• Neuer Gutscheincode unseres Partners Schutzfolien24:
    DSLR-Forum2025
    Dauerhaft 10% Rabatt auf alle Displayschutzfolien und Schutzgläser der Eigenmarken
    "Upscreen", "Screenleaf", BROTECT" und "Savvies".
    Der Code ist für alle Geräteklassen gültig.
  • Stimmt ab über die Sieger des DSLR-Forum Fotowettbewerbs Juli 2025.
    Thema: "Unscharf"
    Nur noch bis zum 31.07.2025 23:59!
    Jeder darf abstimmen!
    Zur Abstimmung und Bewertung hier lang

  • In eigener Sache!

    Liebe Mitglieder, liebe Besucher und Gäste
    ich weiß, es ist ein leidiges Thema, aber ich muss es ansprechen: Werbung, Werbeblocker und Finanzierung des Forums.
    Bitte hier weiterlesen ...

  • Nicht erreichbare Adressen im Benutzerkonto
    Wir bekommen zurzeit eine große Anzahl an E-Mails, die das System zum Beispiel als Benachrichtigungen an Nutzer verschickt,
    als unzustellbar zurück, weil z.B. die Adressen nicht erreichbar sind oder das Postfach gar nicht existiert.
    Stellt doch bitte sicher, dass die Benachrichtigungen, die ihr vom System erwartet, auch zugestellt werden können.
    Nicht erreichbare E-Mail-Adressen sind dazu wenig hilfreich.
    Danke!
WERBUNG

Betrachtungen zum Dunkelstrom und zum Dunkelstromrauschen

Frank Klemm

Themenersteller
Ich habe mich mal hingesetzt und zu einem bekannten 10 Megapixel Kodak-Sensor aus den bekannten Daten die Verschlechterung der Bildqualität bei längeren Belichtungszeiten berechnet.

Die Eingangsdaten dieses Sensors (http://www.kodak.com/US/en/dpq/site..._product/show/KAF-10500_productSpecifications) sind:
  • 10,5 Megapixel
  • Crop 1,33 (27 mm x 18 mm)
  • verfügbar seit Mitte 2007
  • Ausleserauschen ist 15 Elektronen
  • Sättigungskapazität ist 60.000 Elektronen
  • Dunkelstrom ist 160 Elektronen/Sekunde bei 40°C
  • Dieser Wert verdoppelt sich alle 6,3 K
und stellen damit für aktuelle DSLR representative Werte dar.

46363214im7.png


Im Anhang as Excel-Sheet zum Berechnen. Zum Einfärben das Makro benutzen (kann man das auch irgendwie automatisch machen? Bedingte Formatierung geht nicht, dort sind nur 3 Regeln anwendbar).
 
Zuletzt bearbeitet:
Weitere Bemerkungen:
  • Ein relevanten Dunkelstromrauschen ist eine Erhöhung des Rauschens in dunklen Passagen von mehr als 40% (entspricht dann mehr als einer halben Blendenstufe).
  • Es wurde sowohl das Dunkelstromrauschen wie das Rauschen des zu subtrahierenden Dunkelbildes berücksichtigt. Letzteres ist unter Opferung von Zeit noch reduzierbar.
  • Bei normalen Zimmertemperaturen wird damit der Dunkelstrom bei ~5 Sekunden Belichtungszeit relevant.
  • Bei glutheißer Abenddämmerung in der Wüste verringert sich diese Zeit auf Werte ~1 Sekunde.
  • Für Langzeitbelichtungen im Bereich 30 Sekunden bis 1 Minute sind Sensortemperaturen um die 0°C sinnvoll.
  • Für Langzeitbelichtungen im Bereich ~10 Minuten sind Sensortemperaturen um die -20°C sinnvoll.
  • Für Langzeitbelichtungen im Bereich ~1 Stunde sind Sensortemperaturen um die -40°C sinnvoll.
  • Zur Reduktion von "Warm Pixels" sind ggf. noch niedrigere Temperaturen sinnvoll. Gleiches gilt, wenn die 40% Verschlechterung des Rauschens schon störend sind (Astronomie).
  • Für Freihandaufnahmen spielt das Dunkelstromrauschen keine Rolle.
  • Bei ISO 3200 und 30 Sekunden Belichtungszeiten kommt es ab Temperaturen um die 35°C...40°C zu einer Übersteuerung des AD-Wandlers durch den Dunkelstrom.
 
Zuletzt bearbeitet:
Fazit: es lebe der Film :evil: (zumindest für die Freunde der Langzeit)

Dankeschön :top:
die farbige Tabelle macht es sehr deutlich, das prägt sich ein. "Ältere" Sensoren werden da wohl noch etwas sensibler sein.
 
