Raw-Format - Farbinterpolation
Die Bildqualität einer astronomischen Aufnahme, die mit einer Farbkamera gemacht wurde, kann durch das Verwenden des Raw-Formats, soweit verfügbar, erheblich gesteigert werden. Zum einen ist die Bitbreite und damit die Feinheit der Helligkeitsabstufungen beträchtlich höher, und zum anderen kann die Bildqualität durch die Wahl der geeigneten Farbinterpolation nochmals beträchtlich gesteigert werden.
• Dialog zur Farbinterpolation
Die Einstellungen in dem folgenden Dialog werden auf ein Schwarz-Weißbild angewendet, dessen Pixel von einem Farbchip stammen, ein Bild im sogenannten ´Raw-Format´. Die vielfältigen Einstellmöglichkeiten machen es möglich, aus praktisch jedem beliebigen ´Farbchip-Raw´ mit einer geeigneten Farbinterpolation ein optimales Farbbild zu erstellen.
Aus diesem Popup-Menü können unterschiedliche Algorithmen zur Farbinterpolation gewählt werden. In den meisten Fällen wird man eine geeignete Methode finden, aus der sich die bestmögliche Qualität für das Farbbild ergibt.
Lineare
Interpolation:
Die einzige Methode, die man auch für ´nicht Bayer´
Sensoren einsetzen kann.
Bayer Pattern, V.N.G. Color
Correction:
Besonders geeignet für sehr scharfe Aufnahmen, auf denen
die Sterne kaum über mehrere Pixel verschmiert sind (geringes oder kein
Oversampling).
Bayer, schnelle Vorschau, halbe
Größe:
Optimal für Schmalbandaufnahmen, da hier nicht im
eigentlichen Sinne interpoliert wird. Mehr dazu im nächsten
Absatz.
Bayer, modified Kimmel:
Besonders geeignet für sehr
extrem scharfe Aufnahmen, auf denen die Sterne nicht über mehrere Pixel
verschmiert sind (kein Oversampling). Beste Methode dafür.
Bayer,
astro:
Beste Methode für die meisten Astrofotografien mit
DSLR-Kameras und Oversampling (Sterne über mehrere Pixel verteilt, große
Brennweite oder schlechtes Seeing). Vorteil dieser Methode sind die
satteren Sternfarben, die bei V.N.G. und mod. Kimmel immer etwas
abgeschwächt werden. ´Astro´ kommt dafür aber nicht so gut mit extrem
scharfen Aufnahmen zurecht.
Hier kann die passende Farbmatrix ausgewählt werden. Meist wird es eine RGGB-Matrix sein.
Mit welcher Farbe die Farbmatrix beginnt, kann je nach Farbchip durchaus unterschiedlich sein. Mit dieser Schaltfläche kann man sich pixelweise horizontal durch die Farbmatrix durchklicken.
Mit welcher Farbe die Farbmatrix beginnt, kann je nach Farbchip durchaus unterschiedlich sein. Mit dieser Schaltfläche kann man sich pixelweise vertikal durch die Farbmatrix durchklicken.
Anpassung an sehr exotische Farbchips, wird in der Regel nicht benötigt.
Komfortfunktion! Die für einen bestimmten Farbchip einmal optimierten und abgespeicherten Einstellungen kann man sich mit einem Klick wieder laden.
Komfortfunktion! Wenn die optimalen Einstellungen für einen bestimmten Farbchip gefunden wurden, dann kann das als sogenanntes ´Schema´ abgespeichert werden. Man muß das Rad ja nicht zweimal erfinden ;=} Sehr wichtig, wenn die Einstellungen in der Stapelverarbeitung verwendet werden sollen.
Der pixFilter ist dann nötig, wenn die beiden grünen Pixel eines gedachten ´Superpixels´ (RGGB) etwas unterschiedlich sind. Dann würden sich zB im Himmel pixelige Strukturen zeigen.
Zum Ausgleich der unterschiedlichen spektralen Empfindlichkeit des betreffenden Farbchips, sozusagen der ´Weißabgleich´.
Bias (´Grundhelligkeit´) berücksichtigen. Ein Wert von 100 würde beispielsweise vom Raw abgezogen werden, bevor irgendwelche Operationen darauf angewendet werden. Sinnvoll, wenn ein Farbabgleich vorgenommen werden soll.
