每個星野攝影師都應該知道的深空攝影小知識

熟悉這個系列的朋友應該知道,我的興趣主要是在廣域巡天上。要想完成全天巡天,最適合的工具是鏡頭。畢竟比望遠鏡光圈大,焦距短,拍起來快很多。因為種種原因,我最近才開始嘗試用鏡頭拍攝,除了巡天以外也嘗試了一些星野的拍攝。在和周圍的老法師交流了以后發(fā)現(xiàn)了深空和星野在習慣上的幾個巨大不同。這些不同都不是特別復雜的東西,也不用花什么錢,但我相信做了以后出片會有很大的提高。當然這些技巧也不是什么秘訣,很多星野攝影師已經(jīng)用了很長時間了。我也不是星野專家,在這里只是拋磚引玉,分享一些深空的技巧,或許會有用。
拉伸
深空攝影非常強調(diào)的一點是可控的拉伸。這主要是因為我們拍攝的對象實在是太暗了,所以需要非??鋸埖睦烨€才能看得見。星野也是一樣。比如下面是一張佳能R5拍的銀河的拉伸曲線??梢钥吹轿覀兓旧习?-0.02的部分拉到了0-0.95之間。這樣的拉伸曲線在Photoshop(PS)等軟件里面是很難畫出來的。就算勉強用多個曲線圖層畫出來,也很難精細控制。但PixInsight(PI)等天文軟件里面有各種自動化或半自動化的拉伸算法,可以幫我們微調(diào)這樣的拉伸曲線,得到非常好的結(jié)果。另一個問題是PS內(nèi)部處理的格式是整數(shù),在多次拉伸以后會積累很大的累進誤差;PI是小數(shù),精密度高了很多。所以,我發(fā)現(xiàn)很多用PS很難調(diào)的片子,曲線怎么都拉不好,跑到PI里面一個自動拉伸就很好看。

有了拉伸這個利器以后,前期也會受到影響。對現(xiàn)代isoless的傳感器來說,增加iso其實對于增加信噪比并無好處,相反,反而會讓一些亮的星星過曝,喪失層次和顏色信息,一片死白。所以其實并不用說到拍星星就要12800打底,完全可以用最低ISO(或者對Dual Native Gain傳感器用高感光度原生ISO)拍攝。雖然在屏幕上看效果不好,但在軟件里拉伸以后,可以得到比ISO 12800更好的層次和顏色。比如下面這個就是佳能R5+適馬105/1.4,光圈全開,ISO 100,20秒曝光,在電腦里拉伸后的結(jié)果。
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校準場
還有一個大幅提升出片質(zhì)量的技巧是拍攝校準場。所謂校準場指的是偏置場,暗場和平場。這方面的理論比較復雜,感興趣的同學可以參考可喵的教程(https://crazygame12345.github.io/tutorial.html)。但大致來說,就是蓋上鏡頭蓋拍幾張,打開鏡頭蓋對著傍晚的天空或者均勻發(fā)光的板子拍幾張,然后做一些數(shù)學處理。這樣就可以去除壞點,降低熱噪,去除暗角。這個過程有一個非常重要的地方是精確地去除暗角,或者說讓整個幅面的亮度“變平”,也就是平場的由來。這樣才可以讓各種精細的拉伸算法可以正常工作。否則的話,銀河在畫面中間的亮度是0.5,跑到周圍變成0.4了。這0.1的差別在0-1的范圍里看起來不明顯,但是在上一點我們提到,典型的拉伸曲線是把0-0.02這么小的范圍拉到0-0.95,所以這個0.1的差別就會極大限制拉伸的幅度,具體表現(xiàn)就是曲線“拉不動”,稍微一拉就死黑死白。所以,平場是非常重要的,一定要拍。
長焦接片
星野攝影的一個難點是星點。鏡頭設計的目的和望遠鏡不同,除了要優(yōu)化無窮遠處的成像以外,還要顧及焦外好不好看,對焦快不快,重量能不能端得動等等。再加上一般人拍照都會把前景在中間,邊角放置背景,幅面邊角的星點往往并不好,彗差色差像散嚴重。從我們拍深空的角度的人來看,就是星點往往偏藍偏紫,形狀不規(guī)則。為了解決這個問題,一般大家就縮光圈拍攝,所以大多數(shù)星野片子的信噪比也不高。但其實有一種方法可以解決這個問題,就是接片。用更長焦距的鏡頭接片可以讓星點在最終成片中的相對大小大幅減小,這樣就算單張照片里面星點不好,也很難看出來。這也讓我們可以全開拍攝,一定程度上又增加了信噪比。當然一般來說接片本身不能增加信噪比,只有增加曝光時間(準確的說是增加每平方角秒的曝光時間)才可以。下面是一個例子,一個是廣角單張拍攝1.5分鐘,一個是15幅長焦接片拍攝50分鐘,可以看到雖然視角相近,但分辨率和信噪比都有了翻天覆地的變化。


帶寬偏移
對星野攝影開始入坑的法師們都知道,銀河中有很多電離氫的紅色輻射。這些輻射被相機的UVIR濾鏡濾掉了很大一部分,但如果把相機的UVIR去掉,也就是改機,就可以把這部分拍下來。了解更多的法師們就會開始接觸窄帶攝影,比如用雙窄濾鏡對抗光污染,或者用專門的窄帶濾鏡拍攝Ha或Oiii通道。但里面有一個小坑,就是這些濾鏡的通過波段是在入射光是平行光的前提下設計的。當鏡頭的光圈比較小,比如f/5.6的時候,是沒有問題的。但當鏡頭的光圈開始到f/2.8,甚至f/2,f/1.4的時候,就會出現(xiàn)帶寬偏移的現(xiàn)象。也就是說比如濾鏡設計的通過波段是654-659nm,以捕捉656nm的Ha。在f/1.4下面就可能變成651-656nm,這下656nm的Ha出現(xiàn)在帶通的邊緣,反而被干掉了很大一部分。所以f/1.4拍出來的照片反而不如f/2拍出來的反差大。比如下圖是f/1.4, f/2, f/2.8用5nm Ha濾鏡,用一樣的曝光拍攝的象鼻星云??梢钥吹絝/1.4的反差明顯不如后兩者,f/2似乎比f/2.8略好一些。這個解決方法也很簡單,就是用一個前置濾鏡,放在鏡頭前面。這樣因為入射光就是平行光,所以就沒有帶寬偏移的問題了。但有些鏡頭實在太大(望向Sigma 105mm f/1.4),就只能這樣后置濾鏡收光圈使用了。
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天文相機
如果沒有預算壓力的話,最好的器材其實還是黑白制冷天文相機。主要是兩個原因,一個是普通數(shù)碼相機工作溫度一般是很高的,夏天室溫20度的時候,傳感器到35度一點都不奇怪。制冷相機在這種情況下制冷到-10度沒有問題,一正一反45度的溫差,這個熱噪的差異是很恐怖的。 另一個原因主要是靈活性。人眼有一個特性,對明度的紋理特別敏感,但對色彩的分辨率要求不那么高。所以我們就可以花很多時間來拍明度通道,花少一些時間來拍RGB通道,而不用用相機定死的RGGB。另一個因素是,綠色的天體非常罕見(除了彗星),所以RGGB其實很不劃算。黑白相機可以允許我們拍攝比如L:R:G:B:Ha=10:3:2:3:3,就有了很多靈活度。但如何把黑白相機固定到相機鏡頭上是一個問題。我用的是自己打印的接環(huán)。有需要佳能EF口打印源文件(openscad格式)的同學可以聯(lián)系我索要蛤。
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我也是星野攝影的初學者??吹揭粋€新的領(lǐng)域,不免把自己會的東西當做錘子,看什么都是釘子。希望可以帶來一些啟發(fā)和討論。
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