Der Stack ist fertig und das Bild bleibt schwarz: Strecken richtig erklärt

Vierhundert Frames integriert, der Akku halb leer, die Finger taub. Sie sichern den Stack, öffnen die Datei und sehen ein fast schwarzes Rechteck mit einem Dutzend Pünktchen darin. Der erste Reflex: die Nacht war schuld. Die Datei ist aber randvoll. Die Galaxie steckt darin, eingeklemmt in ein Werteband, das so schmal ist und so dicht an der Null klebt, dass kein Bildschirm sie von allein hervorholt. Es fehlt der letzte Schritt, den alle Strecken nennen und der eigentlich Histogramm-Spreizung heißt. Man nimmt dieses Band und verteilt es über die gesamte Skala. Das klingt nach Feinschliff. Es ist die Stelle, an der die meisten gelungenen Nächte kaputtgehen.

Der Sensor zählt, das Auge deutet

Ein Fotosite hat genau eine Aufgabe: Photonen zählen und eine Zahl ausgeben. Diese Zählung ist linear, und Linearität ist eine Tugend, denn tausend Photonen sind exakt doppelt so viel wie fünfhundert, um neun Uhr abends genauso wie um drei Uhr nachts. Ihre Wahrnehmung arbeitet völlig anders. Die CIE definiert die empfundene Helligkeit L* als modifizierte Kubikwurzel der Leuchtdichte, L* = 116·(Y/Yn)^(1/3) − 16 oberhalb einer kleinen Schwelle, mit einem kurzen linearen Stück nahe Schwarz. Was das praktisch bedeutet, wissen Sie auch ohne Formel: Eine Fläche, die achtzehn Prozent des Lichts einer anderen zurückwirft, erscheint Ihnen etwa halb so hell.

Aus dieser Diskrepanz folgt der ganze Rest der Kette. Jedes Bild, das auf einem Display landen soll, wird mit einer Kurve codiert, die den Unterschied ausgleicht. Der sRGB-Standard (IEC 61966-2-1) macht das mit einem linearen Abschnitt nahe null und anschließend einem Potenzgesetz mit dem Exponenten 2,4, was in der Summe das seit dreißig Jahren zitierte Gamma 2,2 annähert. Ihre Tagesaufnahmen haben diese Behandlung längst hinter sich, dazu eine Handvoll Tonwertkurven, die der Hersteller festgelegt hat, bevor Sie die Datei überhaupt zu Gesicht bekamen. Ihr Stack ist linear geblieben. Ehrlich, vollständig, praktisch unlesbar.

Hier erfindet niemand Photonen

Ein Verdacht gehört sofort ausgeräumt: Strecken fügt dem Bild nichts hinzu. Es ist eine Neuzuordnung von Tonwerten, eine Tabelle, die festlegt, dass der Wert 400 ab sofort «dreißig Prozent» heißt, und damit hat es sich. Signal, das Sie draußen nicht eingesammelt haben, bleibt draußen, heute Nacht und für immer. Signal, das Sie eingesammelt haben und das in zwei Hundertstel der Skala gequetscht war, entfaltet sich über die volle Höhe des Displays.

In einem Sechzehn-Bit-Stack einer brauchbaren Nacht liegt der Himmelshintergrund meist zwischen null und zwei Prozent der Skala, die schwache Nebligkeit knapp darüber. Ein Display zu bitten, diese Unterschiede unverändert darzustellen, heißt, es solle Schwarz von Schwarz unterscheiden. Das Strecken verschiebt das Problem in jenen Bereich, in dem Ihr Auge gut arbeitet, und dort ist es ein erstaunlich feines Messgerät.

Das Histogramm ist das einzige ernsthafte Werkzeug

Schließen Sie die Vorschau und öffnen Sie das Histogramm. Zu sehen ist ein sehr schmaler Peak, an den linken Rand geschweißt, und dieser Peak ist der Himmelshintergrund: Millionen Pixel, die alle dasselbe Fast-Nichts enthalten. Nach rechts hin läuft, knapp über dem Boden, der Ausläufer der Sterne. Genau das, wofür Sie hinausgefahren sind, die Spiralarme oder der Nebelfaden, lehnt an der rechten Flanke des Peaks und ist im Diagramm kaum auszumachen.

Ab hier arbeiten Sie mit drei Reglern, wie auch immer Ihre App sie nennt: Schwarzpunkt, Mitteltonwert, Weißpunkt. Der Mitteltonwert leistet die Hauptarbeit, weil er die Kurve nach oben biegt und die Schatten anhebt, während die Enden stehen bleiben. Der Weißpunkt wird selten gebraucht und gehört geizig bewegt. Der Schwarzpunkt ist der, der Bilder ruiniert.

Die Regel, die schwache Nebel rettet

Der Schwarzpunkt darf niemals in den Peak hineinschneiden. Ihn nach rechts zu ziehen, bis der Hintergrund tiefschwarz wird, befriedigt sofort, der Himmel wirkt sauber und der Kontrast springt auf einen Schlag hervor, und nebenbei löscht es den schwächsten Teil Ihres Signals, der genau dort saß, an die linke Flanke der Verteilung gelehnt. Was einmal auf null gesetzt ist, kommt nicht zurück. Keine spätere Kurve holt Werte hervor, die inzwischen einheitlich null sind.

