Wie man Bilder von Komet C/2020 F3 NEOWISE bearbeitet (und überhaupt Astrofotos)

Nachdem wir jetzt alle Bilder im Kasten haben, geht es an das Bearbeiten. Denn man kann aus mäßigen Bildern einiges herausholen und auch die besten Astrofotos werden so gut wie immer nachbearbeitet. Astrofotografie ist weniger reine Dokumentation als vielmehr Kunst.

2. Bildverarbeitung

Wenn man länger belichtet hat, ist der Himmel meist unschön aufgehellt und das in hässlichen Orange- oder Grüntönen. Zum Beispiel wie dieses hier:

C/2020 F3 (NEOWISE) am 13.07.2020.  Stack aus 22 Bildern zu 30s, ISO 1600, 120 mm, Blende 5, nachgeführt. Pentax K-S2. 16 Darks, 3 Flats, keine Bias-Frames. Median-Kappa-Sigma Stacking, Kappa=2. Bild: Autor.

Das Bild ist gestackt, das Stacken behandeln wir im Anschluss. Wer nicht stackt, fängt mit den folgenden Schritten an, wer stackt, tut dies zuerst und fährt dann hier fort.

Wie bekommen wir den Himmel dunkel? Dazu braucht man ein Bildverarbeitungsprogramm auf dem PC. Ich selbst arbeite mit Photoshop, viele Astrofotografen verwenden spezielle, meist kostenpflichtige Programme für die Astrofotografie. Für unseren Schnupperkurs reicht ein kostenloses Programm.

Ich nehme hier mal das unter freier Gnu-Lizenz für Windows, Mac und Linux verfügbare GIMP (Gnu Image Manipulation Program) als Referenz. Photoshop funktioniert ähnlich, hat aber noch ein paar Kniffe (Filter) mehr drauf und war früher bei manchen Digitalkameras in abgespeckter Version (nur 8-Bit-Modus) mit dabei. Bei vielen Kameras wird heute ein Bildverarbeitungsprogramm mitgeliefert (bei meiner Pentax die “Pentax Digital Camera Utility”). Der Vorteil von GIMP und Photoshop ist, dass sie Bildebenen verarbeiten können, die wir weiter unten bei der Gradientenreduzierung brauchen. Alles andere geht auch mit einfacheren Programmen.

Die GIMP-Hilfe muss man separat installieren, bei mir ging der Link zur Online-Version nicht (in den Einstellungen “Hilfesystem” auf “die lokale installierte Kopie verwenden” umstellen). Um RAW-Format-Bilder zu öffnen installiert man sich zusätzlich RAWTherapee. RAWTherapee wird automatisch in GIMP integriert, wenn man GIMP danach neu startet und ein RAW-Bild zu laden versucht, indem man es in das GIMP-Fenster zieht. Man kann dann einfach das RAWTherapee-Fenster wieder schließen und das Bild öffnet in GIMP. Wenn man ein anderes Bildverarbeitungsprogramm als GIMP verwendet, kann man mit dem Speichern-Knopf ganz unten (im Bild rot markiert) das Bild als TIFF speichern (nicht JPEG, das wäre ein großer Qualitätsverlust – tun wir erst ganz zum Schluss).

In GIMP empfiehlt es sich, unter “Fenster→andockbare Dialoge” mindestens

• den Werkzeugkasten,
• das Journal,
• die Ebenen und
• die Werkzeugeinstellungen

im Hauptfernster anzudocken, um sie schnell zu erreichen. Der Werkzeugkasten enthält unsere Bearbeitungswerkezuge. Das Journal zeigt die letzten Aktionen, die man gemacht hat, eine Art mehrstufiges “Rückgängig machen”. Man kann so durch Anklicken eines früheren Journalbildes eine Reihe von Änderungen ungeschehen machen und es noch einmal versuchen. Die Ebenen brauchen wir später beim Gradienten abziehen. Und die Werkzeugeinstellungen dienen dazu, die angewendeten Effekte zu steuern.

