Optisches Kamera- und Teleskopmodell, praktische Relevanz?

[Counterfeiter]

Hallo und Frohes Neues Jahr euch,

ich bin noch nicht so lange dabei und irgendwie finde ich es schwer die passenden google Schlagwörter zu finden. Manchmal liegt es auch daran, dass es einfach nicht gemacht wird, weil es nicht gemacht werden muss.

Daher mal die vorsichtige Frage. Hat es Vorteile diese Kalibrierung:

OpenCV: Camera Calibration

docs.opencv.org

Auf mein Teleskop und meine Kamera anzuwenden? Die passende Rotation der Kamera zu den Bildern würde ich dann über probieren herausfinden.

Letztendlich habe ich mich schon in den Garten gestellt und auf ca. 25 Meter das erste Testfoto geschossen:

Ich müsste nun den ganzen Vorgang wiederholen (siehe rote Fehlgeleitete Linie), aber man sieht schon, was von dem Newton-Spiegel zu erwarten war, dass es zum Rand hin Beugungen auftreten.

Macht es denn Sinn, dass Astrobild mit dem Wissen des Kameramodells "zurückzubiegen" und die Ränder abzuschneiden? Das Koma werde ich nicht wirklich korrigiert bekommen, dass sollte damit ja nichts zu tun haben. Ich sehe es auch ein bisschen so: das was ich an Rändern dann zum Rechteck wieder abschneide, sollte eh voller Koma sein?!

Also bevor ich mich jetzt dran mache, wollte ich mal die Profis fragen ob es überhaupt was bringt.




Viele Grüße

Sebastian

P.S.
Ja, die Auswertung der Optik per Software anhand der Sterne ist mir auch bekannt. Ich finde diese Methode aber irgendwie exakter.

 

[Ehemaliges Mitglied 8776]

Moin,

Koma am Newton ist normal und bedarf eine Komakorrektors. Sonst kriegt man das nicht weg, das ist fur's Fotografieren gesetzt.

Und der ganze Aufwand für's orthogonale Ausrichten der Kamera - das ist doch Spatzen schießen mit der 8,8cm-Flak...

CS
Jörg

 

[Defunct]

Hi Sebastian,
in OpenCV kalibriert man primaer Verzeichnung der Optik und geometrische Verzeichnung durch "schraege" Kamerawinkel. In OpenCV ist das wichtig, wenn man Objekterkennung, Positionsbestimmung und stereoskopische 3D mit Kameras machen will.

In der Amateurastronomie haben Objekte nun mal keine geraden Linien und Verzeichnung stoert daher nicht und wird bei Astrooptiken im Gegensatz zu Fotoobjektiven auch nicht korrigiert (was aber bei den langen Brennweiten sowieso minimal ist). Und mit den Objekten im "Unendlichen" braucht's auch keine perspektivische Korrektur.
Will man trotzdem die leichte Verzeichnung korregieren, dann macht man das an den Sternen (deren Position kartographiert ist) selber ueber Plate-solving, wenn es gewuenscht ist.

Es gibt aber trotzdem "Kamera und Telekopmodelle" mit denen die Bilddaten korrigiert werden, und die betreffen Rauschen, Ausleseartefekte und die Vignetierung (Ausleuchtung) des Bildfelds. Die findest Du unter den Schlagwoertern "Bias", "Darks" und "Flats".
Gruss & CS

 

[Counterfeiter]

Huhu,

erstmal danke euch beiden für die Infos.
Also Komakorrektor wollte ich mir noch nicht zulegen ( die Zeit wird sicher kommen).

Will man trotzdem die leichte Verzeichnung korregieren, dann macht man das an den Sternen (deren Position kartographiert ist) selber ueber Plate-solving, wenn es gewuenscht ist.

Stimmt, dass sollte auch gehen.

Ich hatte auch nen bisschen hin und her überlegt, was der Vorteil sein könnte. Klar, die gerade Kanten am Himmel gibt es nicht. Ich würde jetzt nur den Vorteil sehen, dass der Zuschnitt auf Rechteck das stärkste Koma beseitigt.
Also keine Komakorrektur, sondern ein Koma Abschnitt, da sich das Koma an den Bildrand drängt. Falls ich hier keinen Denkfehler habe.
Verwendet das jemand in der Praxis?

