Pixel zu Brennweite... CCD/CMOS

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Luengel
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Pixel zu Brennweite... CCD/CMOS

Beitrag von Luengel » 23.11.2018, 22:23

Bit-Tiefe, Fullwell und so weiter

Ich bin am Überlegen, in naher Zukunft die Kamera zu wechseln.

Das Thema under- / oversampling verstehe ich (rechnerisch). Jetzt habe ich das "Problem", dass ich verschiedenste Brennweiten habe.

1. 380mm Linse
2. 1000mm Spiegel (Newton-Bauweise)
3. 1900mm Spiegel (ACF mit 0,62 Reducer)

Für die derzeitig verwendete Kamera mit 7,8µm Pixelgröße (QHY8) in Kombination mit den obigen Brennweiten bedeutet das:

1. absolutes undersampling
2. passt gut für durchschnittliches Seeing (noch undersampling)
3. ideale Kombi

Für die OSC-Kamera ist die Kombi 3 trotzdem nicht ideal, SW-Kamera wäre schon besser. Bei der großen Differenz der Brennweiten bräuchte man zwei Kameras....

Alle Systeme sind von der Abbildung auf APS-C Format ausgelegt und leuchten dieses Format mit mehr oder weniger Vignette auch aus. Ob es bei geringer Pixelgröße dann Probleme mit der Abbildung in den Ecken gibt muss man dann sehen.

Also Chipgröße kann / sollte schon etwa APS-C entsprechen.

Was ich nun nicht ganz verstehe, bei CCD-Kameras hies es immer: 16bit, möglichst hoher Full well wert, hoher QE-Wert. Bei Großen Chips (KAF 9000 oder 11000) bedeutet dies enorme Kosten.

Nun gibt es die Übergangsphase zu CMOS, wobei CCD Chips den wesentlich preiswerteren CMOS Platz machen.

Nun heist es 12 oder 14 bit, geringer Full well Wert aber noch guter QE-Wert. Das Signal Rausch Verhältnis haben die Hersteller im Griff.

Ist es wirklich so, dass die Mengen der Aufnahmen aufgrund von geringer Einzelbelichtungszeit die Nachteile wett machen?
Der Preis spricht natürlich für CMOS, aktuell die ASI 1600MMC Pro wäre dann der Favorit.

Da ich angefangen bei einer DSLR über die QHY8 immer bei OSC war / bin, ist auch die Frage ob der nächste Schritt zu SW-CCD oder SW-CMOS der notwenige ist, um auch bei der Tiefe der Bilder sich weiter zu entwickeln.

Es gibt DSLR Junkies die Bilder zaubern, die den CCDs nicht nachstehen! Schmalband bildet hier eine Ausnahme, wäre aber für mich ebenfalls interessant.

Man muss sich immer aufgrund von Fakten auf dem Papier entscheiden. Testen wäre immer besser.

Was meint ihr?
Gruß

Thomas

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Stefan_Lilge
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Re: Pixel zu Brennweite... CCD/CMOS

Beitrag von Stefan_Lilge » 24.11.2018, 15:16

Hallo Thomas,

ich würde dich in der Überlegung bestärken, eine ASI1600MM zu kaufen.
CCD-Kameras mit dem ICX694 bringen zwar bei gleicher Gesamtbelichtungszeit noch ein etwas besseres Signal/Rauschverhältnis (vorausgesetzt man hält die Einzelbelichtungen lang genug), dafür hat die ASI1600 einen größeren Chip und ist deutlich billiger.

Die "künstliche" Beschränkung der Full-Well-Depth bei der ASI1600 durch die 12 Bit Auslesetiefe zwingt einen zumindest unter lichtverschmutztem Himmel dazu, die Einzelbelichtungen kürzer zu halten. Aber wenn ich mit der ASI1600 zwei Minuten belichte, habe ich "gefühlt" ungefähr die gleiche Dynamik wie mit dem ICX694 bei fünf Minuten. Wenn ich also mit der ASI1600 30x2 Minuten belichte und mit dem ICX694 12x5 Minuten, ist das Ergebnis sehr ähnlich.
Ein Nachteil für die ASI1600 ist dann die größere Datenmenge. Bei den 16 Megapixeln und zweiminütigen Einzelbelichtungen kommt man mit den Kalibrationsbildern locker auf 4-8 GB pro Nacht. Der größte Nachteil der CMOS-Chips ist aber, dass man immer passende Darks braucht. Wenn man also mit unterschiedlichen Belichtungszeiten und unterschiedlichen Gain- oder Binning-Einstellungen herumspielen möchte, muss man jedes mal passende Darks machen. Auch für die Flats sollte man genau passende Darks machen und nicht etwas nur Bias-Bilder. Beim ICX694 kann man auf Darks ganz verzichten und alles nur mit Bias kalibrieren. Natürlich kann man auch mit einem CMOS-Chip eine Dark-Bibliothek anlegen und einige Monate verwenden.

