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Sampling, Pixelgröße und Auflösung – die richtige Pixel Scale für die Astrofotografie

Welche Pixelgröße sollte eine Astrokamera eigentlich haben?

Ist eine Kamera mit 2,4 µm Pixeln grundsätzlich besser als eine mit 3,76 µm?

Und wie viele Bogensekunden pro Pixel sind für ein bestimmtes Teleskop optimal?

Diese Fragen tauchen bei der Auswahl einer Astrokamera immer wieder auf. Häufig wird dabei jedoch ein wichtiger Zusammenhang übersehen:

Nicht die Pixelgröße allein entscheidet über die Eignung einer Kamera, sondern das Zusammenspiel aus Pixelgröße, Brennweite, Teleskopöffnung und atmosphärischem Seeing.

Der entscheidende Wert dafür ist die sogenannte Pixel Scale beziehungsweise der Abbildungsmaßstab. Sie gibt an, wie viele Bogensekunden des Himmels auf einen Pixel des Kamerasensors abgebildet werden.

Eine Kamera mit kleinen Pixeln kann an einem bestimmten Teleskop hervorragend funktionieren, während sie an einem anderen System deutlich überabtastet. Umgekehrt kann eine Kamera mit großen Pixeln an einem kleinen Widefield-Teleskop zu einer zu geringen Abtastung führen.

In diesem Artikel geht es deshalb darum, wie man die Pixel Scale berechnet, was Sampling bedeutet und wie man beurteilt, ob eine Kombination aus Teleskop und Kamera sinnvoll ist.

1. Was bedeutet Pixel Scale?

Die Pixel Scale beschreibt, wie groß der Himmelsausschnitt ist, der auf einen einzelnen Pixel des Sensors fällt.

Sie wird normalerweise in

Bogensekunden pro Pixel (″/Pixel)

angegeben.

Ein Wert von beispielsweise

1,0″/Pixel

bedeutet:

Ein Pixel des Kamerasensors entspricht einem Himmelsausschnitt von einer Bogensekunde.

Ein Wert von

0,5″/Pixel

bedeutet dagegen, dass jeder Pixel nur 0,5 Bogensekunden des Himmels abbildet.

Die Kamera tastet das Bild damit feiner ab.

Vereinfacht kann man sagen:

kleinere Pixel Scale = höhere Abtastung

größere Pixel Scale = geringere Abtastung

Dabei bedeutet eine kleinere Pixel Scale allerdings nicht automatisch ein schärferes Bild.

Genau hier beginnt das Thema Sampling.

2. Die Formel für die Pixel Scale

Die Pixel Scale lässt sich sehr einfach berechnen.

Die gebräuchliche Formel lautet:

[Pixel Scale=206,265×Pixelgröße [µm]Brennweite [mm]][ \text{Pixel Scale} = 206{,}265 \times \frac{\text{Pixelgröße [µm]}} {\text{Brennweite [mm]}} ]

Das Ergebnis wird in Bogensekunden pro Pixel angegeben.

Dabei sind:

  • 206.265 = Umrechnungsfaktor von Radiant in Bogensekunden
  • Pixelgröße = Größe eines einzelnen Pixels in Mikrometern
  • Brennweite = effektive Brennweite des Teleskops in Millimetern

Ein Beispiel:

Eine Kamera besitzt Pixel mit einer Größe von 3,76 µm und wird an einem Teleskop mit 600 mm Brennweite eingesetzt.

[206,265×3,76600][ 206{,}265 \times \frac{3{,}76}{600} ]

Das ergibt:

[1,29/Pixel][ \approx 1{,}29“/\text{Pixel} ]

Die Kamera bildet also etwa 1,29 Bogensekunden pro Pixel ab.

3. Was passiert bei kleineren Pixeln?

Nehmen wir zwei Kameras:

Kamera A: 3,76 µm

Kamera B: 2,4 µm

Beide werden an demselben Teleskop mit 600 mm Brennweite eingesetzt.

