Werkzeuge   das RAW Bild   Registrieren und Stacken   Vignettierung entfernen  Es Rauscht

Ein gelungenem Astrofoto hängt nicht nur von einer guten Aufnahmetechnik ab, sondern erfordert auch eine sehr aufwendige Nachbearbeitung am Computer. Es gibt kein Astrofoto, dass direkt aus der Kamera ohne elektronische Nachbearbeitung  optimal ist. 

1. Werkzeuge

Die Wahl der richtigen Software für die Nachbearbeitung von Astrobildern ist nicht leicht. Ich schildere hier nur die von mir verwendeten Werkzeuge und Methoden ohne auf die Vorteile diese oder jenes Programms näher einzugehen. Grundsätzlich ist die Auswahl an guten Grafikprogrammen für Amateurastronomen sehr groß und teilweise auch unübersichtlich.
Ich versuche in dieser Beschreibung mit im Internet frei verfügbaren und kostenlosen Programmen zu arbeiten.

Bei der Astrofotografie sollten man möglichst immer mit den RAW Bilddaten arbeiten. JPG Bilder sind für die weitere Bearbeitung ungeeignet, da nicht verlustfrei!

notwendige Software:
1. RAW Bild in TIFF Bild Wandeln: RawShooter 
2. Bilder Addieren, Mitteln, Dark- und Flat Fields abziehen: DeepSkyStacker
3. Bild optimieren und Farbanpassungen vornehmen: Gimp (leider nur 8 Bit Farben)
    alternativ, Adobe Photoshop für volle 16Bit. 
4. unebenen Hintergrund glätten: PixInsight
5. Entrauschen: Neatimage

2. das RAW Bild

Nach einer erfolgreichen Aufnahmenacht liegen die RAW Bilder auf der CF-Karte der Kamera. Um mit den Bildern weiter arbeiten zu können, müssen die Bilder in ein gängiges Format umgewandelt werden. Ich benutze für die weitere Bearbeitung ausschließlich das verlustfreie Bildformat TIFF. Der DeepSkyStacker kann zwar auch mit RAW Bildern umgehen, aber da man die Bilder vorher sowieso sichten und sortieren muss und man im RawShooter auch schon erste Bildkorrekturen vornehmen kann, benutze ich den RawShooter im ersten Schritt zur Umwandlung der RAW Bilder:

Oben sind die RAW Bilder als Vorschau zu sehen, hier wählen wir jetzt das zu bearbeiten und zu konvertierende Bild aus. Mit den Reglern auf der rechten Seite können erste Korrekturen des Bildes vorgenommen werden. Hier aber vorsichtig vorgehen und die Einstellungen nicht übersteuern!
Nachdem die Einstellungen an allen Einzelbildern vorgenommen wurden, müssen die Bilder markiert werden, über den Reiter "Batch convert" gelangt man in das Menu für die Konvertierungseinstellungen. Hier muss als File Format TIFF ausgewählt werden, Bit Tiefe 16Bit. Über "Naming an Output location" das Zielverzeichnis wählen und über den Button "Add" die Konvertierung starten.

In einem extra Ordner legen wir dann die Dunkelbilder ab. Dunkelbilder sind Bilder, die genau so lang belichtet wurden wie das Nutzbild, aber mit abgedecktem Objektiv belichtet wurden. Dunkelbilder sollten bei der gleichen Umgebungstemperatur, mit gleicher Belichtungszeit und in gleicher Anzahl wie die Nutzbilder gemacht werden. Wozu das ganze gut ist, wird im nächsten Kapitel erklärt.

Das Rohbild sieht dann in etwa so aus:

2. Registrieren und Stacken

Das Ziel der elektronischen Nachbearbeitung von Astrofotos ist es ein Maximum an Informationen aus den Bilder zu holen. Als Störfaktor kommt uns hier neben vermeidlichen Fehlern wie schlechtes Einnorden der Montierung und daraus resultierende Bildfelddrehung, mangelhafte Nachführung und Schmutzige Aufnahmeoptiken auch die unvermeidlichen hinzu. Dazu zählen die für viele kaum zu umgehende Himmelsaufhellung. Unvermeidlich sind auch Rauschen des Kamerachips und Quantisierungsrauschen (Fehler bei der Digitalisierung von Analogwerten). Weiter Ärgernisse bei lang belichteten Aufnahmen sind sog. HotPixel. Hotpixel sind  Fehlerhafte Bildpixel auf dem Aufnahmechip, die gerade bei langen Belichtungszeiten immer mehr zu Tage treten. Das Verstärkerglühen der Kamera ist häufig ein weiter Störfaktor, den es zu beseitigen gilt.

Alle oben aufgeführten Störungen werden nun im nächsten Schritt weitgehend beseitigt. Zuerst laden wir die konvertierten TIFF Bilder in den DeepSkyStacker über "Open picture files":

Dann müssen die Dunkelbilder über "dark files" geladen werde. Wie Dunkelbilder erstellt werden hatte ich weiter oben ja schon erläutert, aber was nutzen die uns?
Hotpixel und das Verstärkerglühen sind Fehler die unabhängig davon ob ein Bild eine Information enthält oder nicht, immer vorhanden sind. Das bedeutet, wenn wir nun ein Bild ohne Bildinformation, also ein Dunkelbild, von einem Nutzbild abziehen, müssten die Nutzdaten übrigbleiben. Und genau das machen die Dunkelbilder, wir endledigen uns dadurch zweier Störenfriede...
Die zu verarbeitenden Bilder müssen jetzt ausgewählt werden (kleines Häkchen im Auswahlkästchen vor dem Bild) 

Nun können wir die Bilder Registrieren und Stacken. Dabei werden die Einzelbilder entzerrt und gedreht, bis sie exakt aufeinander passen. Hier wird also die Bildfelddrehung rausgerechnet. Nach der Registrierung werden die Bilder automatisch addiert und das Dunkelbild abgezogen. Der Befehl "Register checked pictures" startet den Registrierungsvorgang. 

