28. Juli 2026  ·  🔭 Astronomie

Dithering – warum ich mein Teleskop absichtlich verwackle

Es klingt widersinnig: Man baut sein Setup nächtelang darauf auf, dass die Nachführung nichts wackeln lässt – und dann verschiebt man das Teleskop zwischen den Aufnahmen mit Absicht um ein paar Pixel.

Genau das ist Dithering, und es ist eines der wirkungsvollsten Werkzeuge in der Astrofotografie. Hier kurz, warum.

Das Prinzip

Zwischen zwei Einzelbildern (Subs) fährt die Montierung einen kleinen, zufälligen Versatz von wenigen Pixeln. Der Trick steckt darin, wie zwei Arten von Signal darauf reagieren:

• Das Himmelssignal – Nebel und Sterne – bringst du beim Stacken wieder zur Deckung, weil die Software die Bilder an den Sternen ausrichtet.
• Sensor-Artefakte kleben dagegen an ihrer Pixelposition und wandern beim Ausrichten nicht mit.

Mit Sensor-Artefakten sind drei Dinge gemeint: Hotpixel, die dauerhaft zu hell auslesen, Coldpixel, die zu dunkel bleiben, und das Festmusterrauschen – die immer identische Eigenstruktur des Chips, weil kein Pixel exakt wie sein Nachbar verstärkt und exakt gleich viel Dunkelstrom erzeugt. Allen dreien ist gemeinsam: Sie gehören zum Sensor, nicht zum Himmel. Wo das Teleskop hinzeigt, ist ihnen egal.

Ohne Dithering sitzt ein Hotpixel in jedem Sub an derselben Stelle und stapelt sich zu einem festen hellen Punkt.

Mit Dithering liegt er in jedem Sub woanders – und beim Stacken mit statistischer Ausreißer-Verwerfung (Kappa-Sigma) fliegt er einfach raus, weil er eben nicht überall am selben Ort ist.

Der schlimmste Fall, den es verhindert

Wenn die Nachführung ganz leicht und gleichmäßig driftet, werden aus einzelnen Hotpixeln diagonale „Regen“- oder „Wurm“-Spuren, die sich quer durchs fertige Bild ziehen. Das nennt sich Walking Noise, und es ist extrem hartnäckig – kaum wegzubekommen, wenn es einmal drin ist.

„Aber verhindert das Guiding nicht genau so eine Drift?“ Nein – und das ist die Stelle, an der die meisten hängenbleiben. Das Guiding bügelt die schnellen Fehler weg: periodischen Schneckenfehler, Windstöße, Lastwechsel. Es hält die Sterne rund.

Was es nicht zuverlässig verhindert, ist ein langsames, gleichgerichtetes Kriechen von Bruchteilen eines Pixels pro Aufnahme. Das kommt aus Restfehlern der Polausrichtung, aus differentieller Durchbiegung zwischen Leitrohr und Hauptoptik – oder schlicht daraus, dass die Leitkamera auf ihrer Skala gar nicht bemerkt, was auf dem großen Sensor ein Zehntelpixel ausmacht.

Und dann kommt der unbequeme Teil: Wäre das Guiding perfekt und die Drift exakt null, wäre das für Hotpixel sogar der schlechteste Fall. Dann läge jeder von ihnen in jedem Sub auf genau demselben Pixel und stapelte sich zum festen hellen Punkt.

Walking Noise entsteht im Zwischenbereich, bei langsamer gleichgerichteter Bewegung. Gutes Guiding verschiebt das Problem also nur zwischen Punkt und Spur. Wegnehmen kann es nur eine Bewegung, die zufällig ist statt gleichgerichtet – und genau das ist Dithering. Es bricht die Korrelation, die diese Spuren erzeugt.

Wie ich es einstelle

In der Praxis spielen N.I.N.A. und PHD2 zusammen: Nach einem Sub verschiebt N.I.N.A. die Lock-Position, PHD2 rastet neu ein, und erst wenn das Guiding wieder ruhig ist („Settle“), startet die nächste Belichtung. Meine Werte:

• Dither: an, jedes Sub. Bei 300-Sekunden-Belichtungen kostet die Settle-Pause nur wenige Prozent – das ist es locker wert.
• Wie weit? Der Wert steht in Leitkamera-Pixeln, wirkt aber auf der Hauptkamera – die beiden Abbildungsmaßstäbe sind selten gleich. Die Faustregel aus der N.I.N.A.-Dokumentation: so viele Leitkamera-Pixel wählen, dass sich das Bild der Hauptkamera um etwa zehn Pixel verschiebt. Bei typischen Kombinationen landet man bei ungefähr fünf.
• Beide Achsen (nicht nur RA). Meine AM5 hat keinen Dec-Backlash, also dithere ich in beide Richtungen und entkopple besser.
• Settle: ruhig innerhalb 1,5 px für mindestens 10 Sekunden, sonst wartet es.

Warum es bei mir besonders zählt

Gegen Hotpixel der großen Kamera gibt es eigentlich drei Werkzeuge: Darks (ziehen sie bei der Kalibrierung ab – allerdings nicht restlos, sonst bräuchte es den nächsten Punkt nicht), Cosmetic Correction (sucht die übriggebliebenen Ausreißer und ersetzt sie durch den Mittelwert ihrer Nachbarpixel) und eben Dithering. Aktuell nutze ich nur das dritte – also ist Dithering praktisch meine einzige aktive Verteidigung.

Der Sensor meiner Kamera ist zwar sehr sauber und hat kein Verstärkerglühen – aber Hotpixel hat jeder Chip, und lange Schmalband-Subs sammeln sie. Ohne Dither sehe ich sie als Punkte und Spuren, mit Dither sind sie weg.

Eine einzige Voraussetzung: Es braucht genug Subs und ein Stacking, das auf die Sterne registriert und Ausreißer verwirft. Kappa-Sigma greift ab etwa zehn Bildern, richtig zuverlässig wird es jenseits von zwanzig – darunter sind andere Verfahren die bessere Wahl, und welches davon passt, hängt allein an der Frame-Zahl. Genau diese Entscheidung nimmt mir mein Stacking-Skript ab.

Registrieren und Verwerfen mache ich ohnehin bei jedem Lauf. Also: Häkchen setzen – und den Rest erledigt die Statistik.