Für Kamera A:

[206,265×3,766001,29/Pixel][ 206{,}265 \times \frac{3{,}76}{600} \approx 1{,}29“/\text{Pixel} ]

Für Kamera B:

[206,265×2,46000,83/Pixel][ 206{,}265 \times \frac{2{,}4}{600} \approx 0{,}83“/\text{Pixel} ]

Die Kamera mit den kleineren Pixeln tastet das Bild also wesentlich feiner ab.

Das bedeutet aber nicht automatisch, dass sie auch mehr echte Details liefert.

Denn irgendwann wird die optische und atmosphärische Auflösung zum begrenzenden Faktor.

4. Sampling – das Bild richtig abtasten

Das Grundproblem lässt sich mit einem einfachen Beispiel erklären.

Angenommen, das Seeing an einem Aufnahmeort beträgt ungefähr 2″.

Eine Sternabbildung besitzt dadurch typischerweise eine gewisse Ausdehnung von etwa zwei Bogensekunden.

Wenn das System mit

2″/Pixel

arbeitet, fällt diese Sternabbildung praktisch auf einen einzigen Pixel.

Die Information über die genaue Form des Sterns geht dabei weitgehend verloren.

Bei

1″/Pixel

verteilt sich dieselbe Struktur bereits über mehrere Pixel.

Bei

0,5″/Pixel

wird sie noch feiner abgetastet.

Das ist der entscheidende Grundgedanke des Samplings.

5. Das Nyquist-Kriterium

Für eine korrekte Abtastung eines Signals gilt grundsätzlich das Nyquist-Shannon-Abtasttheorem.

Vereinfacht bedeutet das:

Eine Struktur muss mindestens mit zwei Abtastpunkten erfasst werden.

Auf die Astrofotografie übertragen bedeutet das:

Die Pixel Scale sollte ungefähr halb so groß sein wie die kleinste relevante Struktur, die man abbilden möchte.

Bei einem Seeing von beispielsweise 2″ ergibt sich daraus theoretisch:

[Pixel Scale1/Pixel][ \text{Pixel Scale} \leq 1“/\text{Pixel} ]

Das ist jedoch nur die theoretische Untergrenze.

In der praktischen Astrofotografie wird häufig etwas großzügiger gerechnet.

6. Welches Sampling ist sinnvoll?

Eine häufig verwendete Faustregel lautet:

[Pixel ScaleSeeing2][ \text{Pixel Scale} \approx \frac{\text{Seeing}}{2} ]

Bei einem Seeing von 2″ wäre das:

[22=1/Pixel][ \frac{2“}{2}=1“/\text{Pixel} ]

Bei 1,5″ Seeing:

[1,52=0,75/Pixel][ \frac{1{,}5“}{2} =0{,}75“/\text{Pixel} ]

Bei 3″ Seeing:

[32=1,5/Pixel][ \frac{3“}{2} =1{,}5“/\text{Pixel} ]

In der Praxis muss man diese Werte allerdings nicht als starre Grenzen betrachten.

Je nach Ziel, Optik, Kamera, Montierung und Bildbearbeitung kann auch ein etwas gröberes oder feineres Sampling sinnvoll sein.

7. Oversampling – wenn die Pixel zu klein werden

Von Oversampling spricht man, wenn das System wesentlich feiner abtastet, als es die reale Bildinformation eigentlich erfordert.

Beispiel:

Seeing:

2,5″

Pixel Scale:

0,3″/Pixel

Das System tastet das Seeing sehr fein ab.

Das klingt zunächst positiv.

Tatsächlich werden dadurch aber nicht automatisch zusätzliche Details erzeugt.

Stattdessen verteilt sich die vorhandene Information auf sehr viele Pixel.

Die Konsequenzen können sein:

  • geringeres Signal pro Pixel
  • schlechteres Signal-Rausch-Verhältnis pro Pixel
  • größere Dateien
  • höhere Anforderungen an Speicher und Verarbeitung
  • kein entsprechender Gewinn an realer Auflösung

Oversampling ist allerdings nicht grundsätzlich schlecht.

