Milchstraßenmosaik

[woho]

Hi,

nachdem das Bild schon eine Zeitlang auf Astrobin liegt, möchte ich es auch hier zeigen: mein Milchstraßen-Mosaik der letzten beiden Sommer.



Aufnahmedaten und volle Auflösung (gut 60 Megapixel) gibts hier: http://www.astrobin.com/46622 (dort das Bild anklicken und View -> Full Resolution auswählen).

Ich möchte mich einfach nochmal bei Euch bedanken, ohne das Theli-Forum hätte ich das nie geschafft. Meist hat schon das stille Mitlesen der vielen hilfreichen Threads gereicht, und wenn man dann doch mal postet, bleibt hier ja kaum eine Frage unbeantwortet.

Das Bild wurde auf den Feldern südlich von Bad Aibling aufgenommen. Die Gegend ist stadtnah und damit etwas lichtverschmutzt, kein Vergleich zu den dunklen abgelegenen Alpentälern, aber für mich halt gut erreichbar, und das war für dieses Dauerprojekt wichtig.

Rucksack mit Astrotrack, Foto, Stativ, Steuerung und Schlafsack packen, eine Viertelstunde radeln, aufbauen und dann den Geräuschen der Nacht lauschen. Jede Nacht war anders, mal hat mich ein Dachspaar besucht (aber gottseidank in Frieden gelassen), einmal ist um 2 Uhr morgens der Bauer mit Festbeleuchtung zum Mähen gefahren, mal gab es Sternschnuppen ohne Ende, mal Wolken, Wetterleuchten und Abbrüche wegen Gewitter, mal geniale Momente mit Milchstraße bis zum Horizont.

Spannend war oft auch der technische Aspekt, besonders anfangs hatte ich einiges an Lehrgeld zu zahlen. Bahtinov-Maske zum Fokusieren, Taukappenheizung, Arduino-Steuerung zum Dithern der Astrotrac sind mit der Zeit dazugekommen. Das angepeilte Framing ohne Laptop und Goto zu treffen war teils auch recht knifflig (besonders im Schlangenträger mit wenig hellen Sternen).

Das Bergpanorama wurde in einer Neumondnacht mit ähnlichen Aufnahmeeinstellungen wie der Sternenhimmel gemacht.

Ich bin mir noch nicht sicher, ob die Ausarbeitung das Optimum ist, mit den Farben tu ich mir schwer. Viele Milchstraßenbilder sind mehr ins Blaue und Weiße abgestimmt, ich hab das bisher nicht stimmiger hinbekommen. Schütze und Skorpion stehen hier halt recht tief, da wird alles Orange. Vielleicht hole ich nochmal Schwung und setze mich an eine Überarbeitung, aber momentan brauch ich Pause und lass es gut sein, so wie's ist.

Würde mich über konstruktive Kritik freuen. Schaut Euch unbedingt die volle Größe an und genießt das Baden in der unendlichen Sternfülle unserer Heimatgalaxie

Ciao,
Wolfgang

[Knickohr]

Ja, jetzt mußte den Rest auch noch dazu machen !

Thomas

[woho]

Ja, jetzt mußte den Rest auch noch dazu machen !

Ich bleib tapfer und schieb den Gedanken gaanz weit weg

[Knickohr]

Wie haste den Lichtsiff denn bekämpft ?

Thomas

[woho]

Hi Thomas,

der Lichtsiff ist neben der Farbkalibrierung mein Hauptproblem mit der Aufnahme. Die Theli Bordmittel stoßen da an Grenzen, ich hab mir noch etwas Software dazugeschrieben, die die Skysubtraction für diese Aufnahmen verbessert.

Probleme waren zum einen, dass die Strukturen der Milchstraße die kompletten Einzelframes ausfüllen, so dass eine Skysubtraction mit dem Gaussfilter die Milchstraße mitwegfilter, das kennst Du ja selber. Das Bild wirkt dann sehr flach, und das Leuchten der Milchstraße geht verloren. Die Gradienten der horizontnahen Aufnahmen sind aber viel zu stark um nur einen konstanten Hintergrundwert abzuziehen.

Das zweite Problem war, dass der Gaussfilter in den Randbereichen zu ziemlichen Überschwingern neigt. Ich hatte in den unteren Frames die Berge im Bild, die ich mit DS9 Masken weggeschnitten habe. Der Gauss hat die Bereiche in Bergnähe aber nicht richtig modelliert, da sind sehr kräftige farbige Ränder und dunkle Überschwinger entstanden.

Das erste Problem habe ich durch eine kurzbrennweitige Übersichtsaufnahme in einer weitgehend wolkenfreien Nacht gelöst. Diese Aufnahme habe ich von den Sternen befreit und weichgezeichnet. Von den langbrennweitigen Frames habe ich dann zuerst den entsprechenden Ausschnitt dieser Übersichtsaufnahme abgezogen, um die groben Milchstraßenstrukturen aus der Sky-Modellierung rauszunehmen und damit im Ergebnis zu bewahren.

