Nikon-Support Artikel-Nr. : 1625 Veröffentlichungsdatum 06/07/2005
Dark current noise - Dunkelrauschen
Sämliche elektronischen Schaltungen erzeugen zufälliges Rauschen. Verlängerte Verwendung einer solchen Schaltung, z.B. bei Langzeitaufnahmen mit einer Digitalkamera, führen zu einer Kumulation von Ladungen in den Potentialmulden der einzelnen CCD-Sensorelemente. Dies geschieht auch dann, wenn kein Licht auf die Elemente fällt. Diese Sammlung von elektrischen Ladungen nennt sich Dark Current Noise, im deutschen Dunkelrauschen genannt.
Dieses Dunkelrauschen schlägt sich in den Bildern als kleine, vielfarbige Pixel nieder. Bei Nachtaufnahmen oder Aufnahmen vom Sternenhimmel sind oftmals sehr lange Belichtungszeiten notwendig, um eine korrekte Belichtung des Motivs zu erreichen. Speziell für die astrononische Fotografie wurden dafür gekühlte CCD-Elemente entwickelt, so genannte Peltier-Elemente, die mit Hilfe der thermoelektrischen Kühlung den Innenwiderstand so weit abgesenkt haben, das so gut wie keine Ladungsansammlung und somit kein Dunkelrauschen mehr auftritt. Herkömmliche digitale Spiegelreflexkameras wie z.B. die Modelle der D-Serie wie D1, D50 oder D70 sind zwar fähig auch entsprechend lange Belichtungszeiten zu realisieren, da diese Kameras jedoch für den allgemeinen Gebrauch und nicht eine derartige Spezialaufgabe entwickelt wurden, zeigen sie nach längeren Belichtungszeiten Dunkelrauschen durch bunte Pixel im Bild (siehe Abbildung 1).
Dies ist für eine Kamera dieser Bauart völlig normal. Darüber hinaus steigt die Wahrscheinlichkeit, das Phänomen zu beobachten an, je wärmer die Kamera wird. Durch Wärme steigt die Aktivität von Elektronen und der Innenwiderstand elektronischer Schaltungen, so dass es vermehrt zur Ladungsansammlung kommt, was wiederum den Effekt des Dunkelrauschens verstärkt. Daher sollte man gerade bei Langzeitaufnahmen stets darauf achten, dass das Kameragehäuse nicht unnötiger Wärmestrahlung ausgesetzt wurde oder während der Aufnahme ausgesetzt wird.
Abbildung 1:
Ein Beispiel für die Auswirkung von Dunkelrauschen "Colour Blooming" durch elektrische Komponenten
Fotografen die Langzeitaufnahmen von sehr dunklen Motiven realisieren wollen, treffen oft auf ein weiteres Phänomen, das Farb-Blooming (Colour-Blooming). Dieses tritt meist durch Erhitzung der CDD durch stark Hitze absonderende elektronische Komponenten auf, z.B. Hitze von Spannungswandlern in der Kamera. Der Effekt ist am Beispiel der Astro-Aufnahme unten (Abbildung 2) gut zu erkennen. Die Lage des Farb-Bloomings ist abhängig von der Konstruktion der Kamera und der Lage der Hitze absondernden Komponenten im Kameragehäuse.
Das Bild der D100 (siehe Abbildung 2) zeigt genau diese durch Wärme herbeigeführten Artefakte nach einer 10-minütigen Belichtung. Diese Form des Rauschens wird mit dem Dauergebrauch der Kamera immer stärker, da sich die elektrischen Komponenten durch den stetigen Gerbauch stärker erwärmen als bei normalen Anwendungen und dementsprechend mehr Wärme wieder abgeben. Am besten gibt man den Kamerakomponenten zwischen zwie Langzeitbelichtungen 4-5 Minuten um abzukühlen (auch wenn man eventuell von der Außenseite des Gehäuses aus keine Temperaturänderung feststellen kann). Nichts desto trotz kann nach einer längeren Folge von Bildern die auf diese Art und Weise belichtet wurden ein Rauscheffekt wie oben beschrieben auftreten.
