Astrofotografie Software: SharpCap

Gehört zu: Astrofotografie Software, Plate Solving
Siehe auch: Polar Alignment mit SharpCap Pro, Geräteliste, Belichtungszeiten

Was ist SharpCap?

Software für die Astrofotografie kann unterschiedliche Kameratypen unterstützen: DSLR, Astro-Kamera etc.
Der Entwickler von SharpCap ist Dr. Robin Glover.

Die primäre Funktion von SharpCap ist sicherlich das Fotografieren von astronomischen Objekten. SharpCap hat sich aber stets weiter entwickelt und unterstützt nun (im Jahre 2020) die Astrofotografie in großem Umfang:

Astrofotografie mit SharpCap

Um meine Astro-Kameras ZWO ASI294MC Pro und Altair GPCAM zu betreiben, benötige ich eine Software auf meinem Windows-Computer, die mit der Kamera alle Funktionen (s.u.) durchführen kann.

  • Betrachtung des Bildes (“Life View”)
  • Einstellen von Belichtungszeit, Gain/ISO etc.
  • Aufnehmen von Einzelfotos (“image acquisition”, “capture”, “still images”)
  • Aufnehmen von Videos
  • Programmieren von Foto-Serien (“sequencing”)

Zu diesem Zweck gibt es verschiedene Windows-Software:

  • Altair Capture – mitgeliefert vom Hersteller meiner Kamera Altair GP-CAM.
  • SharpCap – allgemein bekannte Software, die auch vom Hersteller für meine Altair GPCAM empfohlen wird
  • FireCapture – unterstützt ab der Version 2.5 auch meine Altair GPCAM
  • APT Astronomy Photography Tool – das wird von einer großen Community benutzt
  • N.I.N.A. ist neu in 2019 dazugekommen…

Download und Installation von SharpCap

SharpCap ist eine kostenlose Software und kann bezogen werden von: http://www.sharpcap.co.uk/sharpcap/downloads

SharpCap benötigt das Microsoft .NET Framework. Falls das noch nicht auf dem Windows-Computer vorhanden ist, muss man es vorher installieren.

Ab der Version 2.9 wird Polar Alignment unterstützt.

Ab der Version 3.2 wird als Kamera “Folder Watch” unterstützt.

Die Pro-Version kostet Euro 12,– pro Jahr

Benutzung von SharpCap

Welche Kameras werden von SharpCap unterstützt?

  • Meine Altair GPCAM z.B. am GuideScope50 (f=180 mm, FoV 1,54° x 1,16° )
  • Meine QHY PoleMaster (Mit dem propritären Treiber von QHY) (f=25mm, FoV 11,0° x 8,3°)
  • Meine ASI294MC Pro
  • Meine Microsoft LiveCam HD 6000
  • Folder Watch (seit SharpCap Pro 3.2)

Besondere Funktionen von SharpCap

  • Polar Alignment
  • Plate Solving
  • Sensor Analysis & Smart Histogram
  • Life Stacking

Image Acquisition with SharpCap

  • Verbindung zur USB-Kamera herstellen: Connect
  • Belichtungszeit einstellen
  • Fokussierung: Drehen an der Kamera, Güte der Fokussierung per Software messen (Bahtinov)
  • Probeaufnahme
  • Einzelbilder: Format .fits oder .jpeg
  • Einzelbilder: Zusammensetzung der Dateinamen
  • Video-Aufnahmen
  • Live Stacking

Plate Solving mit SharpCap

Wie genau PlateSolving bei SharpCap funktioniert ist auf der WebSite https://www.sharpcap.co.uk/sharpcap/features/plate-solving vom Hersteller beschrieben.

Zur Zeit “unterstützt” SharpCap folgende PlateSolving Software:

Mit “unterstützt” ist gemeint, dass einer dieser drei PlateSolver zwingende Voraussetzung für das PlateSolving bei SharpCap ist.

Zum PlateSolving benutzt SharpCap immer eine lokale Version von astronomy.net (also AnSvr, sei es über All Sky Plate Solver oder anders), Dort muss dann auch Brennweite etc. eingestellt werden und die Index-Files für das FoV geuntergeladen werden. Sonst kann SharpCap auch nicht PlateSolven.

Einstellungen für Platesolving: mit GuideScope50 und GPCAM

  • Brennweite f=180 mm
  • Pixel size: 3,75 μ
  • Chip Array: 1280 x 960 Pixel

Einstellungen für Platesolving mit QHY Polemaster

  • Brennweite f=25 mm
  • Pixel size: 3,75 μ
  • Chip Array: 1280 x 960

Lustigerweise funktioniert das PlateSolving bei SharpCap nur, wenn auch eine ASCOM-Montierung verbunden ist, denn nach erfolgreichem PlateSolving will SharpCap zwangsweise auch sofort ein SYNC mit der Montierung durchführen und am liebsten noch ein “re-center target”.

Einstellungen in SharpCap für Platesolving:

SharpCap_Platesolving_2019-06-28.jpg

Einstellungen in SharpCap für Platesolving

PlateSolving funktioniert bei SharpCap ja nur in Verbindung mit einer Montierung / einem Teleskop (siehe oben: After Solving from Telescop Controls…).
Deshalb müssen wir unter dem Reiter “Hardware” immer auch eine Montierung auswählen – wenn wir gerade keine dran haben, also: “EQMOD ASCOM Simulator”.

