{"id":1674,"date":"2017-05-25T16:29:07","date_gmt":"2017-05-25T14:29:07","guid":{"rendered":"http:\/\/www.austrianaviationart.org\/cms\/?p=1674"},"modified":"2018-03-04T23:43:02","modified_gmt":"2018-03-04T22:43:02","slug":"darks-flats-bias","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.austrianaviationart.org\/cms\/darks-flats-bias\/","title":{"rendered":"Darks &#8211; BIAS &#8211; Flats"},"content":{"rendered":"<p>Es gibt eine Tatsache: Jeder Sensor rauscht, keiner ist perfekt und es gibt auch keine absolut perfekte Optik. Deshalb werden Techniken angewandt, um Bildfehler die vom Sensor oder dem Optischen Aufbau kommen zu korrigieren.<\/p>\n<p>Die<strong> kurze praktische Fassung<\/strong>, so wie es sich bei mir <strong>derzeit<\/strong> bew\u00e4hrt hat:<\/p>\n<p>Nachdem die Bilder (Lights) eines Objekts oder mehrere bei gleicher Einstellung gemacht sind, mach ich die Flats, BIAS und Darks. Den Kamerainternen Dunkelbildabzug nutze ich nicht, weil er zu viel wertvolle Zeit am Objekt verbraucht.<\/p>\n<p><strong>Flats:<\/strong> Ich verwende eine Flatbox und halte sie m\u00f6glichst gerade vor die Optik. Bei Optiken, wo man die Blende manuell einstellen muss oder am Teleskop stelle ich die Kamera auf P (Automatikmodus) und die Belichtungskorrektur auf +1,7 Blenden bei ISO200 und mache mit Serienbildfunktion (meist L) 15-30 Bilder.<br \/>\nBei Fotooptiken, wo die Kamera die Blende im P Modus verstellen wird, muss man nat\u00fcrlich auf A (Blendenvorwahl) die Blende einstellen, die man f\u00fcr die Lights verwendet hat.<\/p>\n<p><strong>BIAS:<\/strong> Optik abdecken und bei geringst m\u00f6glicher Belichtungszeit (1\/8000 oder\u00a0 1\/4000 je nach Kamera) mit der Serienbildfunktion bei ISO200 15-30 Bilder machen.<\/p>\n<p><strong>Darks:<\/strong> Zwischendurch wenn Wolken durchziehen oder wenn ich alles abbaue: Objektivdeckel auf die Kamera und bei den selben Belichtungseinstellungen wie die Lights: Also ISO und Zeit und wenn verwendet Livetimemodus. Einiges an Bilder machen (4 besser aber mehr als 8), Dabei die Kamera drau\u00dfen lassen damit in etwas die selbe Temperatur wie bei den Lights herrscht.<\/p>\n<p>Das war es auch schon. Anfangs reicht vielleicht der kamerainterne Dunkelbildabzug, aber fr\u00fcher oder sp\u00e4ter wird man dann die Darks selbst machen wollen.\u00a0 Mit zunehmenden Kenntnissen bei der Bildbearbeitung und Beurteilung wird man Flats und BIAS Bilder ber\u00fccksichtigen wollen&#8230;.<\/p>\n<p>Jetzt die l\u00e4ngere Version, aber das Ganze ist, vor allem bei dem Lights in der Tiefe sehr komplex und\u00a0 verwirrend. Also nur mein Versuch etwas Licht in die Sache zu werfen, f\u00fcr mehr gibt es aber berufenere Webseiten&#8230; (siehe unten der Link auf Thomas Hennes Vortrag bei DSIG.AT im M\u00e4rz 2018&#8230;..<\/p>\n<p><strong>Darkframes (Dunkelbilder)<\/strong><\/p>\n<p>Wer schon mal l\u00e4nger als 1 Sekunde belichtet hat und nichts in seinen Kamerasettings verstellt hat, dem wird aufgefallen sein, die Kamera tut etwas nach dem eigentlichen Bild (=Lightframe). Und zwar genau so lang, wie die Belichtungszeit war. Das ganze nennt sich Dunkelbildabzug \/ Darkframereduction. In der Kamera nennt sich das Rauschminderung und die steht meist auf EIN oder AUTO.<\/p>\n<p><strong>Worum geht&#8217;s:<\/strong> Ein Sensor hat Fehlstellen, hei\u00dfe (einzelne Farbpixel oder Gruppen die auch ohne Licht zu sehen sind) oder kalte (tote) Pixel. Das ganz wird dann noch verst\u00e4rkt je l\u00e4nger der Sensor belichtet wird. Dabei h\u00e4ufen sich diese Fehler und werden sichtbarer. Au\u00dferdem steigt nat\u00fcrlich auch die Temperatur was noch mehr Fehler und Rauschen bringt. Leiterbahnen, die vielleicht an einer bestimmten Stelle hinter dem Sensor st\u00e4rker erw\u00e4rmt werden f\u00fchren zum &#8222;Sensor gl\u00fchen&#8220;. Das Bild wird dann an einer Stelle deutlich mehr Rauschen etc.