Stefan_Lilge
Aktives Mitglied
Hallo,
für mich sind die neuen Duo-Band-Schmalbandfilter und die dadurch möglich werdende „One Shot Schmalbandfotografie“ der „Megatrend“ in der Astrofotografie. Natürlich kommt dabei die Frage auf, ob die Farbkamera in diesem Zusammenhang mit der Schwarzweißkamera mithalten kann oder ob es für optimale Ergebnisse doch notwendig ist, mit der Monokamera und „echten“ Schmalbandfiltern zu fotografieren. Das habe ich im Sommer 2019 mit einem Doppel-Setup ausprobiert. Vor den interessanten Infos gibt es aber noch das
1. Vorgeschwätz
Ich selber nutze seit 1996 gekühlte Schwarzweiß-CCDs (und seit 2016 auch CMOS) und habe die gängigsten Exemplare der letzten Jahre besessen, also insbesondere Kameras mit KAF8300 (Atik 383L+), ICX694 (SX Trius 694) und Panasonic MN34230 (ASI 1600). Farbkameras habe ich immer milde belächelt, aber auch mal besessen in Form von Canon EOS 300D und 1000D Kameras und einer QHY8 gekühlten Farb-CCD. Ich habe auch früher schon mit einer Art Zweiband-Schmalband experimentiert, indem ich UHC-Filter plus möglichst enge UV-IR-Sperrfilter vor die QHY8 geschnallt habe. Die Ergebnisse waren aber nicht mit „echtem“ Schmalband zu vergleichen, der Durchlass des Filters viel zu breit.
Aktuell stehen mir als Farbkameras eine ASI 2600MC, ASI1600MC und eine Canon EOS RP(a) zur Verfügung.
2. Schmalband mit Farbkamera Überblick
Wie schon oft in Foren zu sehen, kann man auch mit einer Farbkamera normale einbandige Schmalbandfilter einsetzen. Damit kann man sehr gute Ergebnisse erzielen, hat aber natürlich den Nachteil, dass z.B. bei einem Halpha-Filter nur eines von vier Pixeln (Rot) der Bayer-Matrix Licht bekommt. Je nach Betrachtungsweise erhält man also entweder die halbe Auflösung oder ein Viertel des Lichts, die ein Schwarzweißsensor liefern würden.
Dieser Nachteil wird durch Duo-Band Filter aufgehoben. Diese Filter (ich besitze z.B. den STC Duo und den Optolong L-eXtreme) haben zwei Durchlassfenster, eines für Halpha und eines für [OIII]. Dadurch empfangen die roten Pixel der Bayer-Matrix Halpha-Licht, gleichzeitig die grünen und blauen Pixel [OIII]. Es werden also alle Pixel des Farbchips genutzt. Neben den genannten Filtern gibt es natürlich auch noch andere, interessant ist z.B. der IDAS NBX, der laut Hersteller besonders geeignet für „schnelle“ Teleskope wie Celestron RASA/Hyperstar ist, wo andere Filter deutlich an Effektivität verlieren.
Klar ist natürlich, dass man mit einem Duoband-Filter und Farbkamera keine echte Hubble-Palette erzeugen kann. Man kann mit Bildbearbeitungstricks einen vergleichbaren Look erzeugen, aber wenn ein Objekt Details im SII-Kanal hat, die in Halpha nicht sichtbar sind, sind diese Details mit Duobandfilter nicht darstellbar. Ich persönlich bin kein großer Freund der Hubble-Palette, ich möchte möglichst realistische Farben. Ich habe daher auch mit Schwarzweißkameras vorwiegend Ha:OIII:OIII-Komposite erzeugt, die zumindest die Emissionsanteile von Himmelsobjekten in vergleichbaren Farben wie bei einem RGB darstellen. Das Fehlen des SII-Kanals ist daher für mich keine Einschränkung. Wer unbedingt Hubble-Paletten erzeugen will, muss aber beim „herkömmlichen“ Schmalband mit Mono-Kamera bleiben.