Dank vor allem für die "normalverständlichen" Handreichungen zur Frage, ab wann das Ganze unter den üblichen Einsatzbedingungen relevant ist. Das gibt ja ein bisschen Sicherheit.
 
Das würde natürlich so einiges erklären, hast du Erfahrungswerte zu anderen Sensoren zum Beispiel Nikon Standard 6MP Sensor (D40,D50,D70)

Hier habe ich bis 12 Minuten bei 0° und Darkframe Subtraktion noch recht gute Ergebnisse erzielt !
 
Baerwolf schrieb:
Fazit: es lebe der Film :evil: (zumindest für die Freunde der Langzeit).
Zum Vergrößern anklicken....

Bei chemischem Filmmaterial gibt es dafür den Schwarzschildeffekt. Bei langen Belichtungszeiten wird das Filmmaterial zunehmend unempfindlicher.
Im Gegensatz zum Dunkelstromrauschen erzeugt dies kein direktes Rauschen, sondern das Bild wird einfach dunkler und lichtschwache Details werden verschluckt.

Zum Umgehen der beiden Effekte:
  • Digital-Sensor: Kühlen!
  • Analogfilm: Behandlung des Filmmaterials vor der Belichtung mit Wasserstoff-Gas
 
Preamp schrieb:
Am besten konstant auf -273.14°C, dann hat man damit keinerlei Probleme mehr :ugly:. Wird nur etwas unhandlich und ziemlich teuer...
Zum Vergrößern anklicken....

Bei zu tiefen Temperaturen sinkt zwar der Dunkelstrom auf nicht meßbare Werte ab, aber auch die freien Ladungsträger des dotierten Halbleitermatials frieren ein, d.h. der Sensor friert ein und funktioniert nicht mehr.
Normale Halbleiter arbeiten z.B. in flüssigem Stickstoff nicht mehr. Schon für einen Betrieb bei -70°C bis -80°C sollten sie etwas anders hergestellt werden (z.B. stärker dotiert werden).

Baby Elch schrieb:
Das würde natürlich so einiges erklären, hast du Erfahrungswerte zu anderen Sensoren zum Beispiel Nikon Standard 6MP Sensor (D40,D50,D70)
Zum Vergrößern anklicken....
Für mittlere Empfindlichkeiten ist das Verhältnis aus sqrt(Dunkelstrom)/Ausleserauschen entscheidend. Bei 200 e-/s Dunkelstrom und 16 e- Ausleserauschen liegt die Grenze so im Bereich um 1 Sekunde.

Für niedrige Empfindlichkeiten wird der Dunkelstrom zur entscheidenden Größe.

Genaueres kann ich nur sagen, wenn ich die Datenblätter der Sensoren habe. Insgesamt ist das ganze aber relativ wenig abhängig von den genauen Sensorparametern, die sich zum einen in ähnlichen Regionen aufhalten und zum anderen glättet die Quadratwurzel den Einfluß des Dunkelstroms.

Baby Elch schrieb:
Hier habe ich bis 12 Minuten bei 0° und Darkframe Subtraktion noch recht gute Ergebnisse erzielt !
Zum Vergrößern anklicken....
Bei 0°C erhält man noch gute Ergebnisse, bei 30°C sieht es dagegen schon übel aus.
Gizeh (Ägypten) by Night im August dürfte schon problematisch werden.
 
Preamp schrieb:
WOW, das ist KRANK :ugly:!
Zum Vergrößern anklicken....
Nein, ist es nicht. Du scheinst keine Astrofotos zu machen, oder? Eine gekühlte Kamera ist das einzig wahre in der Astrofotografie. Drum entstehen die besten Astrofotos auch in der kühlen Jahreszeit. Ich lasse meine 5D extra eine Weile ohne Objektiv und Gehäusedeckel im Freien liegen, während ich mein Teleskop aufbaue. Dann kühlt sie auf Außentemperatur ab - und die ist im Moment ja so um die +5°C, was ja genau das Richtige für rauscharme Fotos ist.
 
OT: Der Vermieter meiner Oma hat sich ein kleines Observatorium gebaut. Die Kamera ist aber wohl mit einer anderen Kältemaschine gekühlt, tuckert ein bisschen wie ein Mini-Rasenmäher. Die Kameras sind halt genausso anders wie die Anwendung, für die sie gebaut wurden.
 
kapege.de schrieb:
Nein, ist es nicht. Du scheinst keine Astrofotos zu machen, oder?
Zum Vergrößern anklicken....

