Anleitung zum Erstellen und Bearbeiten von Astro-Webcam-Aufnahmen
Gerade als Anfänger tut man sich sehr schwer die ersten Astrofotos zu machen, wenn man gleichzeitig sieht, was andere mit Erfahrung zuwege bringen, da möchte man eigentlich sofort wieder aufhören, wenn man die ersten eigenen Ergebnisse in der Hand hält.
Aber HALT!

Sooooo schwer ist das eigentlich gar nicht. Da ich selbst lange gebraucht habe um zumindest passable Ergebnisse zu erzielen, möchte ich nun die wenige Erfahrung an die weitergeben, die gar keine Erfahrung haben. Es mag sein, dass andere völlig andree Methoden der Bearbeitung vorziehen, aber ich mache es so wie hier beschrieben und es ist für Anfänger ein Web brauchbare Bilder zu machen. Später kann man dann ans Experimentieren gehen.


Also jetzt gehts los:
1. Die Vorbereitung:
Man braucht einen Computer vorzugsweise einen Laptop zum Aufnehmen. Ein P2 mit 233MHz, 32MB RAM und 4GB Festplatte ist dafür ausreichend. Mehr schadet aber nicht. Zum Bearbeiten später ist allerding ein größerer Rechner von Vorteil.

Eine astrotaugliche Webcam mit IR-Sperrfilter (zur Not geht es auch ohne, aber die Bilder werden schärfer wenn man einen hat). Hier in meinem Beispiel eine Phillips ToUCam 740K mit einem 1.25 Zoll Adapter.

Das USB-Kabel zum Rechner darf aber auf keinen Fall länger als 5 Meter sein, sonst sind die Signale zu schwach und kommen nicht mehr an (es gibt aber aktive Repeater, die das Signal verstärken können). Besser ist es sowieso den Monitor direkt neben dem Teleskop zu haben, da man doch she genau die Schärfe einstellen muß.

Ich empfehle den ganzen Aufbau einmal am Tage zu machen und nach Möglichkeit an einem Punkt, wo man ca 5-10km weit sehen kann. Dort erst mal alles aufbauen und die Software von Phillips starten. Andere benutzen direkt Giotto zum Aufnehmen, ich mache das nicht. Also dann im Auswahlmenü das Programm VRecord starten. Sobald das läuft, kann das Auswahlprogramm geschlossen werden.


Hier muß jetzt noch die Audioaufzeichnung abgeschaltet werden. Erstens braucht man die nicht und zweites kann sonst Giotto mit dem AVI nichts mehr anfangen


Jetzt richtet man das Teleskop mit Hilfe des Zielsuchers auf einen Punkt etwa 5-10km entfernt. Im Menü Videoformat stellt man 640*480 ein und 5 Bilder pro Sekunde.




Im Menü Videoeigenschaften stellt man nun die Framerate auf 30 Bilder pro Sekunde, aber nur zum Einstellen des Teleskops, zum Aufnehmen nachher immer nur 5 Bilder Pro Sekunde einstellen, mehr passen durch den USB-Anschluß nämlich nicht durch und die Kamera würde stark komprimieren, was die Bildqualität massiv beeinflußt.


Den Punkt vollautomatisch jetzt einmal anklicken, dann stellt sich die Kamera auf die gegebenen Lichtverhältnisse ein. Das funktioniert aber nur am Tag. In der Nacht geht das nicht!
Jetzt am Okularauszug versuchen scharfzustellen. Das erfordert aber Geduld! Immer wieder das Teleskop ausschwingen lassen und das Bild beobachten. Wenn man sicher ist den Fokus gefunden zu haben, dann mit einem wasserfesten Stift eine Markierung auf den Okularauszug machen und Beschriften mit z.B. WC o.B. (Heißt Webcam ohne Barlowlinse) das ist wichtig, da man sich sonst in der Nach dumm und dusselig sucht nach dem Fokus, da z.B. ein Planetenscheibchen schon bei mässigem Defokussieren im Hintergrundrauschen untergeht und man Stunden braucht zum Scharfstellen. Jetzt kann man wenn man eine hat eine Barlowlinse zwischen Webcam und Okularauszug einbauen und die Prozedur mit dem Scharfstellen wiederholen. Hier kommt dann eine Markierung hin wie z.B. (WC m.B.) das ganze kann man dann auch noch mit einer Digicam machen, sofern man eine hat und die auch am Teleskop einsetzen möchte.
Nun machen wir ein paar Probeaufnahmen.