Gerade wenn du die Kamera für so unterschiedliche Brennweiten verwenden willst, würde ich eine CMOS-Kamera (also z.B. ASI1600MM) empfehlen.
Die Pixelgröße spielt ja nur deshalb eine Rolle, weil kleine Pixel natürlich auch weniger Licht einfangen und es deshalb schwerer wird, hintergrundlimitiert zu sein.
Wenn man aber eine Kamera mit extrem geringem Ausleserauschen wie die ASI1600 hat, ist man auch bei wenig Signal schon hintergrundlimitiert. Das heißt in der Praxis, dass man mit der ASI1600 mit beliebigen Brennweiten fotografieren kann; wenn es wegen zu langer Brennweite unscharf wird, rechnet man das Bild halt in Software klein.
Dass der CMOS-Chip kein Hardware-Binning kann ist dabei nur ein geringer Nachteil, mit Software-gebinnten Pixeln (dann 7,6 Mikrometer groß, also fast wie bei der QHY8) hat die ASI1600 bei Unity Gain immer noch nur ein Ausleserauschen von 3,2 Elektronen. Das ist um Meilen besser als der KAF8300 (ca. 8 bis 9 e-) und auch noch besser als der ICX694 (ca.5 e-).

Ich hatte früher auch mal eine QHY8, habe sie aber nach einen Jahr verkauft, weil ich damit unter Stadthimmel nicht so richtig glücklich geworden bin. Meine jetzige ASI1600 Farbkamera (ich habe Farbe und Schwarzweiß von der ASI1600) macht "gefühlt" bessere Bilder, das Rauschen ist feiner als das, was ich von der QHY8 in Erinnerung habe. Außerdem gab es mit der QHY8 wegen ihrer großen Pixel durchaus mal grüne Sterne bei kurzen Brennweiten, wenn halt der Stern nur auf grünen Pixeln abgebildet wurde. Die ASI 1600MC mit ihren feineren Pixeln hat dieses Problem nicht. Direkt verglichen habe ich die Kameras aber natürlich nicht.

Farbe gegen Schwarzweiß ist natürlich immer so eine Sache. Eine Farbkamera ist bei der Bildgewinnung schon angenehm unkompliziert, dafür verzichtet man auf die höhere Lichtstärke von Luminanzaufnahmen und auf "vollwertiges" Schmalband. Wenn ich dunklen Himmel hätte, würde ich vermutlich ganz auf Farbkamera umsteigen, bei guten Bedingungen muss man nicht das letzte aus der Ausrüstung herausholen. Bei meinem Berliner Stadthimmel muss ich aber jede Chance nutzen, die Ergebnisse zu verbessern. Und da führt halt kein Weg an der Erkenntnis vorbei, dass man mit 10 Minuten Luminanz etwa genauso viel Signal sammelt wie mit 30 Minuten Farbbild. Wenn man mit der Schwarzweißkamera die RGB-Kanäle ungebinnt (bzw. im gleichen Binningmodus wie Luminanz) aufnimmt, kann man sie auch zur Luminanz zuaddieren, so dass alle Kanäle zur Tiefe des Bildes beitragen. Wer das nicht tut, verschenkt natürlich eine Menge Licht und hat deutlich weniger Vorteile durch die Schwarzweißkamera.
Viele Grüße
Stefan

Luengel
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Re: Pixel zu Brennweite... CCD/CMOS

Beitrag von Luengel » 24.11.2018, 21:03

Hallo Stefan,

ausführlichste Informationen! Danke dafür.

ich bin "nur" mit zwei Dingen bei der QHY8 unzufrieden. Eigentlich habe ich die Q453-HR (entspricht der QHY8, nur der Chip ist gekapselt und man hat eine manuelle "Temperaturregelung" über ein Vorschaltsteuerteil via Strombegrenzung, wenn man das so bezeichnen kann).

