Luftunruhe / Belichtungszeit

[FStone]

Hallo,

Für's lucky seeing hab ich bisher immer versucht möglichst kurze Belichtungszeiten zu nutzen (< 1/500), notfalls durch einen höheren Gain (>25).
Jetzt hab ich gelesen, dass das nur bis ca. 1/100 sec sinnvoll ist und danach eigentlich nichts mehr bringt.
In wie weit ist das auch noch von der Brennweite abhängig ? (800mm - 2000mm).
Ist das so? Wo kann man etwas zu den Zusammenhängen finden?

mit sternenfreundlichen Grüßen - Frank.

 

[Ehemaliges Mitglied]

Hallo,
wenn man das Thema wirklich mal theoretisch durchrechnen wollte, hätte man glaube ich viel zu tun, und viel komplexe Zusammenhänge zu gewichten. Daher hier nur mal ein paar aus der Hüfte geschossene Gedanken (angelehnt an gemachte Erfahrungen):
Belichtungszeit (BZ) und Gain hängen natürlich von der Kamera-Empfindlichkeit ab, ausserdem werden scheints verschiedene Wertebereiche verwendet (bei mn. ASI 178MM z.B. kann man Gain von 0-400 regeln). Höherer Gain bedeutet höherer Noise, und irgendwann ist das SNR (Signal to Noise Ratio) wohl zu schlecht. Da spieit u.U. auch die Bittiefe mit rein, während für Planeten meist 8bit ausreicht, (die höhere Dynamik kommt dann durchs Stacken), kann bei schwachen Signal und grottenschlechtem SNR u.U. 8bit zu wenig sein schon beim Recording. Extrem empfindliche Kameras aus dem Profibereich können da aber sicher mehr als die gängigen OfftheShelf ASI QHY ToupTek etc.etc. Gadgets, die wir hier so verwenden.
Ein weiterer Punkt ist mir qualitativ aufgefallen: Problematisch sind ja Situationen mit hoher Luftunruhe . Dann ist man versucht, durch kürzeste BZ das "verwischen" durchs Seeing zu umgehen. Zappt man mal durch die einzelnen Frames, sieht man, dass diese oft seeehr stark verzerrt sind. Für einen guten Stack müssen die Verzerrungen dann durch lokales Alignment ausgeglichen werden, was -so zumindest meine Erfahrung - dann schnell die Algorithmen überfordert. Da ist es ratsam, ein bisschen mehr Mittelung duchs Seeing (also etw. längere BZ) akzeptieren, um den Alignment-Algorithmen verwertbares Ausgansmaterial zu liefern.
Soviel mal 2 Aspekte aus meiner Sicht zu diesem komplexen Thema.
-cb

 

[FStone]

Hallo cb,

Das verstehe ich soweit, aber um die Frage des Gains geht es mir nur in soweit das Rauschen zu minimieren und also die Dynamik zu maximieren.
Es geht mir um die „Grenz-Belichtungszeit“ ab der in Einzelbilder keine Bewegungsunschärfe durch das „Wabern“ mehr auftritt.
Gehen wir mal von der Sonne und der Verwendung von fotografischer Filterfolie aus, dann ist Licht genug da. Im Liveview wabert das Bild, Strukturen verschwimmen.
Ist die Belichtungszeit zu lange verschwimmen die Strukturen durch ihre „Waberbewegung“,
die Unschärfe die an atmosphärischen Schichtgrenzen entsteht bekomme ich nicht weg (muss aussortiert werden),
aber diese Bewegungsunschärfe kann die Kamera (bei hinreichend kurzer Belichtungszeit) einfrieren.
Aus der Menge der Einzelbilder sucht die Stackingsoftware die scharfen Bilder, dann folgt die Entzerrung über die Referenzpunkt, aber darum soll es hier gar nicht gehen.
Noch mal die Frage an die Community :
Ab welcher Belichtungszeit friert die Bewegungsunschärfe durch „Wabern“ ein, dh. ab wann bringt eine weitere Verkürzung der Belichtungszeit nichts mehr.
Wenn man das wüsste, kann man gezielt diese Belichtungszeit einstellen und dann (!) den Gain auf den niedrigst möglichen Wert einstellen,
der noch eine brauchbares Histogramm liefert.
Ich hoffe ich hab mich verständlich ausgedrückt.

VG - Frank.

 

[Ehemaliges Mitglied]

Hallo nochmal,
kennst du zufällig diesen Uhrenwitz : Warum ist eine defekte Uhr besser (genauer) als eine, die läuft? Eine Uhr, die steht, zeigt wenigstens 2 Mal am Tag ganz exakt die korrekte Zeit. Eine Uhr, die läuft, geht immer falsch .
Das Wabern des Bildes durch die Luftunruhe ist ja ein kontinuierlicher Prozess, d.h. im Grunde kann nur eine unendlich kurze Belichtungszeit die Bewegung wirklich einfrieren. Natürlich helfen einem solche theoretischen Spitzfindigkeiten in der Praxis nur bedingt weiter, sie können einen höchstens vor vergeblichen Anstrengungen bewahren.
Alternativ kann man sich der Sache ingenieurmässig nähern, und anfangen zu rechnen. Es gibt m.W. detallierte Wettervorhersagen, die auch Seeingprognosen beinhalten, d.h. soundsoviel " Amplitude. Frequenz wird schon schwieriger, weil das ja nicht exakt periodisch abläuft. Wenn man auch dafür z.B. wenigstens Pseudo bzw. Mittelwerte hat, kann man dann versuchen zu berechnen, wie lange man belichten darf, damit ein 'wahrer Bildpunkt' bei gg. Brennweite und Chip/Pixelfläche nur genau soviel auf dem Chip wabert, wie eben ein Pixel gross ist. Ein Grundproblem dabei bleibt: du weisst ja nicht, in welchem Zustand der Verzerrung das Bild in diesem Moment gerade ist. Du weisst nur, dass es während der angepasst kurzen Belichtung nicht weiter verzerrt wird, als deine Kamerapixel auflösen können, aber der Frame kann trotzdem für die Tonne sein, weil du eben nur einen x-beliebig verzerrten Stand fixierst.
-cb

PS: im Betrieb der Profisternwarten spielt das Thema ja eine grosse Rolle. Da werden mit Lasern künstliche Referenzpunkte in den Himmel geschossen, und die Luftunruhe der Atmosphärenschichten sogar höhenselektiv herausgerechnet. D.h. in der wissenschaftlichen Literatur gibts bestimmt entsprechende Paper mit den ganzen theoretischen Hintergründen. Dürfte allerdings recht anspruchsvolle Lektüre sein...