Bildaddition in der Astronomie

(auch sehenswert: Bericht vom Venustransit)

In der Astronomie lassen sich generell Fotos der helleren Objekte unseres Sonnensystems, Fotos von ganzen Himmelsregionen, sowie Fotos sogenannter "Deep-Sky-Objekte" (lichtschwache Objekte wie Nebel, Galaxien, Sternenhaufen, etc.) unterscheiden.
Bei den lichtschwachen Objekten kommt weiterhin nur die klassische "Chemie"-Fotografie, also manuelle Belichtung (20-40min) mit einer Spiegelreflexkamera, ohne Objektiv im Fokus eines Teleskops, mit entsprechender Nachführung des Teleskops infrage. Nur so kann dabei genug Licht auf das - eben chemische - Filmmaterial gelangen.
Bei den lichtstärkeren Objekten, wie den schon mit bloßem Auge beobachtbaren Planeten (Merkur, Venus, Mars, Jupiter, Saturn), dem Mond und unserer Sonne, bietet sich durch die Digitaltechnik eine neue Beobachtungsmethode an: die Technik der Bildaddition.
Die meisten Digitalkameras bieten zwar immer noch nicht gänzlich die Leistung des Chemiefilms, was die Lichtempfindlichkeit anbelangt. Für lichtstärkere Objekte ist sie dagegen inzwischen gut geeignet. Durch die extrem kurze Belichtungszeit dieser Kameras können in kürzestem Abstand, oder - mit Webcam oder Digicamcorder - sogar kontinuierlich mit bis zu 25 Bildern (frames) pro Sekunde Bilder geschossen werden. Wegen der digitalen Eigenschaft der Bilder, lassen sich diese sofort und ohne Qualitätsverlust im Computer nachbearbeiten.
Soweit die Voraussetzungen. Mittels spezieller Additionsprogramme, z. B. GIOTTO von Georg Dittié, lassen sich die wichtigen Elemente (Mond, Mondausschnitt oder Planet) in allen Bildern gleich ausrichten (also an der selben Stelle in jedem Bild). Dann kann man die Farb-Werte jedes einzelnen Farb-Bildpunktes (Pixels) aufaddieren, und dann (durch Division mit der Anzahl der Bilder) für jeden Punkt das arithmetische Mittel bilden.
Die Folge: Zufälliges Rauschen, die verfälschenden Bewegungen der verschieden warmen Schichten des "Luftozeans" der Erde sowie mangelhafte Nachführung (durch die vorher vorgenommene Justierung aller Bilder) lassen sich ausgleichen, und man erhält ein ganz wesentlich schärferes Ergebnisbild, dass zugleich deutlich mehr Informationen als die Einzelbilder enthält.
Ein Beispiel mit meiner Video-Kamera (Stativ,10x optischer Zoom; normalisiert und Farbraumgespreizt) und dem Mond (1. Viertel):
Eines der RohbilderErgebnisbild aus 500 Einzelbildern
Gespannt bin ich bereits auf den ersten Einsatz meines Camcorders an meinem Teleskop, dass leider nicht in München steht. Denn dort habe ich schon - mit einer normalen Spiegelreflexkamera - das folgende Bild geschossen:
Der Mond durch mein Teleskop

Und hier der Mond mit meinem Teleskop und dem Camcorder

Hier nun ein Mondbild geschossen mit dem Camcorder hinter dem Okular (25mm) meines 114mm/900mm Teleskops. Die Beobachtungsbedingungen waren nicht optimal (oft Wolken vor dem Mond, mangels Justierhardware musste die Kamera mit einem zweiten Stativ hinter das Okular gestellt werden).
Zur relativen Langweiligkeit des Vollmondes sei noch gesagt, dass man normalerweise eher eine der "normalen" unvollständigen Mondscheiben fotografiert, die einen beeindruckenderen Schattenwurf und eine zumindest etwas geringere Mondhelligkeit bieten. Recht beeindruckend erkennbar sind auf dem Foto aber die "Mondstrahlen", die vor allem von den größeren Kratern ausgehen, zu erkennen.
Wieder ein Rohbild und das Endergebnis (diesmal digital geschärft, Kontrastgesteigert und manuell Tonwertkorrigiert), aus über 3500 Bildern.
RohbildErgebnisbild
 

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Letzte Aktualisierung: 10. Juni 2004