Hardware für die Videoastronomie

- Was man so braucht, wenn man seine Videokamera ans Fernrohr stöpseln will -

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Einleitung

Bei der Videoastronomie geht es um den Einsatz handelsüblicher Videotechnik für astronomische Zwecke. Der unschlagbare Vorteil der Videotechnik ist die hohe Rate, mit der Bilder aufgezeichnet werden: 50 Halbbilder pro Sekunde eignen sich dafür auch ganz schnelle dynamische Vorgänge am Firmament aufzuzeichnen. Wegen der fortlaufenden zeitlich zugeordneten Aufnahme eignet sich die Videoastronomie insbesondere für alle Vorgänge wie Meteorbeobachtung, Verfinsterungen, Bedeckungen, Transits, Satellitenbeobachtung und für alle die Fälle, wo Unmengen von Bildern für die Bildverarbeitung gebraucht werden, etwa der Planetenbeobachtung und der Beobachtung von Details auf Sonne und Mond. Der Nachteil ist die relative geringe Lichtempfindlichkeit, bedingt durch die längstmögliche Belichtungszeit von 20 Millisekunden, für unbewegte Objekte, etwa in der Deep Sky Astronomie ist Video nicht so geeignet.

Diese Webseite hier beschäftigt sich dabei insbesondere mit der Hardware, die für die Videoastronomie zum Einsatz kommt, also die Themen Optik, Adapter, Die Kamera, Framegrabber und Videorecorder sowie Kabelsysteme und Stromversorgung.

Aufzeichnungsverfahren

Es gibt zwei Möglichkeiten, Videoastronomie zu betreiben. Einmal wird das Videosignal zunächst auf Band aufgezeichnet, so daß man nur den Camcorder mit zum Beobachten schleppen muß. Die Aufzeichnung wird dann später zuhause wieder abgespielt und das Videosignal digitalisiert und ausgewertet. Dabei entstehen aber Verluste und Verfälschungen der Information durch die Aufzeichnung, insbesondere, wenn man analoge Aufzeichnungsverfahren benutzt. Bei der Direktaufzeichnung spart man sich die Zwischenspeicherung ein, indem man den Computer mit der Digitalisierung direkt an die Kamera anschließt und auf den Zwischenschritt der Aufzeichnung verzichtet. Gerade wenn analoge Signale im Spiel sind, etwa von kleinen Kameramodulen oder älteren Camcordern, bietet die direkte Aufzeichnung Laptoptechnik einen enormen Gewinn an Bildqualität.

Direkte
Aufzeichnung

Man benutzt einen handelsüblichen PC, in den eine Framegrabberkarte eingebaut ist, an die die Videokamera per Kabel angeschlossen wird. Vorteil ist das gute Preis-Leistungsverhältnis und die enorme Kapazität der Festplatte des PCs, vor allem aber, das die Framegrabberkarte sehr preiswert wird, wenn man keine Echtzeitfähigkeit braucht und auf extrem billige Multimedia-Hardware zurückgreifen kann. Nachteil ist, daß das System einen Netzanschluß braucht und ein PC nicht mobil ist. Daher kommt so ein System nur für die Terrasse oder die Sternwarte in Frage, aber nicht für einen Feldeinsatz. Es gibt zwar einige, die behaupten, es sei doch möglich, aber ich kenne keine regelmäßigen Beobachtungen, die so gewonnen werden. Es ist einfach unhandlich.

Durch die Laptoptechnik wird die Direktaufzeichnung mobil, weil kompakt, leicht und batteriebetrieben. Es gibt sowohl analoge Framegrabber als auch FireWire-Schnittstellen, die in den PCMCIA-Slot eines handelsüblichen Laptop passen. Leider sind solche Systeme noch recht teuer, vor allem, wenn direkt digital aufgezeichnet werden soll. Letzteres bietet die ultimative Bildqualität, ist aber leider auch am kostspieligsten. PCMCIA-Framegrabber bietet z.B. die Firma DBS in Bremen an. SONY bietet mit seinen (kostspieligen) VAIO-Laptops Geräte an, die direkt einen FireWire-Eingang bieten (Von SONY i-Link genannt) oder man kann auch PCMCIA-FireWire-Schnittstellen bei Sphinx oder bei auch bei IOI kaufen (Liste nicht vollständig, bin für Hinweise dankbar)

Framegrabber

Wichtigstes Element in einem Direktsystem ist der Framegrabber. So eine Einsteckkarte, sei es für den PCI-Bus für stationäre PCs (und MACs), sei es als PCMCIA-Bauform für Laptops hat die Aufgabe, das ankommende Videosignal, sei es FBAS oder S-Video in ein digitales Bild per AD-Wandlung zu transformieren und den Datenstrom möglichst in Echtzeit in den Speicher des PCs zu übertragen. Leider ist es heute bei Analogvideo noch nicht möglich, direkt auf die große Festplatte zu speichern, ohne Bilder auszulassen, das geht mit DV und MPEG-Signalquellen aber auch heute schon. Wer Echtzeit bei Analogsignalen braucht, muß auf einen Industrieframegrabber zurückgreifen, der zunächst in den RAM-Speicher des PC schreibt.

Multimedia-
karten

Die Verarbeitung von Videos im Computer hat im Zeitalter des Internet an Bedeutung sehr stark zugenommen - zu unserem Vorteil, denn Multimediakarten mit Videoeingang werden immer häufiger und billiger angeboten. Solche Karten sind dazu gedacht, Einzelbilder in voller Auflösung aus einem Videostrom heraus zu digitalisieren oder kleine Videoclips in verminderter Qualität (etwa MPEG 1) zu erzeugen. So eine Multimediakarte kann entweder als TV-Karte oder als Grafikkarte mit Video-In daherkommen.

Wichtig: Eine Multimediakarte sollte auch S-Videoeingänge anbieten (Cinch alleine reicht nicht aus - zu magere Bildqualität) und sich voll in den Video For Windows-Standard eingliedern - das ist leider nicht immer der Fall, weil auf die Treiberqualität wegen des enormen Preisverfalls und des Zeitdrucks immer weniger Wert gelegt wird. Bitte hier auf Umtauschmöglichkeit pochen. Auch die Digitalisierungstiefe ist bedeutend: die Treiber sollten auf jeden Fall volle 8 Bit pro Farbe bei voller Bildauflösung von 756 mal 576 Pixel liefern. Das tun längst nicht alle Karten.

Das Public Domain Programm GIOTTO unterstützt alle VfW-konformen Multimediakarten. Zur Zeit liegen positive Erfahrungen mit Produkten von MIRO und von ELSA vor.

Industrie-
framegrabber

Diese Sorte von Framegrabbern zeichnet Videobilder in Echtzeit im vollen Format aus - bislang aber nur im RAM des Rechners, der daher sehr üppig ausgestattet sein sollte. Zudem lassen sich Industrieframegrabber sehr gut an die Eigenschaften des hereinkommenden Signals anpassen. dafür sind sie aber erheblich teurer als Multimediakarten. Es beginnt so ab 600 bis 700 DM.

Die Industrieframegrabber haben neben dem Preis einen Nachteil: Sie kommen mit speziellen optimierten Treibern daher und verlangen auch ein spezielles Software Developement Kit, daß teilweise außerordentlich teuer extra bezahlt werden muß. Individuelle Treiber und SDK machen eine eigene Softwareentwicklung oder wenigstens Anpassung notwendig. das ist der Grund, warum GIOTTO solche Karten nicht unterstützt. Dafür ist die Qualität und Zuverlässigkeit von Hard- und Software in der Regel sehr hoch.

Hier hat man die Möglichkeit, besonders viel Geld loszuwerden: Man schließe eine sündteure Dreichip-Industriekamera an einen Dreikanal-Framegrabber an. Die Signalübertragung geht mit getrennten R,G und B-Signalen, was die Bildqualität an die erste Stelle schiebt. Der Unterschied zu digitalen Formaten wie D8 und MiniDV ist aber so klein, daß sich der ungeheure Aufwand nicht mehr lohnt.

Typische Hersteller sind DBS, Data Translation, Eltec, Matrox uvam.

FireWire-
Schnittstellen

Die direkte Übertragung von digitalen Videos über eine digitale Leitung, so sollte es immer sein. Dazu braucht man eine IEEE 1394-Schnittstellenkarte, die von immer mehr Herstellern zu immer geringeren Preisen angeboten werden, ASUS bietet sogar schon ein ganz passables Mainboard mit dieser Schnittstelle an. Besonderer Vorteil ist, daß das Kabel im Betrieb gesteckt werden darf und das sich dann die Geräte untereinander absprechen, das alles natürlich neben einer vollkommen verlustfreien Übertragung.

Hinweis: Mittlerweile ist die IEEE1394-Schnittstelle hinreichend durchgenormt und wird von den allermeisten Herstellen mit Treibern und Codecs versorgt. Zudem ünterstützt Windows 98 SE diese digitale Schnittstelle, wenn auch erst etwas versteckt. Mit Windows 2000 und Windows ME ist das besser. Zur Zeit klappt das Überspielen unter Umgehung von VfW, das sich nicht mehr mit digitalen Videoströmen auskennen soll. Wer aber ein digitales Schnittsystem hat, kann mit deren Import/Export-Funktionen trotzdem an jedes einzelne Bild zur Weiterverarbeitung rankommen.

PCMCIA-
Bauformen

Alle Framegrabberformen gibt es auch schon in der PCMCIA-Bauform, allerdings erheblich teurer als in der PC-Version. Interessanterweise hat SONY mit der VAIO-Laptopserie Geräte auf den Markt gebracht, die von Haus aus einen recht gut funktionierenden Digitalanschluß mitbringen. Softwareseitig gilt dasselbe wie für die besprochenen PC-Versionen.

Videoschnitt-
systeme

Auch die Videoschnittkarten lassen sich als Framegrabber einsetzen, das sogar mit wirklich guter Qualität. Vor allem bieten sie den Vorteil der Echtzeitdigitalisierung in voller Auflösung. Nur ist die Bedienung sehr umständlich, da zunächst ein Videoclip im AVI oder MPEG2-Format erzeugt wird, der dann über die Import/Exportfunktion des Videschnittprogramms (etwa Adobe Premiere, oder ULead MediaStudio) in Einzelbilder zerlegt werden muß, die dann wieder z.B. mit GIOTTO bearbeitet werden können. Das Auseinandernehmen funktioniert im gegensatz zur Erstaufzeichnung natürlich nicht in Echtzeit.

Hersteller solcher Schnittsysteme werden immer zahlreicher, darunter sind z.B. COMO, FAST, Pinnacle Systems, Canopus. Wer sich dafür interessiert, sollte mal in den Anzeigenteil der Video-Fachzeitschriften schauen.

Hinweis: Wegen der rasanten Entwicklung von Computerleistung sowie Hard- und Software der Schnittkarten ist die Funktionalität dieser Systeme sehr unterschiedlich. Ich z.B. habe eine DV500 von Pinnacle Systems, die erst nach Umtausch in eine neuere Version sich überhaupt installieren ließ, die jetzt aber gut funktioniert, obwohl sie Video For Windows umgeht und somit nicht von GIOTTO aus nutzbar ist, entgegen der Behauptung von Pinnacle. Viele unabhängige Tester (z.B. die Video-X-Homepage) bescheinigen dagegen den Produkten von Canopus eine besonders gute Funktionalität. Allerdings wird die Situation von Monat zu Monat besser. Empfehlenswert ist, die aktuelle Fachpress und die einschlägigen Webseiten zu verfolgen.