<\/p>\n<p><strong>Abhilfe:<\/strong> Unmittelbar nach einem Bild wird ein zweites Bild erstellt, aber ohne dass Licht auf den Senor gelassen wird. Dieses Dunkelbild (Darkframe) wird dann einfach vom Motivbild abgezogen, denn es enth\u00e4lt ja die Fehler. Keine Angst, auch wenn da 1000 Pixel rauschen, in der F\u00fclle vom &gt;10 Mio Pixel wird das kaum auffallen.<\/p>\n<p>Das kann also die Kamera machen f\u00fcr uns, ist sogar das beste, denn es wird unmittelbar das Dunkelbild nach dem Bild gemacht, sodass nahezu der selbe Zustand des Bildes vorherrscht wie beim Bild (Lightframe). Denn ein Darkframe bei anderer Temperatur, Belichtungszeit und ISO sieht nat\u00fcrlich anders aus.<br \/>\nHier ist also wichtig dass das Korrekturbild genau bei den selben Bedingungen gemacht wurde wie das Foto.<\/p>\n<p>In der Praxis kommt man aber schnell auf ein Problem: Man verbraucht doppelt soviel (wertvolle) Zeit um ein Bild zu machen.<\/p>\n<p>Das kann man umgehen in dem man vor, w\u00e4hrend oder nach dem Bildermachen selbst f\u00fcr die Darkframes sorgt und diese hinterher von seinen Bildern abzieht. Nat\u00fcrlich sollte schon die Bedingungen m\u00f6glichst gleich sein, also (Sensor) Temperatur, Belichtungszeit und ISO Einstellung.<\/p>\n<p>Es h\u00e4ngt vom Chip ab, wie stabil die Darkframes sind. Man kann sogar daran denken, eine Darkframebibliothek anzulegen, allerdings ver\u00e4ndern sich Sensoren und man sollte sie wohl nach einiger Zeit erneuern.<\/p>\n<p><strong>Praxis<\/strong><br \/>\nIch f\u00fcr meinen Teil mit den Olympuskameras belichte \u00fcblicherweise mit Livetime, was den Sensor bei Belichtung immer wieder mal dazwischen auslesen muss und ihn so zus\u00e4tzlich fordert. Und meist mache ich dann die Darkframes hinterher, wenn ich mein Teleskop etc abbaue und verstaue. Denkbar ist auch die Zeit von durchziehenden Wolken. Also: Deckel auf die Kamera oder Teleskop und bei der selben ISO, Belichtungszeit und m\u00f6glichst gleicher Temperatur (also zeitnahe) genauso Belichten&#8230;.\u00a0 Wie immer in der Astrofotografie: Man sollte schon einige machen dann kann man auch hier Schwankungen zwischen den Bildern ausgleichen (=Masterdark). Viele Programme brauchen auch ab 4 Darks, besser 8 oder mehr Darks, damit sie nicht meckern \ud83d\ude09<\/p>\n<h3>BIAS<\/h3>\n<p>Gleich vorweg: BIAS ist in den Darks enthalten aber wenn man mit Flatframes arbeitet, erforderlich.<\/p>\n<p><strong>Worum geht&#8217;s.<\/strong>\u00a0 Als BIAS bezeichnet man die Verst\u00e4rkung des Signals beim Auslesen des Sensor.<br \/>\nBIAS Frames zu erstellen ist ganz einfach: Ohne Licht die k\u00fcrzest m\u00f6gliche Verschlusszeit w\u00e4hlen. Da man das f\u00fcr die Flat Frames braucht, muss man es bei der selben ISO machen wie diese. Am besten bei geringster ISO. Bei Olympus ist das ISO200.<\/p>\n<p><strong>Praxis<\/strong><br \/>\nIch mache diese einfach nach den Flatframes: Objektivdeckel oder sonstiges, ISO200 einstellen und je nach Kamera im Mode S (Verschlusszeit) 1\/2000 &#8211; 1\/8000 einstellen und einiges an Bildern machen. Also einfach und schnell \ud83d\ude42<\/p>\n<h3>Flats<\/h3>\n<p>Mit den Flatframes kann man die Fehler des Optischen Systems korrigieren. Also Vignetten (dieser Helligkeitsabfall von z.B. Fotolinsen, deren Helligkeit zum Rand hin abf\u00e4llt), Staub\/Flecken am Sensor (kommt bei Olympuskameras aufgrund des sehr effektiven &#8222;Staubsch\u00fcttlers&#8220; kaum vor), und sonstige Fehler im Optischen System.<br \/>\nWas sie nat\u00fcrlich nicht ausgleichen k\u00f6nnen &#8211; den Helligkeitsgradient am Himmel&#8230;<\/p>\n<p>Die Theorie ist an sich ja einfach: M\u00f6glichst hell (so min 2\/3 der S\u00e4ttigung) und sie m\u00fcssen im Linearen Bereich des Sensors liegen. Und hier liegt eines der Probleme: Digitalkameras f\u00fcr den Fotoeinsatz bilden selten linear ab, vor allem nicht im hellen Bereich, damit eben sehr helle Stellen nicht sofort ausfressen (ges\u00e4ttigt sein). Linear hei\u00dft: Doppeltes Signal bei doppelt so viel Licht.