Bei bestimmten Anwendungen kann eine feinere Abtastung durchaus sinnvoll sein, beispielsweise wenn das Bild später verkleinert wird oder eine besonders hochwertige Nachbearbeitung erfolgen soll.

8. Undersampling – wenn die Pixel zu groß sind

Das Gegenteil ist Undersampling.

Hier sind die Pixel so groß beziehungsweise die Brennweite so kurz, dass feine Strukturen nicht ausreichend abgetastet werden.

Beispiel:

Seeing:

2″

Pixel Scale:

2,5″/Pixel

Hier wird die Sternabbildung nur sehr grob erfasst.

Die Folgen können sein:

  • Sterne wirken kantiger
  • kleine Details gehen verloren
  • Sterne können nur wenige Pixel groß werden
  • die tatsächliche Auflösung des Systems wird nicht optimal genutzt

Besonders problematisch ist Undersampling bei kleinen, detailreichen Deep-Sky-Objekten.

Für große Nebelgebiete und Widefield-Aufnahmen kann ein gröberes Sampling dagegen durchaus sinnvoll sein.

9. Ein wichtiger Punkt: Die Öffnung bestimmt die theoretische Auflösung

Bei der Diskussion über Sampling darf man die Öffnung des Teleskops nicht vergessen.

Die theoretische Auflösung eines Teleskops wird unter anderem durch die Beugung begrenzt.

Für das Rayleigh-Kriterium kann näherungsweise geschrieben werden:

[θ1,22λD][ \theta \approx 1{,}22 \frac{\lambda}{D} ]

Dabei sind:

(θ)=Winkelauflo¨sung(λ)=Wellenla¨nge(D)=O¨ffnungdesTeleskops(\theta) = Winkelauflösung (\lambda) = Wellenlänge (D) = Öffnung des Teleskops

Eine größere Öffnung ermöglicht damit grundsätzlich eine höhere theoretische Auflösung.

In der praktischen Deep-Sky-Astrofotografie ist allerdings meistens nicht die Beugungsgrenze der limitierende Faktor.

Das Seeing der Atmosphäre ist häufig wesentlich größer.

10. Seeing ist häufig der eigentliche Flaschenhals

Nehmen wir ein 130-mm-Teleskop.

Die theoretische optische Auflösung kann sehr gut sein.

Wenn das Teleskop aber unter einem Himmel mit beispielsweise 2,5″ Seeing eingesetzt wird, kann die Kamera diese theoretische Auflösung nicht vollständig nutzen.

Die Luftunruhe verschmiert die Sternabbildung.

Das bedeutet:

Eine hervorragende Optik und extrem kleine Pixel garantieren noch keine hochauflösende Aufnahme.

Das tatsächliche Ergebnis wird durch das Zusammenspiel von

Optik + Seeing + Sampling + Nachführung + Fokus

bestimmt.

11. Pixel Scale anhand eines realen Beispiels

Nehmen wir einen Astrographen mit:

  • 130 mm Öffnung
  • 624 mm Brennweite
  • f/4,8

und eine Kamera mit:

  • 3,76 µm Pixelgröße

Die Pixel Scale beträgt:

[206,265×3,76624][ 206{,}265 \times \frac{3{,}76}{624} ]

also ungefähr:

[1,24/Pixel][ 1{,}24“/\text{Pixel} ]

Das ist für einen typischen Seeing-Bereich von etwa 2″ bis 3″ bereits ein sehr brauchbarer Bereich.

Jetzt verwenden wir dieselbe Kamera an einem Teleskop mit nur 250 mm Brennweite:

[206,265×3,762503,10/Pixel][ 206{,}265 \times \frac{3{,}76}{250} \approx 3{,}10“/\text{Pixel} ]

Hier wird das Bild wesentlich gröber abgetastet.

