Wie testet man eine Flatfieldbox?

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SkyBob

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Hallo zusammen.

Wie kann man eigentlich eine selbstgebaute Flatfieldbox auf gleichmäßigkeit testen?
Gibt es da eine einfache "Jedermanns" Methode ohne aufwendige Laborgeräte?
Wenn ich das direkt an einer Optik teste, dann weis ich ja nicht ob die Schattireungen
von z.B. einer Vignettierung, einem Staubkorn, oder ähnliches stammen,
oder von der Box selber.

Ja ich weis. Ist wieder son Geiz ist geil Thread. Mit ner EL Folie ist man bestimmt auf der sicheren Seite.
Aber auch auf einer teuren ^^

Meine Überlegung wäre nun, die Box ohne Objektiv zu testen und die DSLR auszulösen.
An der DSLR wäre dann allenfalls ein Bajonettadapter, damit die Kamera nicht meckert.
Danach die Helligkeitswerte in nem Grafikprogramm über die ganze Aufnahme hinweg zu vergleichen.

Ginge das so ?

Gruß
Markus
 
Hallo Markus,

wie von dir vorgeschlagen könnte funktionieren bzw. ist einen Versuch wert, um zumindest eine ungefähre Aussage zu treffen.
Die Flatbox weit genug von der Kamera entfernt hinstellen, damit du die ganze box erfasst.

Da Flats ja auch die unterschiedliche Sensitivität der einzelnen Pixel erfassen sollen, würde ich anschließend zum Beispiel 50x50 oder 100x100 px große Kästchen und deren Durchschnitt miteinander vergleichen.

5% der Pixel vom Rand würde ich auch nicht mit in die Auswertung einfließen lassen, da es zum Rand hin immer einen Helligkeitsabfall gibt.

Falls du PI verwendest, da gibt es ein Script FlatContourPlot, was dir Abweichungen sichtbar macht.

Auf dem Kamerachip könnten natürlich auch Staubkörner sein, dass solllte sich aber durch die Zusammenfassung von Pixeln halbwegs ausmitteln lassen.

Eine andere Möglichkeit wäre vlllt, die Kamera ganz dicht im gleichen Abstand vor oder auf die box zu legen und so mehrere Bereiche der Box mit identischen Parametern aufzunehmen. Anschließend die Aufnahmen der verschiedenen Bereiche miteinander vergleichen (Mittelwert).

Grüße,
ALex
 
Hallo Markus,

Ich würde einfach die Box aus größerer Entfernung in einem abgedunkelten Raum mit einem normalen Objektiv fotografieren, so dass sie komplett im vollausgeleuchteten Feld des Objektivs liegt. Dann sollte sie auf dem Foto gleichmäßig belichtet sein. Dann am PC das Histogramm so weit aufziehen, dass Helligkeitsunterschiede der Box deutlich sichtbar werden. Wenn sie wirklich homogen leuchtet, wird das Histogramm in den einzelnen Farbkanälen jeweils einen einzelnen schmalen Peak zeigen. Wenn sie nicht homogen ist, sind die Peaks breit. Bedenke dabei, dass die unterschiedlichen Farbkanäle einer DSLR dabei unterschiedlich liegen. Das ist OK, die Peaks dürfen halt nur nicht zu breit sein.

Das fällt mir so als schnelle qualitative Methode ohne viel Aufwand ein. Wenn Du die Homogenität quantifizieren willst, müsste man sich etwas einfallen lassen. Vielleicht über die Halbwertsbreiten der einzelnen Peaks. Aber da kenne ich mich nicht aus.

Bis dann:
Marcus
 
Hi Markus,

deine Vorgehensweise sollte prinzipiell funktionieren, ich sehe noch eine alternative Meßmethode: mit deiner Kamera hast du bereits ein empfindliches "Labormeßgerät".
Ist die Box großflächig genug, um ein Raster aufzubringen und dieses mit aufliegendem, schlanken Objektiv abzufahren?
Auf manuell, einer festen BZ sowie fest eingestelltem Objektiv erhältst Fotos der einzelnen Rasterzellen. Diese fährst du Stück für Stück ab und kannst sie dann mit den Histoanzeigen deiner Kam bewerten und prima gegeneinander vergleichen. Oder freilich mit einem BB-Programm aufm PC.

