Startrails – Das drehende Himmelszelt

Die Erde dreht sich jeden Tag, das weiß jedes Kind. Morgens geht die Sonne auf, wenn wir Glück haben scheint sie tagsüber und abends geht sie wieder unter. Und dann? Welche ein Wunder, die Erde dreht sich sogar nachts weiter. Doch davon bekommen wir in der Regel nicht viel mit. Lediglich der Mond wird vielleicht noch bewusst wahrgenommen und dass er nicht den ganzen Abend/Nacht am gleichen Fleck am Himmelszelt verweilt.

Jeder lag in einer Sommernacht schon auf dem Rücken und hat die Sterne beobachtet. (falls nein: unbedingt nachholen!) Es gibt nachts auch viel mehr am Himmel zu sehen als tagsüber. Ich wollte die Sterne und die Bewegung der Erde in einem Bild einfangen… Das Ergebnis sei hier vorweg genommen:

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Viele Betrachter fragten mich zunächst was auf diesem Foto eigentlich zu sehen sei. Die wenigsten erkannten, dass es sich bei den Ringen um die Leuchtspuren von Sternen handelt. Nachdem ich dies erläuterte war die Verwunderung meist umso größer.

Zur Entstehung

Offensichtlich kann man die Bewegung der der Sterne bzw. die Erdrotation nur mit Hilfe einer Langzeitbelichtung im Bild festhalten. Das obige Bild zeigt den Sternenhimmel über einen Zeitraum von etwas über einer Stunde.

Vorbereitung
Das A und O bei Langzeitbelichtungen sind ein stabiles Stativ sowie ein stabiler Stativkopf. Jegliches Wackeln würde unweigerlich in unscharfen Bildern resultieren. Selbst der Spiegelschlag der Kamera kann bei bestimmten Belichtungszeiten zu Verwackelungen des Bildes führen. Aus diesem Grund sollte man die Kamera so einstellen, dass beim ersten Auslösen der Spiegel hoch klappt, kurz warten, und dann mit dem zweiten Auslösen erst den Vorhang öffnet. Diese Funktion wird auch als Spiegelvorauslösung (SVA) bezeichnet.
Ein weiterer wichtiger Aspekt ist der Bildstabilisator (IS). Bei kurzen Belichtungszeiten ermöglicht er ein Foto um mehrere Blenden länger verwacklungsfrei zu belichten als hätte man keinen. Bei Langzeitbelichtungen von einem stabilen Stativ aus verhält sich das Ganze jedoch umgekehrt. Der eingeschaltete IS kann zu Verwacklungen führen. Die Erklärung hierfür ist ganz einfach. Der IS bewegt im Objektiv einzelne Baugruppen so, dass sich das Bild, welches auf dem Bildsensor in der Kamera projiziert wird, nicht bewegt auch wenn man zu Kamera zittrig hält. Bewegt sich die Kamera jedoch nicht weil sie auf einem festen Stativ steht, so kann sich der IS dennoch irren und versuchen vermeintliche Bewegungen auszugleichen. In diesem Fall bewegt sich die Kamera nicht, es gibt für den IS eigentlich keine Arbeit. Leider irrt sich der IS manchmal, so dass er versucht nicht vorhandene Bewegungen zu kompensieren. Die Kamera steht also still, aber das Bild auf dem Bildsensor bewegt sich und verursacht unscharfe Bilder.
Also: Auf dem Stativ immer den IS ausschalten!

Den Fokus korrekt justieren
Die Kamera steht nun also auf dem Stativ, der IS ist ausgeschaltet. Wer jetzt versucht mit dem Autofokus (AF) das Bild scharf zu stellen wird schnell feststellen, dass der AF leider erfolglos versucht seine Arbeit zu vollrichten. Hierfür fallen mir spontan drei Lösungsalternativen ein.

  1. Man versucht manuell durch den Sucher zu fokussieren. I.d.R. sind die Sterne, welche man scharfstellen möchte, jedoch so klein, dass man durch den Sucher nie genau beurteilen kann wann das Bild exakt richtig fokussiert ist. Diese Alternative fällt daher für mich weg.
  2. Man kann jedoch auch den LiveView der Kamera starten und versuchen nun zu fokussieren. Dem AF kann man nun nochmals eine Chance geben. Da im LiveView-Modus der Spiegel der Kamera hochgeklappt ist und das Bild direkt auf den Sensor fällt, wird das reguläre AF-System nicht genutzt. Stattdessen versucht die Kamera mit Hilfe von Kontrasten in den Bildinformationen das Bild zu fokussieren.
    Sollte dies nicht funktionieren, kann man im LiveView etwas an einen Stern heran zoomen und versuchen manuell zu fokussieren.
  3. Die dritte und aus meiner Sicht beste Möglichkeit den Sternenhimmel zu fokussieren ist die Kamera an einen Laptop/PC anzuschließen. Canon legt seinen Spiegelreflexkameras ein entsprechendes Softwarepaket bei, welches ermöglicht den Bildausschnitt in Echtzeit auf dem großen Bildschirm zu begutachten und den Fokus entsprechend exakt zu justieren.
    (Außerdem sieht es toll aus wenn die Kamera mit zig Kabeln aufm Stativ steht und ein Laptop daneben leuchtet ;) )

