Gute Aufnahmen mit dem Meade DSI III - P H O T O N E N F A N G . D E

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Gute Aufnahmen mit dem Meade DSI III
 Ich habe mich in den letzten Monaten viel mit dem DSI III und dem DSI III Pro beschäftigt und auch so manche frustrierende Astronacht durchlebt. Mit den richtigen Einstellungen und ein wenig Übung kann aus dem DSI eine richtig ästhetische Aufnahme herausgeholt werden. Wer über einen Kauf eines DSI III nachdenkt oder vielleicht mehr aus seinem DSI herausholen möchte, findet unter Umständen in dem folgenden Artikel einige hilfreiche Informationen.
Zero Gain vs. 100 Gain vs. High Gain
Der DSI III hat einen Parameter, um den Verstärkungsfaktor für den CCD-Chip einstellen zu können. In der mitgelieferten Meade Software Envisage wird dieser Parameter in Schritten von 0 bis 100 eingestellt. Andere Treiber für den DSI III weisen aber darauf hin, dass es lediglich 64 Stufen für diese Einstellung gibt (dies entspricht 6 Bit). Zudem gibt es die Möglichkeit, den Verstärkungsfaktor stark zu erhöhen – High Gain oder Gain Boost. Diese Parameter bieten nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, aber wie sollten diese Parameter nun eingestellt werden?
Generell wird jeder verstehen, dass ein hoher Verstärkungsfaktor neben dem aufzunehmenden Signal auch Störungen und/oder Rauschen verstärkt. Dies gilt natürlich noch mehr für die Verwendung von High Gain. Dies ist nun nicht weiter schlimm, solange der Abstand zwischen Signal und Rauschen groß genug ist. Eine einfache Rechnung hierfür ist: wenn der Rauschpegel bei einer Stärke von 0 bis 5 ADU liegt und der Signalpegel bei 50 ADU, entspricht dies einem Signal-Rausch-Abstand von 45 ADU. Wird nun der Verstärkungsfaktor angehoben und eine 10fache Verstärkung erreicht, ändern sich die Werte auf: Rauschpegel von 0 bis 50 ADU, Signalpegel auf 500 ADU und einem Signal-Rausch-Abstand von 450 ADU. Mit der Verstärkung aller Signale wird somit auch der Signal-Rausch-Abstand erhöht und das ist gut.
Ziel muss es also sein, durch eine Balance zwischen Verstärkungsfaktor und Belichtungszeit, bei der Aufnahme einen möglichst weiten Bereich des Histogramms zu füllen und nicht in die Sättigung zu geraten. Ich habe in meinen Tests festgestellt, dass ohne oder mit nur geringer Verstärkung, selbst bei langen Belichtungszeiten, kein großer Bereich des Histogramms gefüllt werden kann. Die Kurve dominiert dann das erste Viertel des Histogramms und die Dynamik der Aufnahme ist unnötig limitiert. Die Zuhilfenahme des High Gain, führt zu einem übermäßig starken Rauschen und die singalschwachen Regionen werden schnell vom Rauschen überdeckt.
Meine Best Practise: das Histogramm sollte einen möglichst weiten aktiven Bereich aufweisen, mehr Belichtungszeit ist besser als mehr Verstärkung, Verstärkung so wenig wie möglich und nur so viel wie nötig, Hände weg vom High Gain Knopf.

