【深空攝影教程】星空之下，為你摘一朵宇宙的花

01-26

本文作者：◎冷大夫

披著白大褂的老法師，熱愛攝影旅行。曾為《中國國家旅遊》供稿、圖蟲網簽約攝影師。圖蟲：圖博 - 冷大夫 - 圖蟲網 - 最好的攝影師都在這微信：CoolestDoc

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正文

我是個出生在城市的孩子，每每夜幕降臨，想要抬頭仰望，卻只能見到寥寥孤星隱耀霓虹紛繁之中。我認識的第一個星座是獵戶，因為那是最明亮的星座，每到冬季的後半夜，南邊的天空中便會出現那由三顆星組成的「獵戶腰帶」，就好像三體中的世界，給人以無盡的遐想。

還記得剛買相機的時候，我和很多人一樣，都把拍出一幅美麗的星空作為自己的畢生所求。作為試驗，我拍攝的第一個目標自然是獵戶了，回憶起那時在寒夜裡的拍攝，還真有種別樣的激情。

在過去的幾年裡，隨著相機高感水平的提高和大光圈鏡頭的廉價化，拍攝星軌、銀河已經成了非常簡單的事情。那一彎迷人的銀拱，也早已從我們「畢生的追求」，變成了旅行照片的日常。那個曾經仰望星空的少年也長大了，雖然也常深夜外拍，卻再難找回當年的那種興奮。有的只是「似此星辰非昨夜，為誰風露立中宵」的慨嘆。

頭頂的浩瀚宇宙，真的就這樣被拍爛了嗎？

在一個陰差陽錯的機遇里，我遇到了一位別樣的攝影愛好者，他發給了我一張照片，是一片星雲，這樣的照片在探索節目里倒是常見，然而他卻說這不是哈勃的圖，而是自己在陽台上拍攝的。不僅如此，這個星雲的位置也是頗為耳熟，那就是獵戶腰帶下方的M42。

萬萬沒想到，伴隨我童年的那一片星空，還能再一次點燃我的激情。

從此，我打開了一扇新奇的大門，這便是我們今天的主題——深空攝影

深空攝影不同於拍攝普通的廣域星空，它的一切核心都是圍繞著「信噪比」展開的，這意味著：

·更長時間的曝光

我們知道，在拍攝銀河的時候，盡量要使用廣角、短曝，而且要遵循一個600法則（即曝光時間=600/焦距），如果超過這個時間，星點就有可能拖線；再長一點，便成了星軌。這一切因為受地球自轉的影響，頭頂的天體在不停轉動，這個轉動圍繞著一條軸，也就是極軸。而深空攝影的目標是宇宙中的那些暗淡的星雲，他們只有微弱的光芒，自然需要更長的曝光時間才能顯現，另外這些天體的直徑很小，常常需要使用長焦鏡頭或者專業的天文望遠鏡進行拍攝。長焦、長時間，這與我們印象中的拍攝方式是相悖的，也是為什麼我們在一般拍攝時，不能看到這些天體的原因。

為了從根本上延長曝光時間，我們需要抵消地球自轉的影響。這個方法很簡單粗暴，只需要一台能夠繞著極軸反向旋轉的儀器就可以了，這便是我們所說的赤道儀。

近幾年，小型星野赤道儀的市場火爆，但是這種攜帶型的、載重輕的小傢伙精度明顯不足，沒有肩負起長焦鏡頭乃至望遠鏡的力量。所以本文所提到的赤道儀默認為經典的負載型赤道儀，常見的如EQ3d、CEM25P、HEQ5、NEQ6等。其精度多與價格和自重成正比，有些帶有GoTo功能，即可以自動指向所需的天體目標，十分方便。

對於進一步追求精度的玩家，還會使用另一支與主鏡相連的小望遠鏡作為「導星鏡」，當攝像頭連接到導星鏡和赤道儀之後，可以由電腦端的導星軟體鎖定天區的一顆亮星，實時修正赤道儀的誤差，做到進一步提升曝光時間。

·更靈敏的感測器

前面說過，深空攝影是一場信噪比的PK，那麼作為信號的接收端，相機自然是十分重要了。目前天文攝影當中最佳的選擇是帶有冷凍降溫功能的天文CCD，這類相機擁有極高的量子效率、極地的熱燥，可以在長時間的曝光當中保持畫質的純凈。當然冷凍CCD的價格還是很貴的，一台殘幅CCD的價格也遠超普通的全幅單反。作為一個普（qiong）通（ren）玩家，我反正是沒錢燒CCD了，那麼有什麼辦法能夠替代嗎？當然有，這裡我要推薦一種玩法——紅外改機。

我們在夜空中所見到的大多是發射星雲，發出的都是Ha（一次電離的氫）波段的光，這一波段屬於紅外光，會被相機的紅外截止濾鏡濾去大部，由此造成的結果就相當於是給你的鏡頭加了個ND1000，對曝光效率頗為不利。

紅外改機不是深空攝影的專利，很多風光攝影師為了能夠使用紅外濾鏡、或是能夠拍出巴納德環（其本質也是一片很大的星雲），便會選擇去掉相機感測器前面的紅外截止濾鏡（裸奔改機），更有甚者，還會刮掉CMOS的拜耳塗層，讓相機變成純黑白式的（MONO改機）。但是上述改機方式都是破壞性很高的，一旦進行，將會影響到相機的正常對焦以及白平衡。如果你只是嘗試一下深空攝影，大可不必改機；如果你要兼顧日常拍攝，並且對深空和銀河的拍攝較為痴迷，那麼我推薦你使用BCF改機（去掉IR-cut後，替換成一片BCF透鏡，這樣可以保持對焦性能，白平衡可以後期矯正）；當然，如果你是純粹的深空玩家，又不想用CCD，那麼裸奔或者改黑白當然是可行的。

很多人問改機用什麼相機好，這裡避免廣告不做過多推薦，總之深空攝影比較推薦使用C幅相機，而由於後面的疊加降噪，對機器本身的素質要求不高，甚至圈內不少人都在使用450d這樣的上古老機器。

俗話說：「拋開環境談攝影就是耍流氓。」

對於電腦前的大多數人，應該是很難有機會到低污染、低光害的地方去拍攝了。所以我們今天主要圍繞城市及近郊的深空攝影進行講解。既然是城市，就不得不提到光污染了。正如前文所述，霓虹璀璨湮沒了繁星點點，很多時候我們興緻勃勃地架起了赤道儀、相機、望遠鏡，卻發現幾十秒不到畫面就已經「一片慘白」了，城市燈光完全覆蓋了星光，更不用說微弱的星雲了。別慌，科學家們早已經把這個問題考慮到了，由於城市燈光大多來自路燈，這種燈光使用的是汞蒸氣，其特定的波長在570nm左右，所以我們使用光害濾鏡便可以大幅削減這個波長的光線，從而提升信噪比。

光害濾鏡分為不同等級，對於筆者所在的帝都來說，光害濾鏡自然要選擇最高等級的了，後文當中，我將使用一片Optolong生產的佳能內置重度UHC濾鏡進行拍攝，UHC濾鏡屬於寬頻光害濾鏡，可以濾去大多數城市光害的頻譜，保留Ha、SII（二次電離的硫）、OIII（三次電離的氧）三個波段。光害濾鏡和改機是絕配的，因為上述波段都屬於紅外光。

·更加複雜的降噪流程

當你拿到一張深空攝影的原始圖片（請務必使用Raw格式），你會發現效果並不盡如人意。只有星雲的中部有些許雲氣，而其他位置都是一片灰暗。但是別灰心，我們需要的光信號其實就隱藏在這些灰霾之下，只不過雜訊較大、信號較低。這個時候我們要使用各種疊加和降噪方法進行降噪。還記得嗎，提高信噪比是我們的核心目標。

深空攝影的降噪過程主要有以下幾個方面：疊加亮幀（對目標拍攝的照片）、摳除暗場（感測器的本底雜訊）、平場反相疊加（消除畫面明暗不均）。

上述過程都可以在軟體中實現，常用的軟體包括DSS、MaximDL、Pix等，我們還需要用到PS來對畫面的顏色進行最終矯正，具體的操作我們將在後文進行闡述。

那麼說完了這麼多深空攝影的基本知識，你是不是也想嘗試一下了呢？接下來，我們將進行一項頗具挑戰性的實踐——在北京市區內，進行深空天體的拍攝。

一、前期準備

（我說過這是一篇接地氣的教程，所以本文所使用的所有裝備都是最平常、最具性價比的，選擇的拍攝地點在帝都北四環的某南向陽台，這是一種極端情況，如果你有條件，請盡量選擇比本文更好的環境。）

望遠鏡（主鏡）：Sky-Watcher BKP150/750

望遠鏡（導星鏡）：50/200標準導星鏡

赤道儀：艾頓Zeq25GT

相機：佳能600D（BCF改機）

光害濾鏡：Optolong UHC（內置）

電腦一台、電源線、usb延長線、相機快門線（帶延時拍攝功能）

二、設備的組裝與調試

這一部分請參照你的赤道儀和望遠鏡的說明書，不同的品牌略有不同。不論是否導星，請務必將極軸初步對準，不然會發生星點偏移的情況（本例當中就沒有仔細對極軸，星點略有拖線）。

三、對焦、尋星、導星

我們使用Star-Walk等app，可以快速的找到天空中星體的大致位置，你也可以使用帶有GOTO功能的赤道儀直接跳轉到目標。對於今天拍攝的獵戶座大星雲來講，其位置大約是獵戶腰帶下方45度角左右，可以先目視找到這片區域，然後轉接相機。轉接相機之後，請使用實時顯示模式進行對焦，調整望遠鏡旋鈕直到星點最清晰（最小），如果不好判斷，我推薦使用魚骨對焦板（某寶有售）。

尋星完畢後，在電腦端打開PHD導星軟體，連接好赤道儀和導星攝像頭，選擇導星鏡視野中的一顆亮星，然後點Guide，電腦會自動計算並修正偏差，此後便開始導星。

四、開始拍攝

在機身上設置為M檔、用戶自定義白平衡、B門。連接快門線，間隔設置為至少10秒（平復抖動），每幅的拍攝時長根據你的環境而定，筆者這裡用150s比較合適，至於感光度，推薦使用ISO800和ISO1600進行拍攝，根據環境可以適當調整。在拍攝開始前和拍攝中、後期蓋上鏡頭蓋，順便拍幾幅暗場。

接下來去刷劇、看電影、撩妹、給冷哥點贊吧，要做的唯有等待。

五、DSS疊加

一晚上的拍攝結束（其實窗口期只有倆多小時），我們拿到了幾十張原始素材，打開一看，嗯，果然很灰，但是星雲的輪廓若隱若現。不急，接下來打開DeepSkyStacker，然後將亮幀、暗場分別導入。由於我們是在市區之內，信噪比極低，所以我打開了2xBin模式，這個模式將相鄰四個像素合併成一個，圖片雖然小了不少，但是畫質會有所提升。勾選全部文件、疊加、保存（16bit文件）

16位文件合成出來以後，你會發現比原圖還暗（WTF?!），但其實這都是假象，這張照片所含有的信息可比遠視素材多多了。如何讓它們顯現呢？那就需要DDP的操作了。

六、DDP

DDP（DigitalDevelopment，數字沖印），是指將暗部色階擴大化，同時不影響正常的亮部色階。這個過程可以在MDL軟體當中一步實現，但是我更加推薦使用PS，因為手動調整更加精確，可以有效防止高光溢出。

具體方式很簡單，打開16Bit文件後，先拉一個色階，把中間滑塊向左拉一點，然後再拉曲線（向上半格左右），由此重複多次，直到色階的中間滑塊到達原始峰值的左側。此時將中間滑塊拉倒峰值的右側「山腳下」，合併圖層即可。

七、人工平場

做完DDP後，我們需要修正畫面的暗角和色偏。很多人認為這一步可以靠拍攝平場解決，但是我們是在城市啊，光害的分布很不均勻，還是不要自找麻煩了。這個時候使用Pix軟體進行校正，為圖片添加檢測點，注意不要碰到星雲和亮星，點擊分析，就可以生成一個平場文件。利用Pix自帶的SUB函數或者PS的差值功能將這個平場文件與原圖進行差值疊合，便從源文件中摳除了平場和偏色。