Addition von Bildern im Computer

Durch das Digitalisieren von Bildern und die Bearbeitung im Computer eroeffnen sich dem Astrophotographen eine Reihe von Moeglichkeiten deren Realisierung in der Dunkelkammer sehr grossen Aufwand erfordert. In veroeffentlichten Photos faellt der gesteigerte Kontrast und die Farbsaettigung auf. Diese Photos wurden durch das Uebereinanderbelichten mehrerer Negative auf ein Papierbild gewonnen. In der Dunkelkammer erfordert dieser Prozess grosse Aufmerksamkeit. Es gilt zu beachten
 
  • die einzelnen Bilder perfekt uebereinander zu bekommen
  • die einzelnen Belichtungszeiten genau zu ermitteln
  • die Sequenz der Belichtungen ohne Fehler durchzufuehren


    • Im Computer sind diese Schritte wesentlich einfacher durchzufuehren. Warum werden nun die Negative addiert ?
    Erstens moechte man schwach belichtete Negative abbilden, die sonst keine kontrastreichen Bilder in kraeftigen Farben erlauben wuerden.
    Zweitens wird das Filmkorn, oder generell das Signalrauschen verringert. Das Signal/Rausch Verhaeltnis steigt dabei mit der Quadratwurzel der Anzahl der Bilder.
    Drittens kann der Belichtungsspielraum vergroessert werden. Bereiche die bei langen Belichtungen ueberbelichtet sind koennen durch kurz belichtete Aufnahmen mit Detail aufgefuellt werden.

    In der folgenden Sequenz werden diese Ideen an einer Belichtungsreihe des Orionnebels getestet. Die Belichtungen von 1 min, 5 min und 60 min wurden von Film auf PhotoCD uebertragen und dann verarbeitet. Zur genauen Positionsanpassung werden mehrere gut ueber das Bild verteilte Sterne in alle Bilder identifiziert und ihre Koordinaten gemessen. Von diesen Koordinaten wird eine Transformationsmatrix bestimmt (Verschiebung, Drehung, Streckung). Mit den Matrixelementen koennen die Bilder dann praezise uebereinander gelegt und addiert werden.
    Die verwendetetn Bilder wurden vor der Addition jeweils auf den vollen Dynamikbereich gestreckt. Bei der Addition wurden die Bilder mit 25%, 25% und 50% gewichtet um den Haupteindruck vom langbelichteten Bild zu erhalten. Das addierte Bild wurde dann mit einem Gammawert von 1.7 Kontrastverstaerkt. Das Ergebnis zeigt die folgende Sequenz.
     
     

    Bild 1
    +
    Bild 2
    +
    Bild 3
    =
    Summe von 1, 2, 3

    Gamma =1.7

        

    Resultat der Addition                                                Bild 3 allain mit Gamma =1.7

    (Aufs Bild klicken zeigt 800x500 Pixel grosse Versionen der Bilder)

    Erstaunlicherweise faellt auf, dass die Beiden Bilder garnicht so verschieden sind. Nur wenige Details in den hellsten Nebelgebieten sind im linken Bild besser zu sehen. Warum? Die erstaunliche Antwort ist: Weil die Bearbeitung im Computer erfolgt ist. Die Prozesse, die in der Dunkelkammer nur durch das Uebereinanderlegen mehrerer Bilder erreicht werden koennen, aknn man im Computer bereits mit einem einzigen Negativ erreichen.

    Die Streckung von Kontrast und Farbsaettigug kann im Computer direkt erreicht werden.
    Die Verbesserung des Signal/Rausch Verhaeltnisses ist nicht wirklich bedeutsam. Bei zwei oder drei Bildern ist der Gewinn (Wurzelfunktion) nicht sehr gross (1.4 bzw. 1.7) und fuer das Auge, dass ja logarithmisch wahrnimmt kaum sichtbar.
    Die Ueberbelichtung trifft man bei Deepskyphotos wohl auch nur sehr selten an.

    Man kann also schliessen, dass die Ergebnisse, fuer die man in der Dunkelkammer mehrere Negative addieren musste im Computer bereits mit einem gut belichteten Negativ erreicht werden koennen.
     

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