DARK-Frames – Darks – beim DSI III Pro
Auch der DSI III Pro kommt ohne Darks nicht aus. Im Gegenteil, durch die Anordnung der elektronischen Komponenten im DSI III Pro, strahlen diese stark in den oberen linken und etwas schwächer in den oberen rechten Bereich des CCDs und hinterlassen bei den Aufnahmen helle Spuren. Diese Spuren lassen sich, wie auch Hot Pixel, durch ein gutes Dark minimieren. Aber wie erstelle ich mit dem DSI III Pro ein gutes Dark?
In Envisage gibt es hierfür eine extra Funktion – take Darks. In meinen Tests mit dem DSI III Pro habe ich recht schnell die schwächen dieser Funktion herausgefunden. So wird immer ein Verstärkungsfaktor von 100 gesetzt, ganz egal was durch den Anwender eingestellt wurde. Und es wird immer das fertig Dark gespeichert, auf die einzelnen Rohbilder kann nicht zugegriffen werden. Die Darks werden in Envisage immer addiert, nicht gemittelt. Dies setzt voraus, dass sie Summe der aufgenommenen Bilder immer identisch ist und der Anzahl der Einzelaufnahmen des Darks entspricht. Die Namensgebung der Darks in Envisage spricht hier schon für sich. So wird in dem Dateinamen lediglich die Temperatur des CCDs, die Belichtungszeit und das Binning vermerkt. Alle anderen Parameter sind statisch. Ein solches Dark ist nicht zu gebrauchen.
Ein Dark ist eine Aufnahme, wie jede andere auch. Nur kommt halt kein Signal von außen an den CCD. Beim DSI III Pro durchläuft ein Dark auch die Selbe Abfolge wie eine normale Aufnahme, so dass Ausleserauschen und ähnliche Effekte mit in dem Dark eingefangen werden. Ein zusätzlicher BIAS-Frame ist also nicht von Nöten. Das Dark sollte möglichst unter gleichen äußeren Bedingungen aufgenommen werden, wie die eigentliche Aufnahme. Zudem müssen Parameter wie Offset, Gain, Belichtungszeit und Binning identisch sein. Diese Werte sollten, neben der CCD-Temperatur, auch im Dateinamen vermerkt werden. Um das Hintergrundrauschen zu minimieren, werden nun mehrere Darks aufgenommen und mittels Mittelung zu einem Masterdark kombiniert.
Meine Best Practise: Parameter entsprechend der Aufnahme einstellen, CCD-Temperatur einpendeln lassen, zehn Darks aufnehmen, Parameter im Dateinamen vermerken, Masterdark mittels Mittelung – Mean – erstellen.

DARK-Frames – Darks – beim DSI III
Der DSI III funktioniert nun völlig anders und nachdem ich nur Ergebnisse für die Tonne produziert hatte, dachte ich ernsthaft, das Ding ist kaputt. Trotz Abzug des Darks wiesen alle Bilder diese bunten Clusterdefekte auf. Ein Gespräch mit einem Experten brachte mich wieder auf den Boden der Tatsachen zurück. Der DSI III macht genau das, was von ihm erwartet werden kann. Die Frage ist nur, was macht die Software aus den gesammelten Daten.
Farbkameras nutzen zur Unterscheidung der einzelnen Farben pixelkleine Farbfilter. Diese sind über den eigentlichen schwarzweiss Pixeln des CCD angeordnet. Diese Anordnung nennt sich Bayer-Matrix. Die DSI III liefert also keine Farbbilder, sonder ein Schwarzweissbild mit dem Hinweis, welchen Pixel zu welcher Farbe gehört. Eine Software wie Envisage errechnet aus diesen Rohdaten - RAW Format - das eigentlich Farbbild. Dies geschieht mittels einem eigenen Algorithmus.
Wichtig ist, dass der Abzug der Dark Frames vor dem zusammenrechnen zu einem Farbbild geschieht. Hierbei habe ich bei Envisage die Grenzen erreicht. Envisage erzeugt seine Dark Frames genau nach diesem Prinzip und speichert die Darkframes auch entsprechend ab. Sobald in Envisage auch die "sub dark" Funktion aktiviert ist, werden die aufgenommenen Bilder auch erwartungsgemäß optimiert. Möchte man aber den Abzug erst später vornehmen, weil vielleicht noch keine Darks vorliegen oder diesen Abzug ein anderes Programm durchführen soll, benötigt man die aufgenommenen Bilder im Rohzustand zur Weiterverarbeitung. In Envisage gibt es die Funktion, speichern im RAW-Format. Aber ich habe Envisage nicht überzeugen können, dies auch zu tun.
Die Empfehlung für den DSI III ist klar: alle Aufnahmen sollten im RAW Format gespeichert und Weiterverarbeitet werden. Alle Optimierungen der Aufnahmen auf Pixelebene müssen vor dem Umrechnen in ein Farbbild geschehen. Und wenn man alles richtig gemacht hat, funktionieren auch single shot Farbaufnahmen. clear skies
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