Band-
aufzeichnung

Die andere große Methode zur Videoastronomie ist die Aufzeichnung des Videosignals auf Band vor Ort, um dann später zuhause auf dem PC die Auswertung vorzunehmen. Dazu spielt man das Band einfach wieder ab und digitalisiert den Videostrom mit einer Framegrabberkarte wie oben besprochen. Der große Vorteil ist, daß vor Ort nur ein kleiner akkubetriebener Camcorder notwendig ist, der bei heutigen Minibauformen sogar in die Hosentasche, aber immer in eine Fototasche passt und keinerlei Logistik wie Netzstrom, Kühlung oder zusätzliche Autobatterien oder Aggis verlangt. Zudem ist die Beobachtung gleich mit archiviert und auswerten kann man dann, wenn man mal Zeit und Lust hat.

Nachteil ist das man ein zusätzliches Gerät braucht, eben den Recorder, wobei der bei einem handelsüblichen Camcorder ja schon in der Kamera enthalten ist. Viel nachteiliger ist der Preis, den man für diese Bequemlichkeit zu zahlen hat, wenn man analog aufzeichnet. Die Bildverluste sind bei VHS so untragbar hoch, daß nur noch in Spezialfällen wie etwa der Bildverstärkertechnik dieses im Grunde veraltete System zur Anwendung kommen sollte. Z.B. Planetenbeobachtung ist mit VHS-Zwischenaufzeichnung sinnlos. Mit S-Video (S-VHS oder Hi8) ändert sich die Situation aber schon deutlich, zwar gibt es immer noch Verluste, die aber schon viel bescheidener ausfallen.

Ausnahmen bestätigen die Regel: Im Spezialfall der Videoanwendung zur Meteorbeobachtung ist wegen der üblichen Bildverstärker die Bildqualität ohnehin begrenzt, so daß der Qualitätsverlust der Aufzeichnung auf VHS nicht zum Tragen kommt, zudem braucht man dort die enorm langen Bandlaufzeiten.

Mit digitalen Formaten wie MiniDV und D8 hat man garkeine Verluste, zudem sind diese Geräte sehr klein, handlich und leicht, so daß hier der Nachteil verschwindet und die Bandaufzeichnung sogar zum Vorteil wird !

Ein Hinweis: Es gibt eine besonders preiswerte Art, an die hohe Qualität und vor allem Verlustfreiheit der digitaler Bandaufzeichnung zu kommen, indem man das D8-Format von SONY nutzt. Hier wird das Standard-DV-Format nicht auf die kleinen teuren Spezialkassetten, sondern auf die preiswerten etwas klobigeren Hi8-Bänder aufgezeichnet, wobei man die älteren, preiswert herstellbaren Laufwerke benutzen kann. Daher sind die D8-Camcorder bei absolut gleicher (Top)Qualität ganz erheblich billiger.

Wer ein externes Videosignal, etwa von einem billigen Kameramodul aufzeichnen möchte, kann D8-Camcorder auch als Videorecorder im hochwertigen Digitalformat nutzen. Dazu müssen allerdings die Anschlüsse außen als Eingänge freigeschaltet sein, was interessanterweise bei den SONY D8-Geräten auch für die Analoganschlüsse funktioniert, nicht jedoch bei den MiniDV-Geräten !

Leider hat die EG mit einer ziemlich unsinnigen Zollbestimmung etwas dagegen, weshalb D8-Geräte normalerweise nur mit Video-Out auf den Markt kommen, da externes Video-In mehr Zoll kosten würde. Diese Blockade ist aber nur per Software realisiert, so daß man praktisch alle D8-Geräte beim diversen Händlern freischalten lassen kann, so daß sie auch als Videorecorder genutz werden können. Das ist absolut legal, wird aber natürlich nicht von SONY unterstützt. Man verliert seine Garantie dabei. Vor einer Reparatur also bitte nicht vergessen, den Eingang per Software wieder sperren zu lassen, damit die Garantie nicht erlischt.

Firmen, die einen Camcorder freischalten, findet man im Anzeigenteil der Fachzeitschriften VideoAktiv, Camcorder&Co und Videofilmen. Das kostet zwischen 60 und 200 DM, manche bieten es auch kostenlos an, wenn man den Camcorder bei ihnen kauft. Hier bitte bei den Firmen anfragen.

Geräte-
konfigurationen

Es stehen drei Gerätekonfigutrationen zur Verfügung:

Ein normaler Camcorder mit fest eingebautem Objektiv wird hinter ein langbrennweitiges Plössl-Okular (Okular mit möglichst hohem Augenabstand) gehalten und das Bild abgefilmt. Hier ist eine Übereinstimmung der optischen Achse besonders wichtig, weil es sonst sehr schnell zu häßlichen Vignettierungen kommt. Einfach von Hand dahinterhalten, ist oft unbefriedigend.

Es gibt genau einen Camcorder mit abnehmbarem Objektiv, die CANON XL1, einem auch so extrem hochwertigen Dreichip-Camcorder im MiniDV-Format. Für qualitativ höchstwertige Videos von Sonne, Mond und Planeten, Transits und Okkultationen ist das die ultimative, wenn gleichzeitig auch teuerste Lösung. Canon bietet sogar einen speziellen Adapter vom Videobajonett auf das normale Canon-Kleinbildbajonett an.

Man verwendet eine kleine Überwachungs- oder Industriekamera mit C- oder CS-Mount an oder baut das winzige Objektiv aus so einem Modul durch Rausschrauben aus. Das analoge Videosignal (meistens BAS, bei Farbe FBAS) zeichnet man mit einem Videorecorder auf. Seit es bekannt ist, daß die D8-Camcorder von SONY freischaltbare Analogeingänge besitzen, steht auch hier eine vollmobile, netzunabhängige und dazu verlustfreie Aufzeichnungsmethode zur Verfügung. Ansonsten wäre man auf superteure Digitalrecorder oder auf grottenschlechte Homevideorecorder angewiesen, die dazu auch noch Netzstrom benötigen

Im Prinzip kann man auch einen der wenigen Videorecorder mit 12 Volt-Versorgung benutzen, die speziiell für den Campingeinsatz konstruiert sind. Sie haben aber die gleiche Stromaufnahme wie ihre stationären Pendants und benötigen somit eine Autobatterie als Kraftquelle. Die Batterie des eigenen PKW kommt dazu aber nicht in Frage, wenn man wieder vom Beobachtungsplatz wegfahren möchte. Eine zweite Batterie ist unhandlich schwer und wegen der Säure auch nicht ganz unproblematisch.

	Videosysteme Das Fernsehsignal, das der Kamerakopf erzeugt, liegt in weiten Teilen der Welt in einem Format vor, daß vor ca. 35 Jahren sehr weitsichtig definiert wurde und seitdem unverändert gilt: Dem PAL-System. Das bedeutet ein Seitenverhältnis von 4:3, eine Bildauflösung von 756 mal 576 Pixeln und Farbe, das alles bei 25 Vollbildern pro Sekunde (Progressive Scan Mode) oder 50 Halbbildern pro Sekunde (Interlace-Modus) wobei jeweils die ungeraden und die geraden Zeilen zu einem Halbbild gehören. Die verschiedenen Videosysteme kommen erst dadurch zustande, wie dieses Standard-Signal aufgezeichnet und per Kabel übertragen wird.
VHS, VHS-C nicht geeignet (klobig, mangel- hafte Bildqualität)	Das VHS-Format, vor fast 20 Jahren definiert, ist immer noch das dominierende Format für die ganz normalen Alltags-Videorecorder. Durch die klobige Bauform der Kassetten sind auch die Videorecorder sehr groß und laufen in praktisch allen Fällen am Netz - was VHS von einer Steckdose abhängig macht. Hier gibt es allerdings mit VHS-C eine Kompaktformat für netzunabhängige Kamcorder. Dazu ist aufgrund der vierfachen Modulation der Signale und einer teilweise ganz entscheidenden Beschneidung der Videobandbreite die Bildqualität (hier Bildschärfe) sehr dürftig. Ein Kopieren von Bändern ist praktisch nicht möglich. Einziger Vorteil ist der sehr geringe Preis und die lange Laufzeit der Kassetten. Wegen der mangelhaften Bildqualität aber im Allgemeinen (außer Meteorbeobachtung) nicht empfehlenswert. Hinweis: Für Meteorbeobachtung ist diese ältere Standardtechnik durchaus brauchbar. Der Bildverstärker liefert nur ein schwarzweißbild, dessen Schärfe auch vom VHS-Band ohne zu große Verluste aufgezeichnet werden kann, dazu kommt die große Bandlänge.
Video 8 nicht geeignet (mangelhafte Bildqualität)	Das Video 8 Format ist VHS mit kleinen Kassetten, speziell für kompakte Camcorder entwickelt, das ist alles. Die Signalaufzeichnung ist mit VHS identisch, was Video 8 für die Videoastronomie ebenfalls ungeeignet macht. Wenigstens laufen die Kameras auf Batterie. Video 8 ist mittlerweile veraltet und als Neugerät vom Markt verschwunden.
S-VHS, S-VHS-C (S-Video) geeignet, digital ist aber besser, S-VHS ist oft stromnetzabhängig	Eine wesentliche Verbesserung des VHS-Systems kann dadurch erreicht werden, daß die analoge Aufzeichnung von Helligkeitssignal und Farbinformation auf zwei getrennten Spuren erfolgt. dadurch fallen die Bandbreitenbegrenzungen und zwei Modulationen weg, was sich in ganz erheblich besserer Schärfe und Rauscharmut äußert. Dazu wird die Farbe deutlich besser. Mit S-VHS-C steht ein (mittlerweile veraltetes) netzunabhängiges Aufzeichnungsformat zur Verfügung. S-VHS läßt unter Verlusten auch eine Kopiegeneration zu. Baugröße, Bandlänge und Netzabhängigkeit sind mit VHS identisch, leider sind Recorder und Bänder teils erheblich teurer.
Hi 8 geeignet, digital ist aber besser	Das S-VHS-Format auf kleinen Kassetten - das ist Hi8. Dieses ist das beste verfügbare analoge Format für kompakte Kamcorder und wird heute noch im Low-Price-Bereich angeboten. Hi 8 ist für die empfehlenswert, die wirklich nur das äußerste Minimum an Geld investieren können. Man kann davon ausgehen, daß in den nächsten Jahren auch Hi 8 vom Markt verschwinden wird.
Mini DV (und DV) ideal für Videoastronomie	Mini DV (und seine mechanisch größere Kassettenform DV) ist der Beginn des Digitalzeitalters in der Videotechnik. Hier wird das Bild ohne jde Modulation oder Banbreitenbegrenzung gleich digitalisiert und als Folge von JPEG-ähnlichen Bildern als Datenstrom aufgezeichnet. da die Kompression mit 1:5 recht milde ist, ist die Bildqualität in Farbe und Rauschen überragend, in der Schärfe sehr zufriedenstellend. Hochwertige Dreichipkameras erreichen etwa die Bildqualität von 16mm Film. Da es sich hier um Daten handelt, ist beliebig häufiges Kopieren und Schneiden vollkommen verlustfrei. Dazu sind die Kassetten enorm klein, was die Kameras sehr kompakt und leicht werden läßt. Nachteil ist der noch relativ hohe Preis und die auf maximal 1,5 Stunden begrenzte Bandkapazität. Hinweis: Ein ganz besonderer Vorteil der digitalen Formate ist, daß jedes Bild mit einer quartzgenauen Zeitmarke mit echten 40 Millisekunden Auflösung ausgestattet wird, ohne daß eine Einblendung wie beim analogen Video stört. (Die Zeitmarke ist unsichtbar, man kann sie auf Wunsch einblenden) Das macht sie für Timingzwecke ideal geeignet.
D8 ideal für Videoastronomie, billiger als MiniDV	SONY hat angesichts der hohen Preise für MiniDV nach einer technisch gleichwertigen Alternative gesucht und D8 auf den Markt gebracht: Hier werden die alten preiswert herstellbaren Hi 8-Laufwerke dazu genutzt, exakt das DV-Datenformat auf Hi8-Band aufzuzeichnen - ansonsten gibt es keinerlei Unterschiede, das gilt auch für die unsichtbare, quartzuhrgenaue Zeitmarke in jedem Bild. Digitale Qualität zum Amateurpreis, das ist D8. Wegen der etwas größeren Kassetten können D8-Kameras nicht so zierlich sein wie DV-Geräte.
MPEG1 (Video CD) nicht geeignet (mangelhafte Bildqualität)	Digitales Video eignet sich als Datenstrom eigentlich zur Weiterverarbeitung im Computer. Dort war der Platz bislang aber eher begrenzt. Daher hat man eine ganz besonders starke Kompression der Daten in Form von MPEG entwickelt. Hier wird nicht jedes Bild wie bei DV als JPEG gespeichert, sondern nur jedes n-te. Alle Zwischenbilder werden nur als Differenzbilder festgehalten. Vor einigen Jahren war Prozessorleistung und Festplattenkapazität noch knapp, so daß man beim ersten MPEG besonders rabiat komprimiert hat: Die Auflösung wurde halbiert und die JPEG-Kompression ist besonders stark Die Bildqualität ist etwa die von schlechtem VHS, also zur Auswertung völlig ungenügend. Wenigstens kann man verlustfrei kopieren.
MPEG2 (DVD, D-VHS, Videoserver) gut geeignet, aber noch klobig und stromnetzabhängig, noch keine Standards absehbar.	Mit der Zunahme der Rechnerleistung konnte man bei MPEG zur vollen Bildauflösung und zur maßvollen Kompression zurückkehren - dadurch wird MPEG DV-Formaten fast ebenbürtig. Die Differenzbilder werden rekonstruiert, so daß auch auf sie wie bei einem Vollbild zugeriffen werden kann, nur eben mit kleinen Artefakten. Riesenvorteil ist, daß die Laufzeiten vervielfacht werden, z.B. eine alte VHS-Kassette würde 27 Stunden Digirtalqualität speichern können. Das Potential von DVD insbesondere DVD-RAM und DVD-R) sowie der modernen Riesenfestplatten lassen auf einiges hoffen. Aber soweit ist es noch nicht - die Geräte, erst recht die tragbaren sind erst im Entwicklungsstadium und wir sind noch weit von Standards entfernt. Im Moment kocht jeder Konzern noch sein eigenes Süppchen.

