Digitalkameras - Allgemeine Überlegungen
Mein Ideal für die nächtliche Arbeit am Fernrohr ist: Möglichst wenig Gerätschaften und Kabel sowie einfache Handhabung! Handelsübliche Digitalkameras lassen sich im Gegensatz zu speziellen astronomischen CCD- und Videokameras ohne Laptop (und ohne Netzstrom) verwenden!
Für den mehr oder weniger rauschempfindlichen Sensor digitaler Kameras gilt: Gegen das sogenannte thermische Rauschen hilft außer einer Chip-Kühlung das Mitteln vieler Bilder, wobei das Signal-Rausch-Verhältnis proportional zur Quadratwurzel aus der Zahl der Aufnahmen steigt. Bei 100 Aufnahmen verbessert sich das Ergebnis also um das Zehnfache. Andere Arten des Rauschens sind das Verstärkerglühen, dem man am besten durch kürzere Belichtungszeiten beikommen kann, und die (kaputten) Hotpixel. Alle Formen des Rauschens können auch noch bei der Bildbearbeitung reduziert (aber auch verstärkt) werden.
Digitalkameras sind im Alltag so weit verbreitet, sodass man bereits mit ihrem Umgang einigermaßen vertraut ist. Außerdem ist eine Menge Software auch für Einsteiger in die eigene Bildbearbeitung verfügbar. Die Kameras umfassen eine erhebliche Bandbreite. Es gibt sie auf sehr unterschiedlichem technischen Niveau, vom Smartphone mit Vollautomatik bis zur Vollformat-DSLR mit anspruchsvollen Individualeinstellungen. Wenn man sich für Astrofotografie interessiert, hat man meist bereits einige Erfahrungen im Umgang mit einer Kamera, die manuelle Einstellungen zulässt, und die sich daher für die Astrofotografie bereits eignet. Ich selber habe noch mit Papierbildern aus einer einfachen Praktika-Spiegelreflex angefangen. Ansehnlich wurden die Bilder jedoch erst mit der Einführung der Digitalkamera und den Möglickeiten der elektronischen Bildbearbeitung. Mit meiner ersten "Digicam" habe ich nicht nur Mond- und Planetenaufnahmen gemacht, sondern sogar "leichte" Deepskyaufnahmen, auf denen tatsächlich das Objekt wiederzuerkennen war. Irgendwann hat mich dann der Weg zur digitalen Spiegelreflexkamera (DSLR) geführt. Zur Systemkamera bin ich gekommen, da sie sich von der Größe her besser für den Einsatz im Strahlengang meiner Teleskope eignete. Es sieht im übrigen ganz so aus, als ob die Systemkameras auf breiter Front die DSLRs ablösen. Sie sind bei gleichem technischen Niveau nicht nur handlicher, sondern auch etwas billiger. Neue Kameramodelle kommen inzwischen Schlag auf Schlag auf den Markt. Da ist man gut beraten, ein bewährtes Vorgängermodell zu Outlet-Konditionen zu erwerben. Ich bin so zu einer fabrikneuen EOSM100 mit Objektiv für 222.- gekommen.
Generell sollte man beim Kauf einer astro-tauglichen Digitalkamera aber nicht nur auf Gewicht, leichte Bedienbarkeit und die passenden manuellen Einstellmöglichkeiten achten. Es gibt einige für die Astrofotografie wichtige Features, wie Pixel- und Chipgröße, Rauschverhalten, Timer/Fernauslöser, Stromversorgung, Speichergeschwindigkeit, Objektiv-Wechselmöglichkeit, schwenkbares Display, ggf. Videofunktion, um nur einige zu nennen. Eingebaute Szenenprogramme braucht man hingegen nicht. Der Markt bietet inzwischen eine kaum überschaubare Modellpalette, über die man sich am leichtesten nach vorangegangenem Hospitieren bei einem erfahreneren Sternenfotografen oder in einem einschlägigen Internetforum schlau macht, denn ein "Breitband"-Verkäufer ist leicht überfordert, wird er nach Einzelheiten gefragt, die astrofotografisch relevant sind.