Die Einstellungen für Bias, und ´Weißabgleich´ werden auf das Raw angewendet. Diese Veränderungen müssen zur Sicherheit vorher noch in der Warnbox bestätigt werden, die sofort eingeblendet wird.
Diese Funktion bezieht sich auf
überbelichtete Stellen, bei denen man aus den anderen Farben, die womöglich
noch nicht überbelichtet sind, die ´wahreren´ höheren Werte noch berechnet
werden.
Beispiel: Wenn ein grüner Kometenkern innen überbelichtet
ist, kann so oftmals noch ein natürlicher Eindruck berechnet werden.
Manchmal tauchen bei weniger gut korrigierten Optiken gewisse Farbverschiebungen abseits der Bildmitte auf. Diese Farbverschiebungen äußern sich als von der Bildmitte wegzeigende Farbränder (meist ist es das Blau), deren Stärke mit zunehmendem Abstand zur Bildmitte zunimmt. Mit dieser Option kann man diesen als ´chromatische Abberation´ bezeichneten Bildfehler weitgehend kompensieren.
Aus den getätigten Einstellungen wird das Farbbild gerneriert und in einem weiteren Fenster angezeigt.
Dialog zur Farbinterpolation schließen, eigentlich selbsterklärend...
• Methoden
Die Wirkung der einzelnen Methoden zur Farbinterpolation sollen im folgenden nochmals genauer untersucht werden. Dazu wurde das Raw eines Dunkelbilds verwendet, das aus der Kamera EOS 400 D von Canon stammt.
Linear
Satte Farben aber dafür etwas unscharf, es ist aber die einzige Methode, die man auch für ´nicht Bayer´ Sensoren einsetzen kann. Für Bayer Sensoren sind die anderen Methoden stets besser geeignet. Bei Motiven irdischen Ursprungs gilt das sogar in besonderm Maße, da sie oft schlimmere Kontraste und Muster aufweisen.
V.N.G. Color Correction
Sehr scharf, farblich ein wenig blaß wirkend, was aber durch nachträgliches Erhöhen der Farbsättigung ausgeglichen werden kann - in gewissen Grenzen natürlich.
Mod. Kimmel
Noch etwas schärfer, aber farblich ebenfalls etwas ´schmalbrüstig´.
Astro
Etwas weicher und sehr gute Farben.
• Schmalbandaufnahmen
Hier werden je nach gefilteter Spektrallinie nur rote (SII, NII, Hα), grüne (OIII) oder blaue (Hß, HeII) Pixel belichtet, die übrigen tragen nur zur Erhöhung des Rauschens bei. Eine Farbinterpolation sollte hier deshalb nicht gemacht werden, statt dessen nur ein ´Herauspicken´ der gewünschten Pixel. Naturgemäß wird das resultierende Bild nur 25% der maximal möglichen Pixel haben, dafür aber maximal scharf und rauscharm sein. Folgender Versuch dazu um die korrekte Funktionsweise zu überprüfen:
Es wurde ein künstliches Raw angefertigt, bei dem nur jeweils ein rotes, grünes und blaues Pixel ´belichtet´ wurde. Weiter unten wurden nochmal gezielt zwei grüne Pixel ´belichtet´. Die leichte ´Rauschuntermalung´ soll für einen realitätsnahen Eindruck sorgen. Nun schicken wir das Raw durch die Farb´interpolation´ nach der Methode ´Bayer, schnelle Vorschau, halbe Größe´ ...
... und wir sehen, daß diese Methode genau das tut was sie auch tun sollte: Ein einzelnes grünes Pixel mit halber Helligkeit und jeweils ein rotes und blaues Pixel mit voller Helligkeit. Drunter dann noch ein grünes Pixel mit voller Helligkeit.
• Fazit:
Die Optionen zur Farbinterpolation lassen in Fitswork keine Wünsche mehr offen, denn es läßt sich aus jedem ´Raw´ ein für die jeweilige Aufnahmesitiuation optimale Farbinterpolation finden. Ein weiteres gutes Argument, bei Astroaufnahmen mit einer DSLR-Kamera stets mit Bildern im Raw-Format zu arbeiten. Mehr kann man aus einer solchen Kamera dann nicht mehr herausholen.
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