Die Krux mit Mosaikaufnahmen

Es ist zwar schon über einen Monat her, als diese Aufnahmen entstanden, doch bin ich erst vor kurzem dazu gekommen, sie zu bearbeiten. Dieses Mal wollte ich relativ hochauflösende Bilder des gesamten Mondes erzeugen. Das Problem dabei ist allerdings, dass ich mit dem ziemlich kleinen Chip der verwendeten Kamera (DMK 21AU618.AS) immer nur einen kleinen Teil des Mondes auf einmal abbilden kann. Und das selbst, obwohl keinerlei Hilfsmittel wie Barlowlinsen, die die Brennweite des Teleskops um einen bestimmten Faktor vergrößern, im Strahlengang „vergessen“ wurden. Die große Winkelausdehnung des Mondes könnte man beispielsweise mit einem größeren Kamerachip abdecken, oder man verwendet sogenannte Reducer, die die Brennweite verkürzen. Mit dem APS-C-Kamerachip meiner guten alten Canon 350d kann man den Mond zwar gerade so vollständig abbilden, doch eignet sich diese Spiegelreflexkamera aufgrund ihrer geringen Bildrate eher weniger zur Aufnahme hochauflösender Aufnahmen. Um solche Aufnahmen zu erzeugen, überlagert man tausende Einzelbilder, die die besten x Prozent aus noch mehr Einzelbildern sind, um sie dann später besser bearbeiten zu können und um das Bildrauschen zu eliminieren. Ich bin somit auf die schnellere und vibrationsärmere (hier klappt nicht bei jedem Bild ein Spiegel hoch) CCD-Kamera mit kleinerem Chip angewiesen. Auch ein Reducer eignet sich nicht unbedingt, denn hier bringt man eine weitere Linse in den Strahlengang. Jedes weitere Element im Strahlengang des Teleskops ist immer unweigerlich der Ausgangspunt diverser Abbildungsfehler, sei es chromatische Aberration (mit der man bei Newtonteleskopen eher weniger zu kämpfen hat), Verzeichnung, Astigmatismus, noch mehr sphärische Aberration und, und, und…

Also muss man sich anders Abhilfe schaffen. Und da tritt ein Verfahren auf, dass sich Mosaikbearbeitung nennt. Man nimmt einfach mehrere Bilder des Mondes auf, die immer einen anderen Bereich der Mondoberfläche zeigen und dabei immer an den Rändern möglichst deckungsgleich sind. Diese werden dann einzeln bearbeitet, also geschärft und einer leichten Rauschreduktion unterzogen, und dann mittels Fitswork zu einem Mosaik aneinandergeheftet. So entsteht Stück für Stück ein beliebig großes Bild mit der Ausgangsauflösung der einzelnen Aufnahmen.

Dies ist also die optimale Technik für meine Ausgangslage.

Das Programm, welches ich zur Ansteuerung der DMK 21AU618.AS verwende – Firecapture, verfügt über eine Mosaikhilfe. Dabei wird immer das letzte Bild der vorigen Aufnahme mit einstellbarer Deckkraft mit der aktuellen Bildanzeige überlagert. So kann man direkt einschätzen, wie weit man das Teleskop Verfahren muss, um einen neuen Bildausschnitt mit dem nötigen Überlapp zu bekommen.

Bei Mosaikaufnahmen beim Mond muss man allerdings einiges beachten: zum Beispiel ist Geschwindigkeit bei der Aufnahme relativ wichtig, denn die Schattenverhältnisse ändern sich auf dem Mond recht zügig. Man darf also nicht die ganze Nacht brauchen, um seine Aufnahmeserie abzuschließen, oder gar eine Pause zwischen den Einzelbildern einlegen. Auch ein strategisches Vorgehen hilft sehr. Ich beginne immer in Terminatornähe, dort, wo die meisten Schatten den höchsten Kontrast garantieren. Dieser Schattenbereich ist zugleich auch der Bereich, der für die oben genannten Schattenänderungen am anfälligsten ist. Anhand dieser Tag-Nachtgrenze orientiere ich das gesamte Bild und auch die Richtung, in die das Teleskop bei den weiteren Bildern verfahren wird. So wird dann zum Beispiel zuerst der schattige Bereich von Süd nach Nord abfotografiert, bis zum Mondrand. Dann wird das Teleskop seitlich so weit wie nötig verfahren und dann wieder nach Süden abgearbeitet und so weiter. Mit dieser „S“-förmigen Bewegung ist man recht effizient und fährt das Teleskop nicht unnötig durch die Gegend.

