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如今，天文主题的摄影吸引了越来越多的摄影爱好者和天文爱好者的目光，照相设备的进步，使得天文摄影不再是一件难事。一般来说，天文摄影分为星野摄影、深空天体摄影、太阳系天体摄影三大类，而星野摄影相对较为容易上手，更适合刚刚入门的同好。值得一提的是，由于天文摄影需要尽量远离大城市光污染的地点进行拍摄，所以安全永远是我们考虑的第一位，刚入门新手建议参加专业的天文摄影团体活动，或寻找有丰富经验的同好一起前往。本系列文章将从器材选择、拍摄目标、选择观星地点、后期处理等方面对星野摄影进行较全面的介绍。…

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选择适合自己的设备与配件

对于大多数天文摄影师来说，单反相机是最适合进行星野摄影的，而近些年以努比亚和华为为代表的自主品牌也开始研发能够天文摄影的手机，但是不论手机相机的素质如何提高，单反相机或者微单相机在画质等方面都优于手机。

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单反相机的选择

在单反相机的各类指标中，画幅是最重要的。在相同焦距镜头下，画幅越大，视角也就越大。画幅的定义就是单反相机的感光元件：CMOS的尺寸。以常见的全画幅为例，CMOS的尺寸一般为36mm*24mm，有些同好选择单反时希望先买一台小画幅（通常指APS-C画幅的相机）的入门机，或者干脆买一台高端小画幅相机拍到底，这是笔者所不推荐的。笔者认为，同时代最便宜的全画幅相机在星野摄影上也要好过最好的APS-C画幅的相机。对于单反相机来说，买所谓的入门机型其实并不划算，因为高端相机与低端相机最大的差别在性能上，而不是在功能上。如CMOS周围及配套电路的优化程度不同，由此会影响CMOS的成像质量。

图1全画幅相机CMOS和APS-C画幅相机CMOS大小对比。

我们假设有两台相机，一台是全画幅的，一台是小画幅，假设小画幅相机单个像素的大小和全画幅相机相等，小画幅相机CMOS的长宽分别是全画幅相机CMOS的一半。如果我们分别用这两台相机拍摄同一个景物，那么我们得到的照片里小画幅相机与全幅相机的分辨率是相同的，但小画幅相机所能拍摄的视场大概只是全画幅相机的四分之一。也就是说在CMOS像素尺寸、镜头焦距都相同的情况下，小画幅相机得到的照片就相当于全画幅相机的照片裁了一下。有些人喜欢计算小画幅相机的“等效焦距”，所谓的“等效焦距”只能计算系统的视场而并不能真正让小画幅相机与全画幅相机的照片等效起来。

图2同样焦距的镜头，在不同画幅相机中对应的视场

如果可以，笔者建议尽量选择有翻转屏的相机。在星野摄影中我们时常需要将相机对准天空，这时有翻转屏将会让我们非常省事。在很多相机的肩带上，我们还会找到一个橡胶装置，这个橡胶装置可以卡在相机的取景器上防止杂光进入。笔者更推荐大家选择全画幅相机，虽然价格稍微贵了点，但如果先买了小画幅相机，用不了多久觉得不够用了，再升级全画幅相机，其花销也是不小的，更何况现在入门级全画幅相机已经跌破1万元大关。

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镜头的选择

对于天文摄影来说，我们最看重的是镜头的焦距、光圈和边角的像质。镜头的焦距与系统的视场成反比，所以星野摄影一般会选用焦距在50mm以下的镜头，以获得更广的视野。由于地球自转，星星在天空中以每小时15度（每秒钟15角秒）的速度移动，所以在长时间曝光的情况下，星星会拖线，不是一个点状，焦距更长的镜头会更加明显。为了解决该问题，我们可以选择更大光圈的镜头，这样可以在不提高ISO的情况下，减短曝光时间，避免一定的拖线问题。