3. „Warnung“ vor der Beschreibung von Triband-Filtern
Neben Duo-Band-Filtern werden auch Filter unter dem Namen Tri-Band Narrowbandfilter oder gar Quad-Band Filter angeboten, wobei der Begleittext oft suggeriert, dass es ja noch viel besser ist, wenn man neben Halpha und OIII auch noch Hbeta und andere Linien einfängt. Bei diesen Filtern ist zum einen der Name irreführend, weil diese Filter meist nicht drei oder vier Durchlassfenster haben, sondern zwei Durchlassfenster (also letztlich auch Duo-Band Filter sind), wo aber eines oder beide Fenster deutlich breiter sind als bei „echten“ Duo-Band Filtern wie STC Duo und Optolong L-eXtreme. Der breitere Durchlass bedeutet zum einen, dass mehr Lichtverschmutzung durchgelassen wird, insbesondere Stadtfotografen haben dadurch einen Nachteil. Zum andern ist es ja gerade eine Besonderheit der Schmalbandfotografie, dass man gezielt die Linien des ionisierten Wasserstoffs (Halpha) und des ionisierten Sauerstoffs ([OIII]) abbilden und so die unterschiedlichen Strukturen in diesen Wellenlängenbereichen darstellen kann. Wenn bei einem Tribandfilter das [OIII]-Fenster auch Hbeta durchlässt, werden die Strukturen des Sauerstoffs verwischt, weil Hbeta nur eine schwächere Version des Halpha-Kanals ist. Selbst wenn es sich um einen echten Mehrbandfilter (also mit mehreren schmalen Durchlassbereichen) handelt, hilft das nicht viel weiter. Der sauteure Opt Triad Ultra Filter hat z.B. vier voneinander getrennte sehr schmale Durchlassbereiche, ist also ein echter Quadbandfilter und nicht nur ein missverständlich bezeichneter Duobandfilter mit breiten Duchlassbereichen. Er hat 4-5nm breite Durchlassbereiche jeweils für Hbeta, [OIII], Halpha und SII. Das ist technisch beeindruckend, ändert aber nichts daran, dass die Bayer-Matrix nicht zwischen Hbeta und [OIII] auf der einen (grüne und blaue Pixel) und Halpha und SII auf der anderen (rote Pixel) unterscheiden kann. Auch hier gelingt es also nicht optimal, die Strukturen einer bestimmten Emissionslinie herauszuarbeiten.
Auch die „einfachen“ Triband- oder Quadbandfilter können bei Lichtverschmutzung bei Emissionsnebeln einen großen Vorteil gegenüber Breibandaufnahmen bringen, aber der Kontrast und die Details werden geringer sein als bei einem echten Duobandfilter. Die obige Warnung bezieht sich also nicht auf diese Filter selber, die durchaus gut sein können, sondern auf ihre Bewerbung, die suggeriert, dass drei Bänder besser seien als zwei.
4. Testmethodik
Ich habe fast im kompletten Sommer 2019 als Vorbereitung auf einen La Palma-Urlaub ein Doppel-Setup zu laufen gehabt, wo auf einer Doppelbefestigung folgende Ausrüstungen angebracht waren:
1. TS 80/480 Triplet APO mit ASI 1600MM und Baader 7nm Ha und Baader 4,5nm [OIII], zu einem Ha/[OIII]/ [OIII] verarbeitet
2. TS 60/360 zweilinsiger ED-Apo mit ASI 1600MC und STC Duo Narrowband, als normales Farbbild bearbeitet (also ohne Extraktion einzelner Kanäle und Weiterverarbeitung wie zwei Schwarzweißkanäle, wie es manche Bildbearbeitungssoftware anbietet).
Der ED 60 bildet weicher ab als der ED 80, der Unterschied in der Bildschärfe liegt also nicht ausschließlich an den Filtern.
Die Vergleichsaufnahmen wurden zur gleichen Zeit am gleichen Ort erzeugt. Dazu haben beide Teleskope das gleiche Öffnungsverhältnis (f/6), sammeln also pro Flächeneinheit das gleiche Licht. Der größere APO erzeugt nur ein größeres, höher aufgelöstes Bild. Dazu sind noch die Kameras beide eine ASI1600, einmal mit Farbchip und einmal mit Schwarzweißchip.
Und natürlich müssen die Gesamtbelichtungszeiten der Vergleichsbilder gleich sein. Die Einzelbelichtungen sind bei der Farbkamera kürzer, weil die Doppelbefestigung nicht 100% stabil war, bei längeren Belichtungen hätte es für die Farbkamera (der Autoguider war am anderen Teleskop) Eiersterne gegeben. Ich habe die kürzeren Einzelbelichtungen durch einen höheren Gain versucht auszugleichen.
Bei Vergleichen mit Lichtverschmutzungs- oder Schmalbandfiltern finde ich es wichtig, nicht (wie üblicherweise) einfach nur die Bilder direkt aus der Kamera (meist DSLRs) darzustellen, bei denen man nur sieht, dass durch den Filter das Bild dunkler wird. Das alleine ist ja noch kein Zeichen für die Wirksamkeit des Filters, sonst könnte man auch einfach den Objektivdeckel drauflassen, dann hat man gar keine Lichtverschmutzung mehr ?