Nach der Aufnahmesession kommt dann die Bearbeitung. Mit Autostakkert werden die Rohbilder zu den Elementarbildern verarbeitet und mit Fitswork geschärft.

So entstehen dann Elementarbilder wie dieses hier, das als Beispiel dienen soll.

Sinus Iridum als Elementarbild eines Mosaiks

Credit: Kevin Gräff Sinus Iridum als Elementarbild eines Mosaiks

In Fitswork kann man die Bilder dann aneinanderfügen. Hierbei ist darauf zu achten, dass man im Gegensatz zum Verfahren bei der Aufnahme das Bild von einer Richtung her aufbaut, es also zum Beispiel stückweise von unten nach oben auffüllt. Geht man nicht so vor, sondern zum Beispiel wie in der Reihenfolge bei der Bildaufnahme, kann es dazu kommen, dass sich vor allem die letzten eingefügten Bilder ungünstig überlagern. So würde man unschöne Übergänge sehen.

Wird das Bild aber in einer Vorzugsrichtung aufgebaut, hat Fitswork dieses Problem nicht und Übergänge treten gar nicht erst auf. Nach etwas Bastelei entstanden dann folgende Mosaikaufnahmen:

Mondmosaik vom 12.09.2016

Credit: Kevin Gräff Mondmosaik vom 12.09.2016

Die volle Auflösung lässt sich am besten betrachten, wenn man auf die Bilder klickt.

Mondmosaik vom 13.09.2016

Credit: Kevin Gräff Mondmosaik vom 13.09.2016

Man bemerkt, dass bei beiden Bildern jeweils kleine Teile fehlen. Dies ist die Krux bei Mosaikaufnahmen. Man vergisst oder übersieht trotz diverser Hilfsmittel sehr schnell einen Bereich, egal, wie viel Mühe man sich gibt. Etwas Glück scheint auch dabei zu sein. Mit mehr Übung kann man diesen Fehlern sicherlich am besten aus dem Weg gehen.

Mosaikaufnahmen eignen sich nicht nur zur Fotografie des Mondes, man kann natürlich auch weit ausgedehnte Deep-Sky-Objekte, wie zum Beispiel den Cirrusnebel mit dieser Technik bearbeiten. Bei Deep-Sky-Aufnahmen mit sehr langen Belichtungszeiten mit der Spiegelreflexkamera muss man allerdings noch viel mehr Aufwand in die Bildbearbeitung stecken, bevor man die Bilder zum Mosaik addieren kann. So muss zum Beispiel die Vignettierung zuerst entfernt werden.

Ich werde dieses Verfahren auf jeden Fall weiter verfolgen!

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Ich bin 1992 geboren und besuchte bis zum Abitur das "Gymnasium Gernsheim". Dort war ich in den Leistungskursen Mathe und Physik. Zur Zeit studiere ich Physik an der Technischen Universität in Darmstadt. Ich interessiere mich schon sehr lange für allerlei Wissenschaften, was wohl auch die Studienfachwahl begründen dürfte. Seit Ende 2006 beschäftige ich mich aktiv mit der Astronomie, worauf bald die Mitgliedschaft bei der Arbeitsgemeinschaft Astronomie und Weltraumtechnik Darmstadt folgte. Kevin Gräff

2 Kommentare Schreibe einen Kommentar

  1. Hallo Peter,

    das klingt ja wirklich interessant! Mal schauen, ob sich das auch bei mir umsetzen lässt. Ich werde es auf jeden Fall die nächsten Tage mal ausprobieren.

    Grüße
    Kevin

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