Nein, mache ich nicht. Ich will auch keinesfalls bestreiten, dass das fuer Astrofotos normal ist. Aber wenn man als "Otto Normalknipser" seine E-500 mit 205mm Tele in die Hand nimmt, und sich dann so einen Kaventsmann von Telerohr mit Mordsstativ und vermutlich automatischer Nachfuehrung und selbstgebauter Peltierkuehlerkamera ansieht, ist das schon krass! Ausserdem sieht so ne Anlage verdammt teuer aus, ich hoffe ich komme nicht auf den Geschmack sowas haben zu wollen...

Also meinen Kommentar bitte nicht abwertend auffassen, es ist eher das Gegenteil der Fall. Zumal ich "gebastelte" Loesungen gerne mag (und mir gerne ansehe was andere so basteln), weil ich selber auch gerne bastel. Sofern das Kapital vorhanden ist :rolleyes:.


Gruss, Lasse
 
Nen Pelztierelement ... aber ist das nicht ein wenig unpraktisch, weil Strom brauch ich ja trotzdem!

Zudem macht man ja die besten Nachtfotos oder Astrofotos, da, wo die Umgebung relativ dunkel ist.

Da wäre dann doch die Wüste sehr viel praktischer, weil weniger bzw. gar kein Umgebungslicht. Andererseits spielt da wieder der Faktor Hitzeflimmern rein.
 
Baby Elch schrieb:
Nen Pelztierelement ... aber ist das nicht ein wenig unpraktisch, weil Strom brauch ich ja trotzdem!
Zum Vergrößern anklicken....

Von nix kommt nix. Man muss sich das immer irgendwie erkaufen.


Baby Elch schrieb:
Zudem macht man ja die besten Nachtfotos oder Astrofotos, da, wo die Umgebung relativ dunkel ist.

Da wäre dann doch die Wüste sehr viel praktischer, weil weniger bzw. gar kein Umgebungslicht. Andererseits spielt da wieder der Faktor Hitzeflimmern rein.
Zum Vergrößern anklicken....

Ich vermute mal, eine geraeumige Agrar-Grossflaeche in einem laendlichen Gebiet ist da voellig ausreichend.
Ausserdem wuerde ich mich doch dann in eine polarige Gegend begeben: Ueberhaupt kein Umgebungslicht, keine Spur vom Hitzeflimmern und sogar den Strom fuer's Pelztier kann man sich sparen! Dafuer kann man sich das dann besser um den Hals wickeln....


Gruss, Lasse
 
Preamp schrieb:
Ich vermute mal, eine geraeumige Agrar-Grossflaeche in einem laendlichen Gebiet ist da voellig ausreichend.
Ausserdem wuerde ich mich doch dann in eine polarige Gegend begeben: Ueberhaupt kein Umgebungslicht, keine Spur vom Hitzeflimmern und sogar den Strom fuer's Pelztier kann man sich sparen! Dafuer kann man sich das dann besser um den Hals wickeln....
Zum Vergrößern anklicken....

Laendliches Gebiet / Agrarflaeche: Ich komme in Deutschland aus einem relativ laendlichen Gebiet (Westdeutschland). Da ist es niemals so dunkel, wie irgendwo, wo es kein menschliches Licht gibt (Outback in Australien). Nicht mal annaehernd. Ich hab noch nie, nirgendwo in Europa, so viele Sterne gesehen wie in Australien im Outback.

Wueste: Naja, kein Umgebungslicht, aber warm ist es.... nicht so ideal. Allerdings: Nachts kann es auch in der Wueste sehr kalt werden. Und es gibt ja nicht nur Hitze-, sonder auch Kaeltewuesten.

Polargegend: Naja, teuer hinzukommen und wenn Du "Glueck" hast, hast Du Nordlicht ;).

In Europa duerfte die einfachste Variante wohl noch sein, in die Berge zu gehen. Da ist deutlich weniger Streulicht, vor allem aber hat man auch deutlich weniger Atmosphaere ueber sich.
 
Wieder was gelernt. Wie gesagt, ich hab' da weiter nichts mit am Hut, war nur Spekulation. Aber es ist ja doch schon ein gewaltiger Unterschied, ob man in Berlin in den Himmel guckt oder von hier auf Amrum...
 
Ja das stimmt schon !

Es reicht aber schon wenn du nur mal 10 Minuten in den Himmel schaust.

Wunder dich allerdings nicht, wenn du mal 8 Minuten den Himmel belichtest, wie weit die Sterne wandern !
 
Du musst dich einloggen oder registrieren, um hier zu antworten.
WERBUNG
Zurück
Oben Unten