Histogramm stretchen

Weiter in GIMP: Der erste Schritt der Verarbeitung dient dazu, dem interessanten Teil des Bildes den vollen Kontrast zu geben und alles Uninteressante auszublenden – dies nennt man das Histogramm stretchen. Den größten Teil des Hintergrunds eliminiert man mit der Tonwertkorrektur, die bei GIMP “Farbwerte anpassen” heißt. Man findet sie im Menü “Farben” unter “Werte…“. Das Histogramm zeigt, wie viele Pixel welcher Helligkeit im Bild vorhanden sind. Die Helligkeitsskala läuft von links (Schwarz) nach rechts (Weiß). Mit den dreieckigen Reglern unter der Skala (im folgenden Bild rot umrahmt) kann man

• Linker Regler: den Schwarzwert anheben und näher an die dunkelsten Pixel im Bild bringen (diese also dunkler machen) bzw.
• Rechter Regler: den Weißwert absenken, also die hellsten Pixel näher an Weiß bringen (heller machen).
• Mittlerer Regler: dieser steuert, wie steil die Helligkeit ansteigt (Gammawert) und man kann damit dunkle Partien anheben (Regler nach links schieben, Wert kleiner 1,00) bzw. absenken (Regler nach rechts, Wert größer 1,00), ohne die Randwerte für Weiß und Schwarz zu verändern.

Also zieht man unter dem Histogramm den linken Regler (Schwarzwert) bis zur linken Kante des Histogramms, so dass der Himmel dunkel wird. Dann den rechten Regler (Weißwert) ein Stück nach links, so dass der Komet wieder heller wird; der Himmel wird dabei ebenfalls etwas heller. Und zum Schluss den mittleren Regler (Gamma) so weit nach links, bis der Hintergrund wieder dunkler wird, bis man ein ästhetisches Bild mit möglichst viel Kometenschweif erreicht hat. Dann mit “ok” bestätigen.

Abgesehen von der roten Himmelsfarbe, um die wir uns später kümmern, ist der Hintergrund unten zum Horizont hin immer noch recht hell, er hat einen starken Helligkeitunterschied oder Gradienten über die Fläche des Bildes. Wenn wir den hellen Teil abdunkeln, verschwindet deswegen auch weiter oben ein Teil des Kometenschweifs. Für solche Fälle kann man etwas Schlaueres tun.

Gradienten beseitigen

Die Idee ist, den Himmelshintergrund vom Bild zu subtrahieren, wodurch er überall zu Schwarz wird. Aber Sterne und Komet möchte man natürlich behalten, wir können das Bild nicht einfach von sich selbst abziehen, sondern müssen eine Version ohne Sterne und Komet daraus generieren. Zunächst kopiert man sich dazu das Bild in eine zweite Ebene, indem man “Ebene→Neu aus Sichtbarem” wählt. Nun hat man im Dock bei den Ebenen zweimal dasselbe Bild übereinander liegen. Die Augen vor den Ebenennamen zeigen an, welche Ebene wir sehen, wobei weiter oben liegende Ebenen die darunter liegenden verdecken (Normalfall) oder mit ihnen verrechnet werden (andere Ebenen-“Modi”). Wenn wir auf eine Ebene klicken und sie auswählen, bearbeiten wir genau diese mit den folgenden gewählten Aktionen, selbst wenn wir die Wirkung nicht sehen können, weil die Ebene von darüber liegenden verdeckt wird. Dies sollte man wissen, wenn man das Bild bearbeitet aber scheinbar nichts passiert.

Die obere Ebene verwenden wir gleich als Hintergrund zum Abziehen, wenn wir Komet und Sterne daraus entfernt haben. Den Kometen können wir mit dem Radiergummi wegpinseln. Dazu machen wir die untere Ebene unsichtbar, weil wir die obere gleich an der radierten Stelle durchsichtig machen, und das können wir nur kontrollieren, wenn die Ebene darunter nicht den wegradierten Teil weiterhin anzeigt. Also: Auge vor der unteren Ebene wegnehmen und obere Ebene anklicken. Dann im Werkzeugkasten (oder unter dem Menüpunkt “Werkzeuge→Malwerkzeuge“) den Radierer auswählen. Sodann in den Werkzeugeinstellungen (Reiter im Dock) die Größe des Radierers etwa auf die des Kometenkopfs einstellen (Schieberegler), Druck ziemlich hoch setzen und Härte mittel bis hoch. Der Druck bestimmt, wie gründlich radiert wird und die Härte, ob der Rand des Radierens eher weich oder hartkantig sein soll. Dann radieren wir den Kometen und den sichtbaren Teil des Schweifes (und noch ein bisschen mehr) aus dem Bild heraus.