Das zweite Problem habe ich durch eine Modellierung mittels Legendre-Polynomen gelöst. Deren Randverhalten ist hier besser. Warum genau kann ich nur spekulieren, vermutlich da sie das gesamte Bild berücksichtigen. Überschwinger habe ich damit auch noch, aber wesentlich schwächer. Die Idee dazu habe ich in diesem Paper (Section 6) ergooglet, und auf Basis der Eigen Bibliothek umgesetzt. Ging leichter als gedacht, aber wie immer ist die Parametrisierung knifflig. Ich habe auch mit einem Spline-Raster experimentiert, aber das zeigt eher wieder die Gauss-typischen Probleme.

Insgesamt bin ich mit dem Hintergrund zufrieden, natürlich findet man noch was, wenn man genau hinschaut. Wolken waren neben der Lichtverschmutzung auch ein Problem, logisch bei dem Bildwinkel und unserem Wetter. Durchziehende Wolken hat teilweise die Outlier-Rejection erledigt, bei stationären Wolken musste ich mit DS9 wegmaskieren. Die schlimmsten Frames habe ich z.T. nachgeschossen, oft musste ich aber froh sein, den Himmelsbereich überhaupt einigermaßen abdecken zu können.

Schön wäre es, das Sky-Modeling mit Legendre-Polynomen und die Möglichkeit, eine Referenzaufnahme in das Modeling einzubringen, in Theli einfließen zu lassen. Ich hab nur etwas Bammel vor dem Zeitaufwand, das in allgemein brauchbare Form zu bringen, das ist momentan für exakt meine Anwendung maßgeschneiderter Code ohne vernünftiges User Interface ... mal schauen. Mischa hat ja erwähnt, die Fitstools in C++ neu zu schreiben, möglicherweise habe ich dann eine gute Basis, den Code einzubringen. Für Teleskop-basierte Aufnahmen und Mosaike reichen die Theli Bordmittel ja sehr gut aus, für Kurzbrennweitiges in Horizontnähe nur noch bedingt.

Ciao,
Wolfgang

[Knickohr]

Hallo Wolfgang,

toll, das Du verstehst, was darin alles tickert, ich bin in der Beziehung richtig doof. Rein mathematisch erscheint es ja relativ leicht, aber es zu implementieren ist ein Grauß

Ich hab ja schon mal mit ein paar Kollegen hier versucht, das mit den Pioneer-Daten auf die Reihe zu bekommen. Auch das hört sich mathematisch recht einfach an, aber wir sind auf keinen grünen Zweig gekommen.

Tja, wenn das Mischa oder Du nicht schaffen, dann wird es wohl keiner schaffen. Wollen wir mal hoffen, das einer die nötige Zeit und den Mut dazu hat.

Thomas

[mischa]

Hi Wolfgang,
ich muss sagen ich bin beeindruckt, das sieht sehr gut aus. Die Portierung nach C++ wird dir keine neuen Tueren oeffnen, das mache ich groesstenteils nur deshalb, weil die bisher verwendete qfits-Bibliothek nicht threadsafe ist, und daher weiterer Parallelisierung im Weg steht. Eine Modellierung ueber spline-Interpolations mittels legendre Polynome habe ich auch schon angedacht, das ist ein gaenzlich anderes Vorgehen als eine Faltung mit Gauss. Die beiden sollten sich gut ergaenzen. Das erfordert aber mehr Interaktivitaet mit den Bilddaten, die THeli hoffentlich bereitstellen wird, wenn es mal in Qt5 gelandet ist.

[woho]

Hi Thomas,

toll, das Du verstehst, was darin alles tickert

um das mal klarzustellen: ich verstehe nur einen Teil, und das Verständnis ist über das letzte Jahr hin mit meinem Mosaik Stück für Stück weitergewachsen. Möglich war das nur, weil der Theli-Code offen liegt und in diversen Papers die Ideen dazu beschrieben sind. Ich finde das super, und möchte das unterstützen, indem ich meine Erweiterungen auch mit einbringe. Ich darf mich dabei nur nicht zeitlich übernehmen, hab beruflich genug Software-Probleme am Hals.

Ich hab ja schon mal mit ein paar Kollegen hier versucht, das mit den Pioneer-Daten auf die Reihe zu bekommen. Auch das hört sich mathematisch recht einfach an, aber wir sind auf keinen grünen Zweig gekommen.

Den Thread habe ich auch mitverfolgt, und daraus die Kernidee für mein Vorgehen mit dem Übersichtsbild gezogen. Das war einer der Inputs, die ich im Ursprungsposting meinte, ohne das Forum hätte ich das nicht geschafft. Danke nochmal dafür

Ich habe zur Umsetzung aber ein C++ Programm gebraucht, mit den vorhandenen Tools und Skripten hab ich auch keinen Weg gefunden. Ich möchte mit Mischa schauen, ob wir den Code in vernünftig in Theli hineinbekommen könnten. Möchte Mischa da aber nicht irgendeinen Brocken vorwerfen, der Code muss ja dann auch gewartet und weiterentwickelt werden.