	Kabelsysteme für Videosignale
Cinch, auch BAS (schwarzweiß), FBAS	Das Cinch-System ist ein mechanisch durchaus belastbares koaxiales Kabel zur Übertragung von BAS und FBAS-Signalen. Hierbei sind Farbinformation und Helligkeitswerte moduliert aufs selbe Signal gepackt, was natürlich bedeutende Verluste mit sich bringt. Mit FBAS werden die Signale von VHS übertragen. Wenn es geht, sollten reine Cinch-Verbindungen vermieden werden. Im Gegensatz zur Bandaufzeichnung wird die Videobandbreite, also die Schärfe nicht so beschnitten, so daß dieses Kabelsystem zur Übertragung zum Fernseher/Monitor gerade noch akzeptabel ist. Hier gibt es eine Sonderbauform: Für ganz besonders kompakte Camcorder hat man die Audiosignale und das kombinierte Videosignal auf eine vierpolige Klinkenbuchse gepackt, eine sehr kompakte und hinreichend stabile Lösung. Framegrabberkarten mit reinen Cinch-Eingängen sollten vermieden werden. Cinchkabel kann jeder leicht selber löten, das Material dafür kostet Pfennige (Eurocents). Fertige Kabel gibts als Beigabe zu jedem Gerät.
Hosiden, auch S-Video	S-Video-Signale übertragen Farb- und Helligkeitsinformationen getrennt, wozu man zwei Koaxkabel und einen sehr kompakten und überraschend stabilen Stecker mit vier Polen braucht. Wenn man mit analogen Signalen arbeitet (arbeiten muß), sollte man unbedingt dieses Kabelsystem benutzen, da man nur hier die bedeutenden Vorteile von S-Video nutzen kann. Alle modernen Camcorder und alle S-VHS-Videorecorder (Hi8 natürlich auch) bieten diese Hosidenanschlüsse. Alle Framegrabberkarten sollten Hosidenanschlüsse aufweisen. Ein Hosidenkabel zu löten, verlangt schon etwas Geschick, ist aber für geübte Löter auch kein Problem. Fertige Kabel gibts aber in fast jedem Supermarkt.
FireWire, auch i-Link, IEEE 1394, digital in/out	Digitale Signale kann man digital übertragen. Dazu gibt es zwei Systeme, die die Datenrate von 3,6 Megabyte pro Sekunde verkraften: SCSI und FireWire. Letzteres ist ein serielles, extrem kompaktes Kabelsystem, daß allerdings ausgesprochen zierliche Stecker mitbringt. Ein Firewirekabel selber zu löten ist nicht möglich, auch sind sie nur in besseren Fotoläden zu haben und ziemlich teuer. Aber nur mit diesem digitalen Kabelsystem lassen sich alle Vorteile von Digitalvideo, sei's MPEG oder DV nutzen. Es gibt kein Weg drumrum. Zudem werden nicht nur Videodaten uber FireWire übertragen, die einzelnen Geräte stimmen sich auch aufeinander ab. Das ist bei analogen Verbindungen unmöglich.SCSI ginge auch, dieses System erfordert aber extrem aufwendige Kabel und Controller, deshalb ist SCSI im Videobereich bedeutungslos. Hinweis: FireWire-Kabel können nicht beliebig lang sein. Üblich sind etwa 1,5 bis 2 Meter.
Scart	Etwas klobiges und wenig stabiles Steckersystem für Indoor-Videosysteme. Der 21 polige Scart-Stecker bietet FBAS Eingang und Ausgang, bei Vollbestückung aller Kontakte auch für S-Video (beim Kauf bitte auf Vollbestückung oder Stichwort "21polig" achten). Ältere Systeme übertragen dabei sogar getrennte RGB-Signale. Wenn die Videogeräte S-Video-tauglich sind kann man im warmen Zimmer Scart benutzen, wegen der mangelhaften mechanischen Stabilität ist Scart in Observatorium und beim Feldeinsatz wenig tauglich. Scart ist ein analoges Kabelsystem.

	Sensortechnik Frage an Radio Eriwan: Was für Kameras kann man eigentlich für die Videoastronomie verwenden ? Antwort: Im Prinzip alle. Nur kommt es etwas darauf an, was man genau will. Daher wird zu jedem Kameratyp auch der bevorzugte Einsatzzweck und eventuelle Nichtverwendbarkeit angegeben. Unterteilen kann man die Kameras nach Sensorgröße, ob es ein Modul, eine Industriekamera oder ein Camcorder ist, ob Schwarzweiß mit und ohne IR-Anteil oder ob Farbe, da mit einem Chip oder mit dreien. Eine Vielzahl an Variationen gibt es da. Bei der Sensorgröße wird ein auf den ersten Blick verwirrendes Maß angegeben, daß nichts mit den tatsächlichen Maßen zu tun hat: das ist ein Relikt aus der Vergangenheit, wo man den Röhrendurchmesser angibt, der die sensitive Bildfläche des entsprechenden CCDs haben würde. Nur das es Röhrenkameras allenfalls noch beim Schrottlowski auf dem Wühltisch gibt. Alle in Frage kommenden Kameras haben CCD-Sensoren oder gar schon CMOS-Sensoren.
2/3 Zoll Chip 8,4 x 6,3 mm, 10,6 mm Diagonale Faktor 4 zum Kleinbildformat	Kameras werden mit diesem großen Sensor allenfalls noch in der professionellen Studiotechnik ausgestattet, aber nicht mehr im Amateurvideobereich oder bei Industriekameras, geschweige denn bei Kameramodulen. Das ist schade, denn dieses große Format mit seinen großen Pixeln ist besonders lichtempfindlich. Vielleicht findet sich im Schrott noch so eine Kamera in Schwarzweiß. Die Pixelgröße wäre schon geeignet auch verstärkerlose Meteorkameras zu bauen. (Hier ist aber noch einige Forschungsarbeit zu leisten ...) Für die Planetenastronomie wären die Pixel aber zu groß, da man erst bei f 40 das Abtastkriterium einhält( zwei Pixel mindestens pro Airyscheibchen) Dafür sind diese alten großen Chips ideal, wenn es um ganz lichtschwache Ereignisse geht.
1/2 Zoll Chip 6,4 x 4,8 mm, 8 mm Diagonale Faktor 5,5 zum Kleinbildformat	Diese Sensorgröße ist das größte (und damit lichtempfindlichste), was im Moment in Industriekameras und Modulen eingebaut wird. Kameras mit solchen Chips sind nicht ganz billig, werden aber viel angeboten. Im Camcorderbereich gibt es diese Chipgröße nur bei Profikameras. Halbzollkameras sind eigentlich richtige Universalkameras für die Videoastronomie, nur für höchstauflösende Planetenvideos müßte man unbequem lange f 28 verwenden. Auch wenn man schon 30% an Gesichtsfeld gegenüber den großen Chips verliert, kann mit Halbzollchips auch noch dunkle Objekte festhalten.
1/3 Zoll Chip 4,8 x 3,6 mm, 6 mm Diagonale Faktor 7,2 zum Kleinbildformat	Diese Sensorgröße ist die zur Zeit am allermeisten verwendete, sowohl in preiswerten Kameramodulen, in Industriekameras und bei allen hochwertigen Camcordern für den ambitionierten Videoamateur. Die Pixelgröße ist genau richtig für die Planetenastronomie. Bei Schiefspieglern und sehr langbrennweitigen Refraktoren kann man schon fokal ohne Nachvergrößern arbeiten, ansonsten kommt man schon mit einer harmlosen Barlowlinse ans Ziel.
1/4 Zoll Chip 3,6 x 2,7 mm, 4,5 mm Diagonale Faktor 9,5 zum Kleinbildformat	Bei den sehr kompakten Camcordern, gerade bei den MiniDV-Geräten und bei sehr preiswerten Amateurgeräten geht man mittlerweile zu noch kleineren Chips über - wohl, weil diese winzigen Chips so einfach und daher preiswert zu produzieren sind. Kameramodule mit Viertelzollchips sind zwar zu kaufen, aber noch nicht in der Mehrheit. Leider hat das für die Videoastronomie nur Nachteile: Die winzigen Pixel sind sehr lichtschwach und die winzige Öffnung der Objektive sorgt auch schon bei mäßiger Blende (Limit < Blende 8 !) für sichtbare Beugungserscheinungen. Nur für die Planetenastronomie sind auch diese Winzlinge brauchbar, da man schon hier im Fokus von ganz durchschnittlichen Instrumenten (so ab f12) zum Airylimit kommt.
und kleiner wie 1/4-Zoll, aber mehr und kleinere Pixel	Es geht sogar noch kleiner: Viele der billigen Camcorder sind mit einer elektronischen Bildstabilisierung ausgestattet. dazu bringt man einfach viel mehr Pixel auf einem Viertelzollchip unter und liest passenderweise nur eine Region des Chips aus. Es gibt allerdings keine Kameramodule mit solchen Chips. Wir Videoastronomen haben nichts davon, nur die Probleme aufgrund der winzigen Pixel werden noch größer. Lediglich bei Okularprojektion zum Anpassen von Camcordern mit Festobjektiv sorgt eben diese Projektion für eine optische Anpassung, die dann schöne Planetenaufnahmen ermöglicht.
	Hinweis: Die Sensorgröße sollte aber nicht alleine ausschlaggebend sein. Ein elektronisch bildstabilisierter Camcorder mit Viertelzollchip tut in Okularprojektion sehr wohl seinen Dienst und kann ganz wunderbare Aufnahmen produzieren. Nur sollte man nicht zu viel an Schärfe und Grenzgröße erwarten, wenn man die Kamera einfach so gen Himmel hält.

