Das Raw-Format

Viele Astrofotografen setzen Kameras mit Farbchip für ihre Astrofotografien ein. Sie nehmen zwar die etwa um den Faktor 3 verringerte Empfindlichkeit solcher Chips in Kauf, haben dafür aber gleich ein Farbbild zur Verfügung, was den Aufwand bei Aufnahme und Nachbearbeitung erheblich verringert. Bei der Betrachtung ist es unerheblich, ob dabei eine Astrokamera mit Farb-CCD-Chip verwendet wird oder die sehr verbreiteten DSLR. Geeignete Kameras lassen in beiden Fällen das Abspeichern der Bilder im sogenannten ´Raw-Format´ zu.

• Die Bayermaske

Grundsätzlich kann eine Digitalkamera nur Schwarz-Weiß-Bilder aufnehmen. Um eine farbige Darstellung zu ermöglichen sind bei handelsüblichen Farbchips sogenannte Mikrofilter in drei unterschiedlichen Farben vor jedem Pixel angebracht. Die Anordnung wird dem natürlichen Sehvermögen näherungsweise gerecht, so befinden sich vor einem Quadrat aus jeweils 2 × 2 Pixeln ein roter, zwei grüne und ein blauer Farbfilter. Diese Anordnung aus den 4 ´Farbpixeln´ wiederholt sich regelmäßig auf dem gesamten Kamerachip und bildet die sogenannte Bayermaske, wie links abgebildet.
 

• Die Farbinterpolation

Aus den Helligkeitswerten der Pixel mit rotem, grünem und blauem Farbfilter wird mit einem geeigneten Verfahren ein Farbbild berechnet, das ist die sogenannte Farbinterpolation. Sie bringt zwar ein schönes Farbbild, aber die Schärfe leidet darunter. Und das Auflösungsvermögen halbiert sich horizontal und vertikal, so daß der ´werbewuchtige´ 12-Megapixel-Farbchip eigentlich nur 3 Megapixel ´echte´ Informationen liefern kann, der Rest ist interpoliert. Diese Farbinterpolation geschieht bei handelsüblichen Digitalkameras intern, wobei weitere Maßnahmen zur ´Bildverbesserung´ wie Schärfung und Kontrastverstärkung durchgeführt werden, bevor der Fotograf an das Bild herankommt. Er steht sozusagen vor vollendeten Tatsachen. Was für die Fotografie irdischer Motive ja auch ganz in Ordnung ist, sorgt bei der Astrofotografie für einige Probleme.

• Das Raw-Format

Und weil wir Astrofotografen es nicht übermäßig lieben, vor vollendete Tatsachen gestellt zu werden, hat sich das sogenannte Raw-Format eingebürgert. Bei Astrokameras ist dieses Format Standard, aber auch bei einigen guten DSLR-Kameras lassen sich aus guten Gründen die Bilder auch in diesem Format abspeichern, meist sogar mit erhöhter Helligkeitsabstufung von 10 oder sogar 12 Bit statt der sonst üblichen 8 Bit. Gemeinsam ist allen Raw-Formaten die Tatsache, daß es sich stets um Schwarz-Weiß-Bilder handelt, von denen man aber genau weiß, welches Pixel durch welchen Farbfilter belichtet wurde.

• Schmalbandaufnahmen mit der Farbkamera?

Selbstverständlich berherrscht auch Fitswork die hohe Kunst der Farbinterpolation mit etlichen, recht unterschiedlichen Algorithmen dazu. Die vielfach geäußerte Meinung, man könne mit einer Farbkamera keine erstklassigen Schmalbandaufnahmen einer einzigen Spektrallinie machen, hat nur dann einen gewissen Wahrheitsgehalt, wenn man eine dazu ungeeignete Farbinterpolation wählt. Streng genommen darf bei Schmalbandaufnahmen überhaupt nicht interpoliert werden, da sonst das Rauschen der benachbarten, unbelichteten Pixel mit in die Aufnahme eingebracht wird, wodurch das Signal-Rauschverhältnis signifikant verschlechtert wird. Beste Methode hier: ´Nimm nur die belichteten Pixel und bau daraus eine Aufnahme mit halber Auflösung´. Zwar wird hier auf 75% (Rot und Blau) bzw. 50% (Grün) der verfügbaren Sensorfläche verzichtet, entsprechend viele Photonen bleiben also ungenutzt. Aber das ist dann noch das kleinere Übel. Auch diese ´Interpolations´art beherrscht Fitswork. Mehr dazu im folgenden Beitrag.