Ich habe mich also bemüht, die Bilder mit vergleichbarer Helligkeit darzustellen, damit man sehen kann, wie das Rauschen und der Kontrast der Nebel aussehen.
für mich sind die neuen Duo-Band-Schmalbandfilter und die dadurch möglich werdende „One Shot Schmalbandfotografie“ der „Megatrend“ in der Astrofotografie. Natürlich kommt dabei die Frage auf, ob die Farbkamera in diesem Zusammenhang mit der Schwarzweißkamera mithalten kann oder ob es für optimale Ergebnisse doch notwendig ist, mit der Monokamera und „echten“ Schmalbandfiltern zu fotografieren. Das habe ich im Sommer 2019 mit einem Doppel-Setup ausprobiert. Vor den interessanten Infos gibt es aber noch das
1. Vorgeschwätz
Ich selber nutze seit 1996 gekühlte Schwarzweiß-CCDs (und seit 2016 auch CMOS) und habe die gängigsten Exemplare der letzten Jahre besessen, also insbesondere Kameras mit KAF8300 (Atik 383L+), ICX694 (SX Trius 694) und Panasonic MN34230 (ASI 1600). Farbkameras habe ich immer milde belächelt, aber auch mal besessen in Form von Canon EOS 300D und 1000D Kameras und einer QHY8 gekühlten Farb-CCD. Ich habe auch früher schon mit einer Art Zweiband-Schmalband experimentiert, indem ich UHC-Filter plus möglichst enge UV-IR-Sperrfilter vor die QHY8 geschnallt habe. Die Ergebnisse waren aber nicht mit „echtem“ Schmalband zu vergleichen, der Durchlass des Filters viel zu breit.
Aktuell stehen mir als Farbkameras eine ASI 2600MC, ASI1600MC und eine Canon EOS RP(a) zur Verfügung.
2. Schmalband mit Farbkamera Überblick
Wie schon oft in Foren zu sehen, kann man auch mit einer Farbkamera normale einbandige Schmalbandfilter einsetzen. Damit kann man sehr gute Ergebnisse erzielen, hat aber natürlich den Nachteil, dass z.B. bei einem Halpha-Filter nur eines von vier Pixeln (Rot) der Bayer-Matrix Licht bekommt. Je nach Betrachtungsweise erhält man also entweder die halbe Auflösung oder ein Viertel des Lichts, die ein Schwarzweißsensor liefern würden.
Dieser Nachteil wird durch Duo-Band Filter aufgehoben. Diese Filter (ich besitze z.B. den STC Duo und den Optolong L-eXtreme) haben zwei Durchlassfenster, eines für Halpha und eines für [OIII]. Dadurch empfangen die roten Pixel der Bayer-Matrix Halpha-Licht, gleichzeitig die grünen und blauen Pixel [OIII]. Es werden also alle Pixel des Farbchips genutzt. Neben den genannten Filtern gibt es natürlich auch noch andere, interessant ist z.B. der IDAS NBX, der laut Hersteller besonders geeignet für „schnelle“ Teleskope wie Celestron RASA/Hyperstar ist, wo andere Filter deutlich an Effektivität verlieren.
Klar ist natürlich, dass man mit einem Duoband-Filter und Farbkamera keine echte Hubble-Palette erzeugen kann. Man kann mit Bildbearbeitungstricks einen vergleichbaren Look erzeugen, aber wenn ein Objekt Details im SII-Kanal hat, die in Halpha nicht sichtbar sind, sind diese Details mit Duobandfilter nicht darstellbar. Ich persönlich bin kein großer Freund der Hubble-Palette, ich möchte möglichst realistische Farben. Ich habe daher auch mit Schwarzweißkameras vorwiegend Ha:OIII:OIII-Komposite erzeugt, die zumindest die Emissionsanteile von Himmelsobjekten in vergleichbaren Farben wie bei einem RGB darstellen. Das Fehlen des SII-Kanals ist daher für mich keine Einschränkung. Wer unbedingt Hubble-Paletten erzeugen will, muss aber beim „herkömmlichen“ Schmalband mit Mono-Kamera bleiben.
