Sind Meteore dunkel?

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Ich war letzte Nacht unterwegs, um den Geminiden-Meteoritenschauer abzuschießen. Ich benutzte ein Canon 5D2, 17-40 mm f4.0 Objektiv, das auf 17 mm und f4.0, ISO 400 eingestellt war. Die Kamera war auf einer nicht nachführbaren Halterung montiert (nur, weil sie im Feld versagt hat!) Und ich machte 60 zweite Belichtungen. Also erwartete ich Sternenspuren, aber was ich nicht erwartete, waren dunkle Meteore.

Tatsächlich habe ich von den ungefähr 90 Aufnahmen nur 2 geschnappt, und das hat mich verwirrt. Der Himmel war sehr aktiv, mindestens 2 pro Minute und die Kamera war auf einen guten Ort gerichtet.

Insbesondere ein Meteor war auffällig hell und bewegte sich zwischen Orion und Jupiter, genau dort, wo die Kamera zeigte. Ich war ziemlich aufgeregt darüber, es wäre ein großartiger Schuss. Ich war enttäuscht, als ich nach Hause kam. Zuerst konnte ich es nicht finden, es war so dunkel.

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Schauen Sie etwa auf halber Höhe und ein Drittel des Weges vorbei. Der Meteor zeigt gegen 2 Uhr. Es ist wirklich schwer zu sehen .

Warum? Es war so hell wie Betelgeuse und Bellatrix, die beiden hellen Sterne in der oberen Hälfte von Orion. Ganz rechts sehen Sie Orions Gürtel.

Ich weiß, dass der Verschluss geöffnet war, als der helle vorbeiging. Sind Meteore wirklich so dunkel?

Verweise:

  1. Meteoritenfrage auf dieser Seite
  2. Artikel über Meteorfotografie
Paul Cezanne
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Diese Antwort aus einer Frage, die als Duplikat der obigen Frage markiert ist, enthält nützliche Informationen: photo.stackexchange.com/a/67382/37074 .
Rob

Antworten:

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Meteore können je nach Größe, Dauer und Intensität ihres Eintritts dunkel oder hell sein. Dies ist jedoch im Allgemeinen für den Vorgang des Fotografierens unerheblich. Das erste Problem der meisten Weitfeld-Astrofotografen ist die ISO, und ich denke, dies führt dazu, dass die ISO-Einstellung häufig ZU NIEDRIG verwendet wird. Ich war auch letzte Nacht unterwegs, um den Nachthimmel zu fotografieren, in der Hoffnung, ein paar gute Fotos eines großen geminiden Meteors zu machen. Es ist mir gelungen, ein paar zu erfassen, wie zum Beispiel dieses hier:

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Es könnte Sie überraschen herauszufinden, dass die Statistiken für diese Aufnahme wie folgt waren:

  • ISO: 3200!
  • Auslöser: 4.0s
  • Blende: f / 2.8
  • Brennweite: 16 mm (EF 16-35 mm 1: 2,8 L II)
  • Kamera: EOS 7D

Ich habe die Belichtungseinstellungen so weit wie möglich verschoben. Ich wollte das Nachlaufen der Sterne minimieren (falls ich eines davon drucken sollte), also wollte ich eine kürzere Belichtung und 6s war ungefähr so ​​hoch, wie ich konnte, bevor ich auf offensichtliche Sternspuren stieß. Ich hätte mich für ISO 6400 entschieden, aber dieses fleckige rote Farbrauschen frisst bei IQ wirklich ab, und so blieb ich bei ISO 3200 mit einer Blende von 1: 2,8. Wie Sie sehen, ist der Meteor (der in diesem Fall etwa 2,5 Sekunden dauerte und mäßig hell war) bei maximaler Lichtmenge auf dem Objektiv und einer sehr hohen ISO-Einstellung deutlich hervorzuheben.

