Astrofotos kalibrieren: Lights, Darks, Flats und Bias

Lightframes – die eigentlichen Himmelsaufnahmen

Lightframes sind die Aufnahmen des Himmelsobjekts. Sie enthalten das Licht von Sternen, Nebeln, Galaxien oder anderen astronomischen Zielen.
Bei einer Deep-Sky-Session entstehen häufig mehrere Hundert Lightframes. Je nach Aufnahmeprogramm und Einstellungen können diese beispielsweise jeweils 10, 20 oder 30 Sekunden lang belichtet werden.
Die Summe der verwendbaren Lightframes bestimmt die Gesamtintegrationszeit.

Gespeicherte Einzelaufnahmen sind besonders wertvoll, weil sie sich später in Siril oder PixInsight neu verarbeiten lassen.

Darkframes – Dunkelstrom und Sensorfehler

Darkframes sind Aufnahmen, bei denen kein Licht auf den Kamerasensor fällt.
Sie werden verwendet, um bestimmte sensorbedingte Störungen zu erfassen. Dazu gehören Dunkelstrom, Hotpixel und andere wiederkehrende Muster.
Idealerweise werden Darkframes mit derselben Belichtungszeit, Verstärkung und möglichst ähnlicher Sensortemperatur wie die Lightframes aufgenommen.
Bei der Kalibrierung werden die entsprechenden Störanteile mathematisch von den eigentlichen Himmelsaufnahmen abgezogen.
Darkframes können dadurch die Qualität der späteren Bildbearbeitung verbessern. Sie entfernen allerdings nicht das zufällige Photonenrauschen, das beim Sammeln des Lichts entsteht.

Flatframes – Staub und ungleichmäßige Ausleuchtung

Flatframes korrigieren Unterschiede in der Ausleuchtung des Bildfeldes.
Solche Unterschiede können beispielsweise durch Vignettierung, Staub auf optischen Flächen oder andere Eigenschaften des optischen Systems entstehen.
Für Flatframes wird eine gleichmäßig beleuchtete Fläche aufgenommen. Die daraus gewonnenen Daten helfen, Helligkeitsunterschiede in den Lightframes auszugleichen.
Besonders wichtig ist dabei, dass die optische Konfiguration zwischen Lightframes und Flatframes möglichst unverändert bleibt.

Ein Wechsel von Filtern, Veränderungen im optischen Aufbau oder eine andere Position von Staubpartikeln können dazu führen, dass vorhandene Flatframes nicht mehr optimal passen.

Biasframes – Ausleseoffset des Sensors

Biasframes sind sehr kurz belichtete Aufnahmen, bei denen ebenfalls kein Licht auf den Sensor fällt.
Sie erfassen den elektronischen Offset und wiederkehrende Anteile des Auslesesignals.
Biasframes können bei der Kalibrierung von Darkframes und Flatframes eine Rolle spielen.

Ob separate Biasframes tatsächlich benötigt werden, hängt vom verwendeten Kamerasystem und dem gewählten Kalibrierungsworkflow ab. Bei manchen CMOS-Kameras und bestimmten Verfahren werden stattdessen passende Darkframes beziehungsweise Dark-Flats eingesetzt.

Seestar-Praxis: Welche Daten sind besonders wichtig?

Beim Seestar S50 Pro werden verschiedene Aufnahme- und Verarbeitungsschritte bereits durch die integrierte Software übernommen. Welche Kalibrierungs- und Dithering-Funktionen im Einzelnen zur Verfügung stehen, hängt vom Gerät und dessen Firmware ab.
Für die weiterführende Bearbeitung sind vor allem die gespeicherten Einzelaufnahmen interessant.
Wer diese Daten in Siril oder PixInsight selbst verarbeitet, kann mehr Einfluss auf die Auswahl der Lightframes, die Ausrichtung, das Stacking und die spätere Bearbeitung nehmen.
Dabei sollte man allerdings berücksichtigen, ob die gespeicherten Aufnahmen bereits durch das Seestar kalibriert wurden. Eine erneute Anwendung ungeeigneter Kalibrierframes kann das Ergebnis auch verschlechtern.

Für Foto-Gorilla werden wir deshalb bei unseren praktischen Anleitungen immer zwischen Aufnahme, Kalibrierung, Stacking und anschließender Bildbearbeitung unterscheiden.
So entsteht ein nachvollziehbarer Workflow, bei dem jeder Bearbeitungsschritt eine klare Aufgabe erfüllt.