
Im Jahr 2009 von Namibia, Hakos mit der gekühlten 450D
Peter Eppichs Astrofoto-Blog


Maschinenbauer gefertigt, plan, inkl. Satz Schrauben 2xM2 sowie 1x1,6mm selbstschneidende Kunststoffschraube) Bestellen per email an mich
Aufgenommen mit einer astromodifizierten und gekühlten Canon EOS 450D auf der Sternwarte Schauinsland
intergrund noch immer schwarz geblieben. Ein Herausschälen des Objektes aus dem hellrosa Hintergrund - wie sonst ohne Filter - ist damit hinfällig...
Dieses können wir ganz leicht dann erkennen, wenn wir uns überlegen zu welchem Zeitpunkt der Bildgewinnung die ISO-Verstärkung stattfindet. Sie findet ja nicht durch den Tausch des Sensors statt, sondern in rein digitaler Form zu einem Zeitpunkt, wo alle Rauscharten schon in dem Bild physikalisch vorhanden sind, jedoch vor dem Abspeichern des Raw-Files.
Aufgenommen in Namibia am 14.08.2009. 15 Einzelaufnahmen je 480s bei ISO 200 am Takahashi 160.
Ein Ausschnitt aus der großen magellanschen Wolke.
Aufnahme vom 11.08.2009
Der Lagunen Nebel ist ein "immer wieder schön"-Objekt, welches sich im Sternbild Schützen befindet. Der Nebel liegt in ca. 4000 Lichtjahren Entfernung und hat eine Ausdehnung von etwa 60-90 Bogenminuten
Aufnahmedaten:

Und die Monde Europa (hell, links) und Ganymede (dunkler, rechts)
Aufnahmedaten:
ein sehr lichtschwacher planetarer Nebel im Sternbild Schütze.

Eine Innenraumaufnahme bei wenig Licht mit vorgeschaltetem Sonnenfilter. Der Unterschied ist enorm.In der Planetenfotografie werden tausende sehr kurz belichtete (1/10-1/100 sek.) Bilder produziert und aus diesen dann wenige 10 bis 100 Bilder, in denen das Seeing für diesen einen Moment perfekt war, zum Stacken herangezogen.
In der Deep-Sky Fotografie findet so eine radikale Auswahl nicht statt. Da werden höchstens ein paar wenige Aufnahmen, zum Beispiel bei denen ein Flugzeug direkt durch die Bildmitte geflogen ist, aussortiert.
Reduktion des Rauschens durch StackingDie Wirkung des Reduktionseffektes sinkt jedoch mit der Anzahl der Bilder gewaltig.