Auch die Sterne müssen weg, aber es wäre etwas mühsam, diese einzeln zu löschen. Dafür gibt es einen Filter im Menü “Filter→Verbessern→Flecken entfernen…” (in Photoshop gibt es eine ähnliche Filterfunktion “Staub und Kratzer“). Im Einstellungsdialog stellen wir den Parameter Radius auf die ungefähre Größe der Sterne ein (muss man ausprobieren, bei mir haben 5 Pixel funktioniert), den Schwellwert Schwarz stellen wir auf ganz dunkel und den Schwellwert Weiß so tief, bis alle Sterne verschwunden sind. Solange wir mit der Weißsschwelle oberhalb des hellsten Hintergrundpixels bleiben, werden nur die Sterne gelöscht. Das Häkchen bei “Vorschau” führt den Effekt direkt im großen Bild vor. Außerdem erhalten wir einen rollbaren Ausschnitt aus dem großen Bild im Dialog, den wir auf den hellsten Stern im Bild rollen können, um zu sehen, ob er verschwindet. Wenn wir zufrieden sind, mit ok bestätigen. Das sollte dann ungefähr so aussehen:

Nun müssen wir noch den gelöschten Kometen mit Hintergrund füllen. Man kann das mit einem Pinsel und dem Pipettenwerkzeug machen – die Pipette “saugt” die Farbe dort auf, wo wir sie hinklicken, und der Pinsel malt dann mit dieser Farbe im gelöschten Bereich. Es ist aber schwierig, genau überall die richtige Farbe zu treffen, wenn der Hintergrundgradient so groß ist wie im Bild oben (kann man versuchen, wenn man nachher alle Pinselränder mit ordentlich Weichzeichnung übertyncht).

Dafür gibt es jedoch ein geniales Werkzeug: Heilen. Gleich unter dem Radiergummi im Werkzeugkasten steckt es als dritte Option unter dem “Klonen“-Werkzeug, oder auch im Menü “Werkzeuge→Malwerkzeuge→Heilen“. Wir müssen in den Werkzeugeinstellungen die Pinselgröße richtig groß wählen, so dass sie die Breite des gelöschten Kometen überdeckt. Härte wählen wir hoch und Druck maximal. Dann klicken wir mit gedrückter Steuerungstaste unten auf den Hintergrund neben dem einen Ende des gelöschten Bereichs und danach mit Umschalten noch einmal auf die gleiche Seite neben das obere Ende (es wird eine gelbe Linie angezeigt, die den gelöschten Bereich nichtdurchqueren soll, sonst mit mehr Abstand klicken). Die Linie gibt vor, welche Hintergrundfarbe der Heilen-Pinsel auf gleicher Höhe verwendet. Mit dem Heilen-Pinsel füllen wir nun den gelöschten Bereich auf, das dauert ein paar wiederholte Pinselstriche, bis es konturlos und blickdicht ist. Wenn man am Ende noch Helligkeitsunterschiede zum Hintergrund sieht, die nochmals separat heilen, aber immer in der Nähe des vormals gelöschten Bereichs bleiben, um den Hintergrund anderswo nicht zu verfälschen. Dann hat man einen schönen gleichmäßigen Hintergrund.

Es empfiehlt sich, das Hintergrund-Bild mit “Filter→Weichzeichner→Gaußscher Weichzeichner” noch einmal großflächig zu glätten. 20% in X und Y (verbundene Schieberegler) sollten reichen.

So, nun müssen wir nur noch unseren Hintergrund vom Kometenbild abziehen. Wir gehen nochmals in das Ebenen-Dock und setzen den Ebenen-Modus auf “Abziehen“. Dann das Augensymbol wieder vor die untere Ebene klicken. Ups, das ist aber jetzt sehr dunkel! Deswegen schwächen wir den Effekt ab, indem wir die Hintergrundebene nochmals auswählen und unter “Farben” den Menüpunkt “Helligkeit/Kontrast” öffnen. Den Kontrast fassen wir nicht an, aber die Helligkeit so weit absenken, bis man einen Kompromiss zwischen Kometenhelligkeit und Himmelshelligkeit gefunden hat (Vorschau muss angetickt sein, um den Effekt im Bild zu sehen). Jetzt ist Hintergrund ziemlich durchgängig überall gleich dunkel.