Mit dieser Methode bist du unabhängig von den Eigenschaften des verwendeten Objektivs und unbeherrschbarer Helligkeitsverteilungen, da du immer das komplette aufgenommene Bild bewertest und damit das gesamt Einzelbild integrierst.

;)

Gruß und CS!!
Okke
 
Hallo zusammen,

hab frei und das gerade mal mit einer gekauften 300mm dimmbaren Flatfieldbox ausprobiert.

- Aufnahme mit Canon 70d, 1/160, ISO 100, RAW, kein Objektiv, Kamera direkt gerade auf die Flatbox gelegt.
- debayered mit PI und jeweils die gesamte Aufnahme verglichen, da die unvermeidliche Randvignettierung somit alle Aufnahmen gleich betrifft

Jeweils Mean-Werte auf einer 16 bit Skala:
1.773 Zentrum
1.771 auf ca. 50% des Durchmessers rechts oben
1.778 auf ca. 50% des Durchmessers rechts unten
1.787 auf ca. 50% des Durchmessers links oben
1.744 auf ca. 85% des Durchmessers links unten

Natürlich waren das nur Einzel-Aufnahmen. Am besten ein 3-5 pro Aufnahmestelle machen und mitteln, für ein stabileres Ergebnis.

Es scheint einen, bezogen auf den Zentrumswert, sehr kleinen (1,6%) Helligkeitsabfall zum Rand hin zu geben, was aber da Nutzung mit einem kleinen APO oder 8" Newton keine Rolle für mich in der Nutzung der Box spielt (hatte sie bewusst überdimensioniert gekauft).

Wie geschrieben, man sollte mehrerer Aufnahmen mitteln um ein aussagekräftigeres Ergebnis zu bekommen.

Scheint in Summe aber ein gangbarer Weg zu sein, die gleichmäßige Ausleuchtung einer selbstgebauten oder gekauften Flatbox zu beurteilen.

Grüße,
Alex
 
Hallo Markus,
Zusätzlich kann man die Box auch mal drehen, um die Vignettierung der Optik und Kameraunterschiede zu eliminieren, und checken ob die Box einigermaßen gleich hell ist.
 
Hallo in die Runde,

so ein Zufall, Flatfieldbox bauen ist bei mir u. A. auch grade ein Thema.
Ich habe dazu ein Wenig rum gespielt und auch ein paar Aufnahmen gemacht.
Zuerst mal die Box für meinen ED80:

box_066.jpg


Das ist eine Sperrholzkiste, vorne zwei Platten mit Öffnungen, die auf die Taukappe passen und dahinter eine etwas kleinere Öffnung als Stopper. Dann folgt eine weiße Kunststofffolie, so wie man sie bei flexiblen A4 Kunststoffmappen zum Einheften als Rücken findet. Darauf folgt eine Platte mit größerem Ausschnitt als die ersten beiden. Auf deren 4 Ecken sitzen jeweils 3 LEDs von einem Lichtband, diese leuchten in Richtung Rückwand.

Ein Vortest bestand darin, dass ich ein Blatt Druckerpapier gegen das Licht gehalten habe. Man sah direkt eine recht grobe Struktur, im Durchlicht also als Diffusor ungeeignet.
Nun baute ich den Kasten und dessen erster Test erfolgte nur mit Reflektion, da fehlte noch die Kunststofffolie. Der Kasten war und ist allerdings an den Seiten und Rückwand mit Druckerpapier ausgelegt.