Abschließend noch die Anmerkung, dass mit DSLR und Systemkamera über die Videofunktion auch gute Planeten- und Mondaufnahmen möglich sind. Ihr Haupteinsatzgebiet ist jedoch eher die Deepsky- und die hier nicht näher behandelte Nachtlandschaftsfotografie.
Die digitale Spiegelreflexkamera (DSLR)
Obwohl es mittlerweile auch von Nikon und Sony besonders rot empfindliche Kameras speziell für die Sternenfotografie gibt, ist Canon auch auf dem Gebiet immer noch Marktführer. Astromodifizierte Kameras sind häufig allerdings nur eingeschränkt alltagstauglich, aber durch ihren erweiterten Spektralbereich vor allem bei Gasnebeln (Orion!) nützlich. Auch normale Kameras kann man durch IR-Filterausbau bzw. -umbau rot empfindlicher machen. Gängige Modelle für einen Umbau sind z. Z. die 2000D und die 250D (beide 24Megapixel).
Nachdem bereits vor Jahren mit der EOS 350D von Canon eine erstaunlich deepsky-taugliche Normal-DSLR auf den Markt gekommen war, die preislich und leistungsmäßig praktisch alles Bisherige in diesem Segment geschlagen hat, ist jetzt die 2000D die "Einstiegsdroge", will man nicht gleich auf die Ra-Vollformatkamera umsteigen.
Ich hatte seit 2010 sowohl mit einer 1000D als auch mit einer astronomisch modifizierten Version (1000Da) als Nachfolge für meine Kompaktkameras gearbeitet und war echt begeistert. Die EOS 1000D mit ihrem 10,5 Megapixel CMOS-Sensor (Halbformat APS-C) hatte bereits Live-View, einen Anschluss für einen Fernauslöser und war relativ rauscharm. Wer mit den Einstellmöglichkeiten der EOS-DSLRs nicht zufrieden ist, mag die kostenlose Firmware-Eweiterung "Magic Lantern" ausprobieren. Die Weiterentwicklungen dieser Kameraklasse sind entsprechend dem technischen Fortschritt eher noch besser für die DeepSkyfotografie zu gebrauchen. Da sie mir am Fernrohr aber einfach zu schwer und groß erschienen, habe ich mir 2014 dann lieber eine Systemkamera, die EOSM, gekauft. Das war die erste Systemkamera von Canon überhaupt.
Mein Ideal für die nächtliche Arbeit am Fernrohr ist: Möglichst wenig Gerätschaften und Kabel sowie einfache Handhabung! Handelsübliche Digitalkameras lassen sich im Gegensatz zu speziellen astronomischen CCD- und Videokameras ohne Laptop (und ohne Netzstrom) verwenden!
Für den mehr oder weniger rauschempfindlichen Sensor digitaler Kameras gilt: Gegen das sogenannte thermische Rauschen hilft außer einer Chip-Kühlung das Mitteln vieler Bilder, wobei das Signal-Rausch-Verhältnis proportional zur Quadratwurzel aus der Zahl der Aufnahmen steigt. Bei 100 Aufnahmen verbessert sich das Ergebnis also um das Zehnfache. Andere Arten des Rauschens sind das Verstärkerglühen, dem man am besten durch kürzere Belichtungszeiten beikommen kann, und die (kaputten) Hotpixel. Alle Formen des Rauschens können auch noch bei der Bildbearbeitung reduziert (aber auch verstärkt) werden.