1. Für den Refraktor zu große Pixel (man sieht das oversampling schon extrem bei 4,16"/Pixel) -> siehe hier
2. Bei langen Brennweiten fehlt es dann doch an Empfindlichkeit

Prinzipiell kann man mit einer lichtstarken Optik mit ca. 1000mm Brennweite ordentliche Bilder zaubern. Auch habe ich keine Darks verwendet nur BIAS mit verarbeitet. In der Hinsicht etwas verwöhnt!

Den Mehraufwand scheue ich an sich nicht. Zudem möchte ich gern auch Schmalband bei Mond nutzen und so die Ausbeute erhöhen.

Mangels Alternative bin ich noch nicht umgestiegen.Große CCDs gab es schon immer. Der Preis war auch immer sehr hoch und für mich inakzeptabel.

Leider ist es nun so, dass SONY die Produktion wohl eingestellt hat bzw. einstellen wird. Einen rauscharmen SONY Chip in SW und APS-C Größe wäre für eine Astrocam ideal.
Einen Schritt in Richtung kleinerer Chip und Bildfeld möchte ich nicht recht akzeptieren.

Das mit der Bittiefe und Vergleich zur ICX694 habe ich nicht so recht verstanden. Das mit der Hintergrundlimitierung und den doch anderen Belichtungszeiten kann ich noch nicht so richtig nachvollziehen/verstehen. Wo soll die Tiefe herkommen? Durch die mehr an Bildern? Bei unity Gain (soweit ich das interpretiere) hat man dann ja nicht mal mehr eine Full well von 10000

Das ich Darks und Flats nicht dithern muss weiß ich. :mrgreen: Den Rest lerne ich noch.....
Gruß

Thomas

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Re: Pixel zu Brennweite... CCD/CMOS

Beitrag von Stefan_Lilge » 25.11.2018, 00:24

Hallo Thomas,
Luengel hat geschrieben:
24.11.2018, 21:03
Das mit der Bittiefe und Vergleich zur ICX694 habe ich nicht so recht verstanden. Das mit der Hintergrundlimitierung und den doch anderen Belichtungszeiten kann ich noch nicht so richtig nachvollziehen/verstehen. Wo soll die Tiefe herkommen? Durch die mehr an Bildern? Bei unity Gain (soweit ich das interpretiere) hat man dann ja nicht mal mehr eine Full well von 10000
bei Unity Gain hat man wegen 12 Bit (=4096 Abstufungen) noch eine Full Well Capacity von 4096 e-. Wenn man einen geringeren Gain nimmt, bekommt man mehr Full Well. Bei Gain 0 hat man eine Full Well von 20.000 e-, was nicht weit von den nach meiner Erinnerung 27.000 e- des KAF8300 oder 25.000 e- des ICX694 entfernt ist (die Zahlen habe ich jetzt nicht nachgeschaut, stimmen aber von der Größenordnung her).
Bei Gain 0 braucht die ASI1600 fünf Elektronen für eine ADU, das erzeugt natürlich ein Quantisierungsrauschen. Und das Ausleserauschen steigt auf ca. 3,6 e-. Zusammen ergibt das ein Rauschen von ca. 6,2 e-. Das ist also immer noch weniger als beim KAF 8300 mit seinen 8 bis 9 e- Ausleserauschen. Man kann die ASI 1600 also auch praktisch wie eine "normale" CCD-Kamera betreiben, verschenkt dann aber den Vorteil des geringeren Kamerarauschens.

Wenn du unter "Tiefe" des Bildes das gleiche verstehst wie ich (nämlich dass möglichst schwache Objekte abgebildet werden), dann ist dafür die Full-Well-Kapazität egal. Eine geringere FWC führt ja nur dazu, dass die helle Bildteile in die Sättigung gehen, beeinträchtigt aber nicht die schwachen Bildteile. Solange du mit mindestens Unity Gain aufnimmst, gibt es auch kein nennenswertes Quantisierungsrauschen (was ein weiterer Nachteil der 12 Bit gegenüber 16 Bit sein könnte). Das spielt nur bei einem deutlich kleineren Gain als 1 eine Rolle.

Fazit zu den 12 Bit ist also: Für schwache Bildteile hat 12 Bit keinen Nachteil gegenüber 16 Bit, solange man mindestens Unity Gain verwendet. Und gegenüber "altertümlichen" CCD-Chips wie dem KAF8300 ist das Gesamtrauschen sogar dann noch besser, wenn man Gain 0 nimmt, wo die FWC fast so groß ist wie bei den CCD-Chips mit kleinen Pixeln.
Die 12 Bit führen "nur" dazu, dass Sterne und extrem helle Objekte wie der Kern von M42 oder M13 schneller ausbrennen. Und das kann man vermeiden, indem man die Einzelbelichtungen verkürzt.

