Astrofotografie mit Minimalausrüstung - Erste Versuche
Die nachfolgenden Bilder sind mit einer Fuji FinePix S1pro entstanden; einer ca. 3 bis 4 Jahre alten und für Astrofotografie wenig geeigneten Spiegelreflexkamera. Die Helligkeitsempfindlichkeit des CCD-Chips ist über die Fläche recht ungleichmäßig und der Chip erzeugt auch auf einem in völliger Dunkelheit aufgenommenen Bild einen "Sternenhimmel" aus Pixelfehlern, was mir aber in diesem Fall gar nicht so unrecht ist, da man dadurch recht schöne Effekte beim Addieren der Einzelbilder sehen kann.
Da die Aufnahmen obendrein bei Vollmond entstanden sind, kann man die hier gezeigten Bilder getrost als das absolute Minimum des Erreichbaren betrachten.
Weitere Aufnahmedaten: 24 Einzelbilder, jeweils 10 Sekunden bei 400 ISO belichtet, Brennweite 30mm (entsprechend ca. 45mm Kleinbild), Originalbildgröße 3040x2016 Pixel.
Der aufgenommene Bildausschnitt zeigt die Sternbilder Schwan (der Kopf ist ganz am untersten Bildrand in der Mitte) und Leier; der helle Stern rechts unten ist Wega.
Das erste Einzelbild aus der Serie. Leider hatte ich auf die Schnelle nicht bedacht, dass mir der Kopf des Schwans im Lauf der Serie nach unten aus dem Bild wandern würde.
Vermutlich hat wohl so ziemlich jeder, der schon einmal mit seiner Digitalkamera den Sternenhimmel fotografieren wollte, als erstes ein Bild von ungefähr dieser Qualität gemacht und sich gedacht, mit dieser einfachen Ausrüstung geht eben nichts; da kann man es gleich bleibenlassen. Abwarten!...
Die Leier als Detailausschnitt. Alle Sterne, die auffallend klein sind, sind in Wirklichkeit keine Sterne, sondern Ladungsansammlungen auf dem CCD, sogenannte Hotpixel. Für derartige Effekte ist normalerweise immer nur ein bestimmter Teil aller CCD-Pixel anfällig. In einer bestimmten Aufnahme leuchten dann (zumindest bei der Fuji) auch nicht wirklich alle dieser Pixel, sondern nur ein sehr großer Teil davon.
Hier die Summe aller Einzelbilder (effektive Belichtungszeit: 4 Minuten). Der dunkle Rahmen um das Bild resultiert aus der nur teilweisen Überlappung der Bilder.
Trotz des Vollmondes ist hier schon sehr gut das zentrale Band der Milchstraße zu erkennen, das senkrecht durch die Mitte des Schwans verläuft. Auf diesem Bild sieht man schon wesentlich mehr Sterne als in dieser Nacht mit bloßem Auge zu erkennen waren.
Im Vergleich zu einer analogen Aufnahme ist aufgrund des CCD-Rauschens die Grundhelligkeit des Bildes höher. Um die Helligkeit des Ergebnisses in einem brauchbaren Bereich zu halten, empfiehlt sich deshalb bei sehr vielen Ausgangsbildern eine Kombination aus Addition und Mittelwertbildung. Für bestmögliche Ergebnisse (und wer will die nicht?) macht man die Weiterverarbeitung sowieso günstigerweise mit Spezialsoftware (AstroStack, Iris, Registax,...). Die Bilder hier sind aber komplett mit wfstack erstellt.
Die Hotpixel sind sehr gut zu identifizieren: alles, was klein ist und eine Strichspur hat, ist ein Hotpixel. Die Helligkeitszunahme hin zur linken unteren Ecke und die drei waagrechten dunklen Streifen sind auf ungleichmäßige Empfindlichkeit des CCD zurückzuführen. Bei Aufnahmen mit kürzerer Belichtungszeit fällt dieser Effekt so gut wie nicht auf.
Wieder die Leier als Detailausschnitt. Besonders Wega ist schon ziemlich überstrahlt. Man sieht deutlich die Spur der Hotpixel, die viel kleiner als ein normaler Stern sind.
Dieses Bild hat mich inspiriert, in mein Shellskript eine Funktion zur Hotpixel-Reduktion einzubauen. Da bei den übereinandergedrehten Bildern die Sterne immer an derselben Stelle sind, die Hotpixel aber nicht, ist es relativ einfach, sie zu identifizieren und mit dunkleren Pixeln aus einem Referenzbild zu ersetzen. Das Ergebnis ist nachfolgend zu sehen.
Bild mit Hotpixel-Reduktion. Obwohl jedes Bild nur mit jeweils einem Referenzbild verglichen wird, werden die Hotpixel fast vollständig entfernt. Als Nebeneffekt werden die Sterne etwas kleiner und schärfer.
Die Leier als Detailausschnitt. Teilweise sind noch leichte Artefakte der Hotpixel zu erkennen.
An diesem Bild könnte man jetzt noch stundenlang spielen, um die Helligkeitsverteilung gleichmäßiger und den Himmelshintergrund wieder dunkler zu machen, aber nachdem die Aufnahme sowieso unter recht ungünstigen Bedingungen entstanden ist, ist das die Mühe nicht unbedingt wert.
Um das Überstrahlen heller Sterne etwas zu verringern, wurden hier nur je 12 Bilder addiert und die zwei Summenbilder gemittelt. Um schwächere Sterne besser sichtbar zu machen, habe ich anschließend mittels Levelkorrektur die Helligkeitswerte verändert. Die ungleichmäßige Helligkeitsverteilung des CCDs führt dazu, dass man das Bild als Ganzes nur sehr schwer optimieren kann; bei für einen hellen Bildbereich optimalen Einstellungen verschwinden in dunklen Bereichen schon einige schwache Sterne.
this page last updated 2004-10-19
