Fototechnik

Einleitung

Trifid-Nebel – ein Pretty Picture

Die Bilder auf dieser Website wollen die Schönheit des Nachthimmels darstellen und die Faszination vermitteln, die von seiner Betrachtung, dem Gewinnen eigener Fotos und dem Nachdenken über die Natur der Sterne und der vielfältigen anderen Himmelsobjekte ausgehen. Im saloppen Jargon der Amateurastronomen handelt es sich um “Pretty Pictures”, ein Ausdruck, der sowohl den ästhetischen Anspruch als auch die vorsichtige Distanz zu den Methoden der Bildautoren beinhaltet, die gelegentlich der Versuchung erliegen, mit den Mitteln der digitalen Bildbearbeitung ihre subjektive Vorstellung von Schönheit allzu deutlich hervorzuheben.

Pretty Pictures sollen also einerseits schön sein und andererseits physikalische Realität objektiv darstellen. Bei näherer Betrachtung stellt sich heraus, dass dies, wenn man es genau nimmt, unmöglich ist. Weder lässt sich definieren oder Übereinstimmung darüber finden, was schön ist, noch gibt es eine physikalische Objektivität, die unabhängig wäre von unseren verwendeten Beobachtungsinstrumenten, unseren Sinnesorganen oder unseren Begriffsbildungen. Wenn wir dennoch den hohen finanziellen Aufwand und die großen Anstrengungen nicht scheuen, um in langen Nachtsitzungen unansehnliche Rohbilder aufzunehmen, sie anschließend zeitraubend digital bearbeiten, uns an den entstandenen Pretty Pictures freuen, sie mit gewissem Stolz den Angehörigen und Freunden zeigen und letztlich im Internet veröffentlichen, müssen wir uns darüber Rechenschaft ablegen, was wir mit ihnen beabsichtigen, welches Maß an Objektivität ihnen zukommt und welche Auffassung von Schönheit wir verwirklicht sehen wollen.

Teleskope

Astro-Physics-Refraktor 130mm Öffnung, 819 mm Brennweite

130mm Refraktor, Sonja
AP-130mm, SBIG 11002

Nach meinem Celestron C8 aus dem Jahr 1989 erwarb ich im Februar 2009 diesen Refraktor auf der soliden Montierung Mach1GTO ebenfalls von Astro-Physics. Es war mein Wunsch, ein qualitativ hochwertiges Teleskop zu erwerben, für die Astrofotografie mit Vollformatkameras geeignet und dennoch leicht zu transportieren. Die Entscheidung für dieses Gerät habe ich nie bereut. Mehrfach habe ich zum Verreisen den Tubus wie vom Hersteller vorgesehen in drei Teile zerlegt und es, wie auf dem obigen Foto zu sehen, auch in Namibia zum Beobachten oder zum Fotografieren benutzt. Jetzt setze ich es, mittlerweile auf einer festen Säule stehend, auf der Terrasse unseres Hauses südlich von Berlin ein.


Cassegrain-Spiegelteleskop 500mm Öffnung, 4500mm Brennweite

50cm Cassegrain, Jeannine
Dieses Teleskop gehört der IAS (Internationale Amateursternwarte) und steht auf dem Gelände der Hakos-Gästefarm im Komas-Hochland Namibias. Durch Entfernen des Sekundärspiegels kann auch im Primärfokus eine Kamera befestigt werden. Die Brennweite beträgt dann 1500mm. Es steht auf einer sehr soliden 350kg schweren Montierung, die mit einer FS2-Steuerung bedient wird.

Takahashi FSQ-106 und PlaneWave CDK-12,5″

Takahashi FSQ-106
PlaneWave CDK 12,5″

Im März 2017 nahm ich die Remote-Sternwarte in Betrieb und benutze dort einen Refraktor des Herstellers Takahashi mit 106mm Öffnung und 530mm Brennweite. Er deckt ein relativ großes Gesichtsfeld ab und ist leicht zu transportieren. Im September brachte mein Astrofreund Werner aus Aachen sein 12,5″ Spiegelteleskop (Brennweite 2541mm) nach Namibia, um es zusammen mit dem Takahashi auf dieselbe Montierung, eine 10Micron GM2000, zu setzen. Das Spiegelteleskop ist mit seinem kleinen Gesichtsfeld eine sehr schöne Komplettierung für die Sternwarte. Die Montierung ist mit diesen beiden Geräten an der Grenze ihrer Tragfähigkeit. Sie hat an beiden Achsen Absolut-Encoder und damit eine sehr gute Positioniergenauigkeit.