Zur Hintergrundlimitierung: Hintergrundlimitiert heißt ja, dass das Kamerarauschen gegenüber dem Photonenrauschen des Himmelshintergrundes vernachlässigbar klein ist. Wenn diese Bedingung eintritt, spielt die Länge der Einzelbelichtungen keine Rolle mehr, sondern nur noch die Gesamtbelichtungszeit. Wenn ich hintergrundlimitiert bin, ist es für das Signal/Rauschverhältnis also egal, ob ich eine Stunde Belichtungszeit in 60x1 Minute aufteile oder eine Stunde am Stück belichte. Es ist dann für S/N auch egal, ob ich einen bestimmten Abbildungsmaßstab durch große Pixel oder durch Verkleinern des Bildes in Software erreiche.
Wenn ich einen Chip mit einer bestimmten Größe habe (z.B. bei der ASI 1600 einen 4/3tel Zoll-Chip) und dieser Chip eine bestimmte Quanteneffizienz hat (z.B. 60%), dann fängt der Chip insgesamt immer genauso viele Photonen auf, egal ob er kleine Pixel hat oder große. Der Unterschied zwischen kleinen und großen Pixeln ist nur, dass jedes Pixel beim Auslesen ein Ausleserauschen erzeugt. Wenn man also viele kleine Pixel hat, wird öfter Ausleserauschen erzeugt als bei wenige großen Pixeln.
Wenn man nun aber hintergrundlimitiert ist (das Kamerarauschen also vernachlässigbar klein ist) spielt das Ausleserauschen keine Rolle mehr. Wenn ich nun das Bild der Kamera mit den kleinen Pixeln auf den Abbildungsmaßstab der Kamera mit den großen Pixeln verkleinere, habe ich im verkleinerten Ergebnis genauso viele Elektronen pro Pixel gesammelt wie bei der Kamera mit den großen Pixeln. Und da das Ausleserauschen vernachlässigbar ist, ist auch das Signal/Rauschverhältnis das gleiche.

Fazit zur Pixelgröße ist also, dass kleine Pixel bei hintergrundlimitierten Aufnahmen kein Nachteil sind, da man das Signal/Rauschverhältnis durch Verkleinern des Bildes in Software genauso verbessern kann, als ob man von Anfang an größere Pixel gehabt hätte. Und mit einer Kamera wie der ASI 1600 ist man wegen des geringen Ausleserauschens sehr schnell hintergrundlimitiert.
Viele Grüße
Stefan

Luengel
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Re: Pixel zu Brennweite... CCD/CMOS

Beitrag von Luengel » 25.11.2018, 16:08

Hallo Stefan,
Luengel hat geschrieben:
23.11.2018, 22:23

.....

Für die derzeitig verwendete Kamera mit 7,8µm Pixelgröße (QHY8) in Kombination mit den obigen Brennweiten bedeutet das:

1. absolutes undersampling
2. passt gut für durchschnittliches Seeing (noch undersampling)
3. ideale Kombi

Für die OSC-Kamera ist die Kombi 3 trotzdem nicht ideal, SW-Kamera wäre schon besser. Bei der großen Differenz der Brennweiten bräuchte man zwei Kameras....

Ich hatte mich verschrieben, ich meinte oversampling

Stefan_Lilge hat geschrieben:
25.11.2018, 00:24
Hallo Thomas,

bei Unity Gain hat man wegen 12 Bit (=4096 Abstufungen) noch eine Full Well Capacity von 4096 e-. Wenn man einen geringeren Gain nimmt, bekommt man mehr Full Well. Bei Gain 0 hat man eine Full Well von 20.000 e-, was nicht weit von den nach meiner Erinnerung 27.000 e- des KAF8300 oder 25.000 e- des ICX694 entfernt ist (die Zahlen habe ich jetzt nicht nachgeschaut, stimmen aber von der Größenordnung her).
verstehe ich dich richtig, so bin ich faktisch gezwungen weniger Belichtungszeit bei unity Gain zu verwenden um Sterne nicht ausbrennen zu lassen. Im Gegenzug ist das Kamerarauschen dann insgesamt besser.

Wäre es nicht besser, um mehr Abstufungen zwischen schwarz und weiß zu erhalten den Gain möglichst gering zu halten? Den Rest muss man mit Darks und Bias verbessern.

