【鏡頭背後】講座：深空天體攝影（二）

本期目錄一、天文攝影觀測設備架設流程 二、導星系統的調試（軟體、對焦） 三、相機接環 四、對極軸 五、對焦 六、望遠鏡校準、GOTO 七、不同天體類型的拍攝 八、曝光值 九、深空天體拍攝構圖 十、拍攝暗場、平場、偏置的方法一天文攝影觀測設備架設流程 1、三腳架放置平穩，三腳調平。2、赤道儀裝載到腳架上，螺絲固定。 3、接近黃昏，通過指北針或電子羅盤將赤道儀對準北方。 4、通過赤道儀的水平儀調整水平（非常重要）。 5、通過赤道儀的極軸鏡找到北極星，通過赤道儀的水平方位及俯仰垂直方位兩組螺絲調整角度。 6、安裝重鎚。 7、安裝拍攝設備。 8、安裝控制器，開機輸入觀測地點地理坐標、時間、時區等信息。二導星系統的調試（軟體、對焦） 導星系統調試前強調兩個對焦過程：主鏡對焦、導星鏡對焦。對焦不需特別精細，焦點附近不超過5毫米的對焦區域對焦即可。主鏡對焦：通過單反或螺紋或CCD，把相機接到望遠鏡拍攝主鏡上。要預先通過找星確定把合焦點。一些亮星對實後，要記住望遠鏡調焦座上合焦的刻度。導星鏡對焦：導星鏡同樣有刻度標示，通過導星攝像頭連接導星軟體（細節見下文）。導星軟體在電腦屏幕上顯示是否有星星，是否清楚，如果清楚就確定導星鏡焦距。光學系統焦距要提前調整，未調整狀態下接到相機的重心（力矩）不一樣，會影響望遠鏡赤緯軸的安裝平衡。焦距調好，整套系統裝上，再調赤緯度軸的平衡。這是確定拍攝深空天體的赤經軸和赤緯軸的平衡過程。赤經軸是和重軸對位方向平衡，赤緯尾軸是拍攝光學平衡。

這是初學者常用的PHD Guiding簡便「傻瓜型」自動導星軟體，攝像頭的行列方向無需與RA或DEC軸保持水平或垂直，無需設置圖像鏡像、上下翻轉等來設置糾偏方向，一切都由程序自動判斷。自動導星軟體使用步驟：

具體導星流程： 1、通過導星鏡與拍攝主鏡連接裝置固定導星鏡； 2、導星鏡光軸與拍攝主鏡光軸要保持平行； 3、安裝導星CMOS導星相機； 4、導星線連接CMOS導星相機和赤道儀；USB線連接CMOS相機筆記本電腦； 5、通過電腦預裝導星軟體檢查CMOS導星相機是否工作正常。三相機接環 單反相機通過卡口（見圖）連接天文望遠鏡，左邊是接單反相機（佳能、尼康）介面，右邊是天文望遠鏡標準2英寸介面。

四對極軸 （赤道儀『信達』『艾頓』）

『 信達』赤道儀新版極軸鏡中分劃板赤道儀有相應的APP對極軸，軟體會在分劃板上顯示北極星的位置，分劃板擺正，零位對著正上方，按APP顯示的北極星位置把北極星放到極軸鏡內的相應位置。極軸鏡需要肉眼對焦，一定要把北極星對到最小最銳，精確度才最高。

『艾頓』對極軸APP軟體界面艾頓對極軸，極軸鏡劃分板都顯示在界面上，右上綠十字就是北極星，把北極星擱置到劃分板所在位置。北極星離正北北極點49分多一點點，不是正北的方向。北極星調整好，極軸校正過程就結束了。

赤道儀各部件名稱圖示如果北極星在極軸鏡里的位置不正確，可以通過調整赤道儀上方位角和緯度調整，微調後把北極星擱到正確位置。五對焦 拍攝主鏡的精細對焦，方法不一樣，我的方法是看天文專業軟體上星點的數據。星點數據最小，說明對焦沒問題。如果沒有軟體，可以把魚骨板固定在望遠鏡物鏡前，對焦時通過望遠鏡對準一顆較亮的一等或二等星（一等星可以找大角星，織女星、牛郎星）。