Kameras

Meine ersten Versuche in der Astrofotografie machte ich 1990 mit einer Nikon-801 an einem Celestron C8 und belichtete Analog-Filme. Die Ergebnisse, unter vielen Mühen, oftmals nach stundenlangem Nachführen in kalter Witterung gewonnen, waren zunächst nicht ermutigend. Erst als die aufkommenden CCD-Kamaras für Amateure erschwinglich wurden und ich neben Beruf und Familie mehr Zeit für die Astronomie zur Verfügung hatte, begann ich 2006, nachdem ich eine SBIG-401 erworben hatte, ernsthaft mit der Astrofotografie. Wegen des sehr kleinen Sensors benutze ich diese Kamera heute nur noch zu Testzwecken oder als Nachführkamera.

ST-10 mit Fokussierer an FSQ-106
STXL-11002 und STT-8300

Die meisten auf der Website zu sehenden Bilder wurden mit einer SBIG ST-10 oder mit einer SBIG STXL-11002 aufgenommen. Seit 2019 ist in der Remote-Sternwarte auch noch eine von Werner eingebrachte SBIG STT-8300 im Einsatz. Bevor ich mich zum Kauf der vergleichsweise teuren SBIG-Modelle habe durchringen können, gelangen mir auch eine Reihe von ansehnlichen Bildern mit einer CANON 6D. Mit dieser Kamera kommt man sehr schnell zu Ergebnissen, weil die Bilder sofort in Farbe vorliegen. Bei den oben genannten Schwarzweiß-Kamaras erhält man Farbbilder nur durch den Gebrauch von Farbfiltern und der anschließenden Überlagerung im Computer. Die Qualität der Bilder ist jedoch bei den speziell für die Astronomie konzipierten Kameras besser wegen der größeren Flexibilität bei der Wahl der Filter und der Rauschreduzierung durch die gekühlten Sensoren.

Nach den guten Erfahrungen, die ich mit meinen ersten beiden SBIG-Kameras gemacht habe, bin ich danach bei diesem Hersteller geblieben. Man braucht sich dann bei der Bedienung der unterschiedlichen Modelle nicht fortwährend umzustellen. Über die Bedienerfreundlichkeit oder möglichen Preisvorteile bei den Modellen anderer Hersteller kann ich mir kein Urteil erlauben.


Digitale Bildbearbeitung

Die vorangegangenen Abschnitte beschreiben die eingesetzte Hardware. Alle Astrofotografen haben dabei im Grunde dieselben Wunschvorstellungen: große Teleskopöffnung, empfindliche, große Sensoren und gute Kühlung in der Kamera, präzise Optik, stabile Montierung und natürlich nicht zu vergessen: ein dunkler Himmel. Die Grenze nach oben wird in erster Linie durch das verfügbare Budget gesetzt. Bei der Bildbearbeitung liegen die Dinge anders: Es kommt nicht so sehr auf das Budget an, viele Bildbearbeitungsprogramme sind kostenlos verfügbar. Am wichtigsten ist das kreative Geschick im Umgang mit den Programmen und den Rohdaten. Es geht mir im Folgenden nicht um die technischen Einzelheiten (Dunkelbilder, Flats,..) oder die Bewertung von unterschiedlichen Softwareprodukten. Hier werden nur prinzipielle Überlegungen zur Bildbearbeitung besprochen.

unbearbeitetes Rohbild
gespreiztes Rohbild

Es seien zunächst die wesentlichen Gründe erläutert, warum die Rohbilder der Kamera überhaupt einer digitalen Bearbeitung bedürfen. Auf den Fotos sollen sowohl helle Sterne als auch lichtschwache Nebel oder Galaxien abgebildet werden. Deren Helligkeitsunterschiede sind viel zu groß, als dass sie ohne eine Kompression auf die viel kleinere Helligkeitsskala des menschlichen Auges oder eines Computerbildschirms abgebildet werden könnten. Diese Kompression (Spreizung oder aus dem Englischen entlehnt stretchen) kann nicht linear erfolgen, weil die relevanten Bilddaten eines Nebel vielleicht Skalenwerte zwischen 2000 und 3000 haben und zwischen 0 und 1500 nur dunkler Himmel und zwischen 3500 und 65000 nur Sterne abgebildet sind. Das menschliche Auge kann aber nicht mehr als 256 Helligkeitsstufen unterscheiden. Davon sollten, um beim angeführten Beispiel zu bleiben und Nebelstrukturen erkennbar zu machen, etwa 200 auf den Nebelbereich einer Breite von 1000 Einheiten entfallen und die restlichen 56 zur Verfügung stehenden Helligkeitsstufen irgendwie, nach subjektiven Gesichtspunkten, auf den dunklen Himmel und die hellen Sterne verteilt werden. Eine subjektive Entscheidung muss auch getroffen werden, wenn es darum geht, Strahlung aus dem nicht sichtbaren Bereich des Spektrums fotografisch darzustellen. Infrarot-, Ultraviolett- oder Röntgenstrahlen, die von entsprechend empfindlichen Kameras registriert werden, müssen dabei einem frei wählbaren Bereich des sichtbaren Spektrums zugeordnet werden. Auf eine Reihe von anderen Gründen, die eine digitale Bildbearbeitung notwendig machen, soll hier nicht eingegangen werden, weil das Grundproblem schon klar ist: Sie ist notwendig und sie beinhaltet subjektive Entscheidungen.

