亿万先生官方网站天文摄影是一个很大的领域。如果想入门天文摄影,首先需要做一系列基本决策。这些决策会决定你未来的发展方向以及投入的资金。
简单来说,我们需要弄清楚自己想要什么。关于这个问题,需要从几个维度进行分析:题材、拍摄目标、器材选择以及前期方式(例如打野或远程)。接下来,我们将逐一讨论这些关键决策。
关于天文摄影的题材,通常可以分为三类:星野、行星和深空。这些不同的题材会导致不同的器材需求,以及对环境和后期技巧的不同要求。
星野摄影主要是指包含地景的天文摄影,例如常见的银河拱桥、银河雪山等。在技巧上,星空摄影更接近传统摄影,更强调构图和创意。与深空和行星摄影不同,星空摄影在相同的拍摄对象下,可以呈现出更多的创意。
星野摄影通常使用广角镜头和传统的单反数码相机。在某些情况下,为了突出银河中的红色发射星云,可能会对相机进行改造亿万先生官方网站,例如去掉UV-IR滤镜。由于星野摄影的器材相对较轻,焦段较广,对赤道仪的要求也较低。然而,它对环境的要求较高,因为拍摄的主题是银河,很多时候需要地景美观且光污染较小。有时候,星空摄影还会涉及到人像,例如加入光源和道具的星空人像,这样的作品也非常好看。
另一个常见的天文摄影题材是行星摄影。虽然名字是行星摄影,但它也包括日面和月面的拍摄。其他常见的目标包括木星、土星和金星。行星摄影强调分辨率,也就是把行星拍得清楚。因为行星通常很亮,所以信噪比不是问题,也不太受光污染影响。但尤其重要的是要把行星的细节拍出来。因此,从光学原理出发,它对望远镜的口径要求很高,对视宁度(大气扰动)的要求也很高。行星摄影比较适合在市内拍摄,但通常需要特别大的镜子,比如大佬们一般是20寸起步。
第三个题材是深空摄影,它主要拍摄的是相对于整个银河来说非常小的目标,如星团、星系、星云等。这些目标虽然相对于整个银河很小,但相对于行星来说很多都很大,比如仙女座大星系有六个满月那么大。所以在大多数情况下,分辨率都不是问题。但是因为这些目标都很暗,所以深空摄影非常强调信噪比,对光污染很敏感,但对视宁度的要求在大多数情况下都不高。
那么如何在这三种题材中做决策呢?我的建议是多看一些作品,先搞清楚哪些题材的作品会让你觉得牛逼,然后再选择能让你兴奋的方向。这是因为天文摄影实在是太难了,搞清楚什么能让自己充满激情,可以让自己在长时间里保持兴趣,从而坚持下去。
比如说,你对深空摄影感兴趣,那可以在里面再细分一些小方向。比如你对高分辨率摄影感兴趣,如果一个小星系能把其中的细节拍得特别清楚,你会特别兴奋;或者对高信噪比的摄影感兴趣,比如一个看似空无一物的空间,如果长时间曝光之后会发现里面有很多暗云,你看到这个会特别兴奋;或者说你对科学发现感兴趣,当你发现了一个别人都没有拍过的新星云的时候,你会很开心。这都会带来不同的玩法。所以我的建议是,第一步先搞清楚什么东西会让自己兴奋,然后再针对它来配置器材。
在给出具体的器材推荐之前,我想先介绍一下在哪里可以欣赏天文摄影作品,因为这样可以保持热情,同时弄清楚自己真正想要的是什么。通常有三种地方可以看到优秀的天文摄影作品:
第一个是网上的天文社区,国内有巡星客和ZWO天文社区,国外有Astrobin等。这些天文社区通常都有精选和每日一图等推荐图片,可以在里面找到让你觉得牛逼的图片,找到自己喜欢的方向。同时,大佬们一般会列出拍摄参数和器材,可以在里面寻求灵感。当你想要拍摄某个特定目标时,可以通过搜索看大佬们拍的这个目标是什么样子,这样可以让你大概知道参数和器材应该如何配置,同时在后期处理和构图方面也有一定的参考。
这里我要插一句私货,我个人觉得国内社区在这方面比国外社区好很多。Astrobin想要参加每日一图评选的话要交钱,但它的服务质量在业内的名声并不好,因为几年前它出现了一次数据库丢失的事故,导致很多人的高分辨率图像找不回来。近年来,它又与很多中国摄影师产生冲突,封停了大量中国账号,对来自中国IP上传的评论和图像都要单独审核。直到最近,在大家的抗议下才逐渐放开。所以我个人建议,在可能的情况下,还是在巡星客和ZWO天文社区中进行发布。
第二个可能的来源是论坛,国内有牧夫,国外有Cloudy Nights,都是比较不错的BBS。但一般来说,我感觉国外的论坛讨论更加深入,也有一些大佬在上面发图。所以在这些论坛上,不仅可以看到优秀作品,还能学习到一些更深入的关于原理方面的讨论。