對焦要求通過魚骨板，照相機實時顯示能看見它，放到最大以後會有衍射，衍射的星芒如圖，水平方向三條放射線分別沖左沖右，垂直方向三條放射線衝上衝下，如果星芒方向都正確，說明對焦成功。

六望遠鏡校準，GOTO 望遠鏡校準，即望遠鏡對準「北」，是望遠鏡校準的前提，也是GOTO一個天體的前提。GOTO方法：

1. 通過望遠鏡的手控板，輸入相應數值尋星。手控板輸入的數值包含：當天時間，精確到秒；當地經緯度、時區等。輸入數值正確，GOTO就確定了一部分。
2. 三星校準（現在的赤道儀都有這個功能），可實現自動尋星，手動輸入天體編號或者名稱來找所要拍攝的天體。三星校準也是確定GOTO的基礎。
3. 通過電腦預裝軟體操作。和手控板原理相同，輸入相應數值來GOTO，不同的是，手控板看不到星圖，只有數值顯示屏；電腦可以看到星圖，比較方便。

信達赤道儀GOTO的界面是EQMOD，艾頓赤道儀GOTO的界面是艾頓COMMANDER，通過The Skyx軟體來控制赤道儀實現GOTO功能。這些軟體可以網上下載。七不同天體的拍攝 之前說過望遠鏡、折射鏡、反射鏡、折反射鏡分別適合拍何種天體(詳見連載一），現在從天體角度說說種望遠鏡。深空天體拍攝從易到難分成幾類，最基礎的是單個恆星拍攝，然後星團、星雲拍攝等等。（一）科學拍攝恆星：單個恆星 變星 雙星1、單個恆星拍攝單個恆星，可選擇任意望遠鏡進行。

相機設置：拍攝方式為直焦點攝影，ISO一般調到800-1000，白平衡調到自動或日光，曝光值按照恆星亮度和望遠鏡參數實際調節。2、變星

3、雙星

天鵝座β（輦道增七）一顆藍色，一顆橘黃

漂亮有趣的雙星：

（二）科學拍攝星團：疏散星團 球狀星團1、疏散星團

M45昂星團拍攝疏散星團選擇短焦比折射式望遠鏡最為適合。下圖為MPCC的短焦比牛頓反射鏡：

2、球狀星團

M13武仙座球狀星團

（三）拍攝星云：行星狀星雲 發射星雲 反射星雲 星系1、行星狀星雲

M27啞鈴星雲

M1蟹狀星雲

2、發射星雲

之前說過，星雲、星團和行星狀星雲的拍攝不同，大面積瀰漫星雲有發射星雲和反射星雲兩種，發射星雲H II區電離星區比較多，也就是紅色物質較多。普通單反相機COMS有低通濾鏡，對星雲天體有阻擋作用，須要改機去除低通濾鏡，改裝紅外濾鏡。

500全，意思是500mm焦距接全畫幅照相機或CCD。

NGC7000北美洲星雲

3、反射星雲

女巫頭星雲

NGC7023鳶尾花星雲

4、星系選擇全畫幅單反接駁焦比F/6以下的折射望遠鏡，可拍攝大型（視直徑大）星系，或廣域星系團。APS-C畫幅單反相機可接駁中長F/7以上焦比折射望遠鏡，可拍攝視直徑較小的星系細節。下圖是我拍攝星系的設備：