Die gleiche Kamera kann also an einem Teleskop hervorragend funktionieren und an einem anderen deutlich schlechter geeignet sein.

12. Die Brennweite ist genauso wichtig wie die Pixelgröße

Ein häufiger Denkfehler lautet:

„Kleine Pixel sind besser.“

Richtig ist:

Die Kombination aus Pixelgröße und Brennweite bestimmt die Pixel Scale.

Man kann deshalb dieselbe Pixel Scale mit völlig unterschiedlichen Kameras und Brennweiten erreichen.

Beispielsweise:

3,76 µm Pixel

Bei 600 mm:

[1,29/Pixel][ 1{,}29“/\text{Pixel} ]

2,4 µm Pixel

Bei etwa 383 mm:

[206,265×2,43831,29/Pixel][ 206{,}265\times \frac{2{,}4}{383} \approx1{,}29“/\text{Pixel} ]

Beide Systeme haben damit nahezu dieselbe Pixel Scale.

13. Was bedeutet das für die Wahl einer Kamera?

Bei der Auswahl einer Astrokamera sollte man deshalb nicht zuerst fragen:

„Wie klein sind die Pixel?“

Sinnvoller ist:

„Welche Pixel Scale bekomme ich mit meinem Teleskop?“

Dazu benötigt man:

  1. effektive Brennweite
  2. Pixelgröße
  3. typisches Seeing am Aufnahmeort

Dann kann man beurteilen, ob das System eher:

  • undersampled
  • passend sampled
  • oversampled

ist.

14. Reducer verändern die Pixel Scale

Ein Reducer verändert nicht nur das Öffnungsverhältnis.

Er verkürzt gleichzeitig die effektive Brennweite.

Dadurch wird die Pixel Scale größer.

Beispiel:

Teleskop:

600 mm

Pixel:

3,76 µm

Ohne Reducer:

[1,29/Pixel][ 1{,}29“/\text{Pixel} ]

Mit einem 0,8× Reducer:

[600×0,8=480,mm][ 600 \times 0{,}8 =480,\text{mm} ]

Damit:

[206,265×3,764801,62/Pixel][ 206{,}265\times \frac{3{,}76}{480} \approx1{,}62“/\text{Pixel} ]

Das Sampling wird also gröber.

Gleichzeitig wird das Bildfeld größer und die Lichtstärke steigt.

Der Reducer verändert damit mehrere Eigenschaften des Systems gleichzeitig.

15. Binning – macht es das Sampling besser?

Bei modernen CMOS-Kameras wird häufig über 2×2 Binning gesprochen.

Beim 2×2-Binning werden vier benachbarte Pixel zusammengefasst.

Die effektive Pixelgröße wird dadurch rechnerisch verdoppelt.

Beispiel:

Pixelgröße:

3,76 µm

2×2 Binning:

[3,76×2=7,52,μm][ 3{,}76\times2 =7{,}52,\mu m ]

Die Pixel Scale würde damit ebenfalls ungefähr doppelt so groß:

[1,29/Pixel2,58/Pixel][ 1{,}29“/\text{Pixel} \rightarrow 2{,}58“/\text{Pixel} ]

Bei modernen CMOS-Kameras sollte man allerdings zwischen echtem Hardware-Binning und Software-/Treiber-Binning unterscheiden.

Je nach Kamera kann der tatsächliche Vorteil deshalb deutlich geringer ausfallen als bei klassischen CCD-Kameras.

16. Oversampling ist nicht automatisch schlecht

Hier sollte man mit einer weit verbreiteten Vereinfachung aufräumen.

Ein Sampling von beispielsweise

0,5″/Pixel

bei 2″ Seeing bedeutet nicht automatisch, dass die Kamera „zu gut“ oder ungeeignet ist.

Ein Oversampling kann durchaus Vorteile haben.

