Astrofotografie
Bildbearbeitung von Astrofotos, Teil 1: Histogramme

Alexander Wrede

Bei der Bearbeitung von astronomischen Aufnahmen, der berühmt-berüchtigten EBV, kommt man nicht um die Kontrolle und Anpassung von Bildhistogrammen herum. Im Gegenteil, die Arbeit mit Histogrammen ist insbesondere bei Astroaufnahmen sehr wichtig und nimmt entscheidenden Einfluss auf die Qualität der fertigen Aufnahme.

Leider gibt es gerade in dem Bereich recht viele Mythen, denen man als Anfänger schnell aufsitzt und sich wundert, warum sich aus dem mühsam gewonnen Bildmaterial doch so wenig rausholen lässt. Oder warum die Sterne statt in feinen Farben, bei falschen Anpassungen plötzlich ausbrennen und in Reinweiß erscheinen. Der folgende Artikel ist keine wissenschaftliche Abhandlung, erhebt auch keinen Anspruch auf Vollständigkeit, sondern versucht sich eher an praktischen Beispielen zu orientieren. Auf etwas Theorie zum besseren Verständnis soll aber nicht verzichtet werden.

Was ist ein Histogramm?

Jedes Pixel in einem (RGB-)Bild hat eine Farbe, die sich aus der Kombination der Primärfarben Rot, Grün und Blau zusammensetzt. Jede dieser Farben hat eine Helligkeit. Bei einem 8-bit Bild von 0 – 255, 16-bit von 0 – 65535 und so weiter. Für das Histogramm ermittelt das Bildbearbeitungsprogramm den Helligkeitswert eines jeden Pixels. Dabei zählt das Programm, wie viele Pixel es jeweils für jede Helligkeitsstufe gibt und stellt deren Verteilung grafisch dar.

Prinzipiell gibt es, weder für Astro- und noch weniger für Tagaufnahmen, das eine ideale Histogramm. Je nachdem wie unterschiedlich stark die Anteile dunkler oder heller Bildbereiche ausgeprägt sind, kann ein Histogramm sehr unterschiedlich ausfallen, insbesondere bei Tagbildern. Jedoch wird man bei Astrofotos durch den dunklen Himmelshintergrund einen „Berg“ zu meist auf der linken Hälfte des Histogramms sehen.

Viele Mythen und falsche Herangehensweisen in der Histogramm-Bearbeitung haben sich entwickelt, da astronomische Bilder, unabhängig davon, ob sie mit einer CCD oder DSRL aufgenommen wurden, im verrechneten Ausgangszustand linear sind. Das bedeutet, die einzelnen Helligkeitswerte entsprechen ihrer tatsächlichen Leuchtintensität in einem sehr großen Dynamikbereich. Trotz auch sehr langer, durch Verrechnen (stacken) zusammengefasster Belichtungszeiten, die häufig mehrere Stunden umfasst, bleibt die initiale Intensität bzw. Helligkeit eines Astrofotos gegenüber einer Tagaufnahme deutlich zurück.

Da dieser Dynamikumfang und die geringere Intensität auf einem Computer-Bildschirm nicht richtig dargestellt werden können, stellt sich beim ersten Öffnen des verrechneten Bildes schnell Ernüchterung ein: „hier ist ja nichts zu erkennen, alles grau oder schwarz“. In der Konsequenz wird dann das Histogramm häufig zu schnell und zu stark verändert. Dann ist zwar was zu erkennen, aber zahlreiche Bildinformationen sind dann wahrscheinlich schon verloren.

Besser ist es, immer in kleinen Etappen und mehreren Durchgängen zu arbeiten, als das Histogramm einmal richtig zu verändern. Über viele kleine Schritte hinweg gewinnt man viel mehr Kontrolle, kann viel genauer vorgehen und mit geeigneten Methoden und dem Einsatz von Masken gezielt Bildbereiche hervorheben.

Weiterhin sei an dieser Stelle erwähnt, dass bestimmte Bildbearbeitungsschritte, wie zum Beispiel eine gute Farbkalibrierung (also die einzelnen Farbkanäle zu einander auszurichten, z.B. mittels sonnenähnlicher G2V-Sterne) nur an linearen Bildern durchgeführt werden können. Bei einem bereits veränderten Histogramm, wo die einzelnen (Farb-)Helligkeitswerte nicht mehr im tatsächlichen Zusammenhang stehen, wie z.B. die Helligkeitsverteilung der Beugungsscheibchen von Sternen, ist eine genaue Farbkalibrierung kaum mehr möglich.