NASA這麼努力P圖，是為了探索更真實的宇宙

PS等於造假嗎？

在社交媒體上，NASA（美國航空航天局）的「P圖醜聞」似乎每過一段時間就會引發一陣喧囂討論。NASA的確常常P圖，但這卻不見得是一樁樁造假醜聞。

事實上，NASA的工作人員在針對這些質疑的回應中，早已把他們PS的原因、過程和原則向大眾開誠布公了。NASA P圖，不過是為了探索一個更加真實的宇宙。

疊加：還原地球「全貌」

這張名為「藍色大理石二號」的圖片令人感到無比親切，並不只因為它呈現的是人類的家園，更因為它是初代蘋果手機的開機畫面。

然而它第二次在網路上引起軒然大波，則是因為有人發現這張圖片中的雲層有複製粘貼的痕迹，這可能是一張經過PS的照片！一時間，網路上對於NASA造假的討伐聲不絕於耳。

事實上，NASA的確P了圖，卻沒有造假。因為這張圖根本就不是一張照片，而是NASA工作人員利用「特拉」衛星(Terra)採集的數據製作的地球模型。

這張圖片的作者Robert Simmon以及他的工作小組在戈達德太空飛行中心的主要職責就是信息傳播，他們日常負責將衛星回傳的冰冷數據翻譯成直觀易懂的圖片。

那麼，直接使用地球的照片，豈不是更加方便？Robert Simmon解釋道：「地球的圖片太多了，可其中反應地球全貌的照片少之又少。原因就在於NASA的所有地球觀測衛星都在地球同步軌道或近地軌道上運行，沒有一個衛星可以拍攝到整個地球。」迄今為止，最後一批展現地球全貌照片，是由1972年阿波羅17號的宇航員們在前往月球的路上拍攝下來的。這張照片便是大名鼎鼎的「藍色大理石一號」。

到了2002年，NASA的地球觀測衛星終於採集到了足夠的數據，可以支持Simmon和同事們製作出一張完整的地球可視化圖片。於是他們根據「特拉」衛星四個多月來採集到的地球陸地、冰蓋、海洋、雲層以及大氣等細節的數據，製作出了這張「藍色大理石二號」。

2013年，NASA又發布了一系列地球夜景照片，被稱為「黑色大理石」。它們也是依照類似原理製作而成。

依據過去五年索米國家極地軌道夥伴衛星收集到的數據，科學家們合成了這張地球夜視圖。只有通過大量數據合成的方式，才能排除繪圖過程中月光，季節性植被，雲層，大氣密度和積雪等偶然因素的干擾，呈現出更加準確的信息。

無論是「藍色大理石」還是「黑色大理石」，NASA的工作人員都會定期根據衛星回傳的最新數據在網站上進行更新。因此，這兩個系列的圖片對於氣象、地形乃至城市化等研究都有重要價值。

上色：從黑白到絢爛

不過除了這些複合圖像，NASA拍攝的許多照片，也的確是經過PS的。比如前段時間剛剛光榮退休的卡西尼號，就曾經在2010年引發爭議。

2010年4月，NASA發布了一張由卡西尼號拍攝的土衛四與土衛六交錯而過的照片。然而，有人將這張照片放大以後發現，土衛四邊緣有Photoshop毛刷處理過的痕迹。由於在此之前，科學家在土衛六上發現了甲烷與大氣層，並推測在這裡可能有生命跡象，「NASA為了掩蓋土衛六上有生命而P圖」的陰謀論便轟轟烈烈地傳開了。

面對網上的流言，這張圖片的作者Emily Lakdawalla不得不出面澄清事實。照片中的土衛四的的確確是被Photoshop的剪裁過。不過這不是為了幫助NASA掩蓋什麼事實，而是因為卡西尼號上的相機與我們家裡的數碼相機工作原理不同。

卡西尼號上的相機輪流透過紅色、藍色和綠色的濾鏡不停拍攝，將得到的黑白照片傳回地球。因此要想得到彩色照片，視覺科學家們必須將通過紅、藍、綠三種不同濾鏡拍攝的三張照片疊加在一起並上色。

問題在於，由於這三張照片之間存在時間差，土衛六與土衛四的位置已經發生了變化。如果直接將三張照片進行疊加，必然會發生錯位。因此，Emily在以土衛六為基準疊加照片以後，對土衛四進行了剪裁調整，才有了被網友們發現的毛刷痕迹。

為了更直觀地說明這一步驟的必要性，Emily 又舉了另外一個例子，照片上是土星圓環和土衛五。

卡西尼的情況不是個案。事實上，大部分飛行器以及太空望遠鏡傳回地球的原圖，都是透過不同濾鏡拍攝的黑白照片。大名鼎鼎的哈勃望遠鏡也不例外。

哈勃望遠鏡圖片編輯Zoltan Levay曾經以著名的「創世之柱」為例，坦誠地向公眾介紹了天文圖片處理的完整過程。

這張絢爛的「創世之柱」呈現的是M16鷹狀星雲。

然而哈勃望遠鏡最初傳回地面的原圖，不僅沒有色彩，而且由於宇宙射線和其他噪音的干擾，布滿了噪點。

與卡西尼號上相機的工作原理相似，哈勃望遠鏡拍下的每張照片透過不同的濾鏡拍三次。因此在回傳地面後的處理過程中，只要將三張照片疊加，即可清理掉宇宙射線、噪音等造成的噪點。