	Sensorbauarten und -empfindlichkeiten
Schwarz-Weiß mit IR-Filter	So einen Sensor haben viele Industriekameras. Man erkennt sie an dem türkisgrünen Filter vor dem eigentlichen Sensor oder einem entsprechend purpurn bedampften Plättchen. Je nach Sensortyp geht die spektrale Empfindlichkeit von 400 (450) nm bis etwa 700 nm, um dann abgeblockt zu werden. So in etwa haben solche Kameras die spektrale Empfindlichkeit des Auges. Aufgrund der Quanteneffizienz von ca 40 - 50 % und dem Filter haben solche Kameras eine Mindestbeleuchtung bei f1.4 Objektiven und Vollaussteuerung von 1 Lux. Für die Videoastronomie sind sie sehr geeignet, da sie an allen so einigermaßen achromatisch korrigierten Optiken betrieben werden können. Zudem ist die Empfindlichkeit recht respektabel.
Schwarz-Weiß ohne Filter	So einen Sensor haben ebenfalls viele Industriekameras und die Mehrheit der billigen Kameramodule. Man erkennt sie an dem nackten Sensor, der silbrig oder aufgrund seiner Struktur in Regenbogenfarben schimmert. Je nach Sensortyp geht die spektrale Empfindlichkeit von 400 (450) nm bis etwa 1100 nm. Aufgrund der Quanteneffizienz von ca 40 - 50 % und dem nun fehlenden Filter haben solche Kameras eine Mindestbeleuchtung bei f1.4 Objektiven und Vollaussteuerung von 0.5 Lux. Für die Videoastronomie sind sie leider nur mit einigen Einschränkungen geeignet, da sie nur mit Spiegeloptiken (hier aber allen, wie Newton, Schiefspiegler, Maksutov, SchmidtCassegrains etc.) oder mit superteuren Apochromaten betrieben werden können. Schon ein langbrennweitiger Refraktor führt zu lausiger Schärfe und Kontrast. Dafür ist die Empfindlichkeit nicht zu schlagen !
Farbkamera mit Streifenfilter	Das ist der Sensor, der in allen, außer den ganz teuren und hochwertigen Camcordern benutzt wird. Über jeder Pixelspalte liegt ein Streifenfilter, alle drei Pixelspalten jeweils für jede Farbe. Das bedeutet, daß die Farbauflösung in horizonztaler Richtung etwa nur ein Drittel wie die Helligkeitsauflösung beträgt, die die Information aus allen drei Teilfarben nutzt. Farbige Einchipper können aus diesem Grunde nicht so scharf sein. Da ohnehin bei der Aufzeichnung (zumindest beim alten analogen Verfahren) beim Farbsignal Bandbreite verloren geht, ist das tragbar. Bei den neuen digitalen Recordern ist der Effekt aber doch erkennbar. Dennoch, man kann damit leben, da nur die allerfeinsten Details und hier nur die Farbe, nicht aber die Bildschärfe in Helligkeit betroffen ist. Für die Videoastronomie sind sie eigentlich nicht so sehr empfehlenswert, da der Streifenfilter viel Licht schluckt und die Vollaussteuerung bei f1.4 erst bei etwa 6 Lux erreicht wird. Dazu kommt die prinzipbedingte leichte Farbunschärfe. Wenigstens sind diese Chips nur für den sichtbaren Spelktralbereich empfindlich, da sie mit einem zusätzlichen IR-Sperrfilter ausgestattet sind. Also tun es alle hinreichend farbkorrigierten Optiken. Dennoch: Weil die Einchipcamcorder auch im Digitallager (im alten analogen gibts garnichts anderes mehr ...) den Löwenanteil stellen und auch so ein recht respektables Preis-Leistungsverhältnis haben, müssen wir mit diesen Chips leben: Auch mit ihnen kann man gute Astrovideos machen. Nur erwartet bitte hier keine Wunder.
Night Shot, 0 Lux, etc.	Etwas preiswertere Camcorder (allesamt Einchipper mit Farbstreifenfilter), insbesondere von SONY bieten die Möglichkeit, Videos auch bei absoluter Dunkelheit zu drehen. Das ist aber nur mit einem Trick möglich. Der IR-Sperrfilter wird weggeschwenkt und das Objekt mit IR-LED beleuchtet. Daß das nicht bei Astroobjekten funktioniert, dürfte wohl nicht überraschen. Lediglich die Lichtempfindlichkeit wird etwa ums Doppelte gesteigert, da ja die Absorbtion des IR-Filters wegfällt. Dafür fällt die Farbe fast vollkommen aus, aber eben auch nicht ganz. Das Ergebnis ist fragwürdig. Trotzdem: für die Videoastronomie sind solche Spielereien unbrauchbar.
Dreichip-Kamera	Hier spielt die Musik, wenn man farbige Astrovideos von helleren Objekten in Topqualität machen will ! Bei Dreichip-Kameras wird der Strahlengang in einem dichroitischen Farbteilprisma auf drei CCD-Chips gelenkt, je einen für Blau, Grün und Rot. Dabei steht jeder Farbe die volle Pixelanzahl ohne jede Einschränkung zur Verfügung, zudem gibt es aufgrund der getrennten Sensoren kein Übersprechen zwischen den Farbkanälen. Dichroitische Farbteiler haben einen wesentlich höheren Wirkungsgrad als Farbfilter in Durchsicht, so daß die typische Lichtempfindlichkeit bei Vollaussteuerung etwa 3 Lux beträgt. Über die Qualität der Farbbilder besteht kein Zweifel, sie ist auf keine andere Weise zu erhalten. Es ist sogar möglich, die differentielle Refraktion in größeren Höhen, also im Bogensekundenbreich eindeutig nachzuweisen. Keine andere Technik vermag das. Für die Videoastronomie taugen solche Kameras vor allem für hochwertige Bilder von Mond und Planeten, wo genug Licht zur Verfügung steht und es auf sehr hohe Schärfe und Farbtreue ankommt. Für Meteorbeobachtung mittels der grünen Bildverstärker sind sie Overkill. Auch spielt die superbe Farbe bei Transits, Bedeckungen und der Sonnenbeobachtung weniger eine Rolle, allerdings ist die ebenso superbe Schärfe hier nützlich. Ein Wermuthstropfen bleibt doch: Dreichipper sind ausgesprochen teuer. Man schiebt schon ein veritables Monatsgehalt über den Ladentisch, um so eine Kamera zu erwerben. Dafür ist der einzige digitale Camcorder mit abnehmbarem Objektiv ein Dreichipper und damit ein Traum für jeden Planetenbeobachter. Die Ergebnisse sprechen für sich.

Bauformen von Videokameras

Kameramodule

Die preiswerteste Art von Kamera sind die kleinen Kameramodule, die in der Überwachungstechnik gebraucht werden. Man bekommt sie hauptsächlich bei Elektronikshops und im Versandhandel. Die Preise liegen so um die 80 bis 200,- DM. Kameramodule benutzen kleine Einschraubobjektive, die über einem Drittel- oder Viertelzollchip sitzen, wobei man die Objektive leicht durch Herausschrauben entfernen kann. Es gibt auch Farbkameras mit Streifenfiltersensoren. Die Objektive sitzen selbst als Einschraubmodul in einer kleinen Halterung über dem CCD-Sensor und sind in der Regel mit einem M13-Gewinde zum Einstellen des Fixfokus ausgestattet.

Aufgrund des extrem geringen Preises setzt man hier CCD-Sensoren ein, die nicht die volle Auflösung des PAL-Systems haben, sondern nur etwa 500 x 576 Pixel aufweisen. Der Verlust an horizontaler Auflösung ist jedoch recht moderat, so daß hier kaum Unterschiede zu Kameras mit Vollauflösung bestehen. Bei Farbstreifensensoren tritt natürlich dadurch ein weiterer Verlust an Schärfe auf.

Kameramodule liefern ein ganz normgemäßes Analog-Fersehsignal. Man kann es festhalten und speichern, indem man es direkt in einen Framegrabber einspeist und digitalisiert oder indem man es auf Videoband zwischenspeichert. Wegen der drastisch besseren Bildqualität sollte das in einem digitalen Format und nicht mehr auf herkömmlichenm VHS erfolgen.

Hinweis: Einen digitalen Videorekorder zum zivilen Preis bekommt man dadurch, indem man sich einen D8-Camcorder kauft und die Eingänge freischalten läßt, was bei D8 auch für die Analogeingänge gilt. Hier kann man dann das Kameramodul anschließen und in Topqualität aufzeichnen.

Wichtig: Solche Minimodule regeln die Belichtung von selber, indem der Shutter und die elektronische Verstärkung (AGC genannt) automatisch der Gesamthelligkeit des Bildes nachgeführt wird. Diese Automatikfunktionen lassen sich nicht ohne weiteres abschalten, so daß es bei Planetenaufnahmen zur Überbelichtung des kleinen Planetenscheibchens kommen kann. Mond- und hinreichend gefilterte Sonnenaufnahmen sowie die Aufnahme von Bildverstärkerbildern sind wegen deren gleichmäßiger Helligkeitsverteilung nicht betroffen.

Industriekameras

Industriekameras werden für die Anwender gebaut, die eine Kamera brauchen, die mit großen Sensoren (heutzutage Halbzoll), die manuell in Verstärkung, Gamma und Shutter einstellbar sein sollen und die mit Sensoren in Vollauflösung, also mit etwa 450000 Pixeln bestückt sind. Wem also die Einschränkungen der kleinen Kameramodule nicht passen, muß zu den etwa dreifach bis fünffach so teuren Industriekameramodulen greifen. Auch hier gibt es wieder Schwarzweiß-Versionen und Farbkameras sowohl mit einem als auch mit drei Chips.

Zudem lassen sich Industriekameras mit und ohne IR-Filter betreiben und etwas kostspieligere Exemplare beherrschen sogar Triggermodi und Langzeitbelichtung, das allerdings nur mit außerordentlich komplexer Synchronisation.