Digitalkameras sind im Alltag so weit verbreitet, sodass man bereits mit ihrem Umgang einigermaßen vertraut ist. Außerdem ist eine Menge Software auch für Einsteiger in die eigene Bildbearbeitung verfügbar. Die Kameras umfassen eine erhebliche Bandbreite. Es gibt sie auf sehr unterschiedlichem technischen Niveau, vom Smartphone mit Vollautomatik bis zur Vollformat-DSLR mit anspruchsvollen Individualeinstellungen. Wenn man sich für Astrofotografie interessiert, hat man meist bereits einige Erfahrungen im Umgang mit einer Kamera, die manuelle Einstellungen zulässt, und die sich daher für die Astrofotografie bereits eignet. Ich selber habe noch mit Papierbildern aus einer einfachen Praktika-Spiegelreflex angefangen. Ansehnlich wurden die Bilder jedoch erst mit der Einführung der Digitalkamera und den Möglickeiten der elektronischen Bildbearbeitung. Mit meiner ersten "Digicam" habe ich nicht nur Mond- und Planetenaufnahmen gemacht, sondern sogar "leichte" Deepskyaufnahmen, auf denen tatsächlich das Objekt wiederzuerkennen war. Irgendwann hat mich dann der Weg zur digitalen Spiegelreflexkamera (DSLR) geführt. Zur Systemkamera bin ich gekommen, da sie sich von der Größe her besser für den Einsatz im Strahlengang meiner Teleskope eignete. Es sieht im übrigen ganz so aus, als ob die Systemkameras auf breiter Front die DSLRs ablösen. Sie sind bei gleichem technischen Niveau nicht nur handlicher, sondern auch etwas billiger. Neue Kameramodelle kommen inzwischen Schlag auf Schlag auf den Markt. Da ist man gut beraten, ein bewährtes Vorgängermodell zu Outlet-Konditionen zu erwerben. Ich bin so zu einer fabrikneuen EOSM100 mit Objektiv für 222.- gekommen.
Generell sollte man beim Kauf einer astro-tauglichen Digitalkamera aber nicht nur auf Gewicht, leichte Bedienbarkeit und die passenden manuellen Einstellmöglichkeiten achten. Es gibt einige für die Astrofotografie wichtige Features, wie Pixel- und Chipgröße, Rauschverhalten, Timer/Fernauslöser, Stromversorgung, Speichergeschwindigkeit, Objektiv-Wechselmöglichkeit, schwenkbares Display, ggf. Videofunktion, um nur einige zu nennen. Eingebaute Szenenprogramme braucht man hingegen nicht. Der Markt bietet inzwischen eine kaum überschaubare Modellpalette, über die man sich am leichtesten nach vorangegangenem Hospitieren bei einem erfahreneren Sternenfotografen oder in einem einschlägigen Internetforum schlau macht, denn ein "Breitband"-Verkäufer ist leicht überfordert, wird er nach Einzelheiten gefragt, die astrofotografisch relevant sind.
Abschließend noch die Anmerkung, dass mit DSLR und Systemkamera über die Videofunktion auch gute Planeten- und Mondaufnahmen möglich sind. Ihr Haupteinsatzgebiet ist jedoch eher die Deepsky- und die hier nicht näher behandelte Nachtlandschaftsfotografie.
Die digitale Spiegelreflexkamera (DSLR)
Obwohl es mittlerweile auch von Nikon und Sony besonders rot empfindliche Kameras speziell für die Sternenfotografie gibt, ist Canon auch auf dem Gebiet immer noch Marktführer. Astromodifizierte Kameras sind häufig allerdings nur eingeschränkt alltagstauglich, aber durch ihren erweiterten Spektralbereich vor allem bei Gasnebeln (Orion!) nützlich. Auch normale Kameras kann man durch IR-Filterausbau bzw. -umbau rot empfindlicher machen. Gängige Modelle für einen Umbau sind z. Z. die 2000D und die 250D (beide 24Megapixel).
Nachdem bereits vor Jahren mit der EOS 350D von Canon eine erstaunlich deepsky-taugliche Normal-DSLR auf den Markt gekommen war, die preislich und leistungsmäßig praktisch alles Bisherige in diesem Segment geschlagen hat, ist jetzt die 2000D die "Einstiegsdroge", will man nicht gleich auf die Ra-Vollformatkamera umsteigen.