最后一个高水平图像的来源是各种比赛,比如格林威治天文台每年会有一次天文摄影的相关比赛。参加这个比赛和学习其中的获奖作品都是非常有意义的。可以看看大佬们是如何从构思、执行、后期处理到包装文案的,非常有启发。
在弄清楚自己的需求之后,就可以开始选择更多的器材。这个系列的文章假设你对深空摄影感兴趣,如果对行星或星野感兴趣,可能需要查阅其他资料。下面我们会简要介绍几个主要的器材部件,帮助初学者入门。更多的原理分析和选购指南可以参考后续详细的文章,我们会为每个具体组件单独撰写文章进行详细讲解。
第一个组件是赤道仪,它可能是整个深空摄影中最重要的部分。赤道仪的主要作用是跟踪天空中移动的星星,因为地球在自转,所以星星会移动。如果在深空摄影时直接将相机架在三脚架上拍摄,星星就会因为运动而会拉线。赤道仪让望远镜跟随星星移动,使相机和星星保持相对静止,避免了星点拉线。
赤道仪是最重要的组件,是因为它往往是深空拍摄中最容易出问题的部件。这并不是因为质量不好,而是因为深空摄影对精度要求非常高。在现代CMOS和中等焦距镜头下,一个像素往往只有一点几角秒的分辨率。这意味着赤道仪即使稍微受到风吹或动一点点,星星在传感器上就会滑出一两个像素甚至更多的距离,这对成片来说非常有害。因此,选择一个好的赤道仪非常重要。
从另一个角度来说,赤道仪也是整个系统中最重的组件,因此它对保持兴趣非常重要。如果入门时就购买了一个七八十斤重的赤道仪(包括重锤),每次出摊前都会有很大的心理压力,纠结挣扎很久才决定是否出摊,以及出摊一两个小时是否值得等等,这会很快消磨掉热情。因此,赤道仪的精度和重量可能是两个最重要的决策指标。
第二个关键组件就是相机。作为成像的核心部分,相机的重要性不言而喻。一般来说,传统的单反相机也可以用来拍摄天文照片。对于初学者,我建议先用自己的相机尝试拍摄,看看是否对天文摄影感兴趣。如果确实感兴趣,再进一步投资购买专门的天文相机。
天文相机相较于传统单反相机有两个主要改进。首先,它具有更好的温度控制,可以将温度降至环境温度的35度以下,甚至更低。这样做的好处是,因为相机的暗电流(热噪声)与温度呈指数关系,所以降低温度后,热噪声会大幅减少,从而使得拍摄出的照片噪点更少。
第二个改进是,天文相机的CMOS前面的UV-IR滤镜被移除,这意味着它对天文摄影中最常见的红光波段具有更高的敏感性。此外,许多天文相机是黑白相机,与传统彩色相机相比,黑白相机具有更大的灵活性。换句话说,黑白相机在很多情况下拍摄一张照片的效果,相当于彩色相机拍摄一点几甚至两张照片。
综合这些因素,天文相机可以最大限度地提高信噪比,尽可能多地捕捉光子,同时不会产生太多噪声。
第三个非常重要的组件是主镜,也就是望远镜。一般来说,使用普通的相机镜头进行拍摄也是可以的。我建议初学者在刚开始接触这个领域时,先用手头已有的器材进行拍摄。如果用相机镜头的线毫米都可以进行深空摄影,只要选择合适的目标就好。光圈也不用特别大亿万先生官方网站,比如用佳能的400 f/5.6 EF口镜头就可以拍摄出非常惊艳的摄影作品。
但是,普通的摄影镜头有两个问题。第一个问题是它的像差纠正往往是兼顾近摄和远摄的,但实际天文摄影的时候,针对的是无穷远处的点状光源。因此,二者光学设计时的目标就不太一样,导致虽然这个镜头在拍人的时候,拍离你五六米远的人的时候特别清楚,但是当你对准几十光年远的星星的时候,它就会有各种各样的问题,比如星点不圆等等,在幅面边缘尤其严重。
第二个问题是它的镜头很多的钱和光学设计能力花在了焦外,自动对焦,减重等其他方面,这一方面会进一步削弱无穷远处的画质,另外一方面又让你花了冤枉钱。所以,同样画质的望远镜一般会比镜头要便宜很多。从这个角度来说,选择望远镜主要是一个更加经济且画质更好的选择。当然,在同样的预算下,望远镜的画质可以做得更好,或者它的口径可以做得更大。
在天文摄影系统中,有两个非常重要的电子系统:第一个是控制系统,第二个是导星系统。控制系统是指现代天文摄影与传统风光摄影的不同之处,即所有操作都是在相机中完成的。在传统摄影中亿万先生官方网站,你需要手动转动三脚架指向某个地方,然后按动快门,相机会进行曝光成像并将结果存储在SD卡上。