3. „Warnung“ vor der Beschreibung von Triband-Filtern
Neben Duo-Band-Filtern werden auch Filter unter dem Namen Tri-Band Narrowbandfilter oder gar Quad-Band Filter angeboten, wobei der Begleittext oft suggeriert, dass es ja noch viel besser ist, wenn man neben Halpha und OIII auch noch Hbeta und andere Linien einfängt. Bei diesen Filtern ist zum einen der Name irreführend, weil diese Filter meist nicht drei oder vier Durchlassfenster haben, sondern zwei Durchlassfenster (also letztlich auch Duo-Band Filter sind), wo aber eines oder beide Fenster deutlich breiter sind als bei „echten“ Duo-Band Filtern wie STC Duo und Optolong L-eXtreme. Der breitere Durchlass bedeutet zum einen, dass mehr Lichtverschmutzung durchgelassen wird, insbesondere Stadtfotografen haben dadurch einen Nachteil. Zum andern ist es ja gerade eine Besonderheit der Schmalbandfotografie, dass man gezielt die Linien des ionisierten Wasserstoffs (Halpha) und des ionisierten Sauerstoffs ([OIII]) abbilden und so die unterschiedlichen Strukturen in diesen Wellenlängenbereichen darstellen kann. Wenn bei einem Tribandfilter das [OIII]-Fenster auch Hbeta durchlässt, werden die Strukturen des Sauerstoffs verwischt, weil Hbeta nur eine schwächere Version des Halpha-Kanals ist. Selbst wenn es sich um einen echten Mehrbandfilter (also mit mehreren schmalen Durchlassbereichen) handelt, hilft das nicht viel weiter. Der sauteure Opt Triad Ultra Filter hat z.B. vier voneinander getrennte sehr schmale Durchlassbereiche, ist also ein echter Quadbandfilter und nicht nur ein missverständlich bezeichneter Duobandfilter mit breiten Duchlassbereichen. Er hat 4-5nm breite Durchlassbereiche jeweils für Hbeta, [OIII], Halpha und SII. Das ist technisch beeindruckend, ändert aber nichts daran, dass die Bayer-Matrix nicht zwischen Hbeta und [OIII] auf der einen (grüne und blaue Pixel) und Halpha und SII auf der anderen (rote Pixel) unterscheiden kann. Auch hier gelingt es also nicht optimal, die Strukturen einer bestimmten Emissionslinie herauszuarbeiten.
Auch die „einfachen“ Triband- oder Quadbandfilter können bei Lichtverschmutzung bei Emissionsnebeln einen großen Vorteil gegenüber Breibandaufnahmen bringen, aber der Kontrast und die Details werden geringer sein als bei einem echten Duobandfilter. Die obige Warnung bezieht sich also nicht auf diese Filter selber, die durchaus gut sein können, sondern auf ihre Bewerbung, die suggeriert, dass drei Bänder besser seien als zwei.
4. Testmethodik
Ich habe fast im kompletten Sommer 2019 als Vorbereitung auf einen La Palma-Urlaub ein Doppel-Setup zu laufen gehabt, wo auf einer Doppelbefestigung folgende Ausrüstungen angebracht waren:
1. TS 80/480 Triplet APO mit ASI 1600MM und Baader 7nm Ha und Baader 4,5nm [OIII], zu einem Ha/[OIII]/ [OIII] verarbeitet
2. TS 60/360 zweilinsiger ED-Apo mit ASI 1600MC und STC Duo Narrowband, als normales Farbbild bearbeitet (also ohne Extraktion einzelner Kanäle und Weiterverarbeitung wie zwei Schwarzweißkanäle, wie es manche Bildbearbeitungssoftware anbietet).
Der ED 60 bildet weicher ab als der ED 80, der Unterschied in der Bildschärfe liegt also nicht ausschließlich an den Filtern.
Die Vergleichsaufnahmen wurden zur gleichen Zeit am gleichen Ort erzeugt. Dazu haben beide Teleskope das gleiche Öffnungsverhältnis (f/6), sammeln also pro Flächeneinheit das gleiche Licht. Der größere APO erzeugt nur ein größeres, höher aufgelöstes Bild. Dazu sind noch die Kameras beide eine ASI1600, einmal mit Farbchip und einmal mit Schwarzweißchip.
Und natürlich müssen die Gesamtbelichtungszeiten der Vergleichsbilder gleich sein. Die Einzelbelichtungen sind bei der Farbkamera kürzer, weil die Doppelbefestigung nicht 100% stabil war, bei längeren Belichtungen hätte es für die Farbkamera (der Autoguider war am anderen Teleskop) Eiersterne gegeben. Ich habe die kürzeren Einzelbelichtungen durch einen höheren Gain versucht auszugleichen.
Bei Vergleichen mit Lichtverschmutzungs- oder Schmalbandfiltern finde ich es wichtig, nicht (wie üblicherweise) einfach nur die Bilder direkt aus der Kamera (meist DSLRs) darzustellen, bei denen man nur sieht, dass durch den Filter das Bild dunkler wird. Das alleine ist ja noch kein Zeichen für die Wirksamkeit des Filters, sonst könnte man auch einfach den Objektivdeckel drauflassen, dann hat man gar keine Lichtverschmutzung mehr ?
Ich habe mich also bemüht, die Bilder mit vergleichbarer Helligkeit darzustellen, damit man sehen kann, wie das Rauschen und der Kontrast der Nebel aussehen.