Astrofotografie 2021 einfach erklärt – Software

Software in der Astrofotografie

Wenn es um Astrofotografie ist es inzwischen wie in Hollywood. Mindestens die Hälfte der eigentlichen Arbeit findet nach den Aufnahmen statt. Bei Filmen nennt man es Post-Production, in der Astrofotografie Nachberarbeitung. Eine klare Nacht und tolle Aufnahmen sind also nur die halbe Miete. Für hervorragende Bilder braucht man also auch hervorragende Software.


Für Astrofotografie gibt es auch für jeden Einsatzzweck Software wie Sand am Meer. Erfreulicherweise ist die meiste Software Open Source, man muss nur in Github oder SourceForge nach Astro-Software suchen. Der Reifegrad und die Benutzerfreundlichkeit sind allerdings sehr unterschiedlich, aber das ist kein spezielles Problem von Astro-Software. Hinzu kommt eine ebenso große menge an kommerzieller Software. In diesem Angebot die Übersicht zu behalten fällt jedem schwer, da sich die Software frequent ändert und neue gute Alternativen auftauchen und andere verschwinden. Die ganze Landkarte der Astro-Software kann hier natürlich nicht abgehandelt werden. Aber wir können zeigen, welche Software wir in der Sternwarte-Höfingen nutzen. Die Reihenfolge ist kein Ranking, sondern eher eine aus der Reihenfolge der Nutzung geboren.

SharpCap

Das beste Programm um unsere Astro-Camera zu steuern, dass wir bis jetzt gefunden haben. Das Programm ist kostenlos, die Pro Version kostet moderate 12€ pro Jahr.
Nachdem man mit der kostenlosen Version ein wenig experimentiert hat und einem das Programm gefällt sollte man den Autoren das Geld gönnen, weil es angemessen ist und viele nützliche Features freischaltet.
SharpCap unterstützte den Workflow sehr gut.
Und hat so nützliche Features wie Polar Alignment, Live Stacking, Flat Correction, Seeing Monitor mit Auto Capture, Focus Assistance, Sensor Analysis, Smart Histogram, Scripting.

Vorteile:Nachteile:
-Viele tolle Features für die Steuerung der AstroCam
https://www.sharpcap.co.uk/

SiriL – https://siril.org/

SiriL ist eine freie astronomische Bildverarbeitungssoftware, die Bilder konvertieren, verarbeiten, automatisch oder manuell ausrichten, stapeln und die fertigen Bilder verbessern kann. SiriL steht für Iris für Linux (sirI-L), läuft aber auch unter Windows und Macs. SiriL versucht den kompletten Astro-Workflow in Sachen Bildbearbeitung abzubilden. SiriL bietet einen großen Satz an Astro-Algorithmen mit denen der Benutzer die Nachbearbeitung automatisch mit Skripten oder manuell machen kann.

Sequator – https://sites.google.com/view/sequator/

Sequator ist eine kostenlose Software, die Sterne auf mehreren Bildern verfolgen, ausrichten und stacken kann. Das herausragende an Sequator ist, dass das Programm einfach, benutzerfreundlich und schnell ist. Sequator bietet Feature Liste bietet

EOS Utility / Canon Camera Connect

Wahrscheinlich die erste Software mit der man in kontakt kommt, wenn man das erste mal eine Kamera mit dem Teleskop verbindet und die ersten Bilder macht. Und nach dem ersten Abend keine Lust mehr hat den Auslöser alle paar Minuten von Hand zu drücken. Entweder man beschafft sich einen automatischen Auslöser bei eBay oder man steuert die Kamera bequem vom Rechner, was den Vorteil bringt, dass die Bilder direkt auf dem Rechner landen und man (fast) alle Kamera Einstellungen aus der Ferne regeln kann. Entweder mit Wifi oder USB-Kabel. Der größte Schwachpunkt der Software ist, dass man pro Rechner nur eine Kamera anschließen kann. Warum auch immer, es gibt keinen technischen Grund dafür. Wenn wir hier in der Sternwarte fotografieren, haben wir hin und wieder beide Teleskope in Betrieb und dann brauchen wir unnötigerweise zwei Laptops. Leider kann man die Belichtungszeiten nur in einem gewissen Rahmen wählen und muss dann auf Bulk schalten und sich selbst darum kümmern, wie lange belichtet wird.