Ich hatte seit 2010 sowohl mit einer 1000D als auch mit einer astronomisch modifizierten Version (1000Da) als Nachfolge für meine Kompaktkameras gearbeitet und war echt begeistert. Die EOS 1000D mit ihrem 10,5 Megapixel CMOS-Sensor (Halbformat APS-C) hatte bereits Live-View, einen Anschluss für einen Fernauslöser und war relativ rauscharm. Wer mit den Einstellmöglichkeiten der EOS-DSLRs nicht zufrieden ist, mag die kostenlose Firmware-Eweiterung "Magic Lantern" ausprobieren. Die Weiterentwicklungen dieser Kameraklasse sind entsprechend dem technischen Fortschritt eher noch besser für die DeepSkyfotografie zu gebrauchen. Da sie mir am Fernrohr aber einfach zu schwer und groß erschienen, habe ich mir 2014 dann lieber eine Systemkamera, die EOSM, gekauft. Das war die erste Systemkamera von Canon überhaupt.
Größenvergleich DSLR Canon EOS 1000Da und Systemkamera EOS M
Die digitale Systemkamera
Digitale Systemkameras sind eigentlich Spiegelreflexkameras ohne Spiegel, aber mit vergleichbarer Technik und der Möglichkeit, Wechselobjektive zu verwenden.
Damit sind sie so leicht wie Kompaktkameras, bieten dabei mehr Leistung und eine größere Anwendungsbreite. Im Gegensatz zu anderen großen Herstellern hat Canon erst spät seine Produktpalette um eine Systemkameraserie, nämlich die EOSMs, erweitert. Man ist daher gegenüber den Mitbewerbern etwas hinterher. Ich habe trotzdem den Namensgeber dieser Modellreihe sowohl unmodifiziert als auch mit ausgebauten IR-Filter als Ersatz für die Spiegelreflexkamera gekauft. Im Vergleich zur 1000D (450 g, 126x98x62 mm) ist die EOSM wesentlich kompakter (308 g, 108x66x32 mm). Gewicht spielt beim fotografischen Fernrohrzubehör immer eine wichtige Rolle. Da ich Deepskyaufnahmen meist im Strahlengang des Teleskops mache, kommen mir kleinere Abmessungen außerdem sehr entgegen, denn weniger Silhouettierung bedeutet höhere Bildqualität.
Die EOSM hatte noch kein schwenkbares Display, die Folgemodelle haben eins. Dafür war die EOSM jedoch Magic-Lantern-tauglich, was die neueren Modelle bisher nicht sind. Die Sensoren und Prozessoren wurden weiter verbessert. Timer gibt es aber immer noch nicht.
Mir haben es jedoch nach wie vor die Einsteigermodelle der M-Serie angetan. Von den Baureihen EOSM und EOSM100 verwende ich mittlerweile sowohl die Standardausführung als auch die astromodifizierte. Einen Nachteil haben diese kleinen Kameras jedoch: Sie sind recht spartanisch und "fummelig", und ihre Bedienung ist nicht einheitlich und verursacht bei mir namentlich nachts doch immer wieder Fehlgriffe und Ratlosigkeit. Der Touchscreen verursacht bei der Arbeit im Dunkeln auch eher mehr Probleme als Nutzen.
Digitale Systemkameras sind eigentlich Spiegelreflexkameras ohne Spiegel, aber mit vergleichbarer Technik und der Möglichkeit, Wechselobjektive zu verwenden.
Damit sind sie so leicht wie Kompaktkameras, bieten dabei mehr Leistung und eine größere Anwendungsbreite. Im Gegensatz zu anderen großen Herstellern hat Canon erst spät seine Produktpalette um eine Systemkameraserie, nämlich die EOSMs, erweitert. Man ist daher gegenüber den Mitbewerbern etwas hinterher. Ich habe trotzdem den Namensgeber dieser Modellreihe sowohl unmodifiziert als auch mit ausgebauten IR-Filter als Ersatz für die Spiegelreflexkamera gekauft. Im Vergleich zur 1000D (450 g, 126x98x62 mm) ist die EOSM wesentlich kompakter (308 g, 108x66x32 mm). Gewicht spielt beim fotografischen Fernrohrzubehör immer eine wichtige Rolle. Da ich Deepskyaufnahmen meist im Strahlengang des Teleskops mache, kommen mir kleinere Abmessungen außerdem sehr entgegen, denn weniger Silhouettierung bedeutet höhere Bildqualität.