Wir fügen die Ebenen nun noch zusammen: Menü “Bild→Bild zusammenfügen” (man kann auch Ebenen schrittweise nach unten vereinigen) – fertig.

Kontraste zum Hintergrund anheben

Wer noch ein bisschen mehr Kometenschweif rauskitzeln will, kann mit dem Tool “Farben→Kurven” (bei Photoshop “Gradationskurven”) gezielt den Kontrast für bestimmte Bereiche der Helligkeit beeinflussen. Man bekommt eine Kurve angezeigt, wie sich die Ausgangspixel (x-Achse) auf die Ergebnispixel (y-Achse) abbilden sollen und kann diese mit der Maus beliebig formen. Man muss durch Ausprobieren (Punkte auf der Kurve setzen und auf- und abbewegen) versuchen, den Bereich der Helligkeit auf der x-Achse zu finden, wo Kometenschweif und der umgebende Hintergrund liegen und die Kurve zwischen den beiden besonders steil ansteigen lassen. Die Werte unterhalb nach unten ziehen, die Werte oberhalb nach oben. Die Kurve muss von links nach rechts dabei immer ansteigen, sonst wird’s psychedelisch. Unten habe ich die Kurve bei den dunklen Hintergrund-Werten etwas angehoben und die Kurve oben flacher gemacht. Das betont den Kometenschweif und schwächt den Kontrast im Kometenkopf ab.

Ähnliches macht auch der Gamma-Regler, nur mit weniger Flexibilität.

Farbstiche korrigieren

Wenn man so viel Farbstich im Bild hat wie hier im Beispiel (Lichtverschmutzung, Staub und Aerosole vor dem tief über dem Horizont stehenden Kometen), kann man diesen im endgültigen Bild mit den einzelnen Farben im Histogramm korrigieren. Also nochmals “Farben→Werte” auswählen und dann im Einstellungs-Dialog auf das Drop-Down-Menü neben “Kanal” klicken und die einzelnen Farben Rot, Grün und Blau der Reihe nach auswählen. Jeweils wieder die linken (Schwarzwert-) Regler nach rechts schieben, hier zuerst Rot abdunkeln, dann Grün, dann Blau. Wenn in helleren Bildteilen jetzt die Farbe nicht mehr stimmt, kann man die Farben mit den mittleren Gamma-Reglern korrigieren:

• Der Gamma-Regler für Blau regelt die Farbe zwischen Gelb und Blau.
• Der Gamma-Regler für Grün variiert zwischen Lila und Grün und
• der Gamma-Regler für Rot zwischen Türkis und Rot.

Den jeweils rechten Regler sollte man nur anfassen, wenn die hellsten Stellen im Bild nicht weiß erscheinen – jede Veränderung dort ändert die Farbe der Pixel im Bild. Man muss eine Weile experimentieren, bis die Farben durchgängig weitgehend ohne Farbstich sind.Zum Schluss das Bild gegebenenfalls passend zuschneiden (Zuschneidetool im Werkzeugkasten oder “Werkzeuge→Transformationen→Zuschneiden” – mit Maus das Auswahlrechteck ziehen und mit Enter-Taste bestätigen) und dann kann man sein Bild abspeichern (bei GIMP unter “Datei→Exportieren nach…” und dabei im Dateinamen die Endung auf .jpg ändern; vorher ein TIFF für alle Fälle mitspeichern). Das sieht doch schon deutlich besser aus, obwohl die Vorlage nicht toll war:

1. Image Stacking mit DeepSkyStacker

Wie eingangs gesagt ist das Ausgangsbild schon gestackt gewesen. Stacking oder “stapeln” kombiniert viele Bilder zu einem einzigen, wobei der Signal-Rausch-Abstand verbessert wird, so als ob man länger belichtet hätte. Wie man die Aufnahmen (Light frames), sowie Dark Frames, Flat Frames und Bias Frames macht, habe ich ausführlich im letzten Artikel beschrieben. Wer keine Darks und Flats gemacht hat, sollte das nachholen, die sind wichtig. Die Darks mindern das Bildrauschen sowie heiße Pixels (defekte Pixel, die auch ohne Belichtung hell werden) und die Flats eliminieren Vignettierung (Abschattung der Bildränder) sowie Störungen durch Staubkörner auf dem Sensor. Meine Bilder enthielten ein paar häßliche Kleckse durch Staubkörner, die oben im Ausgangsbild nicht zu sehen sind – die Flats haben sie gelöscht. Bias-Frames braucht man nicht unbedingt – ein bisschen Bildrauschen kommt beim Auslesen heraus, das kann man mit Bias-Frames noch reduzieren, aber das meiste Rauschen kompensieren die Darks.

