Astrofotografie :: Quantisierung

 
Das digitale Abspeichern von Bildinformationen setzt die Umwandlung (=Quantisierung) von beliebig vielen Helligkeitswerten in einzelne Zahlenwerte voraus.

Quantisierung

Beschränken wir uns bei der Betrachtung der Quantisierung der Einfachheit halber mal auf das Erfassen eines einzigen Bildpunkts. Dieser sollte möglichst "echt" aussehen, das heißt, sich in Helligkeit und Farbe möglichst wenig von dem entsprechenden winzigen Bildausschnitt unterscheiden.

Die Bildaufnahme
Zur Bildaufnahme stehen für jeden Bildpunkt jeweils drei winzige Sensoren zur Verfügung, einer für Rot, einer für Grün und einer für Blau. Jeder Sensor gibt eine zur einfallenden Lichtmenge proportionale Ladung ab, die ziemlich genau gemessen, sprich, in einen dazu proportionalen Spannungswert umgesetzt werden kann. Doch so kann man das noch nicht abspeichern.
Das Digitalisieren (=Quantisieren)
Also muß dieser Spannungswert in eine Binärzahl umgewandelt werden. Dies besorgt ein sogenannter ADC (Analog Digital Convertor), der aber in handelsüblichen Kameras in der Regel nur von 0 bis 255 "zählen" kann. Die unendlich vielen feinen Schattierungen des natürlichen Lichts werden also grob in 256 unterscheidbare Helligkeitsstufen gerastert, die sich mal mehr, mal weniger vom Original unterscheiden. Nun sind wir endlich in der digitalen Welt angekommen, doch der Preis den wir dafür zahlen, ist das so genannte Quantisierungsrauschen, das wir uns gerade erzeugt haben.
8 Bit
Der Mars ist mit einer Auflösung von 8 Bit (= 256 diskrete Helligkeitswerte) pro Farbkanal noch recht ordentlich darstellbar. Denn sein Kontrastbereich ist nicht so furchtbar groß wie etwa der einer lichtschwachen Galaxie mit hellen Vordergrundsternen.
4 Bit
Bei 4 Bit sieht das Ergebnis wahrhaft grauselig aus! Zu grobe Helligkeitsstufen lassen das Bild bis zur Unkenntlichkeit verstümmeln.
 
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