Ich nutze bei der QHY8 immer Gain 0 oder 1. Eine andere Einstellung macht an sich keinen Sinn / bringt (meiner Meinung nach) nicht mehr Nutzen. Da kann ich sicher sein, dass bei 10min-Aufnahmen noch kein Ausbrennen von Sternen oder hellen Nebelanteilen passiert.
Stefan_Lilge hat geschrieben:
25.11.2018, 00:24
Bei Gain 0 braucht die ASI1600 fünf Elektronen für eine ADU, das erzeugt natürlich ein Quantisierungsrauschen. Und das Ausleserauschen steigt auf ca. 3,6 e-. Zusammen ergibt das ein Rauschen von ca. 6,2 e-. Das ist also immer noch weniger als beim KAF 8300 mit seinen 8 bis 9 e- Ausleserauschen. Man kann die ASI 1600 also auch praktisch wie eine "normale" CCD-Kamera betreiben, verschenkt dann aber den Vorteil des geringeren Kamerarauschens.
Bei der QHY8 ist man bei ca. 7e- Ausleserauschen ungefähr mit der Trius-SX25C gleich auf. Zumindest haben sie beide den gleichen Chip.

Was spricht deiner Meinung nach dagegen mit Gain 0-1 zu arbeiten, wenn man da gesamt bei 6,2e- mit der ASI 1600 landet?

Stefan_Lilge hat geschrieben:
25.11.2018, 00:24
Wenn du unter "Tiefe" des Bildes das gleiche verstehst wie ich (nämlich dass möglichst schwache Objekte abgebildet werden), dann ist dafür die Full-Well-Kapazität egal. Eine geringere FWC führt ja nur dazu, dass die helle Bildteile in die Sättigung gehen, beeinträchtigt aber nicht die schwachen Bildteile. Solange du mit mindestens Unity Gain aufnimmst, gibt es auch kein nennenswertes Quantisierungsrauschen (was ein weiterer Nachteil der 12 Bit gegenüber 16 Bit sein könnte). Das spielt nur bei einem deutlich kleineren Gain als 1 eine Rolle.
hab ich verstanden....
Stefan_Lilge hat geschrieben:
25.11.2018, 00:24
Fazit zu den 12 Bit ist also: Für schwache Bildteile hat 12 Bit keinen Nachteil gegenüber 16 Bit, solange man mindestens Unity Gain verwendet. Und gegenüber "altertümlichen" CCD-Chips wie dem KAF8300 ist das Gesamtrauschen sogar dann noch besser, wenn man Gain 0 nimmt, wo die FWC fast so groß ist wie bei den CCD-Chips mit kleinen Pixeln.
Die 12 Bit führen "nur" dazu, dass Sterne und extrem helle Objekte wie der Kern von M42 oder M13 schneller ausbrennen. Und das kann man vermeiden, indem man die Einzelbelichtungen verkürzt.
habe ich verstanden -> siehe meine Annahme oben zu Belichtungszeit. Dies würde mir sogar entgegenkommen, wenn die Kamera empfindlicher ist und eben nicht so lange Belichtungszeiten von z.B. 900 sec. erforderlich sind.
Stefan_Lilge hat geschrieben:
25.11.2018, 00:24
Zur Hintergrundlimitierung: Hintergrundlimitiert heißt ja, dass das Kamerarauschen gegenüber dem Photonenrauschen des Himmelshintergrundes vernachlässigbar klein ist. Wenn diese Bedingung eintritt, spielt die Länge der Einzelbelichtungen keine Rolle mehr, sondern nur noch die Gesamtbelichtungszeit.
hab ich verstanden....dazu fehlt mir an meinem Standort die Bestimmung.