Nun zum Testen der Box:
Ich habe die Box aus etwas Entfernung mit meiner alten Coolpix fotografiert, so dass der leuchtende Bereich etwa 25% der Bildbreite einnimmt. Ich nehme an, dass ich damit aus den evtl. vignettierenden Bereichen des Kameraobjektivs raus bin. In Fitswork wurde dann auf den leuchtenden Bereich zugeschnitten und die Pixelwerte auf einer Linie als Diagramm dargestellt:

horizontal_066.jpg

Hier nur im Reflektionsmodus, man schaut direkt auf das Druckerpapier an der Rückwand, also ohne die Kunststofffolie.
Man sieht schon mit dem bloßem Auge, dass die Fläche in der Mitte etwas dunkler ist, das sagt dann auch das Diagramm.

Nun das ganze mit der zusätzlichen Kunststofffolie:
folie-horizontal_066.jpg

Na das sieht doch direkt viel besser aus. So werde ich die Box erst mal in der Praxis testen.

Zur "Kontrolle der Kontrolle" möchte ich übrigens mit der ollen Coolipx noch ein Himmelsflat aufnehmen, mal schauen wie das aussieht.

So, das war mein kurzer Bericht. Vielleicht gibt er ja die eine oder andere Anregung.

Viele Grüße und CS,
Reinhard
 
Danke für eure Einschätzungen und Tips.

@ Reinhard
An so eine Rückraum-Reflektion habe ich auch gedacht, anstatt den Diffusor direkt zu bestrahlen. ^^
Scheint also ein guter weg zu sein.
Da es bei mir aber erst mal um Kameraobjektive geht, die ja im Durchmesser um einiges kleiner sind,
Dachte ich an eine Kugelform als Reflektions-Rückraum.
Quasi eine von innen weis lackierte Bastel-Kunststoffkugel aus dem Deko-Bastelbedarf.

Mal sehen wie weit ich da komme wenn ich da mal drann gehe.
meine Bastelliste wird immer länger xD

Wie schaut es denn z.B. als VergleichsFlat mit der T-Shirtmethode for einem Flachbildfernseher aus,
auf dem ein weißes JPG eingeblendet ist.

Funktioniert so was auch ?

Gruß
Markus
 
Hallo Markus,

ein Sternfreund aus unserer Gruppe macht erfolgreich Flats mit der Tshirt-Methode.
Das mit dem Flachbildfernseher / Monitor dürfte nur bedingt gehen. Die Hintergrundbeleuchtung funktioniert in der Regel über LEDs bzw. Leuchtstoffröhrchen an den Rändern. Die Lichtverteilung ist bei so flacher Bauweise nicht genügend gleichmäßig für unsere Anwendung hin zu bekommen. Das könnte man mal ganz einfach mit meiner Methode kontrollieren. Werde ich mal machen und das Ergebnis hier posten.

Zu Deiner Idee mit der Kugel:
Das ist die professionelle Lösung des Problems.

Viele Grüße,
Reinhard
 
Hallo nochmal,

ich habe den Test gemacht, hier das Ergebnis:

monitor-1.jpg


Man sieht einen Helligkeitsabfall zu den Rändern hin. Das hat mich etwas erstaunt, ich hätte mit dem Gegenteil gerechnet.
Um auszuschließen, dass es sich um einen Effekt des Betrachtungswinkels handelt, habe ich die Kamera mal zur Seite verschoben und noch ein Bild gemacht:

monitor-2.jpg


Hier sieht man am rechten Rand den gleichen Helligkeitsabfall, der ist also real.
Links ist der Abfall nun stärker und weiter ins Bild hinein, da spielt der Betrachtungswinkel schon mit.
Wenn Du nur kleine Öffnungen verwendest, dann wären Flats vom Monitor einen Versuch wert, in der Mitte hat die Funktion einen relativ flachen Bereich.

Hier übrigens noch ein Bild vom Innenleben meiner Box:

innen.jpg


Man sieht oben zwei der vier LED-Streifchen (warmweiß), die kleine Diode als Verpolungsschutz und schaut von innen auf den Kunststofffolien-Diffusor.

papierkasten.jpg


Hier mit eingesetztem Papier-Reflektorkasten, da sieht man natürlich nicht viel :sneaky:.