Viele Grüße
Sebastian
PS. die graue Theorie der Kamerakalibrierung ist mir soweit klar, ich bin hauptsächlich am praktischen Teil interessiert.

 

[Ehemaliges Mitglied 8776]

Moin,

Koma tritts je weiter von der Achse entfernt um so mehr auf. Das hat mit dem rechteckigen Bildausschnitt nur insofern zu tun, als die Ecken am weitesten von der Achse entfernt sind.

-> Abbildungsfehler – Wikipedia - Absatz 1.3

CS
Jörg

 

[Counterfeiter]

Koma tritts je weiter von der Achse entfernt um so mehr auf. Das hat mit dem rechteckigen Bildausschnitt nur insofern zu tun, als die Ecken am weitesten von der Achse entfernt sind.

Und wenn ich das Bild zurückbeuge habe ich das meiste Bildmaterial übrig, wenn ich zum Schluss wieder ein rechteckiges Bild ausschneide. Da ich kein Rundes Bild haben möchte. Oder Denkfehler meinerseits?

 

[Ehemaliges Mitglied 8776]

- Moment, kapier ich grad nicht.

Das ist ein Abbildungsfehler der Optik, der dem System Parabolspiegel + ebener Diagonalspiegel geschuldet ist, der ist nur durch ein zus. opt. Element korrigierbar, das hat nix mit Beugung zu tun.

Das läßt sich nachträglich nicht "ausbeulen".

Nur auf der Achse ist ein solches System fehlerfrei, Koma ist dem ganzen Bild eigen, nur dass man es unmittelbar an der Achse aufgrund des kleinen Betrags nicht bemerkt. Wie gesagt, dafür gibt es Komakorrektoren die den Fehler beseitigen. Ansonsten kann man von dem Newton nur einen sehr kleinen Bereich des Bildes nutzen, abhängig von der Pixelgröße, ohne dass der Effekt stört.

Von dieser netten Eigenheit aller Newton-Reflektoren lebt die Komakorrektor-Industrie

CS
Jörg

 

[Defunct]

... ergaenzend zur Erklaerung vom Joerg:

Und wenn ich das Bild zurückbeuge habe ich das meiste Bildmaterial übrig, wenn ich zum Schluss wieder ein rechteckiges Bild ausschneide. Da ich kein Rundes Bild haben möchte. Oder Denkfehler meinerseits?

Ich bin mir nicht ganz sicher, wo Du hier gedanklich hinwillst (?) und komme noch einmal auf deine Ausgangsfrage zurueck:

Macht es denn Sinn, dass Astrobild mit dem Wissen des Kameramodells "zurückzubiegen" und die Ränder abzuschneiden?

Die Raender werden i.d.R. bei DS aus anderen Gruenden am Ende sowieso etwas abgeschnitten, weil durch Dithern oder Reflexionen der Rand i.d.R. "unsauber" ist. Man schneidet das ganz am Ende ab.

Ich hatte auch nen bisschen hin und her überlegt, was der Vorteil sein könnte. Klar, die gerade Kanten am Himmel gibt es nicht. Ich würde jetzt nur den Vorteil sehen, dass der Zuschnitt auf Rechteck das stärkste Koma beseitigt.
Also keine Komakorrektur, sondern ein Koma Abschnitt, da sich das Koma an den Bildrand drängt. Falls ich hier keinen Denkfehler habe.
Verwendet das jemand in der Praxis?

Natuerlich macht man das. Z.B. an einem Planetennewton mit langer Brennweiten gibt's "in den Ecken" (=unter grosseren Winkeln abseits der optischen Achse) sowiso nix zu sehen und das wird da abgeschnitten (i.d.R. dass man einfach kleinere weil billigere Sensoren nimmt, die das gar nicht aufnehmen).
Da muss man aber keine Verzeichnung korregieren, den die ist nur abseits der optischen Achse klein und wird dann wie die dort grosse Koma einfach abgeschnitten.

Bei Newtons fuer DS-Objekte ist das anders und denn da will man dagegen aber richtig Bildfeld, weswegen diese Newtons i.d.R. ein schnelles Oeffnungsverhaeltnis und/oder grosse Sensoren verwenden. Genau da wird die Koma am Bildfeldrand aber sehr gross. Jedoch genau da waere "abschneiden" (je nach Motiv) relativ widersinnig, weil man ja ordentlich Bildfeld haben will. Deshalb korregiert man die Koma und die Bildfeldkruemmung mit optischen Korrektoren so dass man ueber das ganze Bildfeld ein aberrationsfreies Bild hat, bis auf eine Aberration: Verzeichnung.
Denn wie gesagt, Verzeichung ist in der Amateurastronomie kein besonders relevantes Thema.

