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数码相机摄星知识

(2006年06月08日 15:19:01)
来源:《新潮电子》

□作者: 覃育

[1]



  引言:天文摄影历来给人以高不可攀的感觉——传统的天文摄影几乎都是专业天文学家通过专业的大望远镜拍摄的,使用的记录方式不是极为少见的干板盒,就是异常昂贵的专业的CCD。现在,这种情况正悄悄地发生改变。只因为我们手中有了新式武器——数码相机。

  使用数码相机进行天文摄影,有它非常独到的优势,具体表现在:

  1、 即拍即现。对于较难准确把握曝光的天文摄影,数码相机在拍摄完毕后可以马上检查,不理想立即重拍,成功的机率大大提高。

  2、 与望远镜的连接、对焦异常方便。数码相机镜头偏小,方便与目镜连接;重量较轻,与望远镜连接后不容易引起系统重心的改变;自动对焦并可以通过液晶屏看到对焦是否准确,解决了传统相机通过取景器难以对焦的一大难题。

  3、 低成本。不会浪费胶卷。

  4、 黑白彩色,随意选择。

  这样看来,天文摄影的门坎由于数码相机的出现已大为降低。以前需要大望远镜和传统相机组合拍摄的照片,现在你完全可以用数码相机和一个小望远镜就轻松超越它们。如果你仔细地读完这篇文章,并且有合适的器材,相信你也能拍摄到类似这样的照片,或许还能比我做得更出色呢。

数码色星之初阶——星座摄影

  拍摄星座是最简单的,除了三脚架外,不需要任何辅助的器材。一般数码相机的镜头,短焦一端都相当于135相机的 35~38mm,最合适拍星座了。选择没有月光的晚上,在光害较少的地方,将DC稳固地固定在三脚架上,指向你想拍摄的星座,设定为手动模式,ISO设到最大,光圈开到最大,快门设定为最长的曝光时间(以我的Nikon995为例,可设定ISO800,曝光时间为8秒,F2.6),如果有降噪功能,记得务必打开。这时你在液晶显示屏上可能什么也看不到。没关系,轻按快门曝光吧,结果等一会就能看到。

  拍到的照片如果曝光不足,可以考虑使用B门多曝光一些时间(比如30秒)。如果你的脚架不结实或手抖,建议使用快门线,这样可以减少由于震动导致的“满天星”。

  如果你喜欢传统胶片拍摄那种风格——亮星显得大,暗星显得小。那你同样可以借用它的方法:在镜头前加一个柔光滤镜。

辅助器材:
  1、 三角架。
  2、 如果有快门线更好。

拍摄要点:
  1、 必须固定在三脚架上。
  2、 必须使用手动设定,千万不要使用自动曝光。
  3、 如果有的话,尽量打开降噪功能。如果没有降噪功能,尽量选择寒冷的天气拍摄。
  4、 选择灯光影响较弱的地方。
月面摄影

  月面摄影的目标是坑坑洼洼的环形山(图04)和月海。月球的视面较小,光靠数码相机的镜头,拍到的月亮偏小,就算是8X/12X的也不例外。那到底多长的镜头可以让月亮充满画面呢?大约是2500~3000mm。这就要依赖望远镜了。

  什么样的望远镜可以用于月面摄影?一般的天文望远镜都可以。甚至50mm口径的双筒观景望远镜也可以一试。

  数码相机和望远镜的配合,最简单的方法是先用望远镜对准月亮并固定,然后用数码相机对准望远镜的目镜拍摄。但这样拍摄得到的照片效果并不理想,手持不稳定容易导致对焦不准,机身的抖动使图像模糊不清。

  解决的办法是把DC和望远镜刚性连接起来。实际方法有两种:

  一、数码相机镜头和目镜直接相连。DC镜头前一般都有内螺纹,用于安装滤镜或辅助镜头。利用它,在望远镜的目镜上车上相同大小的外螺纹,目镜就可以拧进DC镜头。

  台湾生产了一种专门连接DC的目镜,一端是美规1.25英寸接口,另一端车有28mm的外螺纹,这就意味着,它可以和Nikon950/ 990/995/4500很好的固定连接,使用时只需先把目镜旋进镜头,再将目镜插入原望远镜的接口,拧紧固定螺丝即可。这是连接前后的样子(见图05)。这种目镜工艺精良,目端镜片很大,与DC连接后,成像黑圈很轻微,效果出色,可以应用于绝大部分的天文望远镜上。另有其他型号的目镜可选,适合不同DC镜头口径。可惜价格偏贵,价格在人民币千元上下。