Zum Stacken installieren wir uns das kostenlose Programm DeepSkyStacker. Das ist leider ein reines Windows-Programm. Wie ich eben gelesen habe gibt es SiriL für Windows, Linux und MacOS, aber damit kann man laut Beschreibung nur manuell stacken und ich kenne das Programm nicht – daher hier nur eine Anleitung für den DeepSkyStacker.

Wenn man das Programm gestartet hat, erscheint oben links das Menü. Hier kann man nun seine Aufnahmen öffnen. Mit “Lightframes öffnen…” lädt man die eigentlichen Fotos. Man hat sie vorher in einen Ordner kopiert und die schlechten (die unscharfen, verwackelten, wegen Wolken leeren, oder sonstwie verunglückten Aufnahmen; ein Flieger oder Satellit im Bild ist hingegen kein Problem!) manuell aussortiert. Nun alle guten Bilder auswählen und öffnen. Sie erscheinen unten in einer Liste. Dann alle Darks mit “Darkframes…” öffnen. Und ebenso die Flats und die Bias Frames, sofern vorhanden (was ein Dark/Flat Frame ist, weiß ich nicht – und die Bedienungsanleitung des Programms auch nicht).

Wenn man die Bilder anschauen möchte, kann man sie unten in der Liste anklicken, dann werden sie im großen Fenster angezeigt. So kann man noch einmal manuell durch die Liste gehen. Oben rechts hat das Fenster einen Tonwertregler, wie wir ihn beim Histogramm-Stretchen kennengelernt haben, damit kann man die Anzeige verändern. Auf das gespeicherte oder das spätere gestackte Bild hat der Regler keinen Einfluss, er dient nur zur visuellen Kontrolle am Bildschirm.

Alle Bilder, die gestackt werden sollen, muss man nun mit dem Häkchen vor den Dateinamen markieren. Am einfachsten markiert man alle in der Liste mit Steuerung-A und rechts-klickt dann auf eines davon, um im Kontext-Menü “Auswählen” anzuklicken – dann werden alle ausgewählt. Diejenigen, die man nicht möchte, kann man dann einzeln ent-haken (für alle zusammen kann man dies mit dem zweiten Kontext-Menüpunkt “Deaktivieren” tun). Man sollte hier wegen der langen Rechenzeit beim ersten Üben nur eine Handvoll Bilder auswählen und erst, wenn man mit dem Ergebnis zufrieden ist, die gesamte Liste aktivieren.

Nun müssen wir die Bilder “registrieren”. DeepSkyStacker schaut sie sich dann alle an und sucht in den Lightframes die Sterne, die für die Ausrichtung der Bilder zueinander benötigt werden. Im folgenden Dialog lassen wir die Option “nach der Registrierung stacken” deaktiviert.

Im zweiten Reiter “Erweitert” kann man die Zahl der erkannten Sterne steuern. Mit “Anzahl der erkannten Sterne berechnen” wird nur das erste Bild untersucht. Man sollte den Regler so einstellen, dass mindestens 10 aber höchstens 100 Sterne gefunden werden. Weniger ist zu wenig fürs Ausrichten, mehr dauert zu lange. Wenn zu wenige Sterne erkannt werden, Schwellwert senken, sind es zu viele, Schwellwert erhöhen. Die Zahl der gefundenen Sterne steht nach der Registrierung unten in der Liste in der vorletzten Spalte. Klickt man nach der Registrierung ein Bild an und wählt das Symbol des roten Sterns unten rechts an, dann werden die erkannten Sterne grün markiert. Man sollte im gesamten Bild ein paar markierte Sterne finden, sonst noch einmal neu mit niedrigerer Schwelle registrieren.