Der von jg-faustus als Antwort auf die Antwort von BobT formulierte Begriff "Time-on-Pixel" ist hier von entscheidender Bedeutung. Sie möchten, dass die Zeit, die ein Meteor auf jedem Pixel hat, das er abdeckt, der Zeit ähnelt, die Sterne auf jedem Pixel haben, das sie abdecken. Je größer das Verhältnis ist, desto dunkler erscheint ein Meteor im Verhältnis zu den Sternen. Der Trick besteht darin, so zu belichten, dass das Verhältnis der Zeit auf Pixeln für Meteore dem von Sternen ähnlich ist. Das bedeutet, die Belichtungszeit zu verkürzen, was ein Drücken erforderlich machtISO (möglicherweise viel höher als normalerweise angenommen). Bei hohen ISO-Werten spielt das Leserauschen praktisch keine Rolle. Die Hauptrauschquelle ist das Photonenrauschen, und Algorithmen zur Rauschunterdrückung eignen sich am besten zur Beseitigung dieser Art von Rauschen. Wenn ich eine Canon 5D III zur Verfügung gehabt hätte, hätte ich mit ISO 6400 fotografiert, möglicherweise sogar mit 12800, wenn das Verhältnis von Meteoren zu Sternen auf Pixel reduziert werden musste. Man muss nicht unbedingt ein Verhältnis von 1: 1 anstreben ... die Meteoritenintensität ist bei einer kürzeren Dauer höher, aber man möchte kein Verhältnis von 50: 1 oder mehr.

Das Foto hier wurde nachbearbeitet. Ich habe eine Tonwertkurve angewendet, um den Kontrast zu verbessern, den Weißabgleich angepasst, um die Farbe hervorzuheben, die Sättigung ein wenig angehoben und Rauschunterdrückung angewendet (wenn auch nicht annähernd so, wie Sie vielleicht denken) Geschwindigkeit zwischen 4 und 6 Sekunden, ISO 3200, Blende 2,8. Jeder hat eine ähnliche Verarbeitung gehabt. Diese Meteore waren alle aufgrund ihrer kürzeren Dauer schwächer als die oben genannten, aber in Bezug auf die Zeit auf Pixeln sind die Verhältnisse immer noch ziemlich klein. Einer von ihnen war ein kurzzeitiger Funken, der weniger als eine Sekunde anhielt, und dies ist ziemlich dunkel, aber immer noch sichtbar genug.

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In Bezug auf die Trefferquote haben Sie von 90 Schüssen zwei erhalten. Dies ist eine für jeweils 45 Aufnahmen, und da Ihre Belichtungen 60 Sekunden lang waren, bedeutet dies eine Belichtung alle 45 Minuten. In meiner Gegend lag die Geminid-Eintrittsrate während der Spitzenzeiten (12 - 3 Uhr morgens) bei etwa 50 - 60 pro Stunde, und meine Expositions- und Intervalldauer betrug etwa 9 Sekunden (4 Sekunden Exposition, 5 Sekunden Intervall die meiste Zeit). Das heißt, ich mache ungefähr sechs Aufnahmen pro Minute und es gab knapp einen Meteor pro Minute. Man würde erwarten, dass fast jeder sechste Schuss einen Meteor enthält.

Im Gegensatz zur simplen Mathematik muss man das Verhältnis des Himmels berücksichtigen, das Ihr Kamerarahmen abdeckt. Bei 16 mm auf einer APS-C deckt mein Objektiv ein Sichtfeld von 35 ° x 24 ° aus einem Himmel ab, der einen idealen Bereich von 360 ° x 180 ° umfasst. Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass Meteore im Allgemeinen ungefähr 3/4 des Himmels von ihrer Strahlungsquelle aus füllten, errechne ich eine Himmelsreichweite von 270 ° x 135 °. Mein Rahmen bedeckte ungefähr 13% der Horizontalen und ungefähr 18% der Vertikalen, so dass ziemlich viel Himmel, der ein potenzieller Bereich für einen Treffer war, außerhalb des Rahmens lag. Persönlich habe ich alle 2-4 Minuten 1-2 Meteore gesehen, aber nur ein Bruchteil davon ist tatsächlich im Bild gelandet. Für jede Sequenz von 100 Aufnahmen (die etwa 15 Minuten bei 9 Sekunden pro Aufnahme dauerte) nahm meine Kamera 2-3 Meteore auf.

Da ich nicht weiß, in welcher Region Sie sich befanden (es gab gute, faire und schlechte Regionen, um die geminidischen Schauer zu beobachten), kann ich nicht berechnen, mit welcher Geschwindigkeit Ihre Kamera einen Meteor hätte aufnehmen sollen. In einem armen Gebiet kann die Rate zwischen null und ein paar Dutzend pro Stunde liegen. In einem Messegelände, in dem ich mich befand, lag die Rate leicht bei 50 pro Stunde oder mehr. In einem Gebiet mit guter Sicht betrug die Rate 120 bis 190 pro Stunde, was 2-3 pro Minute gewesen wäre. Bei einer Belichtungszeit von 60s (meiner Meinung nach zu lang ... ein höherer ISO-Wert und ein kürzerer Verschluss wären im Allgemeinen besser für ein weites Bildfeld) in einem angemessenen Betrachtungsbereich hätten Sie viel mehr als zwei von 90 Bildern aufnehmen sollen mit Meteoren in ihnen.