Das wird ab und zu dann mal relevant, wenn man z.B. Bilddaten von verschiedenen Teleskopen zusammenfuehren will, die i.d.R. dann auch eine unterschiedliche Verzeichnung haben. Aber auc da ist das kein grosses Ding, denn dann korregiert man das ueber eine Bildtransformation mit (mindestens) sechs Freiheitsgraden anhand der Sterne und gut is' ...

Die Kreuzung an der Du falsch abbiegst ist diese: Verzeichnung ist bei Weitwinkelobjektiven ein ganz grosses Thema (und beim Fisheye ist dann komplett Schluss). Astrographen haben i.d.R. lange Brennweiten und da ist das einfach kaum ein Thema.
Gruss & CS

 

[Ehemaliges Mitglied 8776]

Danke - Olli ...

Mit Tonnen- oder Kissenförmiger Verzeichnung hat das nichts zu tun, auf den Gaul bin ich gar nicht erst gestiegen ... Im astronomischen Anwendungsfall kann man von einer rektilinearen Abbildung ausgehen, bei den Brennweiten und Feldern ist das kein Thema. Da interessiert die PSF und das war's dann im Wesentlichen.

CS
Jörg

 

[Counterfeiter]

Hallo,

puh, also wir reden scheinbar recht stark aneinander vorbei. Ich versuch gerade zu ergründen an was es liegen könnte. Also wie von mir geschrieben möchte ich kein Koma korrigieren und ich bin mir dem Koma bewusst. Wir müssten als nicht über den Komakorretor reden.

Ich wollte die Kissenförmiger Verzerrung des Newton-Spiegels korrigieren. Jedoch scheint es die nicht zu geben, wenn ich euch richtig verstehe?! Dann bin ich vielleicht optisch mit dem Schachbrett einfach durcheinander gekommen. Da sieht es so aus als wenn es eine Verzerrung geben würde und ich ein Korrektur anwenden könnte, direkt nach dem Rohsummenstack. Mein erhofftes Ergebnis wäre, nach der Korrektur und dem Zuschneiden ein Bildfeld zu erhalten, das die stärksten Komabereiche, also die Bildecken, abschneidet.
Das funktioniert natürlich nur, wenn die Korrektur praktisch relevante Effekte hat, also wegen 5 Pixelreihen ist es sicher nicht lohnenswert. Und deswegen wollte ich mal bei den Praktikern anfragen, ob es lohnt.

Ich hoffe man versteht mich nun. Trotzdem danke für eure Ausführungen.

Viele Grüße

Sebastian

 

[olli.mit.zwei.l]

Vergiss die Verzeichnung. Das ist und bleibt in der Hobbyastronomie ein Thema ausschließlich von Okularen, die ein jleines Stück Himmel über eine 80° Kugel zerren müssen. Bei Bildwinkeln von 2° oder 3° ist das auf dem Sensor einfach völlig irrelevant.

Ganz ander die Koma. Die musst du auf jeden Fall korrigieren, sonst beschränkt sich dein nutzbares, scharf abgebildetes Feld auf 1,4mm Bilddiagonale bei einem F/4 Newton. Das sind selbst bei 2,3μm kleinen Pixeln bei 4:3 nur magere 480x360 Pixel, bevor die Koma unübersehbar zuschlägt.

LG
Olli

 

[Defunct]

Das ist schon klar was Du machen willst.
Nur ist beim Newton Verzeichnung kleiner als die Koma.
Siehst Du am Schachbrett nicht, ist am Strrn aber evident. Da wo Du abschippelst, ist die Koma schon lange aus dem Ruder. Und das liegt daran, dass lamge Brennweiten vergleichsweise kleine Verzeichnung hanen, dafuer aber nicht Komakorregiert sind und schnell abseits der Achse Koma zeigen.

Und deswegen wollte ich mal bei den Praktikern anfragen, ob es lohnt.

