Astrofoto-Gruppe an der Volkssternwarte München
Martin Elsässer, Markus Bentz, Anfang 2014
Flats
Flat-fields sollen einen Teil der Effekte erfassen, die verhindern das ein gleichmäßig-helles Motiv auch gleichmäßig hell gemessen wird.
Hierbei geht es nicht um Streulicht, das zB ungewollt von der Seite auf den Chip trifft (das wäre ein additives Problem), sondern um Abschwächungen des Lichtflußes (multiplikativ), oder ungleichmässige Empfindlichkeit des Sensors.
Zwei Arten von Ursachen
- Ortsabhängige Störungen im Lichtfluß. Diese Effekte sind jeweils um so stärker, je näher die Ursache am Chip liegt.
- Vignettierung an zu engen Blenden oder zu kleinen Linsen
- Winkelabhängige Effekte zB an Vergütungen auf Linsen, Filtern oder auf dem Chip selber
- Nicht zur eigentlichen Optik gehörende Hindernisse wie zB Staub, der sich auch verändern kann.
- Variation der Licht-empfindlichkeit der einzelnen Pixel (typischerweise 1%??)
Anwendung des Flats
Das fertige Flat wird in der Software durch Division angewendet: Normalerweise sind alle Werte des Flats bei 1, aber an einer Stelle sei es durch Staub etwas dunkler, zB 0.9. Nun werden die Werte des Hellbildes durch die Werte des Flats dividiert. Da wo das Flat einen Wert < 1 hat werden dadurch die Werte des Hellbildes entsprechend multiplikativ erhöht (1/0.9 = 1.11), um die Abschwächung auszugleichen.
Probleme und Grenzen
Problematisch wird es immer dann, wenn das Flat nicht passt weil sich was geändert hat (der Staub ist weiter gerieselt, ein Filter wurde gewechselt, die Kamera wurde am OAZ gedreht), oder wenn nicht-multiplikative Effekte wie Lichtlecks oder Streulicht ins Spiel kommen.
Praktischer Umgang
Die verschiedenen Effekte können nicht leicht voneinander isoliert werden, also werden sie alle gemeinsam gemessen und dann bei der Bildbearbeitung korrigiert.
Aufnahme eines Flat-fields
- Die Optik im gleichen Zustand wie für Hellbilder (Reducer, Filter, Blende, Fokus) auf ein möglichst gleichmäßiges Motiv richten.
- Die Kameraeinstellungen sollten möglichst identisch zu denen der Hellbilder sein, auf jeden Fall aber alles was sich nicht linear auswirkt. Die Belichtungszeiten dürfen gerne deutlich kürzer sein.
- Belichtung der Aufnahmen ca 50%-60% des möglichen Wertebereichs
- Ausreichend viele Aufnahmen machen, plus ggf. noch passende Darks für diese Kameraeinstellungen.
- Aus diesen Daten dann ein Master-flat für diese Situation erstellen. Dieses Masterflat wird dann auf die eigentlichen Hellbilder angewendet.
Beliebte Hilfsmittel
- Gleichmässig beleuchtete Fläche in der Kuppel, Flat-boxen
- Selbstleuchtende EL-Folien
- Diffusoren vor der Optik, die aus einiger Entfernung angestrahlt werden (nicht so güstig)
- Der Dämmerungshimmel für Dämmerungsflats (Problem mit schon erkennbaren Sternen)