<\/p>\n<p>Dazu kommt noch ein Problem: Kaum ein RAW Konverter \u00f6ffnet die Bilder wirklich Linear, sondern werden dabei gestreckt. Das in PixInsight verwendete DCRaw kann das aber. Daher sind die in PI im Linearen Bereich ge\u00f6ffneten Bilder so gut wie schwarz. Aber letztlich sind es Zahlenwerte, die ein Bild repr\u00e4sentieren und ob der Pixelwert tats\u00e4chlich bei 0,5 (50% Helligkeit bei PI) liegt und damit im Bild gut sichtbar ist oder nur bei 0,005 liegt (am Bildschirm einfach schwarz, solange man nicht k\u00fcnstlich streckt) ist f\u00fcr die Bearbeitung aber egal&#8230;.<\/p>\n<p>Es gibt verschiedene Methoden, \u00fcberhaupt zu Flats zu kommen. Ich benutze da einfach eine <a href=\"https:\/\/teleskop-austria.at\/index.php?liste=95\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\">Flatfieldbox<\/a>, im Prinzip eine sehr gleichm\u00e4\u00dfig beleuchtete Fl\u00e4che.<\/p>\n<p><strong>Wichtig<\/strong> beim Erstellen der Flats ist, dass sie bei den genau gleichen Optischen Voraussetzungen wie die &#8222;Lights&#8220; gemacht werden. Also gleiche Blende (bei Fotooptiken),\u00a0 Fokus und Stellung der Kamera.<br \/>\nWer alles fix am Teleskop montiert hat oder bei Fotoobjektive, die man ja normalerweise nicht frei rotieren kann im Verh\u00e4ltnis zum Sensor kann man nat\u00fcrlich die Flats aus einer selbst angefertigen Bibliothek nehmen oder bequem am n\u00e4chsten Tag machen.<br \/>\nAnsonsten macht man sie halt nach dem Ende der Astrofotosesseion (au\u00dfer es ist gerade alles angelaufen&#8230;), wo alles noch genau gleich eingestellt ist.<br \/>\nUnd Flats brauchen nicht bei der selbe ISO gemacht werden, sondern einfach bei der geringsten ISO, also ISO200.<\/p>\n<p>Mathematisch gilt: Korrigiertes Bild = (Light-Dark) \/ (normFlat*)<\/p>\n<p>*NormFlat: Normalisiertes Masterflat=(MasterFlat-BIAS\/Mittelwert(Masterflat))<\/p>\n<p>Warum noch BIAS ? &#8230;..die sind doch im Dark enthalten ?! Weil die Flats gerade beim Einsatz der hellen Flatboxen ja sehr kurz belichtet werden, w\u00fcrden die wesentlich l\u00e4nger belichteten Darks (meist auch bei andererer ISO) ziemliche L\u00f6cher in die Flats und damit das Bild reissen&#8230;<\/p>\n<p>Letztendlich ist doch alles sehr kompliziert, und oben habe ich es auch eher vereinfacht beschrieben, daher gleich zu dem wie es sich bislang bei <em>mir<\/em> bew\u00e4hrt hat, denn so Mancher hat hier immer wieder Probleme.<\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/www.distant-lights.at\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Thomas Henne<\/a> gab uns Anfang M\u00e4rz 2018 beim <a href=\"http:\/\/www.dsig.at\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">DSIG.AT<\/a> Treffen einen kurzweiligen extrem informativen Vortrag \u00fcber die Bildkalibrierung. Es kommt n\u00e4mlich immer wieder vor, dass Flat\/Dark\/Bias nicht wirklich greifen, schlimmer noch: Eigenartige Ergebnisse liefern. Er ist dem Auf den Grund gegangen. Hier der <a href=\"http:\/\/www.distant-lights.at\/tipps\/Bildkalibrierung.pdf\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Link zum Vortrag<\/a> +\u00a0<a href=\"http:\/\/www.distant-lights.at\/tipps\/NightSkyFlats.pdf\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">SkyFlats<\/a><\/p>\n<p><strong>Praxis<\/strong><\/p>\n<p>Nach der Astrofotosession halte ich die Flatfieldbox vor die Optik, und mache mit der Serienbildfunktion, im Blendenvorwahlmodus (A) (bei Fotooptiken, damit sich die Blende nicht verstellt) und automatischer Belichtungssteuerung und\u00a0 Belichtungskorrektur auf +1,7 Blende (eV) 20-30 Bilder, bei ISO200.<br \/>\nGeht also schnell&#8230;.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Es gibt eine Tatsache: Jeder Sensor rauscht, keiner ist perfekt und es gibt auch keine absolut perfekte Optik. Deshalb werden Techniken angewandt, um Bildfehler die vom Sensor oder dem Optischen Aufbau kommen zu korrigieren. 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