D i e  A s t r o s e i t e n        >        Astrofotografie         >       Die Bildbearbeitung



Die anschliessende Bearbeitung der nächtlich gewonnenen digitalen Daten ist eine Hürde, welche allzu oft unterschätzt wird. Das liegt darin begründet, dass der Inhalt dieser Bilder gänzlich anders bewertet und verarbeitet werden muss, als die aufgenommenen Bilder bei Tageslicht. Desweiteren muss bei der Astrofotografie auch unterschieden werden, ob es sich um langbelichtete Deepskybilder, oder ob es sich um kurzbelichtete Videosequenzen  handelt, welche bei der Planeten-, Sonnen-, und Mond-"Fotografie" gewonnen wurden.
Da ich aktuell lediglich Deepskyfotografie per (modifizierter) DSLR/DSLM und Sonne und Mond auf die Videotechnik setze, werde ich nur zu diesen Themen etwas schreiben. Es gibt weit mehr Strategien der Bildgewinnung, speziell bei der Deepskyfotografie. Dank stetig neu erscheinender spezieller Astrokameras (Hersteller z.B. ZWO, QHY, ATIK, StarlightXpress etc...) und derer "Eigenheiten" entwickelt sich die nötige Bildbearbeitung auch immer weiter, bzw. spezialisiert sich immer mehr auf entsprechende Kameratypen.


Langbelichtete Deepskyfotografie

Schon beim Anblick eines (sogenannten) einzelnen Rohbildes, welches z.B. mit 300sec Belichtungszeit bei ISO800 gewonnen wurde, wird man wohl eher enttäuscht denn begeistert sein: das Objekt der Begierde ist nur schemenhaft und "zerfledert" zu erkennen, der Himmelshintergrund dafür hell, oft rot- oder grünstichig und bei näherer Betrachtung über und über mit bunten Störpixeln durchsetzt. Nichts von der Ästhetik der im Internet, auch von Amateuren, zu findenden Bilder.


Mit dem gezeigten Beispiel wird nun deutlich, wie eklatant wichtig es ist, eine saubere Bildkalibrierung UND Bildbearbeitung, nach den gegebenen Möglichkeiten, sicher zu beherrschen!

Für vorzeigbare Deepskyfotos muss man sich wohl oder übel, bevor wir mit der Bildbearbeitung beginnen, erstmal mit vier wichtigen "Bildtypen" anfreunden, welche alle in das kalibrierte Endbild einfließen:
- dem Lightframe - das ist das, durch das Teleskop/Objektiv gewonnene Bild unseres Objektes der Begierde
- dem Darkframe- jede Kamera erzeugt im Lightframe abhängig(!) von der Belichtungszeit und der Sensortemperatur (abhängig von der Umgebungstemperatur), ein unschönes (thermisches) Rauschen, bzw. kalte und heiße Pixel. Das Darkframe wird erzeugt, in dem man mit identischen Kameraeinstellungen, wie für die Lightframes, Bilder macht - aber mit verschlossenem Objektiv. Die Kamera fotografiert quasi sich selbst und damit ihre selbst erzeugten Fehler. Wird vom Lightframe ein Darkframe subtrahiert, werden ebend diese Fehler aus dem Bild entfernt.
- dem Biasframe - nach Beendigung der Belichtungzeit muss der Inhalt des Bildsensors von einer Elektronik ausgelesen werden. Auch dieser Vorgang erzeugt - unabhängig(!) von der Belichtungszeit, aber abhängig von der eingestellten ISO - ein (Auslese)Rauschen im Endbild. Das Biasframe wird, wie das Darkframe mit abgedecktem Objektiv gewonnen, nur dass nun als Belichtungszeit die kürzest mögliche gewählt wird. Dieses Biasframe wird, wie das Darkframe, vom Lightframe subtrahiert.
- dem Flatframe - ein Effekt, der auch in der normalen Tageslichtfotografie auftritt, wird hiermit eliminiert. Die meisten Objektive/Teleskope erzeugen in den Bildecken eine Randverdunklung, welche abhängig vom Teleskoptyp, Okularauszugdurchmesser, dem Korrektordurchmesser und auch der Sensor/Filmdiagonale ist. Ein Flatframe wird nun erzeugt, indem eine gleichmässig beleuchtete Fläche (z.B. der Himmel in der Dämmerung, oder bewölkter Himmel durch ein vorgehaltenes weißes T-Shirt) fotografiert wird. Das Ergebnis ist ein Bild, welches jene Randverdunklung (Vignettierung), aber auch z.B. Staubflecken (sogenannte Donuts) auf dem Sensor oder der Optik zeigt. Dieses Flatframe wird vom Lightframe dividiert und somit werden jene betroffenen dunkleren Bildbereiche im Endbild aufgehellt. Wichtig beim Flatframe ist, dass sich die Kamera in der gleichen Position befindet, wie bei der nächtlichen Aufnahme! - d.h. die Kamerarotation am Teleskop und(!) die Fokussierung. Und das Flatframe darf keine extremen Belichtungsbereiche im Bild besitzen - es darf also keine rein weissen (überbelichtet) und keine rein schwarzen (unterbelichtet) Bildbereiche besitzen!