Abbildung 2:
Colour Blooming (oben links) durch eine elektrische Komponente nach einer Belichtungsdauer von 10 Minuten
Artikel-Nr. : 1625Veröffentlichungsdatum 06/07/2005
Dark current noise - Dunkelrauschen
Sämliche elektronischen Schaltungen erzeugen zufälliges Rauschen. Verlängerte Verwendung einer solchen Schaltung, z.B. bei Langzeitaufnahmen mit einer Digitalkamera, führen zu einer Kumulation von Ladungen in den Potentialmulden der einzelnen CCD-Sensorelemente. Dies geschieht auch dann, wenn kein Licht auf die Elemente fällt. Diese Sammlung von elektrischen Ladungen nennt sich Dark Current Noise, im deutschen Dunkelrauschen genannt.
Dieses Dunkelrauschen schlägt sich in den Bildern als kleine, vielfarbige Pixel nieder. Bei Nachtaufnahmen oder Aufnahmen vom Sternenhimmel sind oftmals sehr lange Belichtungszeiten notwendig, um eine korrekte Belichtung des Motivs zu erreichen. Speziell für die astrononische Fotografie wurden dafür gekühlte CCD-Elemente entwickelt, so genannte Peltier-Elemente, die mit Hilfe der thermoelektrischen Kühlung den Innenwiderstand so weit abgesenkt haben, das so gut wie keine Ladungsansammlung und somit kein Dunkelrauschen mehr auftritt. Herkömmliche digitale Spiegelreflexkameras wie z.B. die Modelle der D-Serie wie D1, D50 oder D70 sind zwar fähig auch entsprechend lange Belichtungszeiten zu realisieren, da diese Kameras jedoch für den allgemeinen Gebrauch und nicht eine derartige Spezialaufgabe entwickelt wurden, zeigen sie nach längeren Belichtungszeiten Dunkelrauschen durch bunte Pixel im Bild (siehe Abbildung 1).
Dies ist für eine Kamera dieser Bauart völlig normal. Darüber hinaus steigt die Wahrscheinlichkeit, das Phänomen zu beobachten an, je wärmer die Kamera wird. Durch Wärme steigt die Aktivität von Elektronen und der Innenwiderstand elektronischer Schaltungen, so dass es vermehrt zur Ladungsansammlung kommt, was wiederum den Effekt des Dunkelrauschens verstärkt. Daher sollte man gerade bei Langzeitaufnahmen stets darauf achten, dass das Kameragehäuse nicht unnötiger Wärmestrahlung ausgesetzt wurde oder während der Aufnahme ausgesetzt wird.
Ein Beispiel für die Auswirkung von Dunkelrauschen "Colour Blooming" durch elektrische Komponenten
Fotografen die Langzeitaufnahmen von sehr dunklen Motiven realisieren wollen, treffen oft auf ein weiteres Phänomen, das Farb-Blooming (Colour-Blooming). Dieses tritt meist durch Erhitzung der CDD durch stark Hitze absonderende elektronische Komponenten auf, z.B. Hitze von Spannungswandlern in der Kamera. Der Effekt ist am Beispiel der Astro-Aufnahme unten (Abbildung 2) gut zu erkennen. Die Lage des Farb-Bloomings ist abhängig von der Konstruktion der Kamera und der Lage der Hitze absondernden Komponenten im Kameragehäuse.
Das Bild der D100 (siehe Abbildung 2) zeigt genau diese durch Wärme herbeigeführten Artefakte nach einer 10-minütigen Belichtung. Diese Form des Rauschens wird mit dem Dauergebrauch der Kamera immer stärker, da sich die elektrischen Komponenten durch den stetigen Gerbauch stärker erwärmen als bei normalen Anwendungen und dementsprechend mehr Wärme wieder abgeben. Am besten gibt man den Kamerakomponenten zwischen zwie Langzeitbelichtungen 4-5 Minuten um abzukühlen (auch wenn man eventuell von der Außenseite des Gehäuses aus keine Temperaturänderung feststellen kann). Nichts desto trotz kann nach einer längeren Folge von Bildern die auf diese Art und Weise belichtet wurden ein Rauscheffekt wie oben beschrieben auftreten.
Colour Blooming (oben links) durch eine elektrische Komponente nach einer Belichtungsdauer von 10 Minuten
Artikel-Nr. : 1625Veröffentlichungsdatum 06/07/2005
) und was für spezielle Daten herausgestellt werden. Astrolumina verwendet übrigens überwiegend Kodak-Sensoren.