jrista
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In Bezug auf diesen Link ist hier auch ein wichtiges Zitat (Hervorhebung von mir):

"Während der Leonid-Dusche 1998 hatte ich sechs Kameras, die gleichzeitig mit 16-mm-, 18-mm-, 24-mm-, 35-mm-, 50-mm- und 85-mm-Objektiven arbeiteten. Ungefähr 5 Stunden lang habe ich 5 bis 10 Minuten hintereinander belichtet. Am Ende hatte ich ungefähr 30 Bilder pro Kamera , für eine insgesamt 180 Bilder. ich nahm 3 Meteore . Man kann nicht einmal ein Leonid war ...“

Das Schießen von 90 Bildern und das Erhalten von 2 Meteoren scheint also ungefähr die richtige Trefferquote zu sein.

Ich denke, das Hauptproblem ist die lange Verschlusszeit, Meteore sind sehr kurzlebig, die zusätzliche Verschlusszeit wird sie nicht heller machen. Wenn Sie 15 Sekunden lang auf ISO1600 geschossen hätten, wäre der Meteor viermal heller gewesen.

Es ist im Prinzip ähnlich wie das Ausbalancieren des Blitzes mit der Umgebungstemperatur, der Meteor ist der Blitz, und seine Helligkeit hängt von der Blende / ISO ab, die Sterne sind die Umgebungstemperatur, also hängt ihre Helligkeit von der Verschlusszeit / Blende / ISO ab zwei unter Verwendung der Verschlusszeit (ich zähle längere Spuren als "heller" erscheinend).

Matt Grum
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Wenn Sie sich den Hintergrund des zweiten Links ansehen, sehen Sie viel Sensorrauschen. Dies bedeutet, dass es sich wahrscheinlich um eine längere Belichtung handelte oder dass die ISO auf einen hohen Wert angehoben wurde (wie im Artikel angegeben). "Hoher Wert" hängt von der Kamera ab, aber 1600 bis 6400 sind ein guter Bereich zum Experimentieren. Wenn Sie Ihr Original nehmen und Photoshoppery ausführen, um den Pfad zu verbessern (Belichtung erhöhen), sehen Sie einen etwas besseren Pfad. Ich habe keinen Zweifel daran, dass der Kontrast und die Belichtung der Bilder, mit denen Sie verlinkt haben, optimiert wurden, um die Spuren darzustellen. Hier ist dein JPG mit Belichtung und Kontrast angepasst ...

PhotoShopped-Beispiel für das Bild von Paul Cezanne

BobT
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Zum Glück fotografiere ich in RAW, also spiele ich damit herum. Ich war nur überrascht, wie hell es für mein Auge war und trotzdem das Bild trübte.
Paul Cezanne
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@PaulCezanne Ich halte es für sinnvoll, wenn man bedenkt, dass jedes Pixel / jeder Sensor unabhängig belichtet wird. Bewegen sich die Sterne beispielsweise 10 Pixel in 60 Sekunden, erhalten sie eine effektive Belichtungszeit von 6 Sekunden pro Pixel, während der Meteor beispielsweise 200 Pixel in zwei Sekunden bewegt und eine effektive Belichtungszeit von nur 1/100 Sekunde pro Pixel erhält. Laut der Antwort von Matt Grum besteht die einzige Korrektur in der Kamera (von der ich weiß) darin, ISO oder Blende zu erhöhen.
jg-faustus
@ jg-faustus: Technisch gesehen ist das Erhöhen der ISO eigentlich kein Fix. Wie Sie bereits sagten, beträgt die Pixel-Zeit des Meteors bei einer längeren Belichtung von 60 Sekunden nur einen Bruchteil der Zeit für jeden Stern. Durch Erhöhen der ISO-Empfindlichkeit wird die Empfindlichkeit des Sensors in keiner Weise geändert, sondern lediglich der Punkt, an dem jedes Pixel vollständig "gesättigt" wird. Unter der Annahme, dass sich die Belichtungszeit nicht ändert, würde dies das Problem nicht beheben ... kurze Zeit auf Pixeln für den Meteor und lange Zeit auf Pixeln für die Sterne. Die beste Lösung ist, mehr Licht auf den Sensor zu bringen, und nur eine größere Blende kann dies tun ...
jrista
Die Verkürzung der Belichtungszeit bei gleichzeitiger Erhöhung der ISO-Empfindlichkeit ändert jedoch das Zeit-Pixel-Verhältnis, während die Belichtung beibehalten oder verbessert wird. Bei meinen Aufnahmen habe ich eine 4-Sekunden-Belichtung verwendet, die 15-mal schneller ist als die von Paul. Das bedeutet, dass das Zeit-auf-Pixel-Verhältnis zwischen Meteoren und Sternen viel geringer ist, möglicherweise sogar gleich (im Fall eines längerlebigen Meteors, der beim Öffnen des Verschlusses gestartet wurde, nähert sich das Verhältnis 1: 1). Eine höhere ISO bewirkt nichts anderes, als die Sättigung vor dem Auslesen zu maximieren, damit das Bild besser aussieht, verbessert jedoch nicht die Empfindlichkeit des Sensors.
jrista
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@ jg-faustus: da stimme ich voll zu. Ich denke, das Konzept ist solide. Ich hatte diese Idee irgendwie im Hinterkopf ... obwohl es mehr darum ging, das Nachlaufen von Sternen zu vermeiden und die Belichtung von Sternen zu minimieren. Die Art und Weise, wie Sie die ganze Idee bezeichnet haben, ist jedoch viel besser ... Zeit auf Pixel. Entscheidender Faktor, IMO, um gute Meteorschüsse zu erzielen. Ich stimme auch zu, dass eine zusätzliche Exposition keinen Vorteil bringt, sobald sich Startrails bilden. Die Regel von 600 ist hier wahrscheinlich nützlich, und die Vorstellung, dass eine der Top 2-3 nativen ISO-Einstellungen verwendet wird. Sie müssen / möchten vielleicht nicht immer das Höchste verwenden, aber sehr hoch ist gut!
jrista
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Ich denke, Ihr Hauptproblem ist nicht, dass sie dunkel sind, sondern dass sie so schnell und kurz sind.

