深空攝影

06-28

我所喜歡的深空攝影，不是那種擁有豪華儀器，按一兩個鈕就能自動拍出頂級大片的體驗；而是經過若干次研究與失敗，不斷去挖掘普通設備潛力的過程。入門僅3年，拍攝僅四次，踩了很多坑，卻也頗有一點心得，希望可以幫到還在門口徘徊的人們。

　　深空拍攝與導星　　深空天體很暗，暗到需要長達數分鐘的曝光才能在照片上看得見，而很多細節則需要數十張甚至上百張照片疊加在一起後才會被表現出來。但是，由於地球的自轉，我們頭頂的星空是不停移動的，而一旦星星在曝光時有一點偏移，哪怕只有一秒鐘，它便在照片上出現明顯的拖線。所以深空拍攝的精髓，其實在於如何準確的跟蹤。　　跟蹤的核心儀器叫做赤道儀，赤道儀分很多種，但運行方式都是由電機驅動著兩個軸（赤經和赤緯），承架著望遠鏡時刻朝著與地球自轉相反的方向旋轉，以此來抵消地球的自轉。可赤道儀畢竟是機械裝置，精度再好也有誤差，很難在數小時內始終精準跟蹤目標，所以需要可以修正誤差的導星機制。　　導星的過程不難理解：在望遠鏡鏡筒上架一個小望遠鏡，對準目標天體附近的一顆星頻繁拍照。軟體實時分析這些照片，一旦發現這顆星的位置發生異常，就發射信號給赤道儀，完成誤差的校正。在這個過程里，那台小望遠鏡叫做導星鏡，與導星鏡連接負責拍照和傳遞數據的設備叫CCD相機。而在電腦中負責控制整個過程的是導星軟體。

　　拍攝現場　　這樣，我就得到了下面這套設備列表：　　主鏡銳星CF90碳纖維版（口徑90mm，焦距600mm，焦比6.7）。成像銳利，視野較大，性價比很高。有的配置里可裝平場鏡，很有用的一個裝置。　　導星鏡裕眾50mm　　導星CCD相機 QHY 5II MONO COLOR，黑白CCD跟蹤效果要比彩色的好。　　赤道儀 iOptron ZEQ25。非主流赤道儀，但比主流的德式赤道儀占空間小，更便攜。精度也不錯。　　DSLR Canon 6D，佳能全幅相機里性價比較高的一款，高感性能不差。　　導星軟體 PHD Guilding 1.0。一直在用，還不錯。　　拍攝軟體 DSLR Assistant。自動化拍攝必備，適合深空拍攝。　　拍攝步驟

　　正在拍攝。左電腦控制相機，右電腦在導星。　　　　以下步驟以我的設備為例　　拍平場如果這個時候天還沒黑，如果你的主鏡後面沒有平場鏡。那麼趕緊把主鏡接上相機，對著藍天拍幾張。照片只要能看出中間亮四周暗就可以了。後期疊加的時候使用平場照片可以消除暗角。　　調三軸用25毫米目鏡接導星鏡和主鏡，對準任意一目標，將主鏡、導星鏡、尋星鏡的中心同時調到這個目標點。該步驟雖不必要，但如果三鏡同軸，會為之後的校準與導星帶來極大方便。　　調水平赤道儀方向大致朝北，用繩子懸重物於極軸鏡之前，透過極軸鏡觀察垂線，調整腳架直到極軸鏡縱軸與垂線重合即可。調水平可以讓極軸更精準。　　相機、CCD調焦主鏡接相機，CCD接導星鏡，再接電腦和赤道儀，打開導星軟體。對準任意一顆星點調焦。因為調焦的時候會改變主鏡筒的伸縮長度，也會改變 CCD在導星鏡後的位置，這些都是影響整體力矩的因素，所以要在調平衡之前先做好。　　綁線將所有的線綁好，用膠帶粘在鏡筒上，另一端自然垂下，不要拽扯望遠鏡。綁線會有效減少導星時因風帶來的誤差。　　調平衡解鎖赤經旋鈕，將主鏡轉到一側，調整重鎚位置直至將鏡筒與重鎚旋至任意角度時，鬆開手可以保持靜止。調完赤經之後是赤緯，通過伸縮主鏡遮光筒，甚至調整鏡筒在鳩尾板上的位置來實現，目的是當鬆開赤緯旋轉主鏡時，主鏡可以在任意角度保持靜止。調平衡是保證導星精度最關鍵的一個步驟。　　設置赤道儀時間赤道儀開機，待GPS定位後，選擇Setup Controllor -> Set Time and Location，調整到你所在的時區與時間。設定之後，赤道儀會初始化內置的星圖，讓它與你此時頭頂的天球大致相近。　　對極軸將赤經赤緯歸位鎖好，透過極軸鏡看北極，通過調整赤經與赤緯的微調旋鈕，將北極星調到正確位置（可以借用APP來獲取當時北極星的位置，也可以在赤道儀系統里尋找）。對極軸是校準的前提。　　單星校準選擇Align->One Star Align，然後選擇離拍攝目標較近的一顆亮星，望遠鏡會GOTO到那個方向。如果此時已經調好三軸，便可以通過尋星鏡來微調，目的是讓這顆星出現在相機LED屏（或者電腦的Live View）的正中心，校準結束。深空攝影時，你只需關注目標天體所在的局部天區的準確性，所以用單星校準足夠了。每次更換拍攝目標時，都需要重新單星校準一次。　　GOTO 選擇Select Slew->Deep Space Objects 選擇你要拍攝的深空天體（Messier，或者NGC, IC），輸入該天體的序號之後，赤道儀會帶著望遠鏡對準它。　　導星打開導星軟體，在屏幕里選擇一顆清晰但不要太大的星點開始導星，軟體會先校準，然後自動開啟導星進程。此時你能聽到赤道儀內的滋滋作響的聲音，那是CCD與赤道儀竊竊私語。　　構圖、試拍除非你選擇的是M42或者M45這些附近有大恆星的天體。否則最好先試拍一張，確定照片的構圖。相機ISO最好不要超過1600（我以前用3200，但看過一個評測6D高感性能的文章後，根據建議調整到了1600），試拍300秒，同時觀察導星的曲線。導星軟體會展示兩條線，分別是赤經和赤緯的誤差情況。理論上這兩條線越貼近中心越好，但其實它們有一些偏差倒也無妨，只要不是那種肆無忌憚的震蕩，或是義無反顧的走偏，結果都還是可以接受的。　　開拍重新校準導星，確定電腦、相機的電源線沒問題，便在DSLR Assistant里設定拍攝任務。每次曝光時長300秒，曝光次數20次，就開拍吧。DA的好處是可以完全放手，開拍後你就可以想幹嘛幹嘛去了。　　暗場所有的目標都拍完後，主鏡歸位，帶上鏡頭蓋，關上導星。用DSLR設定同樣的曝光時長和ISO，連拍10張暗場。這些照片是在疊加時用來降噪的，別忘了記下當前的溫度，如果下次拍攝時溫度、ISO以及單次曝光時長都不變，那麼這些暗場照片就還可以重複使用。　　照片的後期疊加可以在Nebulosity里做，具體步驟請參考我的城市深空拍攝最簡教程。　　下面是我和好友@7yue一起合作拍攝的一些照片，雖然仍有很大的改進空間，但前期準備的時間越來越短，不必要的彎路也越走越少。所以今天寫下來，希望對你有所幫助。　　M31