SharpCap_Platesolving_02.jpg

SharpCap Settings Hadware Mount ASCOM

Starten von PlateSolving in SharpCap

In SharpCap gibt es zwei Möglichkeiten, PlateSolving zu starten:

  • Über die Menü-Leiste am oberen Fensterrand
  • Über das Panel “Mount Controls” in der rechten Spalte

Im Panel “Scope Controls” befindet sich rechts von der Deklinationsangabe eine Schaltfläche “Plate Solve and Sync” (Symbol: Zielscheibe mit dickem Mittelkreis).

SharpCap_PlateSolving_03.jpg

SharpCap Scope Controls

Polar Alignment with SharpCap

Polar Alignment is a new feature in SharpCap 2.9. The idea was inspired by the PhotoPolarAlign application created by Themos Tsikas. Themos has been kind enough to help with testing and suggestions during the development of the polar alignment feature in SharpCap.

Link: http://www.sharpcap.co.uk/sharpcap/polar-alignment

Polar Alignment mit SharpCap konnte ich im Dezember 2019 selbst ausprobieren und habe Einzelheiten dazu als separaten Beitrag gepostet.

Sensor Analysis & Smart Histogram

Link: https://www.youtube.com/watch?v=AidhxeAJJ3s

SharpCap kann dabei helfen, die besten Einstellungen (Belichtungszeit, Gain,…) für Einzelaufnahmen (Subexposures) zu ermitteln.

Diese Funktion heist “Smart Histogram“.

“Smart Histogram” kann nur benutzt werden, wenn vorher mit SharpCap eine sog. “Sensor Analysis” durgeführt wurde.

Die Sensor-Analysis kann man am Schreibtisch durchführen und läuft wie folgt ab:

1. “Flat”: Measuring e/ADU

Kamera-Objektiv auf gleichmäßig helles Light Panel positionieren z.B. Tablet-Display aber nicht zu hell (ggf. einen Bereich markieren)

Highest bit depth: e.g. Colour Space RAW16

Dabei “skip binning”

2. “Status Dark”: (der Objektivdeckel muss wie bei den “Darks” aufgesetzt werden)

2.1 Measuring Black Levels

2.2 Measuring Dark read noise

3. “Gain”: Measuring relative gains. (Kamera-Objektiv auf eine nicht zu helle Umgebung positionieren)

Dabei werden Aufnahmen mit bis 500 ansteigendem Gain gemacht; die Belichtungszeit geht dabei suksessive zurück (bei mir bis 0,29 ms). Daher darf das Objekt nicht zu hell sein.

Dies sind die Ergebnisse der Sensor-Analysis meiner ZWO ASI294MC Pro:

Gain Value e/ADU Read Noise (e) Full Well (e) Relative Gain Rel. Gain (db) Dynamic Range (Stops)
0 3,87 7,83 63410,70 1,00 0,00 12,98
50 2,88 9,22 47187,65 1,34 2,57 12,32
59 2,59 9,03 42413,90 1,50 3,49 12,20
61 2,55 9,06 41822,68 1,52 3,62 12,17
100 1,64 8,40 26830,66 2,36 7,47 11,64
119 1,33 8,20 21776,67 2,91 9,28 11,38
121 2,74 5,98 44930,03 1,41 2,99 12,88
150 1,96 5,58 32069,81 1,98 5,92 12,49
200 1,12 5,19 18378,45 3,45 10,76 11,79
250 0,63 4,83 10392,46 6,10 15,71 11,07
300 0,36 4,56 5851,92 10,84 20,70 10,33
350 0,20 4,43 3333,81 19,02 25,58 9,56
400 0,12 4,57 1924,82 32,94 30,36 8,72
450 0,07 4,49 1104,75 57,40 35,18 7,94
500 0,04 4,75 654,08 96,95 39,73 7,11

Die erste Spalte “Gain Value” ist die Gain-Zahl, die an der Kamera eingestellt ist. Die anderen Spalten sind Messwerte, die SharpCap ermittelt hat.

An diesen Messwerten sieht man z.B. den sog. Unity Gain bei einem Gain zwischen 200 und 250 – interpoliert also bei einem Gain von 212.

Der Gain ist ist die Signalverstärkung in einer Digitalen Kamera, also aus wieviel hereinkommenden Elektronen wird eine ADU-Einheiten gemacht.
Unity Gain” ist erreicht, wenn ein Elektron auch genau eine ADU-Einheit erzeugt.

Smart Histogram

Wir öffnen “Menü-Leiste -> Tools -> Histogram”. Beim Histogramm klicken wir links oben auf das Symbol “Gehirn.”

Grundvoraussetzung für diese Funktion ist, eine zuvor durchgeführte “Sensor Analysis”.

Nun sind wir in der Funktion “Smart Histogram”. Das erste, was wir brauchen ist eine Messung der Himmelshelligkeit (in Elektronen pro Pixel pro Sekunde). Dazu richten wir das Teleskop auf eine ganz dunkle Stelle im Himmel und starten die Messung durch Klicken auf die Schaltfläche “Measure“.

SharpCap_Histogram

In diesem “Smart Histogram” können wir den Gain hin und her schieben, um zu sehen, wo man in der “Sky Brightness” landet…