Hinweis: Auch Industriekameras liefern zunächst einmal ein vollkommen normgerechtes Fernsehsignal in BAS, FBAS oder S-Video. Einen digitalen Videorekorder zum zivilen Preis zum Aufzeichnen dieser Signale bekommt man dadurch, indem man sich einen D8-Camcorder kauft und die Eingänge freischalten läßt, was bei D8 auch für die Analogeingänge gilt. Hier kann man dann die Industriekamera anschließen und in Topqualität aufzeichnen.

Noch ein Hinweis:Anstelle einer farbigen Industriekamera bietet sich an, sich eine alte gebrauchte EX1 oder EX2 von Canon zuzulegen, die schon unter 1000 DM in Kleinanzeigen angeboten werden. Das sind Hi8-Einchipper mit Halbzollsensoren mit abnehmbarem Objektiv. Während der Bandteil natürlich nicht mehr modernen Ansprüchen genügt, ist der Kamerateil immer noch sehr gut, bietet sogar Langzeitbelichtung ! Das Analogsignal kann man ja direkt digitalisieren oder auf einem freigeschalteten D8-Camcorder in moderner Digitalqualität festhalten.

Camcorder mit festem Objektiv

Es liegt nahe, den Camcorder, der ohnehin im Hause ist, auch zur Astronomie zu nutzen, indem man ihn einfach hinters Okular des Fernrohrs hält oder den Phosphor eines Bildverstärkers abfilmt. Warum nicht ? Das fest eingebaute Objektiv macht die Ankopplung an ein Fernrohr zwar schwieriger, aber es ist eigentlich kein Hindernis, wenn man zu einer Art Okularprojektion greift. Hierbei ist ein langbrennweitiges Plösslokular (2"/50 mm z.B.) oder auch ein langbrennweitiges Longview-Okular sehr empfehlenswert, da es einen weit außerhalb liegenden Augenpunkt hat (der dann im Inneren des Videoobjektivs in die Nähe dessen Eintrittspupille rückt. So werden die allfälligen Vignettierungen auf ein Minimum reduziert. Scharfstellen und sogar Zoomen funktioniert problemlos.

Um einen möglichst guten Einblick des Camcorders in das Okular zu gewährleisten, müssen die optischen Achsen von Okular und Camcorderobjektiv genau fluchten. Aus der Hand zu filmen ist daher kein Genuß und liefert in der Regel keine verwertbaren Ergebnisse. Sehr empfehlenswert ist eine Art Tragschiene am Fernrohr anzubringen, auf die der Camcorder mit einer Stativschraube (Fotohandel ...) befestigt wird.

Bis auf wenige sehr teure Modelle sind sämtliche Camcorder mit Festobjektiv Einchipper mit Farbstreifenfilter. Wegen der drastisch besseren Bildqualität sollte man sich bei einer Neuanschaffung nur noch für ein Digitalmodell, sei es MiniDV oder D8 entscheiden. Analoge Formate wie VHS-C oder Hi8 sind Auslaufmodelle und habe deutlich unterlegene Bildqualität der Aufzeichnungen.

Wichtig: Einige besonders Schlaue meinen, das Objektiv eines Camcorders ausbauen oder gar absägen zu können. Das wird mit Garantie eine Katastrophe, denn bei allen heutigen Camcordern mit fest eingebautem Objektiv ist die Optik vor dem Sensor so untrennbar mit der Mechanik und Elektronik des gesamten Gerätes verbunden, daß ein Ausbau der Optik das Gesamtgerät zerstören würde, z.B. haben Elektronikgruppen Mehrfachfunktionen und sind gleichzeitig tragende Teile und Linsen sind in ihre Fassungen eingeklebt usw. Ich habe noch niemals vom Erfolg einer solchen Operation gehört. Es geht einfach nicht.

Camcorder mit Wechseloptik

Ohne den Zwischenschritt der etwas windigen Okularprojektion mit dem Camcorder gleich in den Fokus vom Fernrohr zu gehen, dazu braucht man einen Camcorder mit Wechseloptik. Im Amateurlager gibt es genau ein Modell, die CANON XL1, die darüberhinaus auch ein extrem hochwertiges Dreichip-Modell im MiniDV-Format ist und daher Topleistung bietet. Leider auch einen Toppreis. Die Montage ist denkbar einfach und solide: Canon bietet einen Adapter vom Videobajonett zum normalen EOS-Bajonett an, der auf jeden X-beliebigen T-Ring passt.

Wer Planetenbeobachter und seine Himmelswanderer in höchster Farbtreue und Schärfe aufzeichnen will, für den ist dieser Camcorder sicher eine Überlegung wert, auch eignet er sich optimal zum Aufzeichnen von Sonnenfinsternissen, Bedeckungen und Transits, weil mit der Wechseloptik alle möglichen Kleinbildobjektive angeschlossen werden können. Eine Industrie-Dreichipkamera an einen freigeschalteten D8-Camcorder anzuschließen, wäre genauso teuer und ist deshalb nicht empfehlenswert. Dieses Modell ist aber in der Astronomie mit Bildverstärkern Overkill.

Hinweis: Eine wesentlich preiswertere Alternative (etwa ein Drittel) öffnet sich dem, der auf Farbe verzichten kann oder mit der Farbtreue eines billigen Farbmoduls zufrieden ist: Man läßt sich einen D8-Camcorder freischalten und schließt einen externen Kamerkopf an die Analogeingänge des D8-Kamcorders an. D8 ist dasselbe wie das Top-Format MiniDV, benutzt nur die alten aber sehr preiswerten Hi8-Kassetten.

Videorecorder

Benutzt man ein Kameramodul oder eine Industriekamera, so muß man das Signal auf Band aufzeichnen, wenn man das Signal archivieren will. Dazu hat man folgende Alternativen, wenn man die praktisch verschwundenen analogen Camcorder mit externen Eingängen wegläßt:

VHS-Recorder	VHS-Rekorder haben zwei Vorteile: Die billigen Kassetten mit sehr langer Laufzeit und VHS-Recorder selbst sind sehr billig. Das wars aber auch schon. Die Bildqualität ist für Astrozwecke in der Regel zu schlecht zudem hängen diese Recorder vom Netz ab.
S-VHS	S-VHS-Recorder zeichnen Helligkeitsinformation und Farbsignal getrennt auf und sind daher dem alten VHS-Format deutlich überlegen. Das bezahlt man durch teurere Recorder und Kassetten, die wenigstens dieselbe Laufzeit wie VHS-Kassetten bieten. Nachteil ist die Netzabhängigkeit, während die Bildqualität für Astrovideos schon ganz akzeptabel ist.
MiniDV oder D8	Die beiden Digitalformate unterscheiden sich nur in der mechanischen Bauform der Laufwerke und der Kassetten und auch im Preis (D8 kostet etwa 50 bis 75% von Mini DV), ansonsten bieten sie beide die Top-Bildqualität, die im Amateurlager zu haben ist und nur noch unmerklich der Profi-Fernsehqualität nachsteht. Verwendet man Camcorder mit externen Videeingängen, so fällt auch die Abhängigkeit vom Stromnetz weg. Nachteil ist die auf maximal 90 Minuten im LP-Modus beschränkte Aufnahmezeit pro Kassette. Für MiniDV gibt es einige netzabhängige Videorecorder mit richtig langer Aufnahmedauer (bis 4,5 Stunden) in Digitalqualität, die auch Analogsignale akzeptieren und diese Topmodelle von SONY, JVC und Panasonic können auch Analogsignale extern aufnehmen. Phantastisch teuer, aber die Qualität ist genauso unübertroffen. Bei D8 gibt es sowas noch nicht, jedoch kann man alle D8-Camcorder (die darüberhinaus auch noch recht preiswert sind) freischalten lassen, wobei das auch die Analogsignale betrifft.
Video-Walkman	SONY hat für den mobilen Einsatz sehr kleine Videorecorder mit und ohne LCD-Klappdisplay auf den Markt gebracht, die auch netzunabhängig funktionieren. Es gibt sie im MiniDV-Format und ab November 2000 auch im nur halb so teuren D8-Format. Für alle, die einen vollmobilen Videorecorder brauchen, netzunabhängig und mit voller Digitlqualität, für den ist der SONY Videowalkman in MiniDV und in D8 die erste Wahl. Ein freigeschalteter D8-Camcorder ist in etwa gleich teuer wie der D8-Walkman.

Hinweis: So gut wie alle Videorecorder sind netzabhängig. Es gibt zwei Ausnahmen, die sie für den Einsatz auf freiem Feld qualifiziert: Der Video-Walkman von SONY und einige wenige Recorder, die man auch an einer 12-Volt Autobatterie für Campingzwecke betreiben kann. Abhilfe wäre hier ein Spannungswandler, der wegen der Störungen aber unbedingt ein Sinus-Spannungswandler sein muß. Der Stromverbrauch ist aber beträchtlich, so daß man ein großen Bleigel-Akku oder eine zweite Autobatterie braucht.

Thema AGC: Preiswerte Kameras besitzen eine Schaltung, die die Verstärkung des Videosignals automatisch regelt, den sogenannten Automatic Gain Control AGC. Der funktioniert so, daß über die gesamte Bildfläche die mittlere Helligkeit gemessen wird. Ist diese mittlere Helligkeit zu schwach, so wird die Verstärkung aufgeregelt, ist sie zu groß, so wird die Verstärkung runtergefahren, so daß sich immer eine gleichmäßige mittlere Helligkeit ergibt. Billige Camcorder versuchen so, den Videofilmer (von dem per se angenommen wird, daß er keine Ahnung von Fotografie hat ...) zu unterstützen, Kameramodule umgehen so eine automatische Blendenregelung des Fixobjektives.

Der AGC funktioniert prima, wenn sich die Helligkeit des Motivs tatsächlich gleichmäßig über das Bildfeld verteilt, wie bei Sonne, Mond und Bildverstärkeraufnahmen, versagt aber, wenn das interessante Objekt nur einen Teil (z.B. Mondrand) oder sogar nur Bruchteile der Bildfläche ausmachen, wie z.B. bei den Planeten. Hier glaubt der AGC, den dunklen Himmelshintergrund verstärken zu müssen und fährt bis zum Anschlag. Helle Planeten wie Venus oder Mars werden dadurch hoffnungslos überbelichtet. Zudem erzeugt hohe Verstärkung hohe Rauschanteile.

Hinweis: Man kann das AGC beim Mondrand und bei Planeten dadurch überlisten, indem man bei Camcordern mit Festobjektiv etwas aufzoomt, bis ohnehin die volle Verstärkung gebraucht wird und das Objekt optimal belichtet ist oder indem man den Shutter passend einstellt. Man treibt die Kamera damit an den oberen Verstärkungsrand des AGCs und bekommt somit eine Art konstante Zwangsverstärkung, mit der man sich allerdings mehr oder weniger heftiges Rauschen einhandelt. Ausgerechnet SONY macht mit seinen D8-Camcordern (dem idealen Viderecorder für den Feldeinsatz) besondere Zicken: Hier kann man weder AGC abschalten noch den Shutter einstellen. Hier hilft nur noch ein Graufiltersatz und die passende Wahl des Projektionsokulars. Warum traut uns SONY nichts zu ?