Cirrus-Nebel RGB
Cirrus-Nebel H-alpha

Für die Wahl dieser Entscheidungen sind in der Astrofotografie die Grenzen sehr weit gesteckt. Bestimmend sind die Absichten, die der Fotograf verfolgt, und die Zwecke, denen das Bild dienen soll. Dazu ein Beispiel: Der Cirrus-Nebel im Sternbild Schwan strahlt im sichtbaren Spektrum, allerdings nicht gleichmäßig und insgesamt so schwach, dass er mit dem bloßen Auge auch bei dunkelstem Himmel nicht zu sehen ist. Der naheliegende und von Laien häufige geäußerte Vorschlag, die Objekte fotografisch so abzubilden, wie das menschliche Auge sie sieht, hilft offensichtlich nicht weiter, weil der Cirrus-Nebel eben für das Auge nicht erkennbar ist.

Cirrus-Nebel HRGB

Nun könnte man auf die Idee kommen, die Fotografie so zu gestalten, wie das Auge das Objekt in einem guten Teleskop sehen kann. Auch dieser Gedanke führt nicht weiter, weil auch ein Blick durch die besten Teleskope beim Cirrus-Nebel keine Farbe offenbart, er ist zu lichtschwach. Es sind nur Grautöne zu sehen. Möglich und in vielen Fällen sinnvoll ist es zu fordern, dass im Bild, das letztlich erzeugt wird, die Lichtintensitäten nur verstärkt, aber in ihrer spektralen Zusammensetzung nicht verändert werden sollen. Das wäre das reine RGB-Bild. Die feinen Details des Cirrus-Nebel sind aber im H-alpha-Licht viel kontrastreicher zu sehen. Ein darauf beschränktes Schwarz-Weiß-Bild hat auch seinen Reiz. Es ist kontrastreich und zeigt feine Details, aber keine Farbe. Es ist die flächenhafte Intensitätsverteilung der H-alpha-Strahlung. Naheliegend ist der Gedanke, die Farbe des einen mit dem Kontrastreichtum des anderen Bildes zu kombinieren. Am Computer ist das kein Problem, es entsteht das vielleicht noch schönere HRGB-Bild. Aber, so muss man sich fragen, was zeigt dieses Bild eigentlich? Die Antwort auf diese Frage wird schwer fallen.

Welches der drei Bilder ist nun das richtige, das beste oder das schönste? Darauf gibt es keine eindeutige Antwort. Will man ein Bild zeigen, das dem menschlichen Auge am vertrautesten erschiene, wenn unsere Augen nur empfindlich genug wären, so entscheidet man sich für das erste. Am meisten Information enthält zweifellos das dritte, aber manch einer mag das Schwarz-Weiß-Bild, also das zweite, für das schönste halten. Sofern man sich bei der Bildbearbeitung über seine Absichten im Klaren ist und die vorgenommenen Schritte transparent dokumentiert sind, hat jeder Weg seine Berechtigung. Die Pretty Pictures bewegen sich also in dem Spannungsfeld zwischen dem Bestreben, “schön” zu sein, wie auch immer es definiert sein mag, und andererseits dem Anspruch, astronomische Information darzustellen. Die Extreme wären ein freies Gemälde, womöglich sehr schön aber nur von geringem wissenschaftlichen Gehalt, oder auf der anderen Seite eine Tabelle mit exakten Daten ohne jeden ästhetischen Reiz. Bei der Bearbeitung meiner Bilder versuche ich darauf zu achten, den wissenschaftlichen Gehalt nicht zu opfern, um einen vermeintlichen, ästhetischen Effekt zu erzielen. Bei verschiedenen, mir gleichwertig erscheinenden Möglichkeiten, ziehe ich immer diejenige vor, die die wenigsten Bildbearbeitungsschritte erfordert. Vermeiden möchte ich in meinen Bildern eine starke Betonung der Farben, die nur mit entsprechenden Eingriffen in die kameragegebene Farbbalance zu erreichen wäre. Aber diese letzten Aussagen spiegeln nur meine eigene Auffassung wider. Andere Astrofotografen mögen das anders sehen.

Es bleibt immer eine lohnende Herausforderung, die Faszination, die vom Nachthimmel ausgeht, durch geschickten Umgang mit der Technik und durch bewusste, kreative Bildbearbeitung so umzusetzen, dass die selbst empfundene Freude zum Ausdruck kommt und vielleicht bei anderen das Interesse weckt für die Welt da draußen, bevor sie im Dunst des Alltags verschwindet.