Es könnte sein, dass sich der Komet während der Aufnahmen so schnell am Himmel bewegt hat, dass er im auf die Sterne ausgerichteten Stack unscharf erscheint. Für diesen Fall gibt es rechts unten in der Hauptanzeige das kleine grüne Kometensymbol. Wenn man dieses aktiviert und den Mauszeiger in die Nähe des Kometenkerns bewegt, sollte ein grüner Rahmen den Kometen einfassen, den man durch Klicken bestätigt, um die Position des Kometen im Bild zu registrieren. Bei mir hat die automatische Erfassung selten gut funktioniert, aber man kann die Umschalttaste gedrückt halten und den Rahmen dann manuell um den Kometen platzieren. Danach auf das Diskettensymbol klicken, um die Position zu speichern, die sodann als “(+C)” hinter den registrierten Sternen in der Liste angezeigt wird. Das kann bei 100 Aufnahmen ein wenig mühsam sein. Da ich mich hier vordringlich an Leser wende, die nur mit einem Stativ ohne Nachführung arbeiten, sollten die Belichtungszeiten so kurz sein, dass sich der Komet nicht nennenswert während der Aufnahmen bewegt hat und daher kann man auf diese Feinheit verzichten. Wer mag, kann dies aber gerne in einem zweiten Anlauf versuchen.

So, nun geht es an das eigentliche Stacking. Wir klicken links im Menükasten auf “Ausgewählte Bilder stacken…” und erhalten folgenden Dialog:

Hier werden alle derzeitigen Einstellungen für das Stacking angezeigt. Man kann von hier aus über die angezeigten Links in die entsprechenden Einstellungen wechseln. Besonders praktisch ist, dass das Programm in Abhängigkeit von den Bildern (Belichtungszeit, vorhandene Darks/Flats etc.) Vorschläge für die Einstellungen macht, die es Anfängern besonders leicht machen. Dazu klickt man auf “Empfohlene Einstellungen”:

• Die “Debayerisierung” bezieht sich darauf, wie das RAW-Bild in ein Farbbild umgewandelt wird. RAW-Format ist nämlich eigentlich ein Schwarz-Weiß-Bild mit der vierfachen Auflösung des späteren Farbbilds. Von je vier quadratisch angeordneten Pixeln wurden zwei durch einen Grünfilter aufgenommen, eines mit einem Blaufilter und eines mit einem Rotfilter. Grün ist also überrepräsentiert. Die Zuordnung der Pixel zu Bildern in den drei Grundfarben erfolgt beim “Debayering”, denn die Farbfilter-Maske vor den Pixeln nennt sich nach ihrem Erfinder die “Bayer-Maske”. Hier gibt es verschiedene Methoden; ich habe da immer die Empfehlung verwendet.
• Da wir keine Schmalband-Aufnahmen gemacht haben (das sind solche, die mit schmalbandigen Hα-, OIII- usw. -Filtern gemacht werden – ein ganz anderes Thema), können wir den “Super-Pixel-Modus” ignorieren. Ich hatte keine Bias-Frames gemacht, also empfiehlt das Programm ein wenig Luft zum Rechnen nach unten zu lassen und den Schwarzpunkt nicht auf 0 zu setzen. Gut, machen wir das so.
• Bei der Hintergrund-Kalibrierung geht es darum, wie die Histogramme der Farben voreingestellt werden. Ich hatte bei meinem Bild zunächst die “RGB-Hintergrundkalibrierung” gewählt, allerdings hatte das Bild dann gar keine Farbe mehr und war praktisch ein Graustufenbild (siehe auch den Text im unteren Teil des Fensters). Daher hat bei mir die “Hintergrundkalibrierung pro Kanal” besser funktioniert, die das Bild mit dem fetten Orange-Stich weiter oben generierte. Hier muss man experimentieren.

Beim eigentlichen Stacking gibt es mehrere Methoden, die wir uns gleich im Detail anschauen werden. Für die Lights (also die eigentlichen Bilder), die Darks und die Flats kann man verschiedene Methoden verwenden, daher gibt es hier drei Optionen. Bei den Flats und Darks habe ich mich an die Vorschläge gehalten.