图3以上是全幅相机搭配35mm镜头和15秒曝光下的星空，可以看出在放大的情况下星点拖线十分明显。

当使用焦距大于50mm的镜头，我们要利用赤道仪进行拍摄，这一部分会在后面的内容再详细讲解。

延伸阅读：镜头小知识

镜头的光圈值是用来表征镜头通光量的一个数值，计算公式为：F=f/D

（F=镜头光圈f=镜头焦距D=镜头通光口径）

光圈值是反比关系，也说数值越小，光圈反而大，同时进光量也就越大。从公式中可看出，当镜头焦距f相同时，D越大，F越小（光圈更大）。

拍摄星野摄影主流的大光圈镜头有：24/1.4，20/1.4，14/1.8等，更大的光圈也会带来一些问题，如镜头边缘的畸变、像差以及严重的色差。当遇到这些问题的时候，我们通常会降一档光圈以改善像质。某些镜头在边角像质表现得非常好，这要归功于镜头内部特殊的光学设计，自然而然这些镜头价格就会很高。在变焦镜头与定焦镜头上我们优先选择定焦镜头，因为变焦镜头为了达到变换焦距的目的，其内部光学结构非常复杂，像质一般不如定焦镜头。

图4图中为一款14mmf2.8的镜头光圈全开时的边角情

除了光圈、像质等因素以外，我们在星野摄影中一般用不到光学防抖以及自动对焦，在黑暗的条件下自动对焦根本无法起到作用，而光学防抖反而会影响照片的效果，尤其是在拍摄星迹的时候。不过大部分镜头都有自动对焦和光学防抖开关按钮，而且很多时候我们也需要进行日常摄影，所以有这两个功能也无妨。

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光害滤镜

光污染是天文摄影的大敌，为了减弱光污染的影响，我们可以使用光害滤镜来滤去一部分城市的光污染。城市中许多灯光的波长是在一定范围内的（比如汽车的惰性气体大灯），光害滤镜可以过滤掉这些光线，同时不会滤去宇宙中大部分天体的发射线所在波段的光线，但是对于一些发射连续谱的天体，光害滤镜的加装还是会导致缺色。所以在使用光害滤镜时应该平衡好去除光害和缺色导致的颜色不准问题。

图5宇隆的三种光害滤镜，横轴为光线的波长，纵轴为透过率，红线为光害滤镜的透过曲线，绿线为宇宙中星云的部分发射线，黄线为城市中部分光污染的发射线。一般在光污染比较重的地方我们会使用UHC或CLS滤镜，在光污染不重的地方我们会使用L-pro滤镜。

除了滤去光污染以外，光害滤镜还可以降低画面中星点的亮度，因为宇宙中的恒星发出的光都是连续谱，总会有一部分光线处于光害滤镜所屏蔽的范围内，降低恒星的亮度可以更好地突出宇宙中的星云。由于对光线的削弱，光害滤镜在一定程度上会影响画质，导致我们需要更长的曝光时间，所以一般我们会使用赤道仪来配合光害滤镜进行长时间曝光。

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柔焦镜

当你在真正黑暗的地方去欣赏满天繁星的时候，你会发现亮星与暗星之间的亮度差异并不像想象的这么大，相机记录下的亮星和暗星差别也不大。如果没有银河或者星云做主体，那么整张照片除了地景就只剩下一堆星星，缺乏重点一点也不好看。

图6未加柔焦镜的星空，你能在这里找到北斗七星吗？

这时我们就可以给镜头加上柔焦镜，你可以把柔焦镜想象成一个小号的毛玻璃，通过滤镜表面的凹凸不平来达到柔化边缘的效果，这样在暗星基本不变的情况下，亮星在你的照片中就会显得更大一些。我们可以通过选择不同型号的柔焦镜，来控制柔化的程度。冬季星空与夏季星空相比没有灿烂的银河，但是拥有数量更多的亮星，是使用柔焦镜的绝佳时机。

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其他配件的选择

选择合适的配件可以让相机如虎添翼，不恰当的配件有可能导致拍摄者无功而返。首先要选择质量好的三脚架和云台，因为星野摄影需要长时间曝光，在此期间相机不能有丝毫的晃动。笔者推荐重一些的铝合金三脚架，不光价格合适，还非常稳定，因为在很多情况下星野摄影会伴随着大风。

图7可编程快门线，可以无线遥控。

为了防止拍摄时的震动，除了一个好的三脚架以外，我们还需要一个可编程的快门线，用手在相机上按快门会造成很大的震动，一个好的快门线不仅可以在物理上几乎隔绝与相机的接触，也还能设置自动拍摄。

多备几块相机电池，整晚的拍摄尤其是延时摄影和星迹是非常耗电的，最好在开始拍摄延时摄影时就更换一块满电的电池，不过在某些特别冷的情况下即使是充满电的电池也无法坚持20分钟，这时你就需要一个暖宝宝贴在相机身上或者用假电池外接电源。

