Die Bearbeitung von Sonnenaufnahmen...

...ist oftmals gar nicht so einfach. Das liegt mitunter nicht nur an der Person, die den Auslöser drückt. Sehr oft vereitelt schlechtes Seeing gute Aufnahmen. Hatte man aber das Glück, ein sauberes Rohbild zu bekommen, sollte dieses natürlich auch optimal bearbeitet werden. Das Rohbild kann allerdings auch ein "Summenbild" sein, hier vor allem in Bezug auf Aufnahmen mit einer Webcam oder ähnlichem (z.B. ATIK).

Optimal soll bedeuten: maximale Detailauflösung, ohne das Bild mit Artefakten zu verschandeln.

Ein natürlicher, echter Bildeindruck ist (mir) sehr wichtig. Besonders bei Sonnenaufnahmen wird die Bearbeitung leider oft übertrieben. Oftmals zeigen Sonnenflecken nach der Bearbeitung Strukturen, die entweder real nicht vorhanden waren, oder nicht in der Form wie abgebildet. Ein Zeichen für übermäßigen Tatendrang bei der der Bearbeitung.

Oft wird Adobe Photoshop zur Bearbeitung verwendet, bzw. ein ähnliches Programm. Stacking-Progamme wie Giotto oder Registax bieten ähnliche Schärfungsfunktionen. Die Funktion der "unscharfen Maske" (im Weiteren USM) ist ein mächtiges Werkzeug.
Aber wie das mit Macht eben so ist, sie wird gern missbraucht...

Hier ein Beispiel:

Dieses Bild zeigt einen verkleinerten Screenshot von Photoshop mit dem Rohbild einer Sonnenfleckenaufnahme (oben links "Kopie 2"), einer mit USM bereits total überbearbeiteten Version (oben rechts "Kopie 3") und dem fertigen, "herzeigbaren" Endergebnis einer humanen Bearbeitung (unten links "Kopie 4"). Die Strukturen in "Kopie 3" sind bereits deutlich übertrieben, und wirken nicht nur unecht, sondern sind es auch! Die körnige Struktur zeigt nicht die Granulation, sondern nur eine Mischung aus Granulation und Kamerarauschen, die gnadenlos übertrieben unscharf maskiert wurde. "Kopie 4" zeigt eine gemottelte Struktur, und löst die Granulation annähernd auf, genauso wie die Filamente in der Penumbra. Dabei kam nur eine Korrektur des Tonwertes und die USM wie abgebildet zum Einsatz.

Nun ist natürlich das eigene Empfinden für die Bearbeitung entscheidend, und die Begriffe "human" und "überbearbeitet" werden von jedem anders ausgelegt. Allerdings sollte darauf geachtet werden, daß die Aufnahme "echt" bleibt. Strukturen, die ein Sonnenfleck nicht hatte, machen auf einem Bild keinen Sinn. Darum ist es wichtig, die USM als Hilfsmittel und nicht als Folterwerkzeug zu sehen. ;)

Es macht oft mehr Sinn, einen leichten Filter zu wiederholen, als einmal (zu) grob zu filtern.
Egal, ob es sich um die USM oder einen Gaussfilter handelt.

Was im Weißlicht Sinn macht, ist für H-Alpha auch nicht dumm:

Am Beispiel dieser Protuberanz wird das oben gezeigte "Problem" vielleicht noch deutlicher. Die Anordnung der Bilder ist wie oben. Da in H-Alpha der Kontrastumfang ganz anders ist, als im Weißlich, muß noch vorsichtiger vorgegangen werden. Das Rohbild dieser Aufnahme entstand aus einem AVI mit 1200 Frames und wurde mit Giotto bei 10% Verwendungsrate erstellt. Die weitere Bearbeitung war hier schnell erledigt, da Protuberanzen äußerst sensibel auf Bearbeitung reagieren. Das bedeutet allerdings auch, daß Fleckenaufnahmen im Idealfall auch nicht stärker bearbeitet werden sollten.

Bei Aufnahmen der H-Alpha-Sonnenoberfläche sehen "brauchbares Endergebnis" und "unscharfmaskierter Gewaltakt" so aus:

Auch hier wurde wieder ein AVI in Giotto gemittelt. Die Bearbeitung des Rohbildes fand dann in Photoshop statt. Entscheidend für die Art und mögliche Stärke der Bearbeitung ist auch die Stärke des Rauschens im Rohbild. Je glatter ein Rohbild ist, desto mehr ist möglich. Daher hat das Stacking (Mitteln) von mehreren Aufnahmen einen gewaltigen Vorteil. Ob das nun mit Giotto, Registax oder einer anderen entsprechenden Software geschieht, ist im Grunde egal. In Kombination mit einer Webcam o.ä. - in diesem Fall der ToUcam pro - ist die Aufnahme relativ leicht.

 

Übersichts-Ha-Aufnahmen mit einer Digicam am Solarmax40

Digitale H-Alpha Fotografie (mit DSLR oder Kompaktkameras) klingt einfacher als sie ist. Das Hauptproblem stellen aber die Kameras dar!
Die Empfindlicheit der Chips und auch die Abbildungsleistung an sich werden durch "schlechte" IR-Sperrfilter
stark beeinträchtigt.

Daher muß man sich bei den meisten Kameras eines Tricks bedienen:
Es wird absichtlich "überbelichtet", und zwar so, daß der blaue und grüne Farbkanal auch belichtet werden.
Man erhällt dann eine orange bis gelbe Sonnenscheibe. Für die Protuberanzen macht man am besten eine
Extraaufnahme, mit entsprechender Belichtungszeit.