Bei einer Belichtung von 60 Sekunden bin ich überrascht, wie schwach die Starts sind.

Ich würde persönlich mit einer höheren ISO und einer kürzeren Belichtung laufen, damit der kurze Moment des Meteors besser erfasst wird. Wenn Sie beispielsweise mit ISO 800 und einer Belichtung von 30 Sekunden arbeiten, profitieren Sie von:

  • Die Hälfte der Sternspurlänge

  • die gleiche Sternenhelligkeit

  • ein viel hellerer Meteor

Die möglichen Nachteile sind mehr Belichtungen und möglicherweise mehr Rauschen.

Digital Lightcraft
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aber sieh dir die Meteorspuren im 2. Link an, den ich gepostet habe, sie sind so hell!
Paul Cezanne
stimmt, aber nicht alle Meteore haben die gleiche Helligkeit. Wenn Sie sagen, es war nur so hell wie ein Stern, dann war es für Meteoriten-Verhältnisse in der Tat ziemlich dunkel.
Digital Lightcraft
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@PaulCezanne: Und die Copyrite-Daten für diese beiden hellen Aufnahmen lagen zwei Jahre auseinander. Dies waren seine besten zwei von wahrscheinlich Zehntausenden von Aufnahmen über einen langen Zeitraum. Einen spektakulären Meteoritenschuss zu fangen ist ein Spiel mit Zahlen.
Michael C
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Es ist ein Spiel mit Zahlen. Je länger Sie belichten, desto heller sind die Sterne im Vergleich zu den Meteoren. Je breiter Ihre Linse ist, desto mehr Prozent des Himmels bedecken Sie. Je mehr Aufnahmen Sie machen, desto wahrscheinlicher wird es, dass Sie einen schönen Meteor fangen.

Ich habe die Geminids diesen Dezember auch mit einer EF 17-40 mm 1: 4L auf einer EOS 5DII aufgenommen, der gleichen Ausrüstung wie Sie. Die meisten meiner Belichtungen waren 30 Sekunden oder weniger bei ISO 1000 und 1: 4. Ich habe mit Live View x10 manuell auf einen hellen Stern fokussiert und dann auf einen dunkleren weiterentwickelt. Ich habe einen billigen Timer verwendet, der an den Kabelfreigabeanschluss angeschlossen und für Serienaufnahmen eingerichtet wurde. Ich musste häufig pausieren, um den UV-Filter an der Vorderseite der Linse (dort platziert aufgrund der Temperatur / des Taupunkts) vom Frost zu befreien. Über mehrere Stunden habe ich fast 400 Aufnahmen gemacht. Ich habe einen tollen Schuss und 3-4 weitere bestätigte Geminiden bekommen. Ich habe auch ein paar mehr, die ich für Meteore hielt, bis ich herausfand, dass ihre Wege und Erscheinungszeiten mit bekannten Satelliten im Orbit übereinstimmten!