Vorteile:Nachteile:
-Unterstützung aller Canon Kameras
-Kostenlos
-grundlegende Funktionen der Kameras werden unterstützt
-Nerviges User Interface
-Kann nur eine Kamera pro Rechner verwalten
-keine freie Einstellung der Belichtungszeiten
https://www.canon.de/support/camera_software/
https://www.canon.de/apps/canon-camera-connect/



jpg / jpeg – Joint Photographic Experts Group

Das von der Joint Photographic Experts Group 1992 entwickelte und genormte Format ist das am häufigsten verwendete Bildformat der Welt. Jede Kamera in jedem Smartphone der Welt speichert in diesem Format. “.jpg” ist quasi ein Synonym für “digitales Bild”.
Auch rund 73 Prozent aller Webseiten verwenden Fotos und Grafiken in diesem Format. Dies hat es in erster Linie seinem Verhältnis von Qualität zu Dateigröße zu verdanken.

Einsatzgebiet aus Astro-Sicht:
– Bilder auf Webseiten
– Fotoarchivierung

Vorteile:Nachteile:
-Geringe Dateigröße
-Kompatibilität
-Unterstützt Metadaten wie GPS-Infos
-Unterstützung von verlustfreien und verlustbehafteter    Kompression
-Kompression sehr fein steuerbar
-Nur 8 Bit pro Kanal
-Qualitätsverlust bei komprimierten JPG-Dateien
(bei jedem Verändern der Bildinformation und anschließendem Speichern gehen Bildinformationen verloren)

Farbtiefe:
– 8 Bit pro Kanal


webp

Der neue Superstar unter den Bildformaten.
Am 30.09.2010 veröffentlichte Google einen neuen offenen Standard (Wikipedia) (Google) für verlustbehaftete Komprimierung von 24-Bit-Grafiken im Web.
WebP-verlustfreie Bilder sind im Vergleich zu PNGs um 26 % kleiner.
WebP-verlustbehaftet sind im Vergleich zu JPGs um 25-34 % kleiner.

Einsatzgebiet aus Astro-Sicht:
– Bilder auf Webseiten
– Fotoarchivierung

Vorteile:Nachteile:
-Sehr hohe Kompression
-Transparenz (Alphakanal)
-Verlustfreie und verlustbehaftete Kompression
-Animationen
-Unterstützt Metadaten wie GPS-Infos
-Nur 8 Bit pro Kanal
-Maximale Bildgröße von 16.383 Pixeln
-Kompatibilität mit alten Programmen

Farbtiefe:
– 8 Bit pro Kanal


fits / fit – Flexible Image Transport System

Das Flexible Image Transport System (FITS) ist das Standardformat für die Darstellung von Bildern und Daten in der Astronomie. Im Jahr 1982, nur 3 Jahre nach der Entstehung des FITS-Formats, verabschiedete die International Astronomical Union (IAU.org) eine Resolution, in der empfohlen wurde, dass alle astronomischen Computereinrichtungen FITS für den Datenaustausch anerkennen und unterstützen.

Einsatzgebiet aus Astro-Sicht:
– Standardformat für die Darstellung von Bildern und Daten in der Astronomie

Vorteile:Nachteile:
-Zahlreiche Zusatzdaten wie Ausrichtung nach WCS
-Histogramm mit Linearer, Logarithmischer oder Quadratwurzel-Skalierung.
-Monumentale Dateigrößen
Wird nur im Astro Bereich verwendet
Geringe Unterstützung von Mainstream-Bildbearbeitungs-Programmen

Farbtiefe:
– 8, 16, 32 Bit, IEEE-32 und IEEE-64 Bit pro Pixel


Beispiele

JPG 100% – 993 kb
JPG 85% – 130 kb
JPG 45% – 35 kb
WEBP 100% – 248 kb
WEBP 100% – 55 kb
WEBP 45% – 20 kb

Fazit Bildformate

Während der Bildbearbeitung sollte man immer darauf achten, dass man verlustfrei und mit möglichst hoher Farbtiefe arbeitet um keine Details zu verlieren.
Beim Publizieren der fertigen Bilder, im Web oder per eMail, sollte man immer darauf achten, dass man den optimalen Punkt zwischen maximaler möglichen Kompression und Bildqualität zu finden. Selbst bei großen Bildern ist damit eine Einsparung von 80 Prozent möglich ohne, dass mit bloßem Auge ein Unterschied zu erkennen ist.