	Anschluß ans Fernrohr Verbleibt die Frage, wie man eine Videokamera ans Fernrohr montiert, wenn man mit hoher Vergrößerung arbeiten will, etwa zur Planetenbeobachtung, der Aufnahme einer Bedeckung oder eines Transits, eines Sonnenflecks oder eines Monddetails.
Kameramodule	Bei Kameramodulen kommt man sehr leicht an den eigentlichen Sensorchip heran, indem man das kleine Einschraubobjektiv ganz einfach aus der Fassung herausschraubt. Danach ist man allerdings auf die Hilfe eines befreundeten Mechanikers angewiesen, der einem ein kleines Gehäuse aus Kunststoff oder Metall zurechtmacht und vor allem eine Adapterhülse mit 31,8 mm Außendurchmesser dreht. Wenn man eine Drehbank hat, eine Arbeit von 15 Minuten, tja wenn ... Hülse, Gehäuse und Modul sind federleicht, leichter als ein Okular, so daß man die ganze Assembly einfach mit einem Okular austauschen kann. Wenn man nun so geschickt ist, die Sensorfläche genau in die Fokalebene eines Okulars zu legen, so kann man beide beliebig zum Aufsuchen und zum Aufnehmen wechseln wie man will, ohne erneut fokussieren zu müssen. Vorsicht: das ist eine etwas kritische Sache, daher ist empfehlenswert, eine Nacht zur exakten Fokuslagenbestimmung des Moduls zu verwenden. Alternativ kann man auch das M13-Feingewinde der Objektivhalterung zur Montage benutzen. Bitte hier vorher das Gewinde des rausgedrehten Objektivs sorgfältig ausmessen.
Kameras mit C-Mount	C-Mount bedeutet ein (uraltes) Gewinde bei Videokameras, etwa wie das ausgestorbene M42 Gewinde bei Kleinbild. Dieses Gewinde mit amerikanischen Maßen (25,4 mm x 40 Steigungen pro inch, 17,52 mm Auflagemaß) ist bei Industriekameras auch heute Standard, so daß es z.B. von HAMA Adapterringe von C-Mount zu den meisten Kleinbildbajonettformen gibt. diese werden dann einfach wie bei normaler Astrofotografie an einen entsprechneden T-Ring angeschraubt. Es gibt eine Variante des C-Mount, das CS-Mount. Hier ist das Gewinde das gleiche, nur ist der Abstand Objektiveauflage zum Sensorchip viel geringer. Er beträgt hier 12.5 mm. Mit einem Zwischenring von 5 mm kann man aus einem CS-Mount ein C-Mount machen, was nichts anderes bedeutet, daß C-Mountobjektive an CS-Mountkameras gebraucht werden können, aber nicht umgekehrt. Da Industriekameras in der Regel auch nur zwischen 100 und 200 Gramm wiegen, sind die Biegemomente klein und es ist keine weitere mechanische Maßnahme notwendig.
Camcorder mit Festobjektiv	Zugegeben ist es am schwierigsten, einen Camcorder mit Festobjektiv an einem Fernrohr anzubringen, aber das soll kein Hindernis sein, den ohnehin vorhandenen Camcorder auch für die Videoastronomie einzusetzen. Die Einkopplung des Bildes geschieht in einer Art Okularprojektion, indem man ein ganz langbrennweitiges Okular mit besonders großem Augenabstand von der letzten Glasfläche wie etwa ein Zweizoll-Plössl nimmt. den Camcorder bringt man so an, daß der Abstand zwischen Okular und Objektiv minimal wird. Ganz wichtig ist dabei, daß die optischen Achsen von Okular und Camcorder-Objektiv fluchten. Sehr wichtig ist auch, ein Okular zu nehmen, daß keine bildfeldabhängige Vergrößerung hat. Gerade viellinsige Weitwinkelokulare sind hier sehr anfällig, einfache Plössls kaum. Der Grund ist folgender: Optisch gesehen muß die Austrittspupille des Okulars ja genau mit der Iris des Auges überseinstimmen, damit es keine Vignettierung gibt. beim Camcorder ist das genauso, nur hier entspricht die Iris des Auges der sogenannten Eintrittspupille, daß heißt dem projizierten Ort der Blende des Objektivs. Nur die liegt praktisch immer tief im Objektiv, so daß schon die Fassung des Objektivs an das Okular stößt, ehe beide Pupillen übereinanderliegen - Fazit: Eine restliche Vignettierung bleibt immer. Dankenswerterweise wird die Abbildungsschärfe davon nicht beeinflusst, nur das Gesichtsfeld wird enger. Fluchten beide optischen Achsen aber nicht, so verschiebt sich die Vignettierung ganz rasant und es kann sehr schnell zum Verschwinden des Objekt durch Vignettierung kommen. In der Praxis ist es kaum möglich, einen Camcorder einfach auf ein Stativ zu stellen und hinters Okular zu halten - das führt nur zu ewigem Kampf mit dem elastisch zurückfedernden Stativ, wenn man versucht, der Erddrehung hinterherzustellen. Praktikabel ist aber, am Fernrohrtubus selbst eine Tragschiene anzubringen, auf die man den Camcorder mit einer Stativschraube aus dem fotoshop befestigt. Materialpreis 20,- plus zwei Stunden Basteln. Lohn der geringen Mühe: Astrovideo für Peanuts, wenn man sowieso einen Camcorder hat. Wichtig I: Es funktioniert zwar, aber macht Probleme, wenn man einfach den Camcorder von Hand hinter das Okular hält. Interessanterweise bewegt sich dabei das Astroobjekt kaum, wohl durch die Wackelei der Bildfeldrand, so daß es immer wieder zu Vignettierungen kommt. Wenn man ein Okular mit einfacher Konstruktion nimmet, etwa ein Plössl, dann funktioniert die Methode schon (GIOTTO sortiert vignettierte Bilder aus), aber bei Weitwinkelokularen versagt die Methode oft, da diese eine bildfeldabhängige Vergrößerung haben. Hier muß man experimentieren, es gibt hier allerdings durchaus Erfolge. Wichtig II: Man kann jedes Astrovideo versauen, indem man bei analogen Geräten die Datums und Zeiteinblendung einschaltet. Solche Videos kann man getrost wieder löschen, sie sind praktisch immer nicht auswertbar. Was kommt dabei raus, wenn Datum und Uhrzeit einander überlagert werden und wohlmöglich mit dem Objekt zussammenfallen ?
Camcorder mit Wechseloptik	Es gibt nur einen einzigen Camcorder mit Wechseloptik, die Canon XL1. Man nimmt hier das Objektiv vom Camcorder ab und schließt den Body an den EF-Adapter an, der wiederum ein Bajonett zu den Autofokusobjektiven von Canon bietet. Für dieses Bajonett bekommt man problemlos T-Ringe, so daß ab hier wieder der normale Anschluß wie bei der Astrofotografie herhält. Das hat aber zwei Pferdefüße: Zum einen ist der Adapter selber ausgesprochen teuer, zum anderen wiegt der Body mit Akku und Adapter 1900 Gramm, so daß ganz erhebliche Biegekräfte auftreten, denen die sehr festen Stahlbajonette des Adapters allerdings Stand halten. Aber auch der T-Ring und die Fokussiereinheit sollten ganz besonders stark ausgeführt werden, wenn man eine externe Tragschiene vermeiden will.
	Hinweis: So ein moderner CCD-Sensor ist winzig. Man hat damit ein Gesichtsfeld von allenfalls einigen Bogenminuten am Himmel und es ist sauschwer, überhaupt sein Wunschobjekt auf die Chipfläche zu bekommen, wenn man nicht weitergehende Hilfsmittel benutzt. Erfahrungsgemäß ist es möglich, mit einem ganz besonders sauber justierten Sucher mit etwas höherer Vergrößerung zu arbeiten, wobei man sich der Justage vor jeder Beobachtung vergewissern sollte und wo man auch ein beleuchtetes Fadenkreuz benutzen muß. Wesentlich erfolgsversprechender ist die Verwendung eines Spiegelkastens, bei dem man zwischen einem Okular mit wesentlich größerem Gesichtsfeld und der Kamera hin und herschalten kann. Wegen der Biegemomente bei schwereren Kameras muß der Spiegelkasten extra stabil sein. So ein Spiegelkasten ist bei Camcordern mit Festobjektiv allerdings nur schwer realisierbar. Wichtig: Das Gewicht einer Kamera kann ganz beträchtlich sein, vor allem wenn es sich um einen Camcorder mit Laufwerk, Sucher und Akku handelt. Zumal solche Geräte auch eine gewisse Länge haben. Das erzeugt vorne, wo das Gerät in die Fernrohroptik schaut, ein teilweise ganz erhebliches Biegemoment. Diese Biegekräfte können sogar so groß werden, daß sich nicht nur Teile von Fokussierauszug und Kamera verbiegen, sondern auch Teile abreißen, wobei die Kamera zu Boden stürzt und zumindest schwer beschädigt wird. Diese Gefahr ist besonders bei Erschütterungen und ungewollten Berührungen sehr groß. Bei hohen Biegebelastungen sollte man die Kamera mit einer festen Tragschine stützen, die selber wieder direkt am Fernrohrtubus befestigt ist. Merke: Für Montagezwecke ist das Objektivgewinde ist viel zu schwach, ebenso irgendwelchen flimsigen Madenschräubchen.

