Hallo Markus,

Deine Argumentation hört sich zugegebenermaßen recht überzeugend an! - Gleichwohl muss man die Frage stellen, inwieweit sich diese Überlegungen auf die Praxis übertragen lassen. Denn sie gelten zunächst einmal nur für monochromatisches Licht. Bei den üblichen Durchlassbreiten der von uns eingesetzten Farbfilter muss man also jedenfalls mit einer Abschwächung der Modulationsamplituden rechnen. Eben fand ich hier eine schöne Darstellung des Beugungsbilds einer Blende bei Bestrahlung mit weißem Licht.

Wenn wir andererseits das Beugungsbild eines Doppelsterns betrachten, dessen Komponenten einen Airy-Radius voneinander entfernt sind, dann erstreckt sich dieses Bild bei f/15 und rotem Licht in der Längsachse auf immerhin 36 µm oder 6 Pixelabstände von jeweils 6 µm. Damit sollte die "Raleigh-Delle" auf der Verbindungslinie der Intensitätsmaxima - siehe Bildbeispiel - vermutlich immer noch erfasst werden können.

Im Bilderarchiv meiner Website habe ich für verschiedene Kameraankopplungen jeweils die Winkelauflösung des Kamera-Rasters angegeben. Diese bewegt sich bei rund 0,30 arcsec. Das theoretische Auflösungsvermögen meines 10" Spiegels im Bereich der Ha-Linie (656 nm) liegt - nach Raleigh - bei 0,65 arcsec. Damit komme ich in der Tat auf den von Dir angegebenen Faktor 2, wenn auch ohne die "Reserve" im Hinblick auf diagonal zum Pixelraster verlaufende Linien. Bei derselben Wellenlänge hat Dein 190mm-Spiegel nach meiner Rechnung ein theoretisches Auflösungsvermögen (Raleigh) von 0,87 arcsec. Mir erscheint die Zugrundelegung der Ha-Wellenlänge im Hinblick auf die auch von Dir praktizierte R-RGB-Ausarbeitung der Bildergebnisse durchaus sinnvoll.

Meine oben schon erwähnte Jupiterserie hatte ich übrigens tatsächlich unter Verwendung eines Ha-Filters (Baader) mit 35 nm Durchlassbreite aufgenommen. Leider habe ich keinen Vergleich, wie die Bilder mit einem "normalen", d.h. etwa doppelt so breitbandigen Rotfilter herausgekommen wären. Im Hinblick auf die möglichen Vorzüge einer "strengeren", d.h. schmalbandigen Monochrom-Aufnahme - s.o. - wäre es ja denkbar, dass die Jupiterserie mit einem normalen Rotfilter etwas weniger Detailauflösung gezeigt hätte. In diesem Zusammenhang ist natürlich auch die Frage zu stellen, welchen Vorteil - abgesehen vom besseren Seeing - man mit breitbandigen IR-Passfiltern gewinnt, wenn man die damit gewonnenen Aufnahmen als Luminanzkomponente in einem L-RGB verwendet.

Insgesamt muss man wohl die Frage stellen, welche Bedeutung die vielfach diskutierten theoretischen Formeln für die Praxis der Astrofotografie wirklich haben, und ob nicht andere Randbedingungen wie insbesondere das Seeing und in diesem Zusammenhang die Filterwahl bei der Luminanzaufnahme, sowie auch die Belichtungszeiten eine viel entscheidendere Rolle spielen.