Wenn man “ok” drückt, werden die Einstellungen übernommen und man kehrt wieder zum vorherigen Dialog zurück. Hier kann man über die Knopf “Stacking Parameter…” alle Einstellungen erreichen. Der Reiter “Ergebnis” ist selbsterklärend (wie versetzte Bilder nach der Überlagerung zugeschnitten werden sollen) oder bereits richtig voreingestellt (“Drizzle” braucht man bei Aufnahmen mit einer normalen Fotokamera nicht, das ist was für Astrokameras oder Webcams mit geringer Auflösung, und “RGB Kanäle im Endbild ausrichten” sollte immer an sein, denn Rot, Grün und Blau werden bei tief über dem Horizont stehenden Objekten in der Atmosphäre unterschiedlich stark gebrochen und gegeneinander verschoben, das korrigiert diese Einstellung wieder bestmöglich).

Im Reiter “Light” wird das Stacking der Fotos gesteuert. Dabei geht es darum, wie die Pixel aus verschiedenen Bildern kombiniert werden sollen. Neben den Nutz-Pixels unserer Objekte sind auch jede Menge verrauschte Pixels und evtl. die Strichspuren von Flugzeugen oder Satelliten mit im Bild. Wenn die Bilder übereinander gelegt werden, muss das Programm wissen, was es mit den Pixeln, die an der gleichen Stelle im Endbild landen werden, tun soll. Es gibt folgende Methoden:

• Durchschnitt: hier werden die Pixelwerte alle gemittelt. Helle Pixel summieren sich höher als zufällige Rauschpixel, die mal heller, mal dunkler sind. Wenn eine helle Satellitenspur im Bild ist, geht sie abgeschwächt mit in den Durchschnitt ein, man könnte sie im Endbild noch sehen.
• Median: ähnlich wie Durchnitt, der Median ist ein “alternativer Mittelwert”, bei dem die Helligkeit einzelner abweichender Bilder weniger ins Gewicht fällt; die Satellitenspur fällt entsprechend dunkler aus.
• Maximum: hier wird von allen Pixeln im Stack immer das jeweils hellste genommen. Damit können wir Meteore oder sich zwischen den Aufnahmen bewegende Asteroiden sichtbar machen. Oder zeigen, wie schlimm Starlink den Himmel versaut, weil hier die Abweichungen in den Einzelbildern zur Norm erhoben werden.
• Kappa-Sigma-Clipping: Hier wird angenommen, dass die Pixel der verschiedenen Aufnahmen der gleichen Stelle am Himmel normalverteilt (Gaußsche Glockenkurve) um den wahren Mittelwert streuen (was im Prinzip auch stimmt – außer in einem Bild ist ein Satellit mit dabei). Abweichungen nach oben oder unten, die um mehr als einen Betrag Kappa mal der Standardabweichung Sigma abweichen, werden weggelassen. Wenn also ein Pixel immer um einen dunklen Wert streuen sollte und nur auf einem Einzelbild hell ist, wird das helle weggelassen. Auch besonders dunkle fallen weg. Je kleiner Kappa ist, desto mehr Pixel werden ignoriert. Die Voreinstellung 2,00 verwendet im Schnitt 95% der Pixel, bei Kappa = 1 hat man nur noch 67% und wirft ein Drittel der Pixel weg. 2,00 ist schon ok, es sei denn, man hat wenige Bilder und eine besonders fette Satellitenspur.
• Median Kappa-Sigma-Clipping: arbeitet ähnlich wie Kappa-Sigma, ersetzt die weggelassenen Pixel aber durch den Medianwert aller Pixel. Erschien mir als sinnvollste Alternative (auch wenn die Empfehlung die Methode nicht erwähnt).
• Auto Adaptive Weighted Average und Entropy Weighted Average: sind zwei Stacking-Methoden aus der Fachliteratur, zu denen ich nichts näheres sagen kann. Außer, dass ich noch nie einen Unterschied der ersteren zu Kappa-Sigma-Clipping erkennen konnte und dass letztere im Handbuch für die Kombination von Aufnahmen unterschiedlicher Belichtungszeiten und ISO-Werte empfohlen wird, und sie das “Ausbrennen” (Überbelichten) heller Teile des Bildes vermeiden soll (wäre vielleicht einen Versuch für den Kometenkern wert).

Im selben Reiter findet man auch einen Link, unter dem man die Hintergrundkalibrierung auswählen kann. Die habe ich oben schon erklärt.