M81&M82星系

M31星系

M33星系

八深空天體的曝光值 拍攝深空天體曝光時間很長。曝光值與望遠鏡焦點、焦距、口徑、ISO數值息息相關，與天體本身亮度也有很大關係。如果ISO確定（比如ISO1000或ISO1600，望遠鏡焦比5），曝光值可縮短到50%曝光，但特別要注意，F10的望遠鏡按一倍曝光。拍攝深空天體，F5即焦比為5的望遠鏡，曝光值是5分鐘；F10的望遠鏡，曝光值10或15分鐘。什麼意思呢?焦比相當於鏡頭的光圈：光圈越小，曝光值越大；光圈越大，曝光值就越小些。使用口徑8-10mm望遠鏡拍攝參考值：拍攝稍亮的天體或者初學者拍攝，一般曝光五分鐘，ISO設置2000或1600；拍攝稍暗的天體，比如八等星，曝光10分鐘才能表現出更多細節；十等以下的天體，曝光時間要在10分鐘以上；拍攝暗淡的星雲，曝光時間15-20甚至30分鐘。九深空天體拍攝的構圖 勾為正確構圖，叉為不正確構圖：

英仙座雙星團構圖

M13武仙座球狀星團構圖

獅子座三重星系構圖

大熊座M101星系構圖不同焦距對構圖和取景的影響：

十拍攝暗場、平場、偏置的方法 1、拍攝概述Light 亮場，實際拍攝的深空天體，同一天體多張。Dark files 暗場，拍攝深空天體，使用與亮場相同曝光時間、ISO和溫度，蓋上鏡頭蓋拍攝的暗照片（如果拍攝亮場的ISO1600，拍攝暗場也是ISO1600），張數越多越好（註：作者無法提供具體參考數據），這些暗照片內含照片上固定的噪點，能消減天文照片上帶入的相機自身噪點，用於後期處理消除天體照片上的噪點，包括固定噪點和暗部噪點。Flat Files 平場 / 亮平場，其它時間如黃昏或黎明或白天(晴天)拍攝，相機與望遠鏡的介面位置不變，焦距不變變，ISO相同，曝光時間比相機提示的高一級，對不同天空拍攝多張，記錄望遠鏡-相機系統拍攝的照片從中心區到四周亮度的變化過程，這樣能將天體照片四周的暗角亮度適當提高，獲得亮度均勻天文照片，所以叫平場。Dark Flat File 暗平場，可其它時間拍攝，蓋上鏡頭蓋，用拍平場的參數拍攝的暗場，用來消除平場中相機固有的電路雜訊。Offset / Bias Files 偏壓場，可在其它時間拍攝，蓋上鏡蓋，用相同的ISO和最快的速度拍攝數張，用來消除相機固有的電路雜訊。2、具體拍攝 （必須RAW格式）數碼單反相機或CCD拍攝的每張照片都有一定的噪點，後期要把這些噪點去掉，提高信噪比，拍攝暗場、平場、偏置，是後期去除掉噪點的三個要素。拍攝暗場有一個規則：先拍攝亮場，中途拍攝一組暗場，最後結束再拍攝一組暗場（比如拍攝5小時亮場，2.5小時左右拍攝一組暗場，5小時結束亮場拍攝後再拍一組暗場）。把這三組文件疊加，就會有很好的降噪比。平場的作用是亮場和平場文件疊加後，可以把望遠鏡亮場四周的暗角處理掉。平場拍攝要求非常嚴格，必須在太陽升起之前半小時沒有星星沒有雲的晴朗天空即光線均勻的條件下拍攝。也可以在網上購買平場板，按照平場板拍攝。平場的直方圖必須規矩，柱狀圖必須在中央，不在兩側。

偏置幀的作用是加深天體的深度，即相對景深。拍攝偏置幀可以蓋上鏡頭蓋，用同樣的ISO最短曝光時間，比如1/4000秒，1/8000秒，要注意使用CCD的偏置幀曝光為0。更具體拍攝方法見下期。未完待續作者介紹

劉寧 （天文酷哥） 1983年出生在北京，網名：天文酷哥。從事IT，資深天文愛好者。曾協助NASA進行天文圖片編輯工作，現指導北京市部分中小學生天文攝影工作，輔導天文奧賽觀測項目集訓。本文由@天文酷哥講述，【鏡頭背後】撰稿編寫
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