Durch die Skalierung sieht die Meteoritenlinie ungleichmäßig aus, ist jedoch in der Vollauflösungsversion flüssig. Es war wahrscheinlich der hellste Meteor, den ich die ganze Nacht gesehen habe, und ich hatte das Glück, dass die Kamera damals in die richtige Richtung zeigte. Ich hoffe, ich habe die Nachbarn nicht geweckt, als ich es sah und bemerkte, dass die Kamera in diese Richtung zeigte und der Verschluss offen war! Diese wurde von 5616 x 3744 auf 3924 x 2616 zugeschnitten und dann für die Verwendung im Web auf 1536 x 1024 verkleinert. Es wird am besten auf einem dunklen Hintergrund angezeigt.

(Auf dem von Stack Exchange standardmäßig verwendeten weißen Hintergrund ist der Inhalt dieser Bilder kaum sichtbar. Zeigen Sie sie im Vollbildmodus oder auf einem schwarzen Hintergrund an, um alle Details zu sehen!)

Meteor

Hier sind die Einstellungen, die ich in Canon DPP verwendet habe, um die RAW-Datei zu konvertieren. Die Rauschunterdrückung wurde auf 2 (Lumen) und 3 (Chrom) eingestellt. Für die beiden folgenden Bilder habe ich die gleichen Einstellungen verwendet, außer dass WB auf 3700K eingestellt war.
die Einstellungen

Dies war eine typischere Aufnahme. Die Größe von 5616X3744 wurde für die Verwendung im Web auf 1536X1024 geändert. Beachten Sie, wie es kurz vor dem Dimmen aufflammte. Für das bloße Auge beleuchtete zu der Zeit, die am Ende flackerte, den halben Himmel!

Meteor 2

Dieser hat unten links ein Flugzeug. Was oben rechts als Meteor erscheint, ist CZ-2D, ein Raketen-Booster, der am 20.11.2011 aus der Volksrepublik China gestartet wurde. Es ist ein verbrauchter Raketenverstärker und fällt wahrscheinlich um, was den Helligkeitsunterschied erklärt. Auf 3968 x 2645 zugeschnitten und auf 1536 x 1024 verkleinert.

Flugzeug + Satellit

Michael C
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3

Selbst wenn der Meteor ungefähr so ​​hell war wie die Sterne, sollten Sie bedenken, dass der Meteor Ihren Sensor nur für höchstens einige Sekunden beleuchtete, in der Regel für weniger als einen, während die Sterne für die gesamte Dauer der Belichtung und für ihre Dauer beleuchtet wurden Das Licht wird auf Ihrem Sensor über einen viel größeren Bereich verteilt als die Sterne.

Wenn Sie in der Astrofotografie noch nicht so weit sind, müssen Sie in der Regel stark mit Lichtkurven herumspielen, damit die dunklen Objekte in Ihrem Bild klar angezeigt werden, da helle Sterne in der Regel die Pixel sättigen, die sie für Ihre Sensoren beleuchten, während fast alles sonst ist viel schwächer.

Dan Neely
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Korrektur: Der Meteor würde den Sensor für einen Bruchteil einer Sekunde beleuchten.
Digital Lightcraft
@DarkcatStudios Meteore können mehrere Sekunden lang andauern. Dies ist am wahrscheinlichsten, wenn die Strahlung am Horizont schwach ist, da die Meteorrate des Eindringens in dickere Schichten der Atmosphäre langsamer ist. amsmeteors.org/mcleod/mcleod4.html
Dan Neely
Ich bezog mich hauptsächlich auf den Typ, der diese Woche erwartet wurde - klein und sehr schnell - und verbrannte sehr schnell
Digital Lightcraft
Und ich machte eine allgemeine Antwort ...
Dan Neely
@DarkcatStudios: Nachdem ich die Geminiden letzte Nacht selbst beobachtet habe, erinnere ich mich an einige, die mehrere Sekunden gedauert haben, besonders hellgrün gefärbt sind und große Schwänze haben. Die meisten Geminiden sind kürzer, aber es gibt viele, die lange genug halten.
jrista
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Ich finde sie ziemlich dunkel, ich habe die ISO auf 6400 auf Canon Eos 100D und ein paar Sekunden Belichtung erhöht, um einen möglichen Meteoriteneintritt zu akzentuieren

Ich finde sie ziemlich dunkel, ich habe die ISO auf 6400 auf Canon Eos 100D und ein paar Sekunden Belichtung erhöht, um einen möglichen Meteoriteneintritt zu akzentuieren

NormLDude
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