... und darum lohnt sich das nicht.
Gruss & CS

 

[Ehemaliges Mitglied 8776]

Hallo,

puh, also wir reden scheinbar recht stark aneinander vorbei. Ich versuch gerade zu ergründen an was es liegen könnte. Also wie von mir geschrieben möchte ich kein Koma korrigieren und ich bin mir dem Koma bewusst. Wir müssten als nicht über den Komakorretor reden.

Ich wollte die Kissenförmiger Verzerrung des Newton-Spiegels korrigieren. Jedoch scheint es die nicht zu geben, wenn ich euch richtig verstehe?! Dann bin ich vielleicht optisch mit dem Schachbrett einfach durcheinander gekommen. Da sieht es so aus als wenn es eine Verzerrung geben würde und ich ein Korrektur anwenden könnte, direkt nach dem Rohsummenstack. Mein erhofftes Ergebnis wäre, nach der Korrektur und dem Zuschneiden ein Bildfeld zu erhalten, das die stärksten Komabereiche, also die Bildecken, abschneidet.
Das funktioniert natürlich nur, wenn die Korrektur praktisch relevante Effekte hat, also wegen 5 Pixelreihen ist es sicher nicht lohnenswert. Und deswegen wollte ich mal bei den Praktikern anfragen, ob es lohnt.

Ich hoffe man versteht mich nun. Trotzdem danke für eure Ausführungen.

Viele Grüße

Sebastian

Wie Olli schreibt, das ist allenfalls bei Okularen ein Thema.

Das Feld eines Newtons ist weitgehend eben, bei Refraktoren ist die Bildfeldwölbung deutlicher, dafür gibt es Flattener.

Das was Du als "Kissenförmige Verzeichnung" bei kurzbrennweitigen Systemen kennst, ebenso wie die "Tonnenförmige Verzeichnung", ist bei den Brennweiten über die wir hier reden völlig irrelevant. Das sind Erscheinungen die bei großen Bildwinkeln wie sie in der bildmäßigen Fotografie mit den dort üblichen Brennweiten und bei transfokalen Systemen ("Zooms") auftreten. Mit denen kämpfen wir hier nicht. Die Koma ist wie inzwischen deutlich geworden, kein Fehler der Bildfeldwölbung, sondern ein "Gestaltfehler" des Spiegelsystems.

Um zu Deiner Anfangsfrage zurückzukommen, eine solche Analyse ist für unseren Anwendungsfall völlig oversized. Die Effekte mit denen wir hier in der Praxis umgehen sind andere und können anders angegangen werden:

• bei den klassischen Abbildungsproblemen am Newton (Koma) -> Komakorrektor,
• bei Refraktor (Bildfeldwölbung) -> Flattener,
• bei Tilt-Fehlern (verkippte Kamera, vor allem bei großen Sensorformaten) entsprechende mechanische Tilt-Zwischenstücke.

Dazu ist das Forum voll von Berichten und Hinweisen. Die allermeisten dieser Themen lassen sich am besten am Himmel beurteilen und dann auch korrigieren, da allein die mechanischen Fertigungstoleranzen eine andere Einrichtung als die am Objekt gar nicht zulassen.

CS
Jörg

 

[Counterfeiter]

Alles klar! Jetzt hab ichs und das spart mir auch Zeit es nicht zu versuchen zu korrigieren.
Irgendwie ist es auch bei mir Einbildung gewesen. Ich dachte solch ein Effekt tritt auf und ich habe es in meinem Bild oben gesehen. Jetzt wo ihr schreibt, dass es bei den Brennweiten nicht nennenswert ist, seh ich auch nicht mehr … Oje!

Vielen Dank

Sebastian

 

[Ehemaliges Mitglied 8776]

Moin,

wir sehen immer das, was unser Hirn zu sehen erwartet... So neu ist die Erkenntnis nicht - mach Dir keinen Kopf, um zu solchen Erkenntnissen zu gelangen gibt's solche Selbsthilfegruppen wie diese .

CS
Jörg

 

[Counterfeiter]

Jup, und die Erfahrung ist nen wichtiger Faktor und die gibts hier! Ich hatte aber auch so ein Gefühl: frag erstmal jemand der das länger macht, sonst ist die Arbeit für die Katz…

So, dann bis zur nächsten Idee die mir durch den Kopf schwirrt.

 

[Ehemaliges Mitglied 8776]

Kescher, um zu stark schwirrende Gedanken einzufangen, gibt's im Aquaristik-Fachgeschäft!

In dem Sinne