Formatvergleich als Tabelle

DateiendungGeschichte und HintergründeVorteile NachteileEinsatzgebiete (Astro-Sicht)Farbtiefe
png
Portable Network Graphics
Seit 2006 Ersatz für das alte patentbelastete GIF Format.
Zusammen mit jpeg das meistbenutzte Bildformat im Web.
Es wird auf fast 80 Prozent aller Webseiten weltweit benutzt.
Transparenz (Alphakanal)
Verlustfreie Kompression
Große DateienTransparente Buttons und Icons auf Webseiten1, 2, 4, 8 oder 16 Bit.
Maximal 16 Bit pro Farbkanal (PNG48)
tiff / tif
Tagged Image File Format
Dateiformat aus dem Jahr 1986. Aktuell ist TIFF v6 aus dem Jahr 1992.
TIFF unterstützt Graustufen, sowie den RBG-, CMYK- und LAB-Farbraum.
Das Format ermöglicht eine Farbtiefe von bis zu 16 Bit pro Farbkanal und ist daher ideal für den Datenaustausch bei einer RAW-Konvertierung geeignet.
Die Hauptverwendung ist inzwischen die Übermittlung von Druckdaten und
Archivieren von monochromen Grafiken (Fax G4 und technische Zeichnungen)
Unterstützung von verlustfreien und verlustbehafteter Kompression
Transparenz (Alphakanal)
Unterstützung von Ebenen und Farbräumen
Keine Weiterentwicklung
Komplexität und Kompatibilität des Formats
Verwendung der verlustbehafteten JPEG-Kompression ist problematisch
Verlustfreier Austausch zwischen Grafikprogrammen
Graustufen, RBG-, CMYK- LAB-Farbraum,
Maximal 16 Bit pro Farbkanal (TIFF48)
jpg / jpeg
Joint Photographic Experts Group
Das von der Joint Photographic Experts Group 1992 entwickelte und genormte Format ist das am häufigsten verwendete Bildformat der Welt.
Jede Kamera in jedem Smartphone der Welt speichert in diesem Format. “.jpg” ist quasi ein Synonym für “digitales Bild”.
Auch rund 73 Prozent aller Webseiten verwenden Fotos und Grafiken in diesem Format. Dies hat es in erster Linie seinem Verhältnis von Qualität zu Dateigröße zu verdanken.
Geringe Dateigröße
Kompatibilität
Unterstützt Metadaten wie GPS-Infos
Unterstützung von verlustfreien und verlustbehafteter    Kompression
Kompression sehr fein steuerbar
Nur 8 Bit pro Kanal
Qualitätsverlust bei komprimierten JPG-Dateien
(bei jedem Verändern der Bildinformation und anschließendem Speichern gehen Bildinformationen verloren)
Bilder auf Webseiten
Fotoarchivierung
8 Bit pro Kanal
webp
(Wikipedia)
(Google)
Der neue Superstar unter den Bildformaten.
Am 30.09.2010 veröffentlichte Google einen neuen offenen Standard für verlustbehaftete Komprimierung von 24-Bit-Grafiken im Web.
WebP-verlustfreie Bilder sind im Vergleich zu PNGs um 26 % kleiner.
WebP-verlustbehaftet sind im Vergleich zu JPGs um 25-34 % kleiner.
Sehr hohe Kompression
Transparenz (Alphakanal)
Verlustfreie und verlustbehaftete Kompression
Animationen
Unterstützt Metadaten wie GPS-Infos
Nur 8 Bit pro Kanal
Maximale Bildgröße von 16.383 Pixeln
Kompatibilität mit alten Programmen
Bilder auf Webseiten
Fotoarchivierung
8 Bit pro Kanal
fits / fit
Flexible Image Transport System
Das Flexible Image Transport System (FITS) ist das Standardformat für die Darstellung von Bildern und Daten in der Astronomie.
Im Jahr 1982, nur 3 Jahre nach der Entstehung des FITS-Formats, verabschiedete die International Astronomical Union (IAU.org) eine Resolution, in der empfohlen wurde, dass alle astronomischen Computereinrichtungen FITS für den Datenaustausch anerkennen und unterstützen.
Monumentale Dateigrößen
Zahlreiche Zusatzdaten wie Ausrichtung nach WCS
Histogramm mit Linearer, Logarithmischer oder Quadratwurzel-Skalierung.
Wird nur im Astro Bereich verwendet
Geringe Unterstützung von Mainstream-Programmen
Standardformat für die Darstellung von Bildern und Daten in der Astronomie8, 16, 32 Bit,
IEEE-32 und IEEE-64 Bit pro Pixel
Bildformate im Vergleich
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