而专门的天文摄影则是通过电脑控制的,因为涉及的操作非常复杂。以拍摄猎户座大星云为例,现代的系统不需要你手动寻找目标,而是你直接告诉电脑想拍摄的对象,猎户座大星云。然后电脑会自动控制望远镜转向目标,拍摄一张图像,与已知的星图进行对比,判断望远镜指向的位置是否正确。如果不正确,计算两者之间的差值,进一步指挥望远镜修正指向。这个过程叫做goto,而拍摄一张图片并与已知星图对比的过程叫做解析。通过类似goto和解析这样的操作,我们可以利用电脑大幅简化天文摄影的步骤,将精力集中在需要创意和技术的部分。
控制系统主要提供goto,解析功能,以及制定拍摄计划等辅助工作。常见的控制系统有两种:一种是基于树莓派的盒子,如ZWO和QHY两家的控制盒子;另一种是基于NUC等工控电脑的Windows系统。前者门槛较低,后者天花板较高。个人建议可以先从盒子开始入门,等到发现盒子无法满足需求时,再尝试电脑。作为器材党老法师,肯定不会只局限于一种器材,市场上的各种器材都会尝试。所以,先从盒子开始入门,保持兴趣后再开始折腾电脑和不同的变种。
导星系统的主要作用是提高赤道仪的跟踪精度。通常,取决于不同的原理,赤道仪的跟踪精度在20角秒到5角秒之间。对于深空摄影来说,这样的精度是不够的,因为一般的系统每像素的分辨率已经在1角秒左右,甚至更低。所以,星点会出现明显的拖线。
为了解决这个问题,一般采用导星这种方法。也就是说,我们使用另一个小望远镜和小相机不断地拍摄天空中的星星。在这个过程中,每隔一两秒钟就分析一下视野中的星星是否有移动。如果有移动,说明赤道仪的跟踪出现了一些微小的偏差。电脑会控制赤道仪进行一些微小的修正,以补偿刚才通过导星系统观察到的星点移动。通过这种方式,可以实现几乎无限制的曝光,让赤道仪的精度达到0.5角秒甚至更高,从而彻底解决拖线问题。因此,如果想进行严肃的深空摄影,比如实现5分钟到10分钟的单帧曝光,导星系统是非常重要的。
对于新手来说,推荐的天文摄影器材取决于预算、兴趣等因素,但有几个原则是不变的。首先,兴趣是最关键的。天文摄影技术难度很大,过程中会遇到很多问题,这可能会打击萌新们的兴趣。很多人在购买天文摄影器材后,因为拍出的照片效果不好或者搬起来太重了,热情很快就消磨完了。因此,新手在选择器材时,应该追求保持兴趣,而不是出大片。
。折射望远镜不需要什么调整(比如光轴和后截距),就可以有比较好的画质,且体积和重量较小,对赤道仪的压力也较小。比如锐星的65PHQ就是个不错的选择。
。谐波赤道仪相比传统赤道仪,体积和重量更小,很多情况下不需要重锤,便于携带,有助于保持兴趣。比如ZWO的AM5,EM31 Pro都是不错的型号。预算充足的可以考虑彩虹RST-135e。
。盒子控制系统可以通过手机App连接到树莓派控制器,方便进行拍摄。甚至可以在手机上实时叠加拍摄出的图像,分享到朋友圈,一键装逼。比如ZWO的ASIAIR。
。尽早学习使用专业的后期处理软件,如PixInsight。这个软件比Photoshop更适合处理深空照片,处理后的照片效果会有很大提升,有助于维持兴趣。
总之,新手在选择天文摄影器材时,应该注重兴趣和易用性,逐步提高技能和器材水平。
除此之外,还有一个非主流的入门途径,适用于那些对拍摄行星和深空天体都感兴趣,但暂时还不确定自己想要什么的萌新。具体来说,这套装备与之前的装备几乎相同,唯一的区别是将主镜从较小的APO折射镜更换为类似C8的中型施卡望远镜。这个望远镜的优点是:比较轻;比较便宜;而且灵活性特别大。
更具体地说,这个镜子是一个原生焦距2000毫米,焦比10的长焦镜子,但它可以通过使用各种增倍和减焦镜来实现焦距的灵活变化。它有一种F2的减焦镜叫做Hyperstar,可以用来替换原来的副镜,将其变成一个焦距为400毫米的短焦望远镜。它还可以配置一个2.5倍的增倍镜,将焦距扩展到5000毫米,用来拍摄行星。也可以使用一些平场镜来实现1400毫米的焦距,进行一些中长焦的拍摄。因此,它的焦距范围非常广泛,可以进行各种不同对象的灵活拍摄。
然而,这个望远镜的缺点主要有两点:第一,它本身的画质并不特别优秀,所以可能只适合入门,成为高手之后可能会嫌弃它,到时候还得再转手卖掉;第二,它对调整的要求比折射镜要高,一方面施卡需要进行一定程度的光轴调节,另一方面F/2的减焦镜对后截距的调节也比较苛刻。
因此,在使用这种器材时,最好心比较大,最好能够容忍一些光学上的不完美。在确认自己对成像质量没有强迫症之后,再尝试这条路可能会更好。