图8可外接市电或其他电源的假电池。

发出红光的头灯可以解放出用来照明的那只手，是天文爱好者的标配设备之一，而大功率的手电或者指星笔除了用来照明和指星还能够当作临时防身的武器。指星笔的本质就是一支大功率的激光笔，在使用时一定要注意安全不要指人，否则很容易致盲。除此之外，在水汽大的地方，还需要准备除雾带套，防止镜头结霜。

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改机

人眼能看到波长在~纳米左右的光，并且对红光极为不敏感（这也是头灯多数发红光的原因）。CMOS/CCD对红光比人眼要敏感的多，可以看到的波长范围也比人眼大得多，因此大部分单反相机为了让单反看到的光线比例和人眼差不多，都会给单反相机加装UV/IR截止滤镜和低通滤镜，使得相机完全看不到紫外和红外波段的光线，而对红光的透过率只有25%左右。然而宇宙中大部分发射星云，行星状星云和超新星遗迹都会发出波长为埃（10埃=1纳米）的红光，这是氢原子的外层电子从n=3的轨道跃迁至n=2的轨道时发出的单色光线，也叫H-α发射线。宇宙中遍布H-α发射区，这个波段是天文领域中至关重要的波段，也是天文摄影中重要的组成部分。

图9改机与未改机的图片对比，可见改机突出了猎户座中Hα区的云气。（两张图在镜头焦段、曝光时间和处理手法上均有差异，仅作为参考）

为了能够更好地拍摄这个波段的星云，一些职业的天文摄影师和天文发烧友会对单反（括号内为多余内容，请跳过近年来各大手机厂商也不断推陈出新，手机相机的性能越来越好，甚至能够胜任一些拍摄星空的任务。不过手机不论是在CMOS尺寸还是单个像元的大小）相机进行改机，即将原本的CMOS前端滤镜摘除，并加装BCF滤镜，这样相机对埃这个波段的量子效率就会大幅提升，也就更容易表现出宇宙中的H-α发射区。当然这样改装不可避免地会带来一些白平衡的问题，尤其是在日常摄影中画面会整体偏红，我们一般用单反的自定义白平衡，并在后期处理时拉低一些R通道的曲线来解决这个问题。如果不安装低通滤镜也没有BCF滤镜，会带来一个隐患，有些镜头和望远镜并不对可见光以外的光消色差，使用这样的镜头拍摄画面就会有严重的色差。

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手机

近年来各大手机厂商也不断推陈出新，手机相机的性能越来越好，甚至能够胜任一些拍摄星空的任务。不过手机不论是在CMOS尺寸还是单个像元的大小上都远远落后于常见的单反相机，像元越大，满阱电荷和单个像元的进光量往往越高，满阱电荷越高宽容度越好，单个像元进光量越多，在相同条件下照片的信噪比越好。所以说有些手机会推出一种拍摄模式将原本0万像素的照片使用万像素输出，虽然最终画面的分辨率降低了，但是这种做法变相放大了像元，是一种较为取巧的方法。虽然手机在各个方面都不如单反相机，但是手机的普及性要远远大于单反相机，因此还是有必要在此说明一下。

一般来说，能够拍摄星空的手机一定具有长时间曝光的功能，将手机的专业模式调出即可调节光圈，焦距，曝光时间，ISO等参数，调节原则与单反相机拍摄星空时的调节方法基本没有区别。使用手机时长时间曝光，应当用手机支架和三脚架固定使用。

图10手机的专业模式，虽然有些厂商放出的宣传图片和文案中，手机貌似可以碾压单反相机，但是这只是营销宣传，对性能起到决定性作用的还是CMOS像元的大小，是否是被照式，微透镜的工艺等因素。

有一些品牌的手机限制了相机的最长曝光时间，我们仍然可以在应用商店下载长时间曝光的app，这些app的原理是通过拍摄多张照片叠加来达到长时间曝光的效果，从原理来说效果应该和长时间单张曝光差不了多少，但实际上却往往不尽如人意，如果想要追求手机拍摄的极致效果（像厂商宣传的那样），那么我们应该利用赤道仪，把手机夹在赤道仪上跟踪进行超长时间的曝光。

下期将介绍如何选择规划拍摄地点和星野摄影的具体方法。

责任编辑苏晨

本文原载于《天文爱好者》年第11期

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