Die EOSM hatte noch kein schwenkbares Display, die Folgemodelle haben eins. Dafür war die EOSM jedoch Magic-Lantern-tauglich, was die neueren Modelle bisher nicht sind. Die Sensoren und Prozessoren wurden weiter verbessert. Timer gibt es aber immer noch nicht.
Mir haben es jedoch nach wie vor die Einsteigermodelle der M-Serie angetan. Von den Baureihen EOSM und EOSM100 verwende ich mittlerweile sowohl die Standardausführung als auch die astromodifizierte. Einen Nachteil haben diese kleinen Kameras jedoch: Sie sind recht spartanisch und "fummelig", und ihre Bedienung ist nicht einheitlich und verursacht bei mir namentlich nachts doch immer wieder Fehlgriffe und Ratlosigkeit. Der Touchscreen verursacht bei der Arbeit im Dunkeln auch eher mehr Probleme als Nutzen.
Die digitale Videokamera
Rechtzeitig zur Marsopposition 2012 hatte ich mir seinerzeit eine monochrome DMK21 sowie eine DFK21-Farbkamera der Firma TheImagingSource (Bremen) zugelegt. Diese objektivlosen Kameras mit einem ungekühlten 640x480 Chip und einer Pixelgrösse von 5.6x5.6 µm sind die für die Planeten- und Mondfotografie ausgelegten Varianten einer ganzen Industriekamerafamilie und kosten etwa so viel wie eine mittlere EOS. Sie liefern unkomprimierte AVI-Dateien mit 8 Bit Bildtiefe. Inzwischen habe ich sie durch die von Celestron daraus weiterentwickelte Mond- und Planetenkamera namens "Skyris" mit demselben Chip, aber mit 12 Bit Bildtiefe und noch etwas höherer Bildübertragungsrate (USB3-Schnittstelle) ersetzt, da ich einen neuen Laptop mit einer USB3-Schnittstelle gekauft hatte.
Seit einiger Zeit produziert TheImagingSource wieder selbst Astro-Videokameras, und zwar in zahlreichen Varianten, vor allem was die Chipgröße betrifft. Es gibt aber weltweit mittlerweile viele Anbieter vergleichbarer Produkte, die in jeder Hinsicht leistungsfähiger geworden sind.
Beachten muss man, dass das Auslesen kleiner Chips schneller geht als das großer. SW-Chips ermöglichen zudem im Vergleich zu Chips mit Bayer-Farbmatrix schärfere Bilder und kürzere Belichtungszeiten. Alle Modelle liefern gegenüber den noch bis vor kurzem als revolutionär geltenden Webcams bei deutlich höherer Empfindlichkeit (auch im Infraroten) nochmals bessere Bilder, und das mit einer Übertragungsrate bis über 60 Bilder/sec. Die Kameras sind federleicht und lassen sich mit der mitgelieferten oder aus dem Internet herunterladbaren Software mehr oder weniger komfortabel steuern (z. B. firecapture, iCap, apc). Die von der Firma Baader für die Skyris mitgelieferten Bedienungsanleitungen und die unkomplizierte Handhabung machen sie trotz des notwendigen Laptops angenehm benutzerfreundlich. Ich verwende die SW-Kameras mit einem IR-Passfilter für Planeten- und Mondaufnahmen. In Verbindung von kurzen Belichtungszeiten mit einer Vielzahl von Einzelbildern kann man auf diese Weise das Seeing austricksen, wie es sonst nur mittels adaptiver Optik oder durch Weltraumteleskope möglich ist, und sogar bei Tageslicht fotografieren! Um die Farbe ins Foto zu bekommen, kombiniere ich die gestackten Luminanzbilder mit den ebenfalls gestackten RGB-Bildern einer Farb-Videokamera (Digitalkamera geht auch)+ IR-Sperrfilter.