Stefan_Lilge hat geschrieben:
25.11.2018, 00:24
Wenn ich hintergrundlimitiert bin, ist es für das Signal/Rauschverhältnis also egal, ob ich eine Stunde Belichtungszeit in 60x1 Minute aufteile oder eine Stunde am Stück belichte. Es ist dann für S/N auch egal, ob ich einen bestimmten Abbildungsmaßstab durch große Pixel oder durch Verkleinern des Bildes in Software erreiche.
Ganz so einfach kann ich mir das nicht vorstellen. Rein technisch linear mag das stimmen, die Kamera spielt jedoch eine Rolle. Ich kann sicher mit der ASI 1600 nicht eine Stunde am Stück, oder lassen wir es 20 Minuten sein am Stück sein, belichten und das Ergebnis mit 20x1 minütigen Belichtungen vergleichen.
Stefan_Lilge hat geschrieben:
25.11.2018, 00:24
Wenn ich einen Chip mit einer bestimmten Größe habe (z.B. bei der ASI 1600 einen 4/3tel Zoll-Chip) und dieser Chip eine bestimmte Quanteneffizienz hat (z.B. 60%), dann fängt der Chip insgesamt immer genauso viele Photonen auf, egal ob er kleine Pixel hat oder große. Der Unterschied zwischen kleinen und großen Pixeln ist nur, dass jedes Pixel beim Auslesen ein Ausleserauschen erzeugt. Wenn man also viele kleine Pixel hat, wird öfter Ausleserauschen erzeugt als bei wenige großen Pixeln.
Wenn man nun aber hintergrundlimitiert ist (das Kamerarauschen also vernachlässigbar klein ist) spielt das Ausleserauschen keine Rolle mehr. Wenn ich nun das Bild der Kamera mit den kleinen Pixeln auf den Abbildungsmaßstab der Kamera mit den großen Pixeln verkleinere, habe ich im verkleinerten Ergebnis genauso viele Elektronen pro Pixel gesammelt wie bei der Kamera mit den großen Pixeln. Und da das Ausleserauschen vernachlässigbar ist, ist auch das Signal/Rauschverhältnis das gleiche.
kann ich nachvollziehen.
Stefan_Lilge hat geschrieben:
25.11.2018, 00:24
Fazit zur Pixelgröße ist also, dass kleine Pixel bei hintergrundlimitierten Aufnahmen kein Nachteil sind, da man das Signal/Rauschverhältnis durch Verkleinern des Bildes in Software genauso verbessern kann, als ob man von Anfang an größere Pixel gehabt hätte. Und mit einer Kamera wie der ASI 1600 ist man wegen des geringen Ausleserauschens sehr schnell hintergrundlimitiert.
Gerade deshalb bin ich der Meinung man müsse z.B. die ASI 1600 nicht mit unity Gain fahren. Wenn man das Rauschen natürlich nicht in den Griff bekommt, dann kürzere Belichtungszeit und mehr Aufnahmen (die immer gut sind für die Bildbearbeitung).
Gruß

Thomas

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Re: Pixel zu Brennweite... CCD/CMOS

Beitrag von lange » 26.11.2018, 08:21

Hallo Thomas,
Ganz so einfach kann ich mir das nicht vorstellen. Rein technisch linear mag das stimmen, die Kamera spielt jedoch eine Rolle. Ich kann sicher mit der ASI 1600 nicht eine Stunde am Stück, oder lassen wir es 20 Minuten sein am Stück sein, belichten und das Ergebnis mit 20x1 minütigen Belichtungen vergleichen.
Na linear ist hier eh nix, aber doch das ist vergleichbar wenn Du, wie Stefan geschrieben hat, das S/N Verhältnis betrachtest. Klar spielt die Kamera ne Rolle, ihre Eigenschaften stecken ja im S/N Verhältnis.
Klar brauch man mehr Bilder aber aus anderen Gründen... Sattelitenspuren, Guidingfehler etc.
Ich würde dem Full-well auch keine so grosse Bedeutung zukommen lassen so lange es nicht ausgebrannt ist.
--
Gruss Ralf

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Re: Pixel zu Brennweite... CCD/CMOS

Beitrag von Stefan_Lilge » 27.11.2018, 00:39

Hallo Thomas,

mal schauen, ob wir bei den Zitaten noch die Übersicht behalten :-)