Dazu den vollautomatikmodus abschalten, den werden wir nie wieder brauchen. Nacht muß man seine Einstellungen von Hand machen.

Die Framerate runter auf 5 stellen.


Im Menü Datei - Aufnahmedatei einstellen wird eben der Ablageort eingestellt.
Nach dem klicken auf Öffnen bzw dem Druck auf Return erscheint folgendes:



Hier einfach bestätigen.
Nun muß noch die Aufnahmezeit eingestellt werden und das passiert hier:





60 - 120 Sekunden bei 5 Bildern pro Sekunde das kommt man auf 300-600 Bilder. Das reicht für die meisten Fälle.
Die ersten Aufnahmen:
Es ist soweit. Wir machen unsere erste Probeaufnahme:

Einfach im Menü Aufnahme den Punkt Aufnahme starten wählen und dann mit OK bestätigen.

Die Aufnahme startet und kann mit ESC abgebrochen werden.

Wenn man mehrere Aufnahmen machen will darf man nicht vergessen einen neuen Namen zu verteilen. Der Computer fragt nicht nach und überschreibt gnadenlos das vorherige File!
Diese Probeaufnahmen braucht man nicht zu bearbeiten, das machen wir später bei den ersten Mondaufnahmen.

Ein guter Zeitpunkt ist zwischen Viertel und dreivietel Mond. Man kann eh nur die Bereiche aufnehmen, die hohe hell-dunkel Kontraste aufweissen und das ist am sogenammten Terminator der Tag/Nachgrenze der Fall.
Die ersten echten Aufnahmen:
Also es ist soweit. Das Teleskop ist aufgebaut, eingenordet, die Kamera ist im Okularauszug und die Software auf dem Rechner läuft. Die Framerate ist zum Scharfstellen auf 30 eingestellt, die Regler für Gewin auf Mitte und die Belichtungszeit mal auf 1/100s. Jetzt mit dem Zielsucher auf den Mond zielen und am Okularauszug grob scharf stellen mit Hilfe der Markierungen. Man müßte bereits jetzt ein paar verwaschene Strukturen erkennen. Wenn nicht etwas mit dem Teleskop rühren, aber vorsichtig!

Wenn man partout nichts findet, dann mit den Einstellungen der Belichtung und Helligkeit etwas spielen. Der Mond ist so hell, dass man ihn eigentlich ohne Probleme mit der Webcam finden sollte.
Wenn man ihn gefunden hat versuchen scharfzustellen. Jetzt die Regler für Gewin (elektronische Verstärkung des Signals) so weit wie möglich runterdehen (reduziert deutlich das Rauschen) und die Belichtungszeit auf /100s lassen. Der Regler für Helligkeit kann nun zur Einstellung der Helligkeit benutzt werden. Immer geringfügig heller einstellen, als man mein wäre gut. Draussen ist es dunkel und das Auge empfindet die Aufnahme als hell genug, am Rechner im Haus sieht das dann aber zu dunkel aus.
Jetzt kann man seine Aufnahmen machen bis die Festpaltte voll ist, oder man genug hat.

10 Filme sollten es aber schon sein. Ein Film von 60 Sekunden belegt etwa 100MB (!)

Am Schluß macht man noch einen Film mit den selben Einstellungen, aber man macht den Deckel auf das Teleskop. Das nennt man dann Darkframe und wird später noch gebraucht.
Hat man genug, dann geht es jetzt an die Bearbeitung.
Die Bearbeitung:
Ich benutze folgende Programme:
  • Giotto (Freeware)
  • IrfanView (Freeware)
  • Photo Impact (muß man kaufen, gibts aber günstig bei Ebay)
  • Adobe Photo Shop (eine ältere Version tut es auch)
Als erstes zerlege ist mit Giotto das AVI in einzelne BMP Dateien.


Im Programm IrfanView startet man den Slideshowmodus:




Wenn man seine Bilder alle eingestellt hat kann man nachdem man START gedrückt hat alle Bilder einer Serie anschauen. Man notiert sich die Bildnummern, die nicht scharf sind um sie später zu löschen. Das ist viel Arbeit, aber das Endergebnis wird umso besser. Nachdem man alle notiert hat (das können durchaus die Hälfte der Bilder sein) löscht man diese und nummeriert mit Irfan View die Bilder neu durch.
Der Darkframe:
Nun darf Giotto die Bilder mittel d.h. aus den vorhandenen Bildern ein Durchschnittsbild errechnen. Dazu gibt es den Punkt Bild überlagern - Bilder addieren.

