DSLR Astrofotografie – die Kamera – Teil2. Gegenmaßnahmen zum thermischen Rauschen


Im IE findet man einige abenteuerliche Maßnahmen die eher geeignet sind für Bastler und Menschen,
die gerne ein hohes Risiko eingehen ihre Kamera zu zerstören.

Beispiel: Einsatz von Peltierelementen zum kühlen des Bildsensors.
Gleiche Elemente befinden sich u.a. auch in einer Kühlbox für PKWs. etc.

Kurzgefasst: Auf einer Seite des Elements entsteht Kälte und auf der anderen Seite entsprechende Hitze.
Dazu benötigen wir viel Energie und es kommt noch zu netten Nebeneffekten wie Eiskristallbildung, Kondenswasser und beschlagen des Sensors.
Diese Möglichkeit möchte ich nicht weiterverfolgen.

Hier nun die Gegenmaßnahmen zum thermischen Rauschen:

Wir wissen es gibt einen direkten Zusammenhang zwischen

– Belichtungsdauer + Sensortemperatur
und
– das thermische Rauschen steigt linear mit der Belichtungsdauer
– das thermische Rauschen verdoppelt sich, wenn die Sensortemperatur um jeweils 7 Grad zunimmt

Somit:
– keine Aufnahmen in lauen Sommernächten > 20 Grad
– je kühler die Nächte umso weniger thermisches Rauschen und daran denken, die Kamera rechtzeitig auskühlen zu lassen!

Nun kommen wir zu einem weiteren Aspekt der DSLR Fotografie:

ISO Empfindlichkeit und Aufnahmedauer.
Wer glaubt, dass er die Belichtungszeit dadurch verkürzen kann, indem er die ISO nach oben
schraubt, unterliegt leider einem Rausch-Irrtum und Nein es lässt sich leider mit Stacken
nicht eliminieren. („Stacken“ ist die additive Überlagerung vieler Einzelbilder)

Es liegen mir folgende praktische Erfahrungswerte vor:

– das thermische Rauschen steigt durch höhere ISO Stufen stärker, als es durch Stacken ausgeglichen werden kann.
– je höher die ISO Stufe, umso mehr Einzelaufnahmen werden benötigt, um das Rauschen zu minimieren.

Damit Steigt die Zeit der Gesamtbelichtung eines einzelnen Objektes (ohne Detailgewinn)

und mit jeder Verdopplung der ISO Stufe nimmt das Rauschen (abhängig vom Kameramodell)
um den Faktor 1,2 bis 2,0 zu.

Somit:
Je höher die ISO Stufe gewählt wird, desto mehr Einzelaufnahmen werden benötigt.
In der Praxis sieht es wie folgt aus:
Mit jeder Verdopplung der ISO Stufe, benötige ich das Vierfache an Einzelaufnahmen.
Und somit erhöht sich die Gesamtbelichtungszeit zum Einzelobjekt drastisch.
oder anders gesagt
Lieber 16 Aufnahmen mit ISO 400 a 8 Minuten = 128 Minuten
anstatt 256 Aufnahmen a 2 Minuten = 512 Minuten bei ISO 1600
um durch Stacken auf das gleiche Rauschmaß zu kommen.

Die Zahlenwerte sind nur Beispiele und lassen sich nicht 1:1 auf jede Kamera übertragen.
Die Grundsätzlichkeit bleibt jedoch erhalten.

Das hört sich eigentlich gut an aber lange Belichtungszeit bei niedriger ISO erfordert zwangsläufig
eine sehr gute Nachführung inkl. Guiding.

Wie sind Eure Erfahrungen in Bezug auf ISO, Belichtungszeit und Rauschen?

Beste Grüße,
Thomas

Drei Beispielbilder: 100% Crop – September 2016 – 23 Grad

ISO 12800 mit 10 Sekunden

ISO 1600 mit 91 Sekunden

ISO 1000 mit 241 Sekunden

eine allgemeine Empfehlung zu ISO und Zeit kann man nicht abgeben. Die Zusammenhänge zwischen
ISO / Zeit und Temperatur sind individuell und somit von der Kamera (Sensor und Technik)
abhängig.
Der heutige ISO Wert hat nichts mehr min der DIN/ASA Angabe von früher gemeinsam.
ISO bedeutet heute bei der digitalen Fotografie, ich verändere die Einstellung eines Verstärkers, der den Sensor empfindlicher bzw. unempfindlicher einstellt.
Es gilt also herauszufinden, wo das optimale Verhältnis zwischen Nutzen und Rauschen deiner Kamera liegt.
Zuerst würde ich eine Serie von Darkframes anlegen.

Wichtig: Immer im RAW Format arbeiten. Selbst bei hohem rauschen sind hier noch wichtige
Bildinformationen enthalten. Im JPG Format wendet die Kamera Kompromisslösungen an, die
in der Astrofotografie von großen Nachteil sind bis zur Unbrauchbarkeit.

Somit die Kamera lichtdicht (ohne Objektiv) einpacken bei gleichbleibender Temperatur
und mit einem ISO Wert eine Serie anlegen.
Beispiel: ISO 100 mit 60s, 120s, 240s, 480s den ISO Wert dann steigern bis z.Bsp. 1600
Die Bilder entwickeln und in 100% Auflösung betrachten.

Das ist einiges an Arbeit aber dabei lernst du Deine Kamera kennen.
Es gilt auch zu beachten, dass sich bei langen Belichtungen die Sensortemperatur erhöht!!

Beispiel:
ISO 800 / 300 Sek. / T = 23 Grad

ISO 800 / 300 Sek. / T = 32 Grad

** damit aber etwas sichtbar wird, habe ich die Blende beim entwickeln um den Faktor 5 erhöht.
(100% – 300×300 Pixel)

Einige Programme (wenn die Kamera dafür geeignet ist) zeigen die Sensortemperatur zu jedem
Bild an. Wenn du das nicht berücksichtigst, erhältst du nicht aussagekräftiges Bildmaterial .
somit entsprechende Pausen einlegen.
Die Kameras sind eben nicht für den Dauerbetrieb der Langzeitbelichtung entwickelt worden.
Es gibt eine hervorragende Software / Betriebssystem (leider nur für bestimmte CANON Kameras) von Magic Lantern die Dir die Sensortemperatur im Livebetrieb anzeigt.

Mit besten Grüßen,
Thomas

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