Erstmal vorweg: Ich hatte einen wichtigen Nachteil von niedrigen Gain-Werten bei 12 Bit vergessen: Da man bei der ASI1600 z.B. bei Gain 0 fünf Elektronen braucht, um eine ADU zu erzeugen, können sanfte Verläufe zu Treppchenstufen werden, wenn man nicht genug Bilder mittelt.
verstehe ich dich richtig, so bin ich faktisch gezwungen weniger Belichtungszeit bei unity Gain zu verwenden um Sterne nicht ausbrennen zu lassen. Im Gegenzug ist das Kamerarauschen dann insgesamt besser.
Stimmt.
Wäre es nicht besser, um mehr Abstufungen zwischen schwarz und weiß zu erhalten den Gain möglichst gering zu halten? Den Rest muss man mit Darks und Bias verbessern.
Eigentlich geht es nur um das Ausbrennen von Sternen. Die Abstufungen, die im Nebel sind, passen üblicherweise locker in 12 Bit.
Ich nutze bei der QHY8 immer Gain 0 oder 1. Eine andere Einstellung macht an sich keinen Sinn / bringt (meiner Meinung nach) nicht mehr Nutzen. Da kann ich sicher sein, dass bei 10min-Aufnahmen noch kein Ausbrennen von Sternen oder hellen Nebelanteilen passiert.
Was spricht deiner Meinung nach dagegen mit Gain 0-1 zu arbeiten, wenn man da gesamt bei 6,2e- mit der ASI 1600 landet?
Tommy Nawratil hat hervorragende Bilder mit der ASI1600 bei Gain 0 gezeigt, das geht also schon. Es besteht nur wie oben gesagt bei zu wenigen Einzelbildern (weiß nicht genau wie viele, aber unter 30-40 würde ich bei Gain 0 nicht machen) die Gefahr, dass Treppchenbildung auftritt. Und man muss halt auch länger (genauso lange wie mit einer normalen CCD-Kamera) belichten, um keine Nachteile durch das Kamerarauschen zu bekommen (weil man halt nicht hintergrundlimitiert ist).
Unity Gain ist bei der ASI1600 schön "ungefährlich", es gibt keine Probleme mit Treppchenbildung, kein Quantisierungsrauschen und dazu extrem wenig Ausleserauschen. Und das Ausbrennen kann man vermeiden, indem man die Einzelbelichtungen kurz hält. Ausbrennen ist wie gesagt außer bei Extremobjekten auch nur ein Problem für hellere Sterne. Galaxien oder "normale" Gasnebel gehen auch bei Unity Gain bei "normalen" Belichtungszeiten (z.B. 5-10 Minuten) nicht in die Sättigung.
Dies würde mir sogar entgegenkommen, wenn die Kamera empfindlicher ist und eben nicht so lange Belichtungszeiten von z.B. 900 sec. erforderlich sind.
Abgesehen von der Datenmenge sehe ich die möglichen kurzen Einzelbelichtungen auch eher als Vorteil. An meinem Meade ACF bei f/8 musste ich bei Schmalband mit der Atik383 20 Minuten pro Bild belichten, um das Kamerarauschen im Vergleich zum Photonenrauschen des Himmelshintergrundes zu minimieren. Mit der ASI 1600 kann man da locker auf 5 Minuten pro Einzelbild heruntergehen.

Stefan_Lilge hat geschrieben:
25.11.2018, 00:24
Wenn ich hintergrundlimitiert bin, ist es für das Signal/Rauschverhältnis also egal, ob ich eine Stunde Belichtungszeit in 60x1 Minute aufteile oder eine Stunde am Stück belichte. Es ist dann für S/N auch egal, ob ich einen bestimmten Abbildungsmaßstab durch große Pixel oder durch Verkleinern des Bildes in Software erreiche.
Ganz so einfach kann ich mir das nicht vorstellen. Rein technisch linear mag das stimmen, die Kamera spielt jedoch eine Rolle. Ich kann sicher mit der ASI 1600 nicht eine Stunde am Stück, oder lassen wir es 20 Minuten sein am Stück sein, belichten und das Ergebnis mit 20x1 minütigen Belichtungen vergleichen.
Da es zur Definition von "hintergrundlimitiert" gehört, dass das Kamerarauschen keine Rolle mehr spielt, spielt die Kamera bei dieser Betrachtung tatsächlich keine Rolle mehr.
Gerade deshalb bin ich der Meinung man müsse z.B. die ASI 1600 nicht mit unity Gain fahren. Wenn man das Rauschen natürlich nicht in den Griff bekommt, dann kürzere Belichtungszeit und mehr Aufnahmen (die immer gut sind für die Bildbearbeitung).
Du hast natürlich recht, dass man die ASI1600 nicht mit Unity Gain betreiben "muss". Unity Gain bei der ASI1600 entspricht einem Gain von 139. Jon Rista auf Cloudy Nights empfiehlt für Breitband einen Gain von ca.76 und für Schmalband ca.200. Und ob man da irgendwo 10 mehr oder weniger nimmt, ist auch egal. Ich bin aber faul und möchte keine Dark-Bibliotheken für allzu viele unterschiedliche Einstellungen machen, deswegen mache ich als sehr praxistauglichen Kompromiss alles mit Unity Gain. Ich habe ja auch schon einige CCDs besessen, die teilweise ein Mehrfaches der Full-Well-Capacity der ASI1600 bei Unity Gain haben (z.B. die SXV-H9 mit 65000 Elektronen). Trotzdem habe ich die 12 Bit der ASI1600 noch nie als Einschränkung für die Qualität meiner Bilder wahrgenommen. Ich belichte halt nur kürzer pro Einzelbild.
Viele Grüße
Stefan