在哈勃空間望遠鏡的官方網站上有簡易的天文圖片處理教程，哈勃傳回地面的黑白原圖也是向公眾開放的。天文愛好者們可以根據自己的審美來製作屬於自己的天文照片。然而，對於有著天文專業背景的NASA工作人員來說，個人的藝術創作絕不能超出科學性的底線。

與原始黑白照片一同傳回地面的，還有飛行器上相關儀器對於星體、大氣等物質成分的分析數據。而地面工作人員的圖片處理必須以這些數據為基礎。

這個過程就如同為了在霧霾天拍出故宮宮牆最真實的顏色，先拍攝下黑白效果的照片，再根據牆體建築時間、建築材料、維修次數、維修材料以及北京的氣候等一系列數據計算出一個相對準確的「紅色」進行填充。

色彩翻譯：裸眼之外的太空

既然如此，那麼經過NASA處理的照片，是不是都儘可能準確地呈現了人類眼中的宇宙呢？

不一定。因為並非所有天文圖片處理都是為了呈現宇宙在人類肉眼觀察下的模樣。

這張圖片與前面的「創世之柱」同時拍攝，同時發布在哈勃空間望遠鏡官網上，拍攝的是同樣的M16鷹狀星雲。而且，它們都是真的。

兩張圖片之所以看上去有天壤之別，是因為前者呈現的是可見光，而後者呈現的則是人類肉眼不可見的紅外光。可見光版本的「創世之柱」，幾乎接近宇航員坐飛船飛過鷹狀星雲時能夠看到的情景。而後者則通過將紅外光可視化，突出了「創世之柱」中新星的誕生，具有極高的研究價值。

Robert Hurt是NASA紅外處理分析中心的一名天文學家，他的日常工作便是將天文望遠鏡收集到的不可見光具象化。

「我的工作基本上就是從原始黑白圖片中獲取信息，將分布在紅外光譜中的數據重新排布在可見光的範圍之內。一般情況下是利用Photoshop中紅色、綠色和藍色的圖層，盡量將不可見的紅外光用可見的色彩準確表現出來。這是個視覺翻譯的過程。」

此外，天文圖片處理還能夠幫助人們識別人類肉眼不可察覺的差異。

這張貓眼星雲照片所呈現出的顏色，與其實際顏色截然不同。根據哈勃所採集的數據，貓眼星雲原本的顏色是三種波長相近的紅光，分別相當於氫原子、氧原子和氮離子（失去一個電子後的氮原子）輻射光。然而人的肉眼是無法區分這三種光線的。因此在圖片處理過程中，NASA的工作人員分別使用紅色、藍色和綠色替代三種光線，來強調貓眼星雲中化學成分的差異。

沒錯，你的宇宙被NASA PS 過了，但這沒有什麼值得大驚小怪的。太空圖像處理在世界各地的天文研究當中都是必要步驟。

另外，NASA也並沒有試圖掩蓋什麼事實。所有未經PS的原始圖片都乖乖躺在NASA官網的圖片庫里，免費向全世界公眾開放。

如果你真的好奇這些壯觀的宇宙圖片處理前的樣子，你總能根據照片拍攝時間在原始圖庫中找到答案。

那麼，網上盛傳的那張醜陋的「地球素顏照」是假的嗎？

也不是。這是歐洲宇航局「重力場與穩態海洋環流探測」（GOCE）項目中繪製的地球重力場分布圖。不比「藍色大理石」真，也不比它假。

對於浩瀚無垠的宇宙來說，「真實」值得以多樣的角度來進行探索。以人類有限的感官水平來定義真實尚且顯得狹隘，就不要用「PS即為作假」這樣的概念揣度宇宙了。

參考文章：

[1] Introduction GOCE, ESA.

[2] A short introduction to astronomical image processing, Hubble Site, ESA.

[3] Truth Behind the Photos: What the Hubble Space Telescope Really Sees, Space.com.

[4] Conspiracy Debunked: NASA Photoshops Images for Good Reason, Space.com.

[5] The Cosmic Hearth, AstroPix.

[6] Robert Hurt, Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology.

[7] How Photoshop Helps NASA Reveal the Unseeable, Adobe.

[8] Suomi-NPP"s "Marble" Collection, NASA.

[9] Gallery: The art and science of space photography, TED.

[10] Robert Simmon AKA Mr. Blue Marble, NASA.

圖片來源/NASA、ESA

編輯/韓羽桐、Arcturus

文章版權歸網易看客欄目所有，轉載請在微信pic163後台回復【轉載】，查看相應平台規範。

看客欄目長期徵稿，一經刊用，將根據質量提供稿酬。投稿請致信：insight163@163.com。

其它合作歡迎於微信後台（或郵件）聯繫我們。

推薦閱讀：