Das Resultat ist dann ein Bild, das durch die Addition, die Summe aller Bildinhalte enthält. Das Rauschen ist in den Einzelbildern zufällig verteilt und wird die Bildinformation weniger überlagern. Der Signal zur Rausch abstand wird durch die Addition vieler Einzelbilder erhöht. 

Das Bild sieht als Ergebnis erst mal recht unspektakulär aus:

Aber durch das Bearbeiten der Regler und damit der Kurve unter dem Reiter "Luminace" kann die Helligkeitsverteilung im Bild optimiert und angepasst werden:

Das Summenbild können wir nun abspeichern und den DeepSkyStacker schließen.

3. Der Feinschliff

Das Summenbild wird nun in das Grafikprogramm Gimp geladen. Über den Menupunkt Farben->Kurven können wir nun die Farbkurve so einstellen, dass das Bild ein Maximum an Informationen zeigt, aber nicht zu übersteuert wirkt. Wie überall bei der Bildbearbeitung muss man immer ein wenig mit dem Werten spielen um die besten Einstellungen zu finden.

Nun muss der Wert für den Hintergrund, also den dunkelsten Bildpunkt, und der Wert für den hellsten Bildpunkt bestimmt werden. Dazu öffnen wir den Menupunkt Farben->Werte und wählen die Schwarzwertpipette:

Mit der Pipette dann auf dem Bildhintergrund den dunkelsten Bildpunkt suchen. Mit dem Schieberegler "Zielwerte" dann einen Wert etwas über Schwarz wählen, die Bilder wirken so natürlicher und schwache Details kommen besser zur Wirkung. Dann die Pipette Weißpunkt auswählen und auf den Hellsten Punkt im Bild klicken, in der Regel nimmt man hier einen Stern.

Nun stellen wir die Farben des Bildes optimal ein. Dazu öffnen wir das Menu Farben->Farbabgleich.
Hier gilt wieder einfach an den Reglern drehen, bis das Bild optimal ist:

Das Bild sieht zwar schon ganz ansprechend aus aber zwei Sachen stören jetzt noch. Zum einen Ist der Hintergrund ungleichmäßig. Der ungleichmäßige Hintergrund wird durch Vignettierung, also Abschattung der Aufnahmeoptik verursacht. Weiterhin stört das Farbrauschen etwas den Gesamteindruck. Als erstes rücken wir dem ungleichmäßigem Hintergrund auf den Leib:

4. Vignettierung entfernen

Nach dem Abspeichern des Bildes in gimp öffnen wir das Bild im Programm PixInsight. Hier öffnen wir das "Dynamic Background Etraction" Fenster über "[ALT] B" und markieren die Mitte des Bildes:

Unter dem Reiter "Global" geben wir als Default sample radius den Wert 15 ein und unter Auto intervals (horizontal) den Wert 30. Mit dem Wert unter "Tolerace" müssen wir wieder spielen. Das Bild unter dem Reiter "Current Sample" zeigt uns ob das Programm die Sterne vom Hintergrund extrahiert. dazu klickt auf eines der Kästchen im Bild und zieht es über einen Stern. der Stern sollte schwarz erscheinen der Hintergrund weiß:

Den Wert "Tolerance" solange ändern bis die Sterne zuverlässig von Hintergrund getrennt werden.
Die Kästchen, die auf den Vordergrundobjekten liegen müssen durch anklicken und anschließendes drücken auf die Entfernen-Taste gelöscht werden. Die Kästchen sollen wenn möglich nur auf dem Hintergrund liegen:

Nun auf den Button "Generate" am unteren Fensterrand drücken und ein Abbild des Hintergrundes wird generiert:

Nun muss der Hintergrund abgezogen werden. Dazu öffnen wir im Menu "Process->Gemeral->Pixel Math". Dort den Button "new" drücken, als Operator "SUB : substract" wählen. Als Operand wählen wir unseren künstlich erzeugten Hintergrund (Image01_background). Dann noch den Radiobutton "Create new image" auswählen und "Apply" drücken. In dem nun folgenden Fenster das Bild auswählen, von welchem der Hintergrund abgezogen werden soll.

Das Ergebnis speichern wir wieder als TIFF-Bild mit 8Bit Farbtiefe ab:

5. Es rauscht...

Das Bild ist nun fast fertig, nur was wir am Meer so lieben stört unser Bild jetzt etwas: Rauschen. Wir öffnen nun das Programm NeatImage und in ihm das soeben gespeicherte Bild.
Nun wählen wir den Reiter "Device Noise Profile" aus und ziehen im Bild einen kleinen Rahmen auf eine Stelle wo möglichst viel Rauschen und keine Sterne zu finden sind. Mit der Lupe kann das Bild vergrößert werden.

Nun auf den Button "Auto profile" klicken und NeatImage erstellt ein Rauschprofile unseres Bildes. Unter dem Reiter "Noise Filter Settings" können Einstellungen, die vom Programm automatisch erstellt worden sind,  verändert werden. Meist ist dies aber nicht notwendig. 
Wir gehen jetzt gleich auf "output Image" und drücken dort auf den Button "Apply". 

Hier das Endergebnis unserer elektronischen Nachbearbeitung:

Und als Vergleich dazu noch mal das Rohbild: