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天体摄影基础——直焦摄影

(2007年06月12日 20:52:42)
来源:北大青年天文学会

□作者:

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直焦摄影

  这一期我们要来说说天文摄影中,最吸引人、最迷人、最累人也最花钱的"直接焦点摄影"。所谓直接焦点摄影(以下称直焦点摄影),就是把相机直接接上望远镜,在望远镜及相机之间不加任何光学对象,直接使用望远镜来拍摄的一种方法。虽是不加任何光学对象,不过,如果是使用降焦镜或延焦镜,仍可算是直焦点摄影。所以其实用相机镜头来拍也是一种直焦点摄影,只是我们直接用望远镜来当镜头罢了。
  另外,所谓的直焦点摄影,是指追踪摄影而言,"没有人会把相机装上望远镜,然后拿来拍固定摄影"(希望您不要做傻事),所以以下所称的直焦点摄影都是使用赤道仪的追踪摄影。


直焦点摄影的装备
  通常望远镜的焦长都不短,焦比也不亮,而且天体都是暗淡的,所以都需要长时间曝光才能把天体拍摄下来。可是地球会自转、天体会移动,如果长时间曝光的话,那目标天体不就跑掉了吗?为了克服这个问题,直焦点摄影需要很多辅助设备,我们来看看:


  相机部份:单眼相机(最好是B快门不用电力的机械式相机),快门线.
  望远镜部份:任何一型望远镜(以品质高、口径大、焦比小者为佳).
  赤道仪(坚固稳定为佳).
  其余相关配件:导星望远镜、目镜导星监视器、星表星图、纪录用具怀炉红色手电筒.
 

  直焦点摄影是很挑仪器的,尤其是望远镜和赤道仪。这是因为直焦点摄影的对象都是又小又暗的,所以曝光常常需要数十分钟,甚至一、二个小时。在这么长的曝光时间中,赤道仪优劣与否对照片品质有极大的影响,也对摄影者的体力有直接影响(因为您可以不用导星导得那么累)。虽说赤道仪很重要,但直接影响成像品质的,还是望远镜的品质。一支高级的望远镜拍出来的星像照片,绝对会比一般的望远镜来的好,所以望远镜的钱也是不能省的。
  一般来说,折射镜拍摄的效果会比反射镜好,尤其对散光星云特别明显。但折射镜的价钱比反射镜高很多,所以到底要用何种望远镜,实在是一个见仁见智的问题。笔者建议选择望远镜的原则是:折射式-口径10公分以上,焦比不要超过8;反射式-口径20公分以上,焦比不要超过6,品牌上挑比较老牌、有口碑的厂商。如果经费上不允许做大投资,那么折射式10公分、反射式15公分是下限,再小的话,分解能、集光力都不够了。
  直焦点摄影除了望远镜、赤道仪要花钱外,另外还有一些要花钱的,就是导星的外围装备。导星装备包含一个导星云台、一支导星望远镜、一个导星监视器和二颗目镜(高、低倍各一个)。这些东西价钱可高可低,但绝对是另一笔不小的开销。
 

直焦点摄影的对象
  因为望远镜的焦距都不短,所以直焦点摄影只能拍到天空上一个很小的范围,不能拍大面积的星座。在这个小范围内可能有星云、星团或星系。也就是说,直焦点摄影的主要对象是星云、星团和星系。至于行星,因为它太小了,所以不能用直焦点摄影,而要用扩大摄影法,太阳系内能用直焦点拍摄的只有太阳、月球和彗星。
 

直焦点摄影的方法
  直焦点摄影的第一个步骤是架好您的望远镜。这个动作包含:把望远镜、相机、导星装备等架好、锁紧在赤道仪上,并做好赤经、赤纬轴的平衡。平衡这个动作极为重要,它是决定您今晚拍照成功与否的极大关键。再来是校正极轴。极轴就等于是地球的自转轴,如果能非常准确的对准正北极点,那要拍坏了还真是难。
  第三个步骤是导星。直焦点摄影最麻烦的部份就是导星。当我们到达观测地,把赤道仪和望远镜架好、相机接好、对好极轴后,并不是就可以按下快门了。在前面说过:由于地球会自转,所以必须要有赤道仪。但赤道仪不是地球,在马达的运转和极轴的校正上,不可能完全等于地球的自转,所以会产生误差。这个误差会在照片上显现出来,所以我们要用另一支望远镜-导星镜来观看并修正这个误差(因为单眼相机按下快门后,窗口内看不见影像,所以不能用拍摄中的望远镜来做这件事)。也就是说,当我们架好仪器后,就得用导星镜在拍摄天体附近找一颗够亮的星,放入导星监视器的视野内,然后用高倍目镜,从曝光开始到曝光结束,盯着这颗星看并修正您所看到的偏移(也就是赤道仪的误差)。每一张都得如此,焦点愈长愈要仔细、小心。您想想,在寒冷的夜里,您必须盯着导星监视器一连看上好几个小时,那儿也不能去、什么事都不能做、还得跟瞌睡虫抗战!这实在不是人该做的事。
 

直焦点摄影的问题
  会让您一个晚上的辛苦白费的几个问题是:赤道仪的平衡、极轴的校准、目标找不到(或找错)、震动、灯光及选错底片等。
  平衡及极轴的影响前面已经叙述,所以就不再说了。找不到要拍的天体,这是新手常常会有的问题。因为大部份的天体都很暗,如果望远镜口径太小,在相机窗口内根本看不到要拍的天体,所以得利用坐标来帮我们确定位置。每一台赤道仪上都有坐标环,先在望远镜视野内找到一颗已知坐标的恒星,然后把坐标环对好该星的坐标(这个动作叫归零),再来就可以用这个已经正确的坐标环和星表上的坐标来找出要拍的天体了。当然我们也可以利用寻星镜,看寻星镜内的星空,再比对星图,也是可以正确地找到要拍的天体。不过,建议寻星镜最好口径有5公分以上,以免力有未殆。
  震动和灯光是小细节,但仍会影响拍摄结果,不能不小心。选错底片是一个不会让您全军覆没、但会让您再拍一次的问题。天体很暗,我们得选用高感度的底片,但太高感度的底片粒子很粗,解像力不好,所以要考虑望远镜的焦长、大气的稳定度和拍摄的天体这三个变量,来选择底片。通常用的底片是四百度~八百度的底片,至于到底要用那一种底片,限于篇幅,笔者无法详加说明,可直接寻问资深的天文摄影同好。
 

直焦点摄影的未来
  愈来愈多的人做直焦点摄影不用底片,而改用了CCD。CCD是一种电子的感光装置,它的感度高,没有传统底片的倒数失效律、不用冲洗立即可看、可重复使用、可任意修改拍摄到的画面,而且CCD的画素愈做愈细,品质愈来愈好,所以就有愈来愈多的人使用CCD来拍摄天体。只是目前CCD仍然很贵,感光面积也比不上传统的底片那么大,使得CCD要普及仍有一段路要走。
  直焦点摄影虽然麻烦,但还不算难,只要有心、有装备,要拍出一张不错的照片可以说是很容易的。这几年来,投入天文摄影-尤其是直焦点摄影的人愈来愈多,笔者认为这是一个好现象,代表有愈来愈多的人喜爱天文,投入星空的怀抱。笔者也希望所有喜爱天文摄影的同好能精益求精,提升品质,并影响更多的人走入大自然,追寻宇宙的奥妙。

 

tele13-1.gif (2496 bytes)

图一 直接投影法

tele13-2.gif (2688 bytes)

图二 加倍镜投影法

 


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责任编辑:skylook

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