Unter Deep-Sky-Bearbeitern ist es üblich, den Himmelshintergrund vom Anschlag freizuhalten, etwa ein Zehntel der Histogrammhöhe darüber. Ein dunkelgrauer Himmel wird Ihnen zehn Minuten lang falsch vorkommen. Dann merken Sie, dass er als einziger noch etwas enthält, das sich herausholen lässt, und Ihnen fällt auf, dass die Astroaufnahmen, die Sie bewundern, fast alle einen mit der Pipette messbaren Hintergrund haben.

Fünf kleine Schübe schlagen einen kräftigen Zug

Verlockend ist es, den Regler in einem Zug dorthin zu schieben, wo er hin soll. Das Ergebnis erkennt man quer durch den Raum: dicke weiße Sternkerne, Höfe um die hellen Sterne, ein Korn, das sich zu Flecken zusammengeballt hat, die das Gehirn bereitwillig für Details hält. Gehen Sie lieber in Etappen vor. Eine sanfte Kurve, ein Blick auf die Sterne, noch eine sanfte Kurve.

Achten Sie zwischen den Durchgängen auf zwei Dinge. Auf den Peak im Histogramm, der sich Stück für Stück nach rechts schieben soll, und auf die Kerne der hellsten Sterne: In dem Moment, in dem sie sättigen, ist ihre Farbe weg. Fünf zaghafte Durchgänge kommen weiter als ein aggressiver, weil Sie jedes Mal am Ergebnis vor sich nachsteuern statt an der Absicht, mit der Sie angefangen haben.

Der Gradient, der auf halbem Weg auftaucht

Irgendwann während des Hochziehens passiert fast allen dasselbe: Eine Bildecke wird orange. Er ist nicht eben erst entstanden, er war von Anfang an da. Das ist die Lichtverschmutzung des nächsten Orts, eine sanfte Rampe, die in der linearen Datei ein paar Stufen wert war und die Ihre Kurve soeben mitmultipliziert hat.

Die Reihenfolge entscheidet hier über den Ausgang. Gradienten kommen zuerst heraus, solange das Bild noch linear ist und ihre Form noch eine schiefe Ebene, die sich sauber modellieren lässt. Nach dem Strecken ist aus derselben Rampe eine gekrümmte Fläche geworden, und jedes Entfernungswerkzeug macht daraus eine schlechtere Arbeit und hinterlässt helle Höfe, wo vorher ein Verlauf war. Wer vom Stadtbalkon aus fotografiert, lernt diese Reihenfolge auf die harte Tour, meist nach zwei oder drei geopferten Stacks.

Bei acht Bit geht der Platz aus

Falls die Datei, die Sie strecken wollen, ein JPEG ist, halten Sie kurz inne. Acht Bit pro Kanal ergeben 256 Stufen insgesamt, und der Himmelshintergrund samt Nebligkeit belegt davon vielleicht zwanzig. Zwanzig Stufen auf zweihundertsechsundfünfzig zu verteilen heißt, zweihundertsechsunddreißig Werte herzustellen, die in der Datei nie existierten: Die Software interpoliert sie, und auf dem Schirm erscheint Banding, jene konzentrischen Stufen, die in einem weich verlaufenden Himmel schmerzhaft auffallen. Bei sechzehn Bit werden aus denselben zwanzig Ausgangsstufen fünftausend, und der Spielraum ist da. Die Entscheidung zwischen RAW und JPEG fällt vor dem Auslösen, und flussabwärts dreht sie niemand mehr zurück.

Farbe ist eine Messgröße, verteidigen Sie sie

Ein Nebeneffekt überrascht regelmäßig: Nach einem beherzten Strecken verliert das Bild Sättigung. Die Kurve staucht das obere Ende der Skala, die drei Kanäle rücken zusammen, die Sterne driften Richtung Weiß. Sternfarbe ist eine physikalische Messung, die Temperatur der Photosphäre durch drei Filter gelesen, und sie aus Ungeduld wegzuwerfen ist Verschwendung. Die Sättigung wird nach dem Strecken angehoben, mit den Sternen als Maßstab. Ein Feld, in dem das Blauweiß der Wega und das Orange von Aldebaran noch auseinanderzuhalten sind, ist ein mit Urteilsvermögen gestrecktes Feld.

Wann Schluss ist

Ein Kriterium gibt es, und es ist visuell. Zoomen Sie den Himmelshintergrund auf hundert Prozent und schauen Sie ihn ein paar Sekunden lang an. Solange das Korn Korn bleibt, fein und gleichmäßig, ist noch Luft. Sobald es zu weichen Flecken von einigen Dutzend Pixeln verklumpt, haben Sie den Punkt überschritten, an dem Sie Signal gestreckt haben, und strecken jetzt Rauschen. Jeder weitere Durchgang verschlechtert das Bild, während er es zu verbessern scheint, und das ist die bislang effizienteste Methode, eine gelungene Nacht zu ruinieren.

Der Astro-Editor von AstroStackerPro folgt derselben Logik: Rauschminderung, Schärfe, Sättigung und Entfernung der Lichtverschmutzung, angewandt auf einen gerade integrierten Stack, mit allen Daten noch im Haus. Live Stacking sammelt die Photonen ein, das Strecken entscheidet, was daraus wird. Die erste Arbeit erledigt die Maschine, während Sie am Stativ frieren. Die zweite bleibt vorerst an Ihnen hängen.