  带28mm外螺纹的目镜国内厂家也有生产,成像中规中矩,但价格便宜,除了成像黑圈较严重外,性能价格比还是不错的。价格在百元以内。

  二、数码相机和目镜通过专门设计的连接装置连接。这种连接装置一般设计成一个套筒,一端带外螺纹,旋进DC镜头的滤镜螺纹中,另一端是个圆筒,套住目镜,周围用1~3颗螺丝拧紧固定。这种装置可以通吃绝大部分的目镜,简单的机械加工就可以制作出来。

  把望远镜和DC组合起来以后,我们可以计算到这个组合的合成焦距:

  合成焦距=DC的焦距×望远镜的放大倍数

  比如我的组合:Nikon995和景得Megrez80望远镜(图06),合成的最大焦距是:

  152mm×20倍=3040mm

  这个组合焦距拍出的月亮稍大了一点,画面无法容纳整个月面,可以将Nikon995的焦距由152mm适当缩短一点(图07)。拍摄月面时,建议选用焦距较长的目镜(15~30mm),这样得到的放大倍数小,画面亮,容易得到质量好的照片。下面我们这就开始吧:


  1、 将望远镜镜筒固定在脚架上。
  2、 DC与望远镜稳固连接。
  3、 将DC焦距缩至最短(这样视场较大,更容易对准月亮)。
  4、 调整望远镜使其对准月亮,月亮的像出现在液晶显示屏中。
  5、 将拍摄模式设为黑白(彩色模式会使月亮偏黄,并突显望远镜的色差,而黑白模式就不会有这样的问题,而且画质更细腻)。
  6、 设为手动模式,光圈开至最大,设定合适快门(初始可以用1/30秒。然后根据拍摄效果再确定增减曝光量。如果碰上新月或残月,曝光时间可能还要更长,这时风吹就有可能影响系统的稳定,碰到类似情况,可以适当提高ISO值到200,曝光时间就可以缩短)。
  7、 调节DC变焦,使月亮大小符合画面要求。
  8、 设定为自拍模式,按快门曝光。(使用自拍模式是为了保持系统的稳定,防止手按快门时产生的抖动)。
  拍摄月面无须太多技巧,成本也比较低,是进入天文摄影领域的“试剑石”。月亮阴晴圆缺,每天都有不同的风情。如果你足够细心,可以拍到一些奇妙的景观。(图08,月亮有耳?)。

必须的辅助器材:
  1、 望远镜及与DC的良好连接。
  2、 用于固定望远镜的脚架。

拍摄要点:
  1、 使用黑白模式拍摄。
  2、 使用自拍模式或快门线防止抖动。
太阳摄影

  太阳的目视大小和月亮差不多,拍摄方法也基本一致,主要是拍摄表面的黑子。需要特别提醒注意的是:太阳非常明亮,经过望远镜聚焦后,热量的汇聚足以使数码相机的CCD烧毁,同时数码相机镜头和望远镜的目镜也很可能炸裂,如果目视,还会烧坏眼睛。为此,必须在望远镜的物镜前加一个专用的太阳滤镜或滤膜。这种银色的金属膜能把绝大部分的阳光挡在望远镜前,只透过很少的阳光(见图09)。

  拍摄前一定要记得先装专用滤镜或滤膜。其他步骤请参考“月面摄影”。

必须的辅助器材:
  1、 拍摄太阳专用滤镜或滤膜。
  2、 望远镜及与DC的良好连接。
  3、 用于固定望远镜的脚架。

拍摄要点:
  1、 确保滤镜或滤膜稳置于望远镜物镜前,以免烧坏相机和目镜。
  2、 使用自拍模式或快门线防止抖动。
  3、 可以使用彩色模式拍摄。
  4、 可以使用自动曝光模式。
行星摄影

  比较适合拍摄的行星有土星、金星、木星和火星,拍摄的目标是行星表面的细节。它们的大小看上去比太阳、月亮小得多。要把它放得更大,必须依赖物镜焦距长的望远镜。组合焦距要求超过10000~15000mm,才能得到较为理想的图像(见图10)。