Zum Beispiel:

  • feinere Darstellung von Sternprofilen
  • bessere Messbarkeit der Sternform
  • bessere Voraussetzungen für bestimmte Deconvolution-Verfahren
  • Möglichkeit zum späteren Verkleinern
  • höhere Flexibilität bei unterschiedlichen Seeingbedingungen

Allerdings nimmt der reale Informationsgewinn irgendwann stark ab.

Ein System mit 0,5″/Pixel erzeugt bei 2″ Seeing nicht plötzlich viermal so viele Details wie ein System mit 1″/Pixel.

17. Die optimale Pixel Scale gibt es deshalb nicht

Das ist vielleicht die wichtigste Erkenntnis des gesamten Artikels.

Es gibt nicht die eine perfekte Pixel Scale.

Die sinnvolle Pixel Scale hängt ab von:

  • Seeing
  • Öffnung
  • Brennweite
  • Pixelgröße
  • Objekt
  • Montierung
  • Guiding
  • Fokus
  • optischer Qualität
  • Bildbearbeitung

Für Widefield-Aufnahmen großer Nebel kann beispielsweise eine Pixel Scale von 2″/Pixel hervorragend funktionieren.

Für kleine Galaxien oder Planetarische Nebel kann dagegen eine wesentlich feinere Abtastung sinnvoll sein.

18. Eine praktische Faustformel

Für Deep-Sky-Aufnahmen kann man als Ausgangspunkt folgende Näherung verwenden:

[Pixel ScaleSeeing2][ \boxed{ \text{Pixel Scale} \approx \frac{\text{Seeing}}{2} } ]

Bei typischem Seeing von:

SeeingZielbereich Pixel Scale
1,0″ca. 0,5″/Pixel
1,5″ca. 0,75″/Pixel
2,0″ca. 1,0″/Pixel
2,5″ca. 1,25″/Pixel
3,0″ca. 1,5″/Pixel

Diese Werte sind jedoch Orientierungswerte und keine festen Grenzen.

Ein Bereich von etwa 1/2 bis 2/3 des Seeings kann für viele Deep-Sky-Setups ein sinnvoller Ausgangspunkt sein.

19. Pixel Scale und Bildfeld

Die Pixel Scale beeinflusst nicht nur die Detailauflösung.

Sie bestimmt zusammen mit der Sensorgröße auch das Gesichtsfeld.

Hat ein Sensor beispielsweise 6248 Pixel in der Breite und die Pixel Scale beträgt 1,2″/Pixel, ergibt sich:

[6248×1,2=7497,6][ 6248\times1{,}2 =7497{,}6“ ]

Da:

[3600=1][ 3600“=1^\circ ]

ergibt sich:

[7497,636002,08][ \frac{7497{,}6}{3600} \approx2{,}08^\circ ]

Das Bildfeld beträgt horizontal also ungefähr 2,08°.

Damit kann man bereits vor dem Kauf einer Kamera abschätzen, wie groß ein bestimmtes Objekt im Bild erscheinen wird.

20. Pixel Scale und Oversampling richtig beurteilen

Ein sehr feines Sampling wird häufig anhand der Pixelgröße beurteilt.

Das ist aber eigentlich der falsche Ansatz.

Entscheidend ist immer die Kombination:

Pixelgröße / Brennweite

Eine Kamera mit 2,4-µm-Pixeln kann an 300 mm Brennweite perfekt passen.

Dieselbe Kamera kann an 1.500 mm Brennweite extrem fein sampeln.

Umgekehrt kann eine Kamera mit 5,94-µm-Pixeln an 2000 mm Brennweite ein sehr sinnvolles Sampling liefern.

Deshalb sollte man Kameras niemals isoliert nach ihrer Pixelgröße bewerten.

21. Was ist wichtiger: Pixelgröße oder Sensorgröße?

Beides erfüllt unterschiedliche Aufgaben.

Pixelgröße

bestimmt zusammen mit der Brennweite die:

Pixel Scale

Sensorgröße

bestimmt zusammen mit der Brennweite das:

Gesichtsfeld

Eine Kamera kann deshalb große Pixel und einen großen Sensor besitzen.