Eine mathematische Regel besagt, dass für jede weitere Halbierung des Rauschens vier mal so viele Bilder benötigt werden. Daher ist man schnell versucht in einer Nacht so viele Bilder wie irgend möglich zu machen. Da das Optimum für die Astrofotografie Belichtungssituationen sind, in denen sich das Histogramm vom linken Rand löst, werden dann gerne die hohen ISO-Stufen bevorzugt.
Doch dieses bedeutet den Teufel mit dem Beelzebub vertreiben. Denn es erweist sich, dass bei höheren ISO-Stufen das Rauschen eben sogar stärker ansteigt, als es durch das Stacken wieder ausgeglichen werden kann
DILEMMA: Anzahl Bilder vs. Rauschreduktion durch Stacken.Angenommen es verdoppelt sich mit jeder ISO-Stufe das Rauschen. Um ein verdoppeltes Rauschen auszugleichen, benötige ich jedoch viermal so viele Bilder, also die doppelte Belichtungszeit.
| ISO-Stufe | Rauschzahl relativ Einzelaufnahme | Anzahl Stacks bei gleicher Belichtungszeit | Rauschzahl des Stacks | Anzahl Bilder für Ausgleich des Rauschens | Notwendige Gesamtbelichtungszeit zum Rauschausgleich |
| 100 | 20 | 1 x 32min | 20 | 1 x 32min | 32 Minuten |
| 200 | 40 | 2 x 16min | 28,3 | 4 x 16min | 64 Minuten |
| 400 | 80 | 4 x 8min | 40 | 16 x 8min | 128 Minuten |
| 800 | 160 | 8 x 4min | 56,6 | 64 x 4min | 256 Minuten |
| 1600 | 320 | 16 x 2min | 80 | 256 x 2min | 512 Minuten |
Annahme: Der durch erhöhte ISO-Stufen entstehende Qualitätsverlust kann in gleicher Zeit nicht durch Stacken ausgeglichen werden.
Paradox: je höher ich die ISO-Stufe wähle, desto länger muss ich belichten um durch das Stacken das Rauschen zu eliminieren.
Diese Hypothese kann messtechnisch nachvollzogen werden:
Dazu habe ich einen Sonnenfilter in den Strahlengang meiner EOS 450D platziert und 32 Minuten lang ein graues Papier abgelichtet. Danach habe ich sowohl die Einzelbilder wie auch die resultierenden Stacks mit FITS-Work auf das Rauschen untersucht
Erkennbar ist, dass das Rauschen mit jeder ISO-Stufe überproportional anwächst. Deutlich erkennbar ist der Gewinn, der durch das Stacken der Einzelbilder erreichbar ist, jedoch niemals den Gesamtverlust ausgleichen kann. Der Unterschied mag nicht groß erscheinen, jedoch im realen Bild macht er sich sehr deutlich bemerkbar!
KAMERAMODELL: Nicht jedes Kameramodell muss sich identisch verhalten. Obwohl zu erwarten ist, dass die Tendenz bei allen modernen Modellen ähnlich ist, müsste für jedes Modell so eine Messung durchgeführt werden.
RAUSCHSTEIGERUNG: Es ist nicht sichergestellt, dass das Rauschen sich mit jeder ISO-Stufe verdoppelt. Es wäre denkbar, dass in den niedrigen ISO Stufen der Rauschanstieg kleiner als Faktor 1,4 pro Stufe ist. In diesem Fall ist der Gewinn durch das Stacken größer als der Verlust.
NACHFÜHRUNG: Qualität der Montierung. Hält die Montierung nur wenige Minuten, nutzen mir rauschfreie Strichspuren jedoch am Ende wenig.
HISTOGRAMM: Es ist sicherzustellen, dass man mit jeder Aufnahme immer noch im linearen Bereich des Sensors landet. Das bedeutet, dass die Tiefen (dunkle Bereiche der Aufnahme) sich deutlich vom linken Rand lösen müssen um im Graubereich landen zu können.
FAZIT: Optimale niedrige ISO - Stufen für die Astrofotografie ermitteln!
Um das Optimum einer Nacht aus fotografischer Sicht zu erreichen gilt:
1. die maximal mögliche Dauer der korrekten Nachführung ermitteln und benutzen
2. die minimal mögliche ISO-Stufe bei der sich das Histogramm noch deutlich vom linken Rand löst benutzen
Ich habe gute Erfahrungen mit 30 Minuten @ ISO 200 gemacht. (Siehe Orionnebel...)
Alle Tests und Messungen sind mit einer EOS 450D vorgenommen worden. Obwohl ich erwarte, dass andere Modelle sich ähnlich verhalten sind eigenständige Messungen jedoch Voraussetzung für die Ermittlung des eigenen Optimums.
So sich jemand die Mühe machen wollte und für andere Kameras diesselbe Messreihe durchzuführen, wäre ich über Rückmeldung dankbar.
Auf das Bild für größere Ansicht klicken!
16 Bilder bei ISO 1600 gestackt





| Sternbild | Dreieck |
| Rektaszension | 1h 33m 51,02s |
| Deklination | +30° 39′ 36,7″ |
| Helligkeit (visuell) | 5,7m |
| Entfernung | 2,8 Mio. Lj |
| Sternbild | Großer Bär |
| Rektaszension | 14h 03m 12,5s |
| Deklination | +54° 20′ 53,1″ |
| Helligkeit (visuell) | +7,5m |
| Entfernung | 27 · 106 Lj |

| Sternbild | Haar der Berenike |
| Rektaszension | 12h 50m 26,61s |
| Deklination | +25° 30' 02,7" |
| Scheinbare Helligkeit (visuell) | +9,3m |
| Scheinbarer Durchmesser | 10,7' × 7,6' |
| Entfernung | 41 Millionen Lj |