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天文攝影中的“濾鏡”是怎么回事？

2021-10-31 14:00 作者:昴星團(tuán)攝星隊 0人讀過 | 我要投稿

天文攝影中的濾鏡

有很多小伙伴，在自己嘗試趣拍星的專業(yè)模式預(yù)約時，發(fā)現(xiàn)“濾鏡”這一選項下有多種不同的選項，卻不知道該怎么選；也有些小伙伴們看到了黃藍(lán)相間的星云效果圖，但自己用普通模式拍出來的顏色卻是紅紅的一片，與效果圖完全不同。那么，這究竟是怎么回事呢？今天我們就來聊一聊天文攝影中的濾鏡。

首先要明確一點的是，天文攝影中的濾鏡與我們平時所接觸到的各種p圖軟件里的美顏濾鏡不同，天文攝影中的濾鏡是實打?qū)嵉腻兡げＡхR片，可以讓特定的光線透過這塊玻璃，實現(xiàn)對不同光線的過濾效果。

比較常見的天文攝影中的濾鏡有7種，分別是Luminance，Red，Green，Blue，H-alpha，SII，OIII，分別簡稱為LRGBHSO。其中，LRGB屬于寬帶濾鏡，HSO屬于窄帶濾鏡。

如果不想繼續(xù)深入了解，只是想快速知道該如何選擇的話，可以看以下結(jié)論：

1. 無論拍什么目標(biāo)，都可以選擇LRGB四個濾鏡進(jìn)行拍攝，可以拍出天體的“真彩色”，比較接近人眼視覺。其中RGB缺一不可，L可拍可不拍，但拍了效果會好很多；

2. 如果想要拍出黃藍(lán)相間的發(fā)射星云或者行星狀星云，可以選擇HSO三個濾鏡，在后期進(jìn)行窄帶哈勃色的處理。也可以指選擇Ha和OIII兩個濾鏡，同樣需要專門的后期處理來呈現(xiàn)出漂亮的顏色；

3. 對于旋渦星系或者發(fā)射星云和反射星云混在一起的天區(qū)，可以在拍攝LRGB的基礎(chǔ)上，再選擇Ha濾鏡進(jìn)行拍攝，可以為旋渦星系補充小紅花，抑或是強化發(fā)射星云的紅色。

想要深入了解的同學(xué)，可以繼續(xù)往下看：

剛才說到，天文攝影中的濾鏡都是實打?qū)嵉腻兡げＡ梢宰屘囟ǖ墓饩€透過這塊玻璃。怎么個“特定”法呢？實際上，所謂“特定”就是只讓我們感興趣的波長（也就是不同顏色）的光線透過這塊玻璃。因此，濾鏡的透過曲線圖就是一塊濾鏡最為重要的信息，我們可以通過透過曲線圖清晰的看出這塊濾鏡究竟過濾了哪些光線。

曲線圖的橫軸是光線的波長，縱軸是透過率。前面提到的“寬帶”“窄帶”，其實描述的就是透過范圍的大小。

比如這是Luminance（明度）濾鏡的透過曲線圖，可以看到，從420納米到700納米的可見光，透過率幾乎都是100%，這就是典型的寬帶濾鏡。L濾鏡允許所有可見光透過，進(jìn)入的光線最多最充足，所以很多時候可以選用L濾鏡進(jìn)行拍攝，高效率地提升圖像的質(zhì)量。

RGB三個濾鏡也是典型的寬帶濾鏡，分別讓波長為600-700nm的紅光，500-600nm的綠光和400-500nm的藍(lán)光透過。RGB濾鏡是使用單色相機想要拍出真彩色天體的必備濾鏡，三個濾鏡缺一不可。

這是H-alpha（Ha）濾鏡的透過曲線圖，與L濾鏡形成鮮明反差，H-alpha濾鏡就是典型的窄帶濾鏡，幾乎只讓波長為656.2nm的紅色光線透過，其他的光線一律會被反射掉。

為什么是656.2nm這個值呢？這是因為宇宙中的發(fā)射星云都富含電離態(tài)的氫，而電離氫只在幾個特定的波長處發(fā)光，其中最強的就是波長為656.2nm的H-alpha光。OIII，SII則是只讓二次電離的氧（500.7nm），一次電離的硫（672nm）發(fā)出的光線透過，道理與Ha類似。由于發(fā)射星云幾乎只發(fā)出Ha光線，因此使用Ha濾鏡拍攝發(fā)射星云（包括旋渦星系中的發(fā)射星云，即“小紅花”），可以在完好地保留發(fā)射星云的光線同時，極大程度地削弱來自恒星以及光污染的影響，大幅提升星云的反差。即使是在城市中，也可以透過Ha濾鏡拍攝到漂亮的星云。

發(fā)射星云中，除了氫以外，最富含的元素其實并非硫和氧，除了OIII，SII兩種濾鏡，其實還有如NII（一次電離氮）等很多窄帶濾鏡。那么為什么我們還要裝配OIII和SII這兩個濾鏡呢？

這是因為，使用SHO三個濾鏡拍攝，可以在后期生成漂亮的“窄帶哈勃色”照片，即把SII濾鏡對應(yīng)于圖像的紅色通道，把Ha濾鏡對應(yīng)于圖像的綠色通道，把OIII濾鏡對應(yīng)于圖像的藍(lán)色通道，再加以一些調(diào)色手段，就可以生成黃藍(lán)相間且反差很高的星云圖片了。這種顏色組合方式最早由哈勃望遠(yuǎn)鏡團(tuán)隊發(fā)明，故稱為“哈勃色”，是一種偽彩色，與天體的真實顏色毫無關(guān)系，但是可以通過不同的顏色在一定程度上反映星云中元素的分布，有一定的科學(xué)意義，并且由于窄帶濾鏡的反差極高，因此受到很多人的喜愛。