Luengel
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Re: Pixel zu Brennweite... CCD/CMOS

Beitrag von Luengel » 01.12.2018, 09:06

Stefan_Lilge hat geschrieben:
27.11.2018, 00:39
Hallo Thomas,

.....
Erstmal vorweg: Ich hatte einen wichtigen Nachteil von niedrigen Gain-Werten bei 12 Bit vergessen: Da man bei der ASI1600 z.B. bei Gain 0 fünf Elektronen braucht, um eine ADU zu erzeugen, können sanfte Verläufe zu Treppchenstufen werden, wenn man nicht genug Bilder mittelt.
OK, das wusste ich noch nicht! Aber das lässt sich in den Griff bekommen.

Stefan_Lilge hat geschrieben:
27.11.2018, 00:39

Tommy Nawratil hat hervorragende Bilder mit der ASI1600 bei Gain 0 gezeigt, das geht also schon. Es besteht nur wie oben gesagt bei zu wenigen Einzelbildern (weiß nicht genau wie viele, aber unter 30-40 würde ich bei Gain 0 nicht machen) die Gefahr, dass Treppchenbildung auftritt. Und man muss halt auch länger (genauso lange wie mit einer normalen CCD-Kamera) belichten, um keine Nachteile durch das Kamerarauschen zu bekommen (weil man halt nicht hintergrundlimitiert ist).
Unity Gain ist bei der ASI1600 schön "ungefährlich", es gibt keine Probleme mit Treppchenbildung, kein Quantisierungsrauschen und dazu extrem wenig Ausleserauschen. Und das Ausbrennen kann man vermeiden, indem man die Einzelbelichtungen kurz hält. Ausbrennen ist wie gesagt außer bei Extremobjekten auch nur ein Problem für hellere Sterne. Galaxien oder "normale" Gasnebel gehen auch bei Unity Gain bei "normalen" Belichtungszeiten (z.B. 5-10 Minuten) nicht in die Sättigung.
Das müsste man dann wirklich mal ausprobieren.
Stefan_Lilge hat geschrieben:
27.11.2018, 00:39
Abgesehen von der Datenmenge sehe ich die möglichen kurzen Einzelbelichtungen auch eher als Vorteil. An meinem Meade ACF bei f/8 musste ich bei Schmalband mit der Atik383 20 Minuten pro Bild belichten, um das Kamerarauschen im Vergleich zum Photonenrauschen des Himmelshintergrundes zu minimieren. Mit der ASI 1600 kann man da locker auf 5 Minuten pro Einzelbild heruntergehen.
Das hört sich gut an. So kommt man pro Objekt generell auf mehr Aufnahmen.
Stefan_Lilge hat geschrieben:
25.11.2018, 00:24
Du hast natürlich recht, dass man die ASI1600 nicht mit Unity Gain betreiben "muss". Unity Gain bei der ASI1600 entspricht einem Gain von 139. Jon Rista auf Cloudy Nights empfiehlt für Breitband einen Gain von ca.76 und für Schmalband ca.200. Und ob man da irgendwo 10 mehr oder weniger nimmt, ist auch egal. Ich bin aber faul und möchte keine Dark-Bibliotheken für allzu viele unterschiedliche Einstellungen machen, deswegen mache ich als sehr praxistauglichen Kompromiss alles mit Unity Gain. Ich habe ja auch schon einige CCDs besessen, die teilweise ein Mehrfaches der Full-Well-Capacity der ASI1600 bei Unity Gain haben (z.B. die SXV-H9 mit 65000 Elektronen). Trotzdem habe ich die 12 Bit der ASI1600 noch nie als Einschränkung für die Qualität meiner Bilder wahrgenommen. Ich belichte halt nur kürzer pro Einzelbild.
Ich denke, abhängig von der Durchlassbreite sollte probiert werden was noch geht und was nicht.

Übrigens die ASI1600MC Pro (color) wird lt. ZWO wohl nicht mehr weiter gebaut!
Gruß

Thomas

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