Kombination vieler Bilder
Wie bereits weiter oben erwähnt, zeigt das Bild den Sternenhimmel über einen Zeitraum von 61 Minuten. Es ist jedoch nicht empfehlenswert in diesem Zeitraum nur ein Bild zu belichten. Je länger man ein Bild belichtet, desto stärker wird das Bildrauschen und Bilddetails gehen verloren. Aus diesem Grund empfiehlt es sich viele korrekt belichtete Bilder bei niedriger ISO und einer nicht allzu langen Belichtungszeit (bspw. 30 Sekunden) zu schießen. Wie dies in Photoshop geschehen kann, werde ich später ausführen. Wir benötigen nun über einen längeren Zeitraum Bilder, die bei 30 Sekunden korrekt belichtet sind. Im obigen Fall war eine Blende von f/4.0 und ISO 200 die korrekte Kombination.

Die Aufnahme starten/automatisieren
Wenn man die Kamera an den PC angeschlossen hat, kann man mit Hilfe der EOS Utilities Serienaufnahmen erstellen. Somit kann man der Kamera und dem Laptop die Arbeit vollrichten lassen. ABER! So schön die Automatisierung ist, sie ist nicht ohne Fallstricke. Zunächst glaubt man, dass wenn man an der Kamera eine Belichtungszeit von 30 Sekunden einstellt, diese auch exakt 30 Sekunden belichtet. Fehler! Die Kamera belichtet stets in 2er Potenzen (2s, 4s, 16s, 32s bzw. 1s, 1/2s, 1/4s, 1/8s). Stellt man nun im manuellen Modus 30s ein, wird tatsächlich ein Bild mit einer Belichtungszeit von 32s aufgenommen. An sich kein großes Problem, aber…  Wir möchten möglichst fortlaufend Bilder machen und diese direkt auf den PC übertragen. Am PC kann man mit Hilfe des Timers sagen in welchen zeitlichen Abständen der PC sozusagen den Auslöser drücken soll. Geht man von einer Belichtungszeit von 30s aus, würde man bspw. einstellen, dass alle 31 ein Bild gemacht werden soll. Tatsächlich wird aber bereits das erste Bild 32s belichtet. Nach 31s möchte der PC das 2. Bild machen, doch die Kamera ist noch am belichten. Dies führt dazu, dass nicht nahezu fortlaufend Bilder gemacht werden, sondern immer wieder mal ausgelöst wird wenn die Kamera noch am belichten ist. Das hat dann zur Folge, dass in der einen Stunde nicht wie erwartet 120 Bilder sondern lediglich 77 Bilder belichtet wurden. Folglich sind die Sternstreifen eher ein Morsemuster…

Die Bildbearbeitung
Es liegen nun also 77 recht unspektakuläre Bilder auf der Festplatte, die jeweils in etwa wie folgt aussehen:
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Da ich generell in RAW fotografiere, kann man zunächst im RAW-Converter evtl. vorhandenes Bildrauschen entfernen und die Belichtung leicht anpassen damit die Sterne etwas stärker hervortreten. In Lightroom kann man die Einstellungen an einem Foto vornehmen und dann die Einstellungen sehr komfortabel auf alle anderen Bilder übertragen.
Jetzt kann man alle Bilder als jeweils einzelne Ebene in Photoshop öffnen. Man sieht nun nur das als erstes geöffnete Foto. Alle Anderen liegen in den Ebenen darunter. Da der Sternenhimmel an sich schwarz ist und wir nur die Sterne aus allen Ebenen gleichzeitig sehen möchten, müssen die Blendmodi aller Ebenen anpassen. Hierzu sind alle Ebenen in den Modus “Aufhellen” (engl.:”lighten”) zu setzen. Jetzt sieht man die Startrails und kann mit der regulären Bildbearbeitung weitermachen, sofern notwendig. Im gezeigten Beispiel habe ich lediglich eine Tonwertkorrektur durchgeführt. Hierbei wurden das helle und das dunkle Ende des Histogramms leicht beschnitten um das Schwarz wirklich  schwarz zu bekommen und die Sterne noch etwas aufzuhellen. Die Ebene der Tonwertkorrektur liegt selbstverständlich über den ineinander geblendeten Bildebenen:

Dem obigen Screenshot ist zu entnehmen, dass ich offensichtlich JPGs und keine RAWs importiert habe. Ich hatte schlichtweg keine Geduld den Rechner 77 Bilder à 20MB laden zu lassen und habe daher kleinere JPGs aus Lightroom heraus exportiert. Die meiste Arbeit macht tatsächlich das Verändern der Blendmodi, da man dies für jede Ebene erneut machen muss. Man kann sich allerdings mit einer selbst aufgenommen “Aktion” die Arbeit etwas erleichtern.

Schlusswort
Ich habe den Workflow bewusst mit Hilfe eines Bildes beschrieben, das nicht ganz perfekt geworden ist. Aus Fehlern lernt man aber bekanntlich am meisten…. Anbei noch ein Foto bei dem die oben beschriebenen Fehler vermieden wurden:

Viel Spass beim Nachmachen!

Kai Hagenmaier