  由此可知,焦距长的望远镜表现更优秀。假设你的望远镜焦距是800mm,选用一个8mm焦距的目镜,这样放大倍数是100倍,使用Nikon995的最大组合焦距是:152mm×100=15200mm,正好合适。

  由于组合焦距是如此的长,对系统的稳定性自然要求更高。一个带微调的赤道仪是比普通三脚架更好的选择,当然有电动跟踪更好。

  数码相机拍摄行星已经比传统相机好很多了,但灵敏度更高的某些型号的摄像头似乎在拍摄行星方面更胜一筹。因为摄像头可以在短时间内获得很多张图像。这样可以选取大气比较稳定时的多幅图片,通过专门的叠加软件,得到最好的图片质量(见图11)

必须的辅助器材:
  1、 望远镜及与DC的良好连接
  2、 稳固的脚架,选用赤道式比通常的三脚架好。

拍摄要点:
  1、 由于放大倍数较大,应选择大气宁静度好的时机拍摄。
  2、 使用自拍模式或快门线防止抖动。
  3、 曝光不要长于1/4秒,以免行星运动导致照片模糊。曝光量不足时用提高ISO的办法弥补。
  4、 尽量多拍一些,然后用专门的图像叠加软件进行多幅叠加处理。
数码色星之高阶——星云、星团和星系摄影

  数码相机拍摄星座、月面、太阳、行星,无非都是些明亮的天体,无论拍到的效果如何,总归能拍到的。真正的挑战是那些暗弱的天体——包括星云、星团和星系。DC的弱点是不能长时间曝光(就算是Nikon D100最长曝光时间也只有5分钟,与传统胶片动辄几十分钟到一个小时的曝光时间相比,可谓相距甚远),这恰恰是拍摄暗弱天体的大忌。

  DC在这样的领域难道真的束手无策?当然不是。如果你使用的是数码单反,使用天文上称为“直焦摄影”摄影的方法,还是大有作为的。具体的方法是数码单反直接和去掉目镜的望远镜对接。也就是说,直接利用望远镜的物镜作为镜头使用。这样中间经过的光学镜片少,光力强,拍摄时曝光时间可以适当缩短。如果你没有数码单反,你有没有胆子把自己的DC的镜头卸下来?

  另一方面,DC不能长时间曝光是由热噪点造成的,针对这个问题,有人推出了冷冻法——在DC的CCD后面DIY一个冷冻模块,让它的温度一直降到“冰点”以下(一般是-10度到-20度)。这样噪点多的问题也解决了。

  看看下面两张星云的照片你就明白了,卸镜头、加冷冻都是值得的(见图12、图13)!这已经与完全达到传统胶片的效果,甚至可以和专业天文CCD相媲美了。

必须的辅助器材:
  1. 数码单反(或去掉镜头的DC机身)
  2. 光力强的望远镜
  3. 自动跟踪赤道仪
  4. 争取为DC添加冷却系统

拍摄要点:
  1. 必须选择光害很小的地方
  2. 必须使用快门线,防止抖动
小知识

l 望远镜的种类:按应用来分,有观景望远镜、天文望远镜等。
l 天文望远镜的种类:按光学结构分折射望远镜、反射望远镜、折反射望远镜等。
l 天文望远镜的结构:天文望远镜大都由物镜和目镜组成。远处物体发出或反射的光线最先照射到的称为物镜,光线经过物镜后最后从目镜射出,进入观察者的眼睛。目镜使用统一美规接口(目前有1英寸、1.25英寸、2英寸等几种,最通用的是1.25英寸(31.7mm),低档的普及型望远镜则多使用1英寸(25.4mm)的接口。
l 望远镜的口径:望远镜的分辨能力决定于口径,口径越大,分辨能力就强。
l 望远镜的放大倍数:放大倍数=物镜焦距/目镜焦距。从公式可以看出,望远镜物镜焦距越长,目镜的焦距越短,得到的放大倍数越大。对于某一台天文望远镜,往往可以更换不同的目镜得到不同的放大倍数,倍数越大,成像越暗。望远镜都有一个极限的放大倍数,超过这个放大倍数后,望远镜非但不能看得更清楚,反而会使分辨能力下降。极限放大倍数的经验值是:望远镜的口径的毫米数×2。比如:一个口径80mm的镜子,极限放大倍数在80×2=160倍左右。这是对加工质量比较好的望远镜而言。质量差的镜子往往达不到这样的放大倍数。

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文章作者:覃育
责任编辑:skylook

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