In meinem Fall, mit einem double stacked SM40 und Nikon Coolpix 995 gilt:
1/4s @ ISO400 für Oberfläche
1/8s @ISO100 für Protuberanzen

Diese Werte sind aber bei jeder Filterkombination unterschiedlich!
Die Blockfilter unterscheiden sich z.T. dramatisch in ihrer Transmission.

Wichtig dabei ist, daß man die volle Auflösung der Kamera nutzt. Da die meisten Kameras auch mit
Rauschunterdrückung immer ein rauschiges Ha-Bild abliefern, kann man dadurch mit einem leichten
Gaussfilter (1 Pixel Radius) und abschließender Skalierung das Bild erheblich glätten.

Um bei der Bearbeitung möglichst viele Details herauszuarbeiten, hilft:
- Tonwertkorrektur
- unscharfe Maske (USM)
Beides sollt mit Bedacht eingesetzt werden - übertrieben hat man schnell und das Ergebnis sieht
dann zum einen meist grausig aus, und zeigt zum anderen keine echten Details mehr.
Richtwerte für USM: 200% / 2,5 Pixel Radius / 0 Schwellenwert (rauscharmes Bild vorausgesetzt).

Möchte man allerdings ein wenig ins Detail gehen, muß man auch mehr Brennweite auflegen...

 

Lange Brennweiten & hohe Auflösung mit Webcam o.ä.(Ha)

Während Übersichtsaufnahmen auch mit kleinen Öffnungen (z.B. 40mm) gelingen können, verlangen echte Detailaufnahmen nach deutlich mehr Öffnung. Auch wenn man beispielsweise mit 1000mm Brw. bei 40mm Öffnung recht ansehnliche Übersichtsaufnahmen von Protuberanzenherden, Filamenten oder aktiven Regionen erhält, beginnt die wirkliche Detailfotografie meiner Meinung nach bei etwa 1800-2000mm Brennweite und einer entsprechenden Öffnung. Öffnungen von 60mm zeigen bereits eine Vielzahl von Einzelheiten und mit geeigneter Kamera und bei entsprechender Brw. lassen sich bereits detailreiche Ergebnisse erziehlen. Richtig spannend wird die Angelegenheit wie bei den meisten astronomischen Objekten allerdings bei 100mm Öffnung. Kombiniert mit ordentlich Brennweite (>3000mm) entstehen dann bei passendem Seeing Aufnahmen, wie sie noch vor wenigen Jahren nur von Sonnenobservatorien erwartet wurden. Das fatale an solch hohen Abbildungsmaßstäben ist allerdings die Dynamik der Sonnenoberfläche. Bereits nach 20 Sekunden können bei sich schnell bewegenden Filamenten und Protuberanzen, und besonders bei Flares, die Veränderungen am Objekt Verschmierungen beim Stacken der Videosequenz verursachen. Bei 100mm Öffnung ist daher eine maximale Aufnahmedauer von 15-20sek. sinnvoll, wenn entsprechend aktive Objekte aufgenommen werden sollen. Bei noch größerer Öffnung würde sogar eine Begrenzung auf 10sek. Sinn machen.

Ein Punkt soll hier auch gleich noch klargestellt werden: es sind bei der Fotografie per Webcam o.ä. keine extrem engen Bandbreiten (<0.5Å) notwendig. Zur Kontrastanpassung verfügen die meisten Kameras über durchaus brauchbare Einstellmöglichkeiten. Im weiteren Verlauf wird das Rohbild sowieso weiterbearbeitet und kann dabei angepaßt werden. Das ergibt zugleich den Vorteil, kürzere Belichtungszeiten anwenden zu können, und somit die mögliche Auflösung ggf. nochmals zu steigern.

 

Lange Brennweiten & hohe Auflösung mit Webcam o.ä.(Weißlicht)

Hier gilt grundsätzlich das selbe wie bei Ha: genügend Öffnung und Brennweite (und passendes Seeing) bringen die Details, und nicht die Bildmanipulation. Die Gefahr der Verschmierung durch schnelle Veränderungen am Objekt ist im Weißlicht allerdings geringer. Eine hochaufgelöste Aufnahme von Fleckendetails oder der Granulation verträgt in aller Regel locker 2 Minuten. Um sicher zu gehen sollte man sich über 4000mm Brw. auf 1 Minute beschränken. Bei 15fps sind das dann 900 Einzelbilder. Das sollte es bei annähernd jedem Seeing ermöglichen, ein rauscharmes und gut aufgelöstes Summenbild zu erhalten.


Lange Brennweiten & hohe Auflösung II
Webcam adé...

Von seiten der Kameratechnik hat sich einiges getan, und Webcams und deren Mods sind nicht mehr die erste Wahl für "farbfreie" Aufnahmen. Monochrome Kameras wie z.B. die DMK-Modelle von TheImagingSource haben erhebliche Vorteile - höhere Empfindlichkeit, bessere Auflösung und deutlich bessere Elektronik erzeugen sehr geringes Rauschen, schnellere Frameraten und bringen so mit wesentlich besserer Softwareein deutlich besseres Rohmaterial in den Videos. Dies gilt für alle oben bereits genannten Aufnahmebereiche!

 

Aufnahmen in CaK & CaH

In der Aufahmetechnik grundsätzlich sehr ähnlich dem Weißlicht, aber in gewisser Hinsicht auch Ha. Der Kontrastumfang von ungestörter Oberfläche über die hellen Plaque-Regionen hin zu Sonnenflecken ist enorm. Die Veränderungen in den Details (besonders der Granulation) geht sehr schnell von statten, ähnlich Ha.

 

Soviel mal für den Anfang. Keine Sorge, es wird noch mehr... ;)

© Andreas Murner