Gruß, Jan

 

[Lotz]

Hallo Jan,

ich denke, gerade mit Betrachtung der langen Wellenlängen geht es tendenziell schon in die Richtung der von Dir "postulierten" Pixelgrössenanpassung.
Und gerade Der Letzte Absatz

Insgesamt muss man wohl die Frage stellen, welche Bedeutung die vielfach diskutierten theoretischen Formeln für die Praxis der Astrofotografie wirklich haben, und ob nicht andere Randbedingungen wie insbesondere das Seeing und in diesem Zusammenhang die Filterwahl bei der Luminanzaufnahme, sowie auch die Belichtungszeiten eine viel entscheidendere Rolle spielen.

trifft es schon auch irgendwie auf den Punkt: bei extrem gutem Seeing kann man wohl zu Lasten der Belichtungszeit höhere Brennweiten wählen, um die Optik optimal zu nutzen, ansonsten muss man sich adaptiv den Gegebenheiten anpassen, und das kann auch heissen: weniger Brennweite und weniger Belichtungszeit mit deutlich mehr frames.

Gruß

Markus

 

[IngoHeide]

Hallo zusammen !

Ich habe in der letzten Zeit versucht, meine Bilder nach folgenden Leitlinien aufzunehmen:

1) Möglichst viele Frames
2) Dabei die Aufnahmedauer nicht zu lange werden lassen
3) Möglichst gut ausgeleuchtete Bilder
4) Dabei die Belichtungszeit nicht zu lange werden lassen
5) Möglichst die gleiche Ausleuchtung bei R, G und B

Das resultiert mit der neuen DMK21 zu:

a) 1800 Frames pro Kanal bei 60 fps und Gain von 850 (von 1024)
b) 1/120 sec im Rotkanal
c) 1/109 sec im Grünkanal
d) 1/76 sec im Blaukanal

(die etwas eigenen Angaben für Gain und Belichtungszeit verdanke ich der Aufnahmesoftware ICCapture)

Das führt dann bei Verwendung von AutoStakkert 2 bei 40% Verwendungsrate zu den folgenden Convoluted-Bildern (die Reihenfolge ist G - R - B) - aufgenommen am 26.11. gegen 00:33 h MEZ:

Link zur Grafik: http://www.heidei.de/fotos/jupiter/Jupiter_201211260033_GRB.jpg

Man sieht insbesondere bei Blau einen deutlichen Abfall in der Durchzeichnung - ich gehe davon aus, dass es sich um eine Folge der deutlich längeren Belichtungszeit im Blaukanal handelt.

Das Resultat sieht dann wie folgt aus:

Link zur Grafik: http://www.heidei.de/fotos/jupiter/Jupiter_201211260033_stacked.jpg

Ich frage mich jetzt, wieweit ich auf die Ausleuchtung im Blaukanal verzichten soll, um die Belichtungszeit kürzer zu halten.

Das ist (natürlich) das Bild, das bei dem besten Seeing am diesem Abend entstand - auf Beispiele für das schlechtere Seeing verzichte ich mal.

Die Aufnahmen entstanden mit meinem f/4-Newton, den ich mit einer TeleVue PowerMate 4x auf etwa f/16 gebracht habe. In dem Abwägungsprozess "Brennweite gegen Belichtungszeit" sollte das eigentlich gut sein - dieser Vergleich G - R - B zeigt meines Erachtens, dass die Belichtungszeit doch deutlich das Ergebnis beeinflusst.

Aber was tun ? Das Einzige, was ich machen könnte, wäre, bei verkürzter Belichtungszeit mit dem Gain spielen, was dann zu der Abwägung "Rauschen gegen Ausleuchtung" führt.

Ich hoffe, ich habe etwas Reelles zur Diskussion beisteuern können.

Schöne Grüße aus Köln,
Ingo

PS: Hoffentlich gibt's hier bald wieder klaren Himmel !

 

[Lotz]

Hallo,

wie Du an Deinen Bildern siesht, ist es nicht nur die längere Belichtungszeit des Blaukanals, die die Schärfe reduziert.

Wenn man Deine Biolder ansieht, sit Rot am schärfsten, gefolgt von grün und blau.

Das liegt daran, dass längerwelliges Licht nicht so stark vom atmosphärischen Seeing beeinflusst wird, asl kurzwelligers, und zwar weniger stark, als die Auflösung der Optik dabei sinkt.