Viele Grüße und CS,
Reinhard
 
Hallo Reinhard,

zum Thema Selbstbau einer Ulbrichtkugel habe ich einen interessanten Bericht gefunden:

Hohle Styroporkugeln bis 40cm Durchmesser sollten zumindest für kleinere Teleskope bzw. Objektive funktionieren, denn der oben verlinkte Wikipedia Artikel sagt "...wobei der Durchmesser der Ulbricht-Kugel mindestens das Dreifache des Aperturdurchmessers haben sollte, um eine hinreichende Durchmischung zu gewährleisten".

Gruß
Christian
 
Hallo Christian,

sehr interessant, wäre auch mal ein Projekt ;). Wobei die die Abweichungen, die dort angegeben werden, schon recht hoch finde für unsere Anwendung.
Probleme würde ich beim homogenen Farbauftrag auf der Rückwand, gegenüber der Apertur sehen, das wird von Hand schwierig. Wenn man "nur" einen Gesamtlichtstrom messen möchte (dazu wurden Große Ulbricht-Kugeln in unserer Firma verwendet) ist das wahrscheinlich nicht so kritisch.

Viele Grüße,
Reinhard
 
Das A und O ist die Anzahl der Reflektionen in der Kugel. Die Ports lassen Licht entkommen, was einen ähnlichen Einfluss wie ein schlechter Reflektionsgrad der Oberfläche hat.

Styropor ist nicht lichtdicht, d.h. es geht viel Licht in das Volumen verloren, was nicht in die Kugel zurück findet. Eine gute Ulbrichtkugel ist toll, aber für Flatfields wird sie sehr groß, weil sie nur gut funktioniert, wenn sie als Lichtfalle wirkt. Wer eine Teleskopkuppel hat, kann auch die Kuppel als Ulbrichtkugel verwenden.

Folie wirkt als Oberflächenstreuer. Visuell eindrucksvoll, aber im Messergebnis oft grauenhaft. Ein paar dünne Lagen Styropor als Volumenstreuer funktionieren sicher besser, besonders weil man die LEDs so verteilen kann, bis das Ergebnis homogen wird.

Für Flatfields sollte man nicht nur das Gesichtsfeld ausleuchten, sondern eine homogene Winkelverteilung anstreben, weil der Himmel das auch hat, und ein Flatfield auch Streulicht kompensiert. Darum braucht man auch die gleiche spektrale Verteilung, denn die Streuung bzw. Reflektion hängt vom Spektrum ab, und muss Flatfields idealerweise mit den Filtern machen, die man später einsetzt. Richtig extrem wird es, wenn NIR ins Spiel kommt, weil wenige Materialien bei NIR schwarz sind, d.h. man hat heftiges Streulicht. Das sieht wie Vignettierung aus, ist es aber nicht.

Bei guten Flatfields bekommt man nach Entfernung der Sterne einen homogenen Hintergrund. Darum kann man sie auch aus verschiedenen Himmelsaufnahmen mit entfernten Sternen gewinnen. Es kann hilfreich sein, sich ein Flatfield nicht gestreckt in Graustufen anzuschauen, sondern mit Falschfarben oder als 3D Diagramm. Man sollte irgendeine Art von sanftem Berg mit Donuts sehen, idealerweise rotationssymmetrisch.

Ich kann nur zu gründlicher Kontrolle raten, um den Prozess in den Griff zu bekommen. An der Stelle muss man mal Mitleid mit den Radioastronomen haben. Deren Umgebung besteht quasi nur aus Streulicht. ;-)

Michael
 
Hi, wie wärs mit einfach mal ein Bild mit Flats aufnehmen und den Rest ggf über Software ausgleichen? DBE in Pixinsight z.B. würde einen großflächigen Gradienten leicht entfernen. Und ob die Flatbox kleinflächige Gradienten produziert siehst Du durch Stretchen des Flats sofort.

CS
 
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