Noch was anderes: die Pioneer Daten sind für mich übrigens viel zu grob gewesen. Evtl. schauts bei Dir mit 35mm (statt 100mm bei mir) anders aus. Ich konnte von meiner 24mm Übersichtsaufnahme, die ich als Hintergrundreferenz verwendet habe, auch nur den Kernbereich mit dem hellen Teil der Milchstraße verwenden, in den Außenbereichen war die Übersichtsaufnahme nicht tief genug und hätte mir das Endergebnis ziemlich versaut (weichgezeichnete Farbflecken). Der Anspruch an die Referenz ist also hoch.

Ciao,
Wolfgang

[woho]

Hi Mischa

ich muss sagen ich bin beeindruckt, das sieht sehr gut aus.

Danke, das freut mich sehr Deine Newton-Aufnahmen vom Roque haben mich immer sehr beeindruckt, ich musste mir halt eine Niesche suchen, wo auch aus unseren Breiten mit mäßigem Himmel was sehenswertes rauskommt.

Die Portierung nach C++ wird dir keine neuen Tueren oeffnen, das mache ich groesstenteils nur deshalb, weil die bisher verwendete qfits-Bibliothek nicht threadsafe ist, und daher weiterer Parallelisierung im Weg steht.

Auf welche FITS Bibliothek setzt Du jetzt? Ich hab ja im Posting oben laut gedacht: ich würde meine Erweiterungen gerne in Theli einfließen lassen, wenn sich ein vernünftiger Weg dazu öffnet. Voraussetzung ist, dass ich Dir Code zukommen lassen kann, mit dem Du auch unter dem Wartungs- und Weiterentwicklungsaspekt was anfangen kannst. Evtl. sollten wir das in einem eigenen Thread sondieren?

Eine Modellierung ueber spline-Interpolations mittels legendre Polynome habe ich auch schon angedacht, das ist ein gaenzlich anderes Vorgehen als eine Faltung mit Gauss. Die beiden sollten sich gut ergaenzen. Das erfordert aber mehr Interaktivitaet mit den Bilddaten, die THeli hoffentlich bereitstellen wird, wenn es mal in Qt5 gelandet ist.

Ich habe für das Bild oben den Hintergrund über bildglobale Legendre-Polynome modelliert, das hat am besten funktioniert. Bei den Splines hatte ich kubische B-Splines verwendet, das Ergebnis war für mein Material aber schlechter als mit den globalen Legendre-Polynomen, besonders an den Rändern. Ich denke auch, dass sich die verschiedenen Ansätze gut ergänzen, je nach Bildmaterial sollte man wohl aus den verschiedenen Methoden auswählen können.

Ciao,
Wolfgang

[mischa]

Auf welche FITS Bibliothek setzt Du jetzt? Ich hab ja im Posting oben laut gedacht: ich würde meine Erweiterungen gerne in Theli einfließen lassen, wenn sich ein vernünftiger Weg dazu öffnet. Voraussetzung ist, dass ich Dir Code zukommen lassen kann, mit dem Du auch unter dem Wartungs- und Weiterentwicklungsaspekt was anfangen kannst. Evtl. sollten wir das in einem eigenen Thread sondieren?

cfitsio und die CCfits Erweiterung. Im Vergleich zu qfits sind die beiden reichlich aetzend und umstaendlich zu benutzen, und entsprechen auch noch nicht dem C++11/14 Standard. Ich hab mir deshalb grad eine eigene kleine class geschrieben, welche mir als Interface dient und die entsprechenden Schweinereien aus meinem Source-Code raushaelt.
Momentan habe ich keine Zeit weitere Modellierungen in Theli zu integrieren, andere Dinge sind weit wichtiger. Du kannst aber gerne einen separaten thread aufmachen in dem wir diskutieren und deine ideen sammeln koennen. das laesst sich dann schnell als Ausgangspunkt benutzen. Eine spaetere Implementierung in Theli selbst sollte eine Kleinigkeit sein.

Ich habe für das Bild oben den Hintergrund über bildglobale Legendre-Polynome modelliert, das hat am besten funktioniert. Bei den Splines hatte ich kubische B-Splines verwendet, das Ergebnis war für mein Material aber schlechter als mit den globalen Legendre-Polynomen, besonders an den Rändern. Ich denke auch, dass sich die verschiedenen Ansätze gut ergänzen, je nach Bildmaterial sollte man wohl aus den verschiedenen Methoden auswählen können.

Ein globaler Ansatz ueber Interpolation waere auch mein erster Versuch.

mischa