	Stromversorgung Wie bekommen unsere Videoklamotten eigentlich den nötigen Strom ? Auf der heimischen Terasse oder der Sternwarte kein Problem: 230 Volt kommen aus der Steckdose. Hier muß man lediglich aufpassen, daß man nicht übers Kabel stolpert, in allen anderen Fällen ist das Problem wesentlich schwieriger: Hier ist man auf die diversen Stromerzeuger oder eben Akkus angewiesen, damit die Geräte auch weit weg von der nächsten Steckdose die notwendige Energie bekommen.
Autobatterie Billig, enorme Energiekapazität, schwer und Säurefraßgefahr, Umweltprobleme	Wer offline viel Strom braucht, dem hilft die gute alte Autobatterie. Für das übliche 12 Volt Bordnetzt von Autos und Campingmobilen jeder Art gibt es eine ganze Menge Geräte, vom Fernseher über spezielle Videorecorder bis zum Spannungswandler nach 230 Volt und Akkulader - alles auf Kosten der Autobatterie. Deshalb ist es dringenst angeraten, eine zweite Autobatterie für diese Zwecke zu nehmen und nicht die original Starterbatterie. Die könnte nämlich ruckzuck leer sein mit allen ärgerlichen Folgen. Autobatterien sind Bleiakkus, die mit flüssiger Schwefelsäure gefüllt sind, wobei die neueren Modell gegen Überschwappen gesichert, aber alles andere als dicht sind. Es lohnt sich, sie in eine Plastikbox zu stellen und sehr vorsichtig zu sein, damit man keine Säure auf die Kleider bekommt: Die werden dann durchgeätzt und sind anschließend Lumpen, auch wenn man unmittelbar nichts merkt. Ansonsten sind Autobatterien eher pflegeleicht, allerdings sind sie trotz anderer Behauptung nicht wartungsfrei. Insbesondere das Ladegerät sollte ein geregeltes sein und nicht so ein einfacher Lader aus dem Supermarkt: Damit bekommt man jede Autobatterie kurz über lang kaputt. Beweis: Die Batterie eines neueren Autos mit wer weiß was für elektronischem PiPaPo ist erstaunlich langlebig: Hier sorgt die Elektronik nicht nur für Zündung, Bezinsparen und Wegfahrsperre, sondern kümmert sich auch ums Batterieladen und zwar so wie's die Batterie am liebsten hat. Genau das sollten wir auch im Hobbykeller tun. Bei guter Pflege kann eine Autobatterie gut 5 Jahre alt werden. Sehr empfehlenswert sind hier geregelte Ladegeräte für die Solartechnik. Hinweis: Moderne elektronisch geregelte Autos sind auf Gedeih und Verderb auf eine zuverlässige Stromversorgung angewiesen - deshalb wird die Autobatterie auch regelmäßig ausgewechselt, auch wenn sie noch ganz gut ist. Beim nächsten Routinebesuch in der Autowerkstatt läßt man sich die alte Batterie als kostenlose Astrobatterie aushändigen, mit der man bei gutem elektronisch geregeltem Ladegerät noch viel Freude haben wird. Viel später am tatsächlichen Lebensende wird man sie bei der Werkstatt oder beim kommunalen Entsorgungshof immer noch los. Wichtig: Ab und zu bekommt man Heldengeschichten aufgetischt, welche Abenteuer doch bestanden werden mußten, wenn man sich die Autobatterie leergesogen hat und dann auf einer Waldlichtung (illegal natürlich) bei -10 Grad im tiefen Schnee für Stunden festsaß, weil das Auto nicht mehr anspringt. Das ist nicht tough, das ist schlichtweg nur peinlich. (und im Falle einer angeknacksten Gesundheit sogar gefährlich) Es ist so simpel und so preiswert, eine zweite Batterie zu besorgen, so daß ich über solche Geschichten nur noch den Kopf schütteln kann. Genausowenig hilft der Vorsatz "Ich paß schon auf !". Man darf sich hier weitere Vergleiche sparen.
Einweg-Batterien Nur für extrem kleine Verbraucher, extrem teuer, Umweltprobleme	Die typische Einwegbatterie lohnt wirklich nur für Geräte mit ganz extrem geringem Stromverbrauch wie etwa dem Adapter von der Canon XL1 zum EF-Bajonett oder etwa einem Belichtungsmesser oder Mikrofon oder eben auch den Bildverstärkern. Praktisch alle anderen Videogeräte brauchen soviel Strom, daß eine Stromversorgung per Einwegbatterie unsinnig teuer und darüberhinaus auch zu einem Müllproblem wird. Nur wenn so eine Batterie eine Benutzungsdauer von hundert und mehr Stunden hat, ist sie sinnvoller, da Akkus unter Selbstentladung leiden und nicht wartungsfrei sind.
Blei-Gel-Akku Für größeren Strombedarf empfehlenswert, recht preiswert, zuverlässig und wartungsarm, Leistung langsam abnehmend	Die Idee des Blei-Gel-Akkus ist, die problematische Schwefelsäure in einem Bleiakku durch ein Gel, eine Art dickes Gelee zu ersetzen, wodurch der Akku auslaufsicher wird. Weiter sind diese Akkus tatsächlich wartungsfrei und bis auf ein Sicherheitsventil versiegelt. Wenn man Blei-Gel-Akkus an geregelten Ladegeräten lädt, ist die Lebensdauer und Haltbarkeit beeindruckend, weshalb solche Akkus auch gerne für Alarmanlagen und Notbeleuchtungen verwendet werden. Die Selbstentladung ist gering, wegen der Versiegelung sind Blei-Gel-Akkus allerdings recht empfindlich gegen Überladung. Der Preis ist bei gegebener Kapazität etwa doppelt so hoch wie bei einer Autobatterie. Großervorteil ist, daß man diese Akkus wegen der Versiegelung in allen Lagen und ohne Rücksicht auf die Kleidung betreiben kann. Die Lebensdauer beträgt 5 bis 10 Jahre oder etwa 1000 Ladezyklen. Wegen der hohen Zuverlässigkeit, der Wartungsarmut und bei richtiger Ladung beträchtlichen Lebensdauer ist dieser Akkutyp für größere Stromfresser sehr empfehlenswert, wenn man nicht so auf den Pfennig schauen muß. Es gibt zwischen den vielen verschiedenen Herstellern allerdings Unterschiede in der Lebenserwartung: Panasonic ist eher unterdurchschnittlich, während Friwo sehr langlebig ist.
NiCd-Akku Für Videoastrono- mie wenig geeignet, mangelhafte Ladbar keit, unzuverlässig, Lebensdauer unge- nügend, Umweltsauerei	NiCd-Akkus sind bei älteren Camcordern die am häufigsten angewandte (weil alleine vom Preis her billigste) Akkuart - und die mit Abstand schlechteste. Diese Bauform hat bis auf ihr akzeptables Gewichts-Kapazitätsverhältnis eigentlich nur schlechte Eigenschaften: Die Ladung von NiCd-Akkus muß ganz besonders sorgfältig nach wirklich vollständiger Entladung erfolgen, halbe Entladungen führen sofort zum Kapazitätsverlust, dem berüchtigsten Memory-Effekt. Macht man das einige Zyklen lang, so wird der Akuu irreparabel beschädigt. Die Selbstentladung bei Nichtbenutzung ist immens, nach einigen Wochen ist der Akku scheinbar leer, aber nicht wirklich, denn der Memory-Effekt schlägt bei unbedachter Neuladung in diesem Fall voll zu. Auch gegen Überladung ist ein NiCd-Akku sehr empfindlich, wobei es für einfachere Automatikladegeräte fast unmöglich ist, die Ladegrenze zu bestimmen. In der Regel liegen den Camcordern unbrauchbare, weil zu einfache Ladegeräte bei, die zur schnellen Zerstörung von NiCd-Akkus beitragen. Ein NiCd-Akku wird kaum 50 bis 100 Ladezyklen alt. Wichtig: NiCd-Akkus sollten nicht mehr angewandt werden. Es lohnt sich auch, solche Akkus gegen NiMH-Akkus umgehend auszutauschen. Zudem sind NiCd-Akkus hochgiftig und stellen ein ernstes Müllproblem dar. Setzt man die Lebensdauer und Praxistauglichkeit in Relation zum Preis, so sind die NiCd-Akkus nicht die billigsten, sondern die teuersten Akkus. Ganz abgesehen vom endlosen Ärger über ewig kaputte und leere Akkus.
NiMh-Akku Für Videoastrono- mie sehr geeignet, zuverlässig und wartungsarm, gutmütige Lade- und Lagerungs- eigenschaften, idealer Ersatz für Blei-Gel und NiCd-Akkus	Wer durch die NiCd-Akkus abgenervt ist, hat mit den NiMH-Akkus eine in jeder Hinsicht bessere Alternative. Dieser Akkutyp ist viel weniger giftig, hat eine höhere Kapazität, ist einfacher zu laden und zu pflegen, kennt kein Memoryeffekt, läßt ohne Murren Teilentladungen zu und ist zudem erstaunlich langlebig. Mit einem guten Ladegerät erreicht man mehrere tausend Ladezyklen. NiMH-Akkus sind etwas teurer als NiCd-Akkus, was aber durch die um 25% gesteigerte Kapazität schon wieder ausgeglichen wird. Zudem wiegen sie pro Wattstunde nur etwa die Hälfte wie die ebenfalls empfehlenswerten Blei-Gel-Akkus. Die Selbstentladung ist merklich, aber wegen des gutmütigen Ladeverhaltens kein Problem. Weil NiMH-Akkus über längere Zeit im entladenen Zustand gelagert werden sollten, ist auch das Nichtbenutzen über einen langen Zeitraum kein Problem. Hinweis: Sehr viele (ja praktisch alle) Akkutypen für billige Camcorder lassen sich durch NiMH-Akkus ersetzen. Die vielen gutmütigen Eigenschaften dieses Akkutyps sollten auf jeden Fall genutzt werden. Es lohnt sich sogar, darüber nachzudenken, Bleiakkus durch NiMH-Typen zu ersetzen, wenn das Gewicht eine Rolle spielt. Auch sind sie in allen Bauformen für Einmalbatterien erhältlich, so daß man auch hier über einen Ersatz nachdenken kann.
Li-Ion-Akku Für ganz moderne Videokameras ohne Alternative, extrem teuer, aber unproble- matisch und langlebig	LiIon-Akkus sind im Moment die Spitze der Stromspeichertechnik und kommen bei sehr hochwertigen Geräten wie den modernen Camcordern und bei Laptops sowie Mobiltelefonen zum Einsatz. Dieser Akkutyp braucht eine sehr spezielle Ladetechnik, weshalb all diesen neueren Geräten angepasste Ladegeräte beiliegen oder die Geräte selber sich um das sachgerechte Laden kümmern. Ansonsten ist dieser Akkutyp wartungsfrei. Über die Lebenserwartung kann noch nichts gesagt werden, sie dürfte aber sehr lang sein. Die Kapazität ist in Relation zum Gewicht ungeschlagen. LiIon-Akkus gibt es nur in angepassten Formen für das jeweilige Gerät, nicht aber als StandAlone-Akku. Dieser Akkutyp ist ausgesprochen teuer, ein Effekt, der dadurch noch verschärft wird, daß man für jedes Gerät extra Spezialbauformen braucht. Hinweis: LiIon Akkus sind im allgemeinen extrem teuer - aber die Handelsspannen sind riesig. Es ist sehr empfehlenswert, im Videofachhandel, im Anzeigenteil der Videozeitschriften und im Internet unter dem Stichwort "Videoakku" einen gründlichen Preisvergleich vorzunehmen. Preisunterschiede bis zu 40 % sind möglich. Man muß nicht jeden Preis bezahlen, auch nicht, wenn es sich um Spezialakkus handelt.
Stromgeneratoren Umweltsauerei, verursacht Ärger Bei größtem Strombedarf zur Zeit ohne Alternative	Im Volksmund auch kurz "Aggi" genannt, versteht man darunter die Kombination aus einem kleinen Verbrennungsmotor und einem Generator, die mit mehr oder weniger schlechtem Wirkungsgrad Wechselstrom mit Netzspannung erzeugen. Wegen des meist schlechten Wirkungsgrades kann der Kraftstoffverbrauch (meist bleifrei Super) auf Dauer sehr erheblich sein. Ein 20 Liter-Kanister zum Nachtanken ist empfehlenswert. Zudem verbraucht der Generator auch dann Treibstoff, wenn nur sehr wenig bis garkein Strom gebraucht wird. Ältere und preiswertere Geräte sind darüber hinaus auch sehr laut. Von einer Abgasreinigung kann keine Rede sein, was bei preiswerten Zweitaktmodellen besonders problematisch ist. Daher ist ein Aggi immer recht weit weg vom eigentlichen Stromverbraucher aufzustellen, damit man keine ungereinigten Öldämpfe und Abgase einatmet und vom Motorengeknatter nicht taub wird. Kabeltrommel nicht vergessen. Einen Vorteil haben Aggis: Sie erzeugen den meisten Strom, dafür kann man sie auch nicht beliebig klein bauen, so daß sie für kleine und mittlere Verbraucher völlig ungeeignet sind. Für große Beobachtungscamps und für die Fälle, wo Strom in ganz großen Mengen benötigt wird, sind sie allerdings ohne wirkliche Alternative. Wichtig: Generatoren sind wegen des Lärms, des miserablen Wirkungsgrades und der ungereinigten Abgase, weiter wegen der Öltropfen und Benzinspritzern eine Umweltsauerei. Man muß es schon mit seinem Gewissen ausmachen, ob sich der Einsatz eines Aggis lohnt. Zudem zieht der Lärm eventuell auch äußerst ungebetene Gäste mit vorprogrammiertem Ärger an. Für mittlere und kleine Verbraucher sind die Zweitautobatterie mit Sinusspannungswandler die bessere Alternative. Bei reinem 12 Volt Bedarf für Kleinverbraucher ist die Batterie ohnehin erste Wahl.
Brennstoffzellen etc. Zukunftsmusik, aufwendig	Brennstoffzellen, Solaranlagen, Windenergie - Leider noch alles Science Fiction oder sehr aufwendig. Es gibt noch keine Brennstoffzellen, die praxisreif im Handel erhältlich wären, dabei wären sie der ideale, weil umweltfreundliche Ersatz für die Autobatterie und das Aggi (abgasarm, schadstofffrei, lautlos, hoher Wirkungsgrad). Da hilft nur Warten. Windenergie ist im Kleinleistungsbereich eine knifflige Sache, am besten man schaut sich mal beim Yachtbedarf um, auf jeden Fall wirds recht teuer. Gleiches gilt für die Solarenergie. Mit so einem Panel kann man tags die Batterien für die Nacht laden., wobei allerdings Solarpanels stark diebstahlsgefährdet sind. Mobiler Ökostrom ist eine Sache, die noch Zukunftsmusik oder ein Spaß für Betuchte ist. Schade.