Nun langt es aber nicht, einfach von jedem Bildtyp je ein Bild zu erzeugen und fertig! Da das vorgenannte Rauschen kein statischer und pixelgenau reproduzierbarer Effekt ist, sondern nur dessen Häufung, müssen von jedem Bildtyp (theoretisch) möglichst viele Einzelbilder gewonnen werden. Jene werden dann überlagert und somit wird der "chaotische" Anteil des Rauschens gemittelt.
Jetzt aber keine Angst, dass man das hier alles Genannte von Hand und nur mit umfangreichen Programmierkenntnissen bewältigt bekommt. Es gibt einige (auch kostenlose) Programme, welche genau diese Arbeit für uns relativ komfortabel übernehmen.

Lightframe
Darkframe (kontrastverstärkt)

Biasframe (kontrastverstärkt)
Flatframe


 
Kurzbelichtete Videofotografie

Das Grundprinzip dieser Bildgewinnungstechnik ist, dass man eine sehr grosse Anzahl an Bildern in möglichst kurzer Zeit gewinnt = Video. Jene kurzen Filme werden anschliessend durch Spezialsoftware in ihre Einzelbilder zerlegt, diese dann qualitativ sortiert und anschliessend die besten Einzelbilder miteinander verrechnet. Damit wird auch deutlich, für welche Art von Objekten diese Technik hauptsächlich geeignet ist: helle und stark vergrösserungsfähige Objekte wie Planeten, die Sonne(-details) und der Mond(-details).
Da besonders bei hohen und sehr hohen Vergrösserungen, wie sie bei vor genannten Objekten genutzt werden, nicht nur die Optik sondern besonders auch das Seeing stimmen muss, nutzt man diese Technik, um die wenigen Momente der besten Luftruhe während der Aufnahmezeit auszuwählen und nur diese miteinander zu verrechnen.
 
Die gewonnenen Videos werden durch spezielle Software in Einzelbilder zerlegt, analysiert, sortiert und anschliessend werden die besten Bilder (abhängig von der vorgegeben Verwendungsrate) miteinander verrechnet. Als gängige und empfohlene Software sei "Autostakkert!3" oder "AviStack2" genannt, welche beide kostenlos im Netz verfügbar sind :) - über eine Honorierung ihrer Arbeit würden sich die Autoren bestimmt dennoch freuen. Leider wird aktuell Avistack2 nicht mehr weiterentwickelt, so dass meine Empfehlung bei Autostakkert!3 liegt...
Als Hinweis aus der Praxis - je zappeliger das aufgenomme Video ist, d.h. je schlechter das Seeing ist, umso mehr Bilder müssen aufgenommen werden und umso geringer sollte die Verwendungsrate sein.
Die resultierenden Ergebnisse wirken zwar noch etwas weich und unscharf - deshalb werden jene nun noch mit passender Software vorsichtig geschärft und im Kontrast angepasst. Hierbei sei besonders das kostenlose "Fitswork" erwähnt. Die vorgezeigte Bilderreihe demonstriert gut die Entwicklung vom Videoeinzelbild zum finalen Ergebnis.