Die ist aucnhder Grund, warum esonders hoch aufgelöste Mondfilter oftmals mit einem Longpassfilter entstehen. (Transmissionsfenster 610nm-1100nm)

Gruß

Markus


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[Sternenfee123]

Hallo Ingo,

Das resultiert mit der neuen DMK21 zu:

a) 1800 Frames pro Kanal bei 60 fps und Gain von 850 (von 1024)
b) 1/120 sec im Rotkanal
c) 1/109 sec im Grünkanal
d) 1/76 sec im Blaukanal

ich hab nen 8" Newton f=5, also ein sehr ähnliches Setup, ebenfalls mit der neuen DMK.
Drehe den Gain aber auf 900 (dann rauschen meine Bilder etwas mehr als Deine), mache ebenfalls 1800 Bilder pro Kanal. Bei 40% Verwendung ist das aber auch noch ok. Aber ich lasse die Belichtungszeit bei allen gleich. Immer 1/120 s. Blau ist dann am dunkelsten, gefolgt von Rot und Grün ist am hellsten. Kommt durch die Durchlaßkurven der verwendeten Filter. Da gibt es kleine Unterschiede...

Man sieht insbesondere bei Blau einen deutlichen Abfall in der Durchzeichnung - ich gehe davon aus, dass es sich um eine Folge der deutlich längeren Belichtungszeit im Blaukanal handelt.

nein. Blau wird stärker vom Seeing betroffen und ist selbst bei identischer Belichtungszeit wie der Rotkanal deutlich unschärfer.

Ich frage mich jetzt, wieweit ich auf die Ausleuchtung im Blaukanal verzichten soll, um die Belichtungszeit kürzer zu halten.

Du kannst den Gain der DMK problemlos bis auf 875 oder 900 hochschrauben. Dann Blau und Grün mit der selben Belichtungszeit (eine Stufe unter Rot) aufnehmen. Das ergibt erstmal natürlich eine leichte Farbverschiebung zu früher, aber der Blaukanal trägt üblicherweise nicht zur Schärfe bei und kann ruhig hinterher etwas gepuscht werden...

Aber was tun ? Das Einzige, was ich machen könnte, wäre, bei verkürzter Belichtungszeit mit dem Gain spielen, was dann zu der Abwägung "Rauschen gegen Ausleuchtung" führt.

genau. Probiere es einfach mal aus.

 

[IngoHeide]

Hallo Fee,

Blau wird stärker vom Seeing betroffen und ist selbst bei identischer Belichtungszeit wie der Rotkanal deutlich unschärfer.

Das ist mir ja klar, habe ich selbst schon bei identischen Belichtungszeiten festgestellt. In der letzten Zeit - mit diesen meinen Belichtungszeiten - habe ich aber den Eindruck, dass der Blaukanal deutlich mehr leidet, parallel zu dem Eindruck, dass alle Kanäle mit meinem jetzigen Setup wesentlich besser kommen. Das schreibe ich der Tatsache zu, dass ich auf möglichst maximale Ausleuchtung gehe - ich habe auch den Eindruck, dass das Fokussieren bei einem hellen Bild deutlich leichter geht als bei einem dunklen.

Bei meinen Belichtungszeiten habe ich auch festgestellt, dass das Resultat-RGB ohne Farbkorrektur einen, wie ich finde, guten Farbeindruck wiedergibt.

... der Blaukanal trägt üblicherweise nicht zur Schärfe bei ...

Auch das ist klar - mir geht es weniger um die Schärfe als um die Durchzeichnung, und genau hier gilt Dein Satz:

Probiere es einfach mal aus.

Genau das habe ich vor. Mich interessiert dabei auch, wie sich das Gain verhält: Bisher habe ich nicht den Eindruck, dass Bildhelligkeit und Gain linear zusammenhängen, das möchte ich noch verifizieren. Als Maximum für das Gain setze ich so etwa 950 an, darüber wird das Bild definitiv zu verrauscht.

Schöne Grüße aus Köln,
Ingo