Dann erhält man gleichzeitig:

  • große Pixel Scale
  • großes Gesichtsfeld

Eine Kamera mit kleinen Pixeln und kleinem Sensor kann dagegen:

  • fein sampeln
  • aber ein kleineres Gesichtsfeld besitzen

Beides sind voneinander unabhängige Eigenschaften.

22. Ein häufiger Denkfehler: Mehr Pixel = mehr Auflösung

Eine Kamera mit beispielsweise 62 Megapixeln ist nicht automatisch besser auflösend als eine Kamera mit 26 Megapixeln.

Die Anzahl der Pixel beschreibt zunächst nur die Anzahl der Abtastpunkte.

Die tatsächliche Detailauflösung wird unter anderem begrenzt durch:

  • Optik
  • Seeing
  • Sampling
  • Fokus
  • Nachführung
  • Signal-Rausch-Verhältnis

Wenn die Optik und Atmosphäre nur eine bestimmte Detailauflösung zulassen, bringen zusätzliche Pixel irgendwann keinen zusätzlichen Informationsgewinn.

23. Die ideale Kombination aus Teleskop und Kamera

Bei der Zusammenstellung eines Systems sollte man deshalb in dieser Reihenfolge vorgehen:

1. Typisches Seeing bestimmen

Wie gut ist der Himmel am eigenen Aufnahmeort?

2. Zielobjekte festlegen

Widefield-Nebel benötigen andere Eigenschaften als kleine Galaxien.

3. Brennweite bestimmen

Die Brennweite bestimmt zusammen mit der Pixelgröße die Pixel Scale.

4. Kamera auswählen

Jetzt kann man eine geeignete Pixelgröße bestimmen.

5. Sensorgröße prüfen

Anschließend sollte man kontrollieren, ob der Sensor vollständig und sinnvoll ausgeleuchtet wird.

6. Optische Korrektur prüfen

Gerade bei großen Sensoren müssen Flattener, Reducer oder integrierte Korrektoren ausreichend große Bildkreise liefern.

7. Mechanik kontrollieren

Backfokus, Tilt und mögliche Vignettierung dürfen ebenfalls nicht übersehen werden.

Damit wird deutlich:

Die Kamera ist immer Teil eines Gesamtsystems.

24. Ein Praxisbeispiel: 2600MM Pro an 624 mm

Nehmen wir eine moderne Monokamera mit dem häufig verwendeten IMX571-Sensor.

Die Pixelgröße beträgt:

3,76 µm

Bei einer effektiven Brennweite von:

624 mm (Askar SQA130)

ergibt sich:

[206,265×3,76624][ 206{,}265\times \frac{3{,}76}{624} ]

also:

[1,24/Pixel][ \boxed{1{,}24“/\text{Pixel}} ]

Das ist ein sehr praxisnaher Wert für viele Deep-Sky-Aufnahmen.

Bei einem Seeing von etwa 2,5″ liegt das System ziemlich genau im Bereich der klassischen Faustregel:

[2,52=1,25/Pixel][ \frac{2{,}5“}{2} =1{,}25“/\text{Pixel} ]

Hier passen Theorie und Praxis sehr schön zusammen.

25. Was passiert bei einem 2× Binning?

Mit 2×2 Binning würde die effektive Pixelgröße rechnerisch auf:

[7,52,μm][ 7{,}52,\mu m ]

steigen.

Die Pixel Scale wäre dann:

[1,24×22,48/Pixel][ 1{,}24\times2 \approx2{,}48“/\text{Pixel} ]

Für ein Seeing von 2,5″ wäre das bereits eine sehr grobe Abtastung.

Für große Widefield-Objekte kann das trotzdem interessant sein.

Für kleine Details in Galaxien oder Planetarischen Nebeln wäre es dagegen weniger geeignet.

