Flat-Frames Part II - Flats mit einer One Shot Color Camera
Flat-Frames sind Aufnahmen, die Informationen der optischen Charakteristik der eingesetzten optischen Konfiguration beinhalten. Bei einer B/W-Cam mit eingesetzten Farb- oder Schmalbandfiltern ist es selbstverständlich für jedes Filter eigene Flats zu erstellen - die Lage des Filters könnte ja leicht variieren oder es gibt Unterschiede bei der Verschmutzung der Oberflächen. Durch diese angewandte Methode wird für jedes Flat auch eine entsprechende Belichtungszeit im linearen Bereich der Kamera gewählt, zu Deutsch, es wird jedes Flat so optimal wie nur irgend möglich erzeugt. Komischerweise legt sich im Gehirn vieler Astrofreunde ein Schalter um, sobald eine OSC-Cam im Spiel ist. Fort ist der Hang zur Perfektion oder die Bereitschaft, viel Mühe zu investieren. Warum? Adam Block hat in einem Vortrag gesagt:"OSC cameras make the acquisition of data much more easy but not the processing".
Bei einer
OSC werden durch eng an dem CCD liegende Farbfilter - die Beyer-Matrix - die
Farben Rot, Grün und Blau aus dem Spektrum des eingefangenen Lichts gefiltert
und direkt auf dedizierte B/W-Pixel des CCD gelenkt. Die OSC-Cam sammelt also
bei einer Aufnahme, analog zu den drei Farben, drei unterschiedliche Flats auf
einmal ein. Es gibt optische Konfigurationen, bei denen die eigene
Charakteristik stark von der Wellenlänge des Lichts abhängt. Es ist somit
logisch, dass eine OSC-Cam auch unterschiedliche Informationen in jeder der
drei Flats hält.
Oben wurde
ein RAW-Flat debeyert und in je ein File für R, G und B zerlegt. Es ist
deutlich zu erkennen, wo die optische Charakteristik bei den einzelnen Farben
abweicht. Es ist also sinnvoll, bei der Kalibrierung der Light-Frames mit jeder
Farbe einzeln zu arbeiten und somit auch einzeln mit dem entsprechenden Flat zu
korrigieren.
Ein weiteres Thema ist die Quanteneffektivität des eingesetzten CCD-Chips. In
der Regel ist die von der Wellenlänge des empfangenen Lichts abhängig und
variiert auch deutlich. Wenn also die Belichtungszeit für das Flat gesucht
wird, referenziert diese meist auf einen gemittelten Wert oder auf eine der
drei Farben. Es ist aber wichtig, dass jedes Flat in dem linearen Bereich des
CCD liegt.
Oben ist die
Wirkung des Flats deutlich zu erkennen: links - ohne Flat, mittig - natives
OSC-Flat überkompensiert die Vignettierung und rechts - an Kamera angepasstes
Flat mit nahezu optimaler Korrektur.
Wie passt man nun ein fertiges Master-Flat an den Farbkanal einer Kamera an?
Nun handelt es sich ja in der Regel bei einer Kalibrierung mit einem Flat, um
eine normalisierte Division. Es wird also mit 0,x dividiert, wenn Bereiche zu
dunkel und mit 1,x wenn Bereiche zu hell sind. Zu hell ist eher unwahrscheinlich,
da unsere optische Konfiguration und Staubpartikel licht abfangen und nur sehr
selten bündeln. Meine Kamera liefert 16Bit Informationen, das Flat hat also
Werte von 0 bis 65.535 ADU. Um nun die Information aus dem Flat zu extrahieren,
wird es mit dem MAX-Wert der Light-Frames dividiert, man erhält so Werte von
1.0 und kleiner. Wenn nun ein Flat über- oder unterkompensiert, so liegt dies
nicht an der eigentlichen Höhe der Werte, diese werden ja, wie beschrieben,
umgerechnet. Nein, das Delta zwischen den hellen und den dunkeln Bereichen ist
zu groß oder zu klein. Ich verschiebe einfach den Nullwert - den Schwarzpunkt -
in die entsprechende Richtung und erzeuge ein neues, skaliertes Bild. Das
bedeutet, dass der verschobene Nullpunkt wieder zum Nullpunkt wird und alle
anderen Werte wieder 1 bis 65.535 einnehmen. Hierdurch verändere ich indirekt
das Delta zwischen Signal und Nullpunkt. Erhalte ich durch ein Flat eine
Überkompensation, so verschiebe ich den Nullpunkt in den negativen Bereich und
vice versa. Für die Größenordnung der Verschiebung habe ich noch keine Formel
erkennen können und es ist immer ein empirisches ermitteln.
Das Ergebnis
kann sich sehen lassen. Für meinen recht hohen Anspruch an eine astronomische
Aufnahme, schiebt sich die OSC-Cam durch diese Verfahrensweise dicht an eine
Mono-Cam mit Filter heran und jeder Dogmatiker wird sich bei der Begutachtung
des finalen Bildes so seine Gedanken machen. clear skies.