Computertechnik

Videoastronomie benötigt einen Computer, wenn man mehr will, als nur die eigenen Rohaufnahmen auf einem Fernseher anzuschauen. Sinn der Videoastronmie ist es ja gerade, die Multimediatechnik zu astronomischen Zwecken zu nutzen. Als Computer eignet sich eigentlich alles, was leistungsfähig genug ist, mit Videoströmen und schnellen Bildfolgen umzugehen, Echtzeitverarbeitung ist hier aber nicht erforderlich.

Minimal-
konfiguration

Ein Computer ist dann für die Videoastronomie brauchbar, wenn er einige Anforderungen erfüllt:

	Genug Festplattenplatz, um einige dutzend bis hunderte von Bildern abzuspeichern, wenigstens zeitweise. Das bedeutet etwa 100 bis 200 Megabyte freien Plattenplatz.
	Genug RAM-Speicher, daß etwa 10 bis 20 Bilder parallel in den RAM reinpassen, damit das Betriebssystem nicht hauptsächlich mit Auslagern von RAM-Inhalten beschäftig ist. Also in etwa 32 bis 64 MB RAM.
	Eine Anschlußmöglichkeit für eine Webcam, also i.d.R. ein USB-Anschluß, den ganz alte Boards noch nicht haben
	Alternativ einen Steckplatz für eine Karte mit Videoeingang, das kann auch die Grafikkarte sein. Aus Geschwindigkeitsgründen sollte das schon ein PCI-Steckplatz haben, den aber alle Rechner haben, die jünger als etwa 1996 sind.
	Nochmal alternativ dazu kann auch eine Steckkarte mit einem FireWire-Anschluß eingesteckt werden, wenn man eine DV-Kamera benutzt. dann sollte der Rechner aber unter Windows 98SE oder Windows 2000 oder einem neueren Mac-OS oder einem neueren Linux laufen, was natürlich dann die Untergrenzen für die Hardware bestimmt.
	Die CPU ist eigentlich egal, wenn man genug Geduld mitbringt. Sinnvolle Geschwindigkeiten beim Grabben und Bearbeiten bekommt man so ab 200 MHz Taktrate und einem Intel Pentium / AMD K6.
	Die Grafikarte mß 24 Bit-Farben in 1024 mal 768 Pixeln beherrschen (True Color), denn sonst macht Farbbildverarbeitung keinen Spaß. weniger geht auch, aber dann macht die Ausgabe die Resultate unansehnlich. Der Monitor sollte dazu passen.
	Ein Massenspeichermedium ist sehr empfehlenswert, wenn man seine Resultate auch aufbewahren möchte. Ein CD-ROM-Brenner ist sehr empfehlenswert.

Leistungs-
computer

Richtig Spaß macht Videoastronomie dann, wenn man sehr aufwendige statistische Verfahren auf die Bilderflut, die Video liefert, anwenden kann. Das geht zwar auf etwas älteren Rechnern wie die Minimalkonfiguration auch, aber die Berechnungen würden Tage dauern. Für massiv statistische Auswerteverfahren, wie sie GIOTTO bietet, ist auch der schnellste Rechner gerade nur ausreichend. So ein Rechner könnte sein:

	Die CPU sollte minimal 1 GHz Taktfrequenz haben, je mehr desto besser.
	Der RAM sollte sehr groß sein. Ab einem halben Gigabyte paßt ein kompletter AVI-File in den RAM, was sehr viele zeitraubende Festplattenzugriffe spart.
	Die Festplatte sollte vor allem sehr schnell sein. Je höher die Übetragungsrate in MB/sec. ist, desto weniger Zeit wird für die vielen Übertragungen von umfanhgreichen Bildinhalten gebraucht. Die Größe bringen solche Platten von alleine mit.
	Der heute übliche PCI-Bus ist für die verlustlose Übetragung von Videobilddaten reichlich bemessen.
	Um die verschiedensten Videosysteme nutzen zu können, sollten Videoeingänge sowohl für Cinch, Hosiden und FireWire vorhanden sein.
	Ein Dualprozessorsystem unter Windows 2000 nutzt jedoch nichts, denn GIOTTO in der aktuellen Version 1.1 ist nicht multiprozessorfähig.

Overclocking

Jeder Computer läuft mit bestimmten Taktfrequenzen, die die Geschwindigkeit hauptsächlich von CPU und Speicher festlegen. diese Taktfrequenzen sind so festgelegt, daß es noch eine Marge noch oben gibt, die man per Experiment auslosten kann. Dadurch kann bis zu 30% faktisch kostenlose Leistungssteiegrung erreicht werden. Overclocking erreicht man mit diesen Maßnahmen:

	Heraufsetzen des Multiplikators der CPU, das geht nur bei AMD Chips, nicht aber mit Intel-CPUs
	Heraufsetzen der Frontsidebusfrequenz, die Maßnahme bei Intel-CPUs. Wichtig ist hier, daß man auch die Festplattenschnittstelle, die Grafikkarte und den PCI-Bus des Rechners übertaktet.
	Setzt man eine Frequenz hoch, wird mehr Energie in der CPU verbraucht, die dadurch sehr heiß werden kann und deshalb besser als beim Originalbetrieb gekühlt werden muß. Am besten eignen sich große Kupferkühlkörper für extrem schnelle CPUs oder eine aufwendige Wasserkühlung.
	Läuft ein hochgetakteter Rechner manchmal instabil, hilft es, die Kernspannung der CPU in den kleinstmöglichen Schritten hoch zusetzen. das ist allerdings recht riskant und oft nicht notwendig. Ich selber tue es nicht und rate davon ab. Es lohnt sich einfach nicht.

Hinweis: Overclocking ist eine ganze Wissenschaft für sich, die für eine Website für Videoastronomie sprengt. Hier sei auf die einschlägigen Websites verwiesen: Overclockers.com, Tomshardware.com, OCTools.com, 7Volts.com

Wichtig: Overclocking bedeutet, einen Computer und seine Teile außerhalb der garantierten Spezifikationen und Grenzwerte zu betreiben. Dadurch kann es zu Funktionsstörungen und in seltenen Fällen sogar zu Schäden kommen. Overclocking kann also immer nur auf eigene Gefahr erfolgen. Sehr wichtig ist, die Leistung nur in sehr kleinen Schritten bis zur Funktionsgrenze zu steigern und bei ersten Anzeichen des Nichtfunktionierens einen Schritt zurückzugehen. Dadurch ist das Risiko, etwas tatsächlich zu beschädigen, sehr gering.

Ein Hinweis: Zur Hardware gehört auch die Software:
Dazu gibt es das Public Domain Bildverarbeitungsprogramms GIOTTO, das hier fertig zum Download bereitsteht.

Copyright und Disclaimer

Alle in dieser Website genannten Produkte werden von den jeweiligen Produzenten und deren Zwischenhändlern auf dem freien Markt angeboten. Die Eigenschaften unterliegen dabei einer ständigen Weiterentwicklung, wobei ich nicht benachrichtigt werde. Daher kann es dazu kommen, daß Informationen dieser Seiter nicht mehr aktuell sind und einige Gerätekombinationen sich nur für eine gewisse Zeit realisieren lassen.

Alle in dieser Website genannten Markennamen und Warenzeichen sind Eigentum ihrer jeweiligen Besitzer.

Eine Garantie für die Funktionsfähigkeit der hier besprochenen Verfahren und Produkte kann nicht übernommen werden. Jegliche Haftung für Folgeschäden wird ausgeschlossen. Wegen des experimetellen Charakters der Videoastronomie und des GIOTTO-Projektes bin ich aber für Hinweise, Ergänzungen, Korrekturen und Kritik immer sehr dankbar, denn nur mit dem freundlichen Feedback kann so eine Arbeit zu einem Erfolg für alle (dank der Public Domain Idee) werden.

Wichtig: Ich arbeite nur während meiner ziemlich knappen Freizeit an diesem Projekt. Wenn es zwischen den einzelnen Entwicklungsschritten mal etwas länger dauert, so habt bitte Geduld mit mir. Das ist auch der Grund, warum ich nicht immer Fragen sofort beantworten kann.

Andere Websites zum Thema Video in der Astronomie

Ich bin nicht der erste, der sich mit der Verwendung von gewöhnlicher Videotechnik in der Astronomie beschäftigt. Eine weitere, schon viel weiter entwickelte Technik wird zur Beobachtung von Meteoren eingesetzt.

Es gibt gleich drei weitere Einzelentwickler, die sich mit Videoastronomie beschäftigen:

Jürgen Liesmann, mit seinem unter JAVA laufenden Bildverarbeitungsprojekt Astro-BV,
Stefan Ziegenbalg , der eine LINUX-basierte Softwaresammlung (zur Not auch unter DOS) entwickelt und
Jens Dierks, der mit einfachem Framegrabbing experiemtiert.

Weiterhin gibt es auch Arbeiten von Sirko Molau, die ganz normale Jupiteraufnahmen zu einer Rotationssequenz weiterverarbeiten.

Die Video-X Page gibt über die aktuellsten Entwicklungen auf dem Videomarkt unabhängig Auskunft.
Die Zeitschrift "Video Aktiv Digital", herausgegeben von der Motorpresse, berichtet permanent über neues vom digitalen Videosektor.
Ebenso die Zeitschrift "Camcorder & Co", die von einer unabhängigen redaktion herausgegeben wird,
und die Zeitschrift "Videofilmen"

Neueste Version vom 23. Juli 2001. Diese Seite wurde

mal seit dem 26. 9. 2000 aufgerufen

Diese Website und das GIOTTO-Projekt werden gesponsort von Dittié Thermografie

Hardware für die Videoastronomie

- Was man so braucht, wenn man seine Videokamera ans Fernrohr stöpseln will -

Einleitung

Aufzeichnungsverfahren

Framegrabber

Videosysteme

Kabelsysteme für Videosignale

Sensortechnik

Sensorbauarten und -empfindlichkeiten

Bauformen von Videokameras

Anschluß ans Fernrohr

Stromversorgung

Computertechnik

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