26. Was passiert bei einer längeren Brennweite?

Nehmen wir dieselbe Kamera mit 3,76 µm Pixeln, aber jetzt an:

1200 mm Brennweite

Dann:

[206,265×3,7612000,65/Pixel][ 206{,}265\times \frac{3{,}76}{1200} \approx0{,}65“/\text{Pixel} ]

Das System sampelt nun wesentlich feiner.

Bei einem Seeing von 2,5″ wäre das bereits deutliches Oversampling.

Für Nächte mit sehr gutem Seeing kann das durchaus interessant sein.

Unter durchschnittlichen Bedingungen wird aber ein großer Teil der zusätzlichen Abtastung durch die Atmosphäre nicht in zusätzliche Details umgesetzt.

27. Die tatsächliche Auflösung ist ein Gesamtsystem

Die wichtigste Erkenntnis lässt sich deshalb in einem Satz zusammenfassen:

Die Auflösung einer Astrofotografie wird nicht allein durch die Kamera bestimmt.

Sie entsteht aus dem Zusammenspiel von:

Optik

Atmosphäre

Sampling

Fokus

Nachführung

Bildbearbeitung

Ein hervorragendes Teleskop mit schlechtem Sampling kann seine Leistung nicht vollständig ausspielen.

Eine perfekte Kamera kann schlechtes Seeing nicht beseitigen.

Und eine extrem kleine Pixelgröße kann keine Details erzeugen, die optisch oder atmosphärisch gar nicht vorhanden sind.

28. Die wichtigsten Formeln im Überblick

Pixel Scale

[206,265×Pixelgröße [µm]Brennweite [mm]][206{,}265 \times \frac{\text{Pixelgröße [µm]}} {\text{Brennweite [mm]}} ]

Theoretische Auflösung nach Rayleigh

[θ1,22λD][ \boxed{ \theta \approx 1{,}22 \frac{\lambda}{D} } ]

Praktische Sampling-Faustregel

[Pixel ScaleSeeing2][ \boxed{ \text{Pixel Scale} \approx \frac{\text{Seeing}}{2} } ]

Horizontales Gesichtsfeld

[FOVSensorbreite [mm]Brennweite [mm]×57,3][ \boxed{ FOV \approx \frac{\text{Sensorbreite [mm]}} {\text{Brennweite [mm]}} \times57{,}3^\circ } ]

Diese vier Zusammenhänge reichen bereits aus, um die grundsätzliche Eignung einer Kamera für ein bestimmtes Teleskop sehr gut beurteilen zu können.

Fazit

Bei der Auswahl einer Astrokamera sollte man sich nicht von möglichst kleinen Pixeln oder einer möglichst hohen Megapixelzahl beeindrucken lassen.

Entscheidend ist die Pixel Scale des gesamten Systems.

Sie wird durch Pixelgröße und Brennweite bestimmt und sollte zum typischen Seeing und zum geplanten Aufnahmeobjekt passen.

Als praktische Orientierung gilt für viele Deep-Sky-Setups:

etwa die halbe Seeing-Breite als Pixel Scale.

Bei 2″ Seeing sind beispielsweise ungefähr 1″/Pixel ein sinnvoller Ausgangspunkt.

Bei 3″ Seeing sind etwa 1,5″/Pixel eine gute Orientierung.

Dabei sollte man die Werte nicht dogmatisch betrachten. Ein gewisses Oversampling kann durchaus sinnvoll sein, während Undersampling bei großen Widefield-Aufnahmen oft weniger problematisch ist als bei kleinen, detailreichen Objekten.

Die entscheidende Frage lautet deshalb nicht:

„Welche Kamera hat die besten Pixel?“

Sondern:

„Welche Kamera passt mit ihrer Pixelgröße und Sensorfläche optimal zu meiner Brennweite, meinem Seeing und meinen Aufnahmezielen?“

Genau diese Betrachtung macht aus einer Kamera-Teleskop-Kombination ein stimmiges Gesamtsystem.

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