Schließlich noch zum Reiter “Komet“: Dieser erscheint nur dann, wenn wir wie oben beschrieben den Kometen in allen Bildern markiert haben. Dann kann man hier auswählen, ob das Stacking die Sterne zueinander ausrichten soll, wobei der Komet eine Bewegungsunschärfe bekommen könnte (Standard Stacking). Oder ob es den Kometen verfolgen soll, was die Sterne zu Strichspuren werden lässt (Komet Stacking). Oder ob sowohl der Komet verfolgt werden soll als auch die Sterne scharf abgebildet werden (dann stackt das Programm beide getrennt und kombiniert die Bilder).

[Update] Man muss hier Geduld haben, wenn das Programm wenige Sekunden vor der Fertigstellung scheinbar einfriert – nach einigen Minuten macht es weiter und stackt alle Bilder erneut für die zweite Version. [/Update]

Ich hatte bei meinen Aufnahmen keinen Unterschied zwischen Standard- und Kometenstacking erkennen können, trotz 9 Minuten Belichtungszeit in Summe. Ich habe aber Aufnahmen im Netz gesehen, wo die Sterne deutliche Strichspuren zeigten, bei Belichtungen über längere Zeiträume kann sich ein Versuch mit dieser Einstellung lohnen.

Dann gibt es noch den Reiter “Kosmetik”, in dem man Einstellung für das Löschen von “Hot-” und “Cold-Pixeln” wählen kann, also solchen, die aufgrund von Sensor-Fehlern immer voll belichtet oder gänzlich schwarz sind. Das hatte ich bei den ersten Versuchen eingestellt und bekam fürchterlich matschige Sterne heraus. Also lieber erst mal ohne. Solche Stellen kann man in GIMP auch mit dem “Heilen“-Pinsel übermalen, falls sie stören sollten.

Nachdem wir die Einstellungen vollendet haben, klicken wir im Stacking-Dialog auf “ok” und dann rechnet das Programm los. Wie gesagt empfiehlt sich ein Testlauf mit wenigen Bildern, um das Ergebnis beurteilen zu können, bevor man alle auswählt, weil das Stacken ein paar Minuten dauern kann:

Am Ende des Stacking präsentiert einem das Programm das Endergebnis:

Et voilà. Nicht erschrecken dass das Bild nun so hell erscheint – wir hatten ja die Anzeige in der Helligkeit verstärkt, um die Einzelbilder besser anschauen zu können, daher scheint das Bild viel heller als es nachher beim Öffnen in GIMP oder anderen Bearbeitungsprogrammen sein wird. Die Datei wurde im Ordner der Light-Bilder als “Autosave.tif” abgelegt (falls wir in den Voreinstellungen im Reiter “Ausgabe” nicht das Verzeichnis geändert haben). Bei mehreren Stacking-Versuchen werden die Bilder automatisch hochnummeriert. Man braucht das Bild nicht mehr extra zu speichern.

Unter dem Bild finden sich ein paar Regler, mit denen man das Bild nachbearbeiten kann. Man kann hier z.B. mit den Schwarzwertreglern die drei Farben mit den Spitzen übereinander schieben, so dass der Kometenkern weiß und der Hintergrund dunkler werden. Im Reiter “Luminanz” kann man die Gradationskurve (schwarze gestrichelte Linie) formen und unter dem Reiter “Sättigung” die Farben verstärken. Das Ergebnis kann man dann im Menü unter “Bearbeitung→Bild speicher unter…” unter neuem Namen speichern. Die Funktionen sind ohne Vorschau und mit begrenzter Rückgängig-Funktion (immerhin bleibt das gepseicherte Autosave.tif unangetastet) allerdings sehr rudimentär und mit GIMP erreicht man ein besseres Ergebnis, daher gehe ich darauf hier nicht näher ein.

Also einfach die Autosave-Datei im Bilder-Ordner suchen, in GIMP öffnen und ganz oben im Artikel mit der Bearbeitung einsteigen.

Tja, und damit ist der Crash-Kurs “Bildverarbeitung” zu Ende. Ich bin gespannt, ob die eine oder der andere diese Anregungen umsetzen kann und würde mich freuen, Eure Bilder (Mail an mich) im Blog präsentieren zu dürfen.

Viel Spaß mit der Bearbeitung. Und haltet Euch ran, der Komet hat schon (19.07.2020) eine Größenklasse verloren, lange ist er nicht mehr so leicht zu fotografieren. Dann braucht es doch Nachführung und Belichtungszeiten von mindestens einer halben Minute!