Seit einiger Zeit produziert TheImagingSource wieder selbst Astro-Videokameras, und zwar in zahlreichen Varianten, vor allem was die Chipgröße betrifft. Es gibt aber weltweit mittlerweile viele Anbieter vergleichbarer Produkte, die in jeder Hinsicht leistungsfähiger geworden sind.
Beachten muss man, dass das Auslesen kleiner Chips schneller geht als das großer. SW-Chips ermöglichen zudem im Vergleich zu Chips mit Bayer-Farbmatrix schärfere Bilder und kürzere Belichtungszeiten. Alle Modelle liefern gegenüber den noch bis vor kurzem als revolutionär geltenden Webcams bei deutlich höherer Empfindlichkeit (auch im Infraroten) nochmals bessere Bilder, und das mit einer Übertragungsrate bis über 60 Bilder/sec. Die Kameras sind federleicht und lassen sich mit der mitgelieferten oder aus dem Internet herunterladbaren Software mehr oder weniger komfortabel steuern (z. B. firecapture, iCap, apc). Die von der Firma Baader für die Skyris mitgelieferten Bedienungsanleitungen und die unkomplizierte Handhabung machen sie trotz des notwendigen Laptops angenehm benutzerfreundlich. Ich verwende die SW-Kameras mit einem IR-Passfilter für Planeten- und Mondaufnahmen. In Verbindung von kurzen Belichtungszeiten mit einer Vielzahl von Einzelbildern kann man auf diese Weise das Seeing austricksen, wie es sonst nur mittels adaptiver Optik oder durch Weltraumteleskope möglich ist, und sogar bei Tageslicht fotografieren! Um die Farbe ins Foto zu bekommen, kombiniere ich die gestackten Luminanzbilder mit den ebenfalls gestackten RGB-Bildern einer Farb-Videokamera (Digitalkamera geht auch)+ IR-Sperrfilter.
Planeten- und Mondkamera SKYRIS 618 mit zusätzlicher Barlowlinse
Von den vielen anderen inzwischen erhältlichen Fabrikaten habe ich bisher nur die auch als Autoguider einsetzbare Omegon Pro veLOX178 selbst ausprobiert, und zwar an Mond und Planeten sowie im Deepskybereich. Der (ungekühlte) CMOS-Farbsensor dieser preisgünstigen Einsteigerkamera hat 2048x3040 nur 2.4 μm große Pixel und liefert bis zu 14 Bit tiefe Bilder. Es können Videoclips im AVI- und SER-Format (die für die Bearbeitung in den gängigen Programmen tlw. allerdings erst umformatiert werden müssen) und Einzelbilder erzeugt werden. Die Bedienung ist auch für Einsteiger leicht erlernbar. Dazu trägt die einfach zu handhabende Aufnahmesoftware bei, während dagegen die Gebrauchsanleitung (in englischer Sprache) etwas karg ausgefallen ist. Die Bilder haben einen leichten Grünstich, sind aber bei der Nachbearbeitung gut kalibrierbar. Durch den USB3-Anschluss (allerdings mit einem sehr kurzen Kabel) ist eine für Lucky-Image-Fotografie notwendige Bildrate zu erzielen, wenn man nicht das ganze Chip-Format in Anspruch nimmt. Bei den Planetenaufnahmen kam die veLOX178 bei mir nicht an die Ergebnisse der Skyris heran, bei Deepskyverwendung nicht an die der meiner Systemkameras. Ich verwende sie wegen ihres großen Formats aber gerne für Mondübersichten (am C11) und Sternschnuppen (in Kombination mit einem Weitwinkelobjektiv).