Wir müssen zuerst ein sogeanntes Darkframe erstellen:

Eine Digitalkamera erzeugt selbst dann ein Bild, wenn der Deckel auf dem Objektiv ist. Das ist der sogenannte Dunkelstrom oder Darkframe. Das kommt daher, dass der Sensor Wärme erzeugt und diese Wärme wird als Bild dargestellt. Dieser Effekt ist im Sommer stärker und kann im Winter fast ganz verschwinden. Es gibt Leute die haben eine Kühlung in ihre Webcam eingebaut, das reduziert das ganze dann erheblich. Für den Anfang ist es nicht notwendig.


Was jetzt kommt ist eine richtige Wissenschaft, die ich auch noch nicht beherrsche, aber für meine Zwecke reichts.


Unter Punkt 1 Rohbildquelle - Bilder fortlaufend nummeriert wählen


Vorbehandlung gibt es beim Darkframe keine.Zentrierung auch nicht. Subpixelgenauigkeit und Qualitätscheck gibt es ebenfalls nicht. Bei Nummer 6 Ergebnis kommt Mitteln rein. Jetzt noch vorherige Einstellungen übernehmen und es kann losgehen.
mit Auswahl das richtige Verzeichnis wahlen und das erste Bild anklicken. Dann auf weiter klicken und die Warnung die dann kommt ignorieren. Am Ende dann das Ergebnis als BMP (wichtig!) abspeichern.

Dieses Darkframe kann für alle an diesem Abend gemachten Aufnahmen verwendet werden.

Aber nicht für andere Aufnahmen, da sich das Darkframe nach der Aussentemperatur richtet und jedes mal anders aussieht.
Die Bildberechnung:
Jetzt das ganze mit den eigentlichen Bildern aber anderen Einstellungen:

Bei Vorbehandlung kommt jetzt das Darkframe rein

Bei Zentriermethode - Nachgeführtes Passmuster suchen

Bei Subpixelgenauigkeit hängt es vom Rechner hab, was man da einstellen möchte. Einfach ausprobieren, aber es hat direkten Einfluß auf die Rechengeschwindigkeit!

Und es wird wieder gemittelt.

Dann auf vorherige Einstellungen klicken und das richtige Verzeichnis bei Auswahl auswählen. Dann das erste Bild anklicken, das dann auch erscheint.


Jetzt in das Bild klicken und es erscheint ein Viereck, welchen mit den Tasten gößer und kleiner eingestellt werden kann. Größer ist besser, aber es dauert länger. dann an die richtige Stelle im Bild klicken, wo eine markante Formation ist, an dieser Stelle orientiert sich Giotto dann. Dann auf weiter und es geht los.
Das Ergensbis als BMP abspeichern.
An dieser Stelle verweise ich auf die Website von Christian Ahlers der wunderbar beschrieben hat wie man den Blaukanal synthesisiert. Warum das notwendig ist, erklärt er auch. Das Ergebnis dieser Mühe ist mehr als eindeutig. Aber einfach an dieser Stelle bei ihm weiterlesen und danach wieder hier:

http://home.arcor.de/c.ahlers/Sonstiges/Tutorials/Blauresynth/Blauresynth.htm
Jetzt kann man an diesem Bild noch etwas mit der Schärfe und der Helligkeit arbeiten, aber im Prinzip ist es fertig:
Hier jetzt mal noch ein Beispiel, was das alles eigentlich soll:

Zuerst ein Rohbild wie es aus der Webcam kommt:


Und hier die fertig bearbeitete Version:


Der Unterschied ist doch recht deutlich zu sehen!

Die Aufnahmedaten noch einmal:

102/1000 Refraktor, 2fach-Barlow-Linse
und TS-Fringe-Killer-Filter, ToUCam 740
1/100 Sekunde Belichtungszeit, Gewinregler ganz unten, Helligkeit mittel
300 Bilder als AVI aufgenommen, davon ca 150 aussortiert von Hand
Diese Bilder mit den oben beschriebenen Einstellungen durch Giotto gejagt und den Blaukanal nach C.A. resynthetisiert, anschließend noch etwas Helligkeit und Kontrast angehoben und eiin klein wenig nachgeschärft.
Ich hoffe damit ist einigen Anfönger geholfen auch brauchbare Ergebnisse mit der Webcam zu erreichen. Es macht wirklich Spaß und ist sooooo schwer nun auch wieder nicht.

Viel Spaß und CS

Ralf Weber