SPACE 空间数码相机摄星秘笈
作者：覃育
（此为原文，在2003年第3期《新潮电子》发表时有删节）
引言：天文摄影历来给人以高不可攀的感觉——传统的天文摄影几乎都是专业天文学家通过专业的大望远镜拍摄的，使用的记录方式不是极为少见的干板盒，就是异常昂贵的专业的CCD。现在，这种情况正悄悄地发生改变。只因为我们手中有了新式武器——数码相机。
使用数码相机进行天文摄影，有它非常独到的优势，具体表现在：
1、 即拍即现。对于较难准确把握曝光的天文摄影，数码相机在拍摄完毕后可以马上检查，不理想立即重拍，成功的机率大大提高。
2、 与望远镜的连接、对焦异常方便。数码相机镜头偏小，方便与目镜连接；重量较轻，与望远镜连接后不容易引起系统重心的改变；自动对焦并可以通过液晶屏看到对焦是否准确，解决了传统相机通过取景器难以对焦的一大难题。
3、 低成本。不会浪费胶卷。
4、 黑白彩色，随意选择。
这样看来，天文摄影的门坎由于数码相机的出现已大为降低。以前需要大望远镜和传统相机组合拍摄的照片，现在你完全可以用数码相机和一个小望远镜就轻松超越它们。如果你仔细地读完这篇文章，并且有合适的器材，相信你也能拍摄到类似这样的照片，或许还能比我做得更出色呢。
数码色星之初阶——星座摄影
拍摄星座是最简单的，除了三脚架外，不需要任何辅助的器材。一般数码相机的镜头，短焦一端都相当于135相机的35～38mm，最合适拍星座了。选择没有月光的晚上，在光害较少的地方，将DC稳固地固定在三脚架上，指向你想拍摄的星座，设定为手动模式，ISO设到最大，光圈开到最大，快门设定为最长的曝光时间（以我的Nikon995为例，可设定ISO800,曝光时间为8秒，F2.6），如果有降噪功能，记得务必打开。这时你在液晶显示屏上可能什么也看不到。没关系，轻按快门曝光吧，结果等一会就能看到。
拍到的照片如果曝光不足，可以考虑使用B门多曝光一些时间（比如30秒）。如果你的脚架不结实或手抖，建议使用快门线，这样可以减少由于震动导致的“满天星”。
如果你喜欢传统胶片拍摄那种风格——亮星显得大，暗星显得小。那你同样可以借用它的方法：在镜头前加一个柔光滤镜。
辅助器材：
1、 三角架。
2、 如果有快门线更好。
拍摄要点：
1、 必须固定在三脚架上。
2、 必须使用手动设定，千万不要使用自动曝光。
3、 如果有的话，尽量打开降噪功能。如果没有降噪功能，尽量选择寒冷的天气拍摄。
4、 选择灯光影响较弱的地方。
月面摄影的目标是坑坑洼洼的环形山（图04）和月海。月球的视面较小，光靠数码相机的镜头，拍到的月亮偏小，就算是8X/12X的也不例外。那到底多长的镜头可以让月亮充满画面呢？大约是2500～3000mm。这就要依赖望远镜了。
什么样的望远镜可以用于月面摄影？一般的天文望远镜都可以。甚至50mm口径的双筒观景望远镜也可以一试。
数码相机和望远镜的配合，最简单的方法是先用望远镜对准月亮并固定，然后用数码相机对准望远镜的目镜拍摄。但这样拍摄得到的照片效果并不理想，手持不稳定容易导致对焦不准，机身的抖动使图像模糊不清。
解决的办法是把DC和望远镜刚性连接起来。实际方法有两种：
一、数码相机镜头和目镜直接相连。DC镜头前一般都有内螺纹，用于安装滤镜或辅助镜头。利用它，在望远镜的目镜上车上相同大小的外螺纹，目镜就可以拧进DC镜头。
台湾生产了一种专门连接DC的目镜，一端是美规1.25英寸接口，另一端车有28mm的外螺纹，这就意味着，它可以和Nikon950/ 990/995/4500很好的固定连接，使用时只需先把目镜旋进镜头，再将目镜插入原望远镜的接口，拧紧固定螺丝即可。这是连接前后的样子（见图05）。这种目镜工艺精良，目端镜片很大，与DC连接后，成像黑圈很轻微，效果出色，可以应用于绝大部分的天文望远镜上。另有其他型号的目镜可选，适合不同DC镜头口径。可惜价格偏贵，价格在人民币千元上下。
带28mm外螺纹的目镜国内厂家也有生产，成像中规中矩，但价格便宜，除了成像黑圈较严重外，性能价格比还是不错的。价格在百元以内。
二、数码相机和目镜通过专门设计的连接装置连接。这种连接装置一般设计成一个套筒，一端带外螺纹，旋进DC镜头的滤镜螺纹中，另一端是个圆筒，套住目镜，周围用1～3颗螺丝拧紧固定。这种装置可以通吃绝大部分的目镜，简单的机械加工就可以制作出来。
把望远镜和DC组合起来以后，我们可以计算到这个组合的合成焦距：
合成焦距=DC的焦距×望远镜的放大倍数
比如我的组合：Nikon995和景得Megrez80望远镜（图06），合成的最大焦距是：
152mm×20倍=3040mm
这个组合焦距拍出的月亮稍大了一点，画面无法容纳整个月面，可以将Nikon995的焦距由152mm适当缩短一点（图07）。拍摄月面时，建议选用焦距较长的目镜（15～30mm），这样得到的放大倍数小，画面亮，容易得到质量好的照片。下面我们这就开始吧：
1、 将望远镜镜筒固定在脚架上。
2、 DC与望远镜稳固连接。
3、 将DC焦距缩至最短（这样视场较大，更容易对准月亮）。
4、 调整望远镜使其对准月亮，月亮的像出现在液晶显示屏中。
5、 将拍摄模式设为黑白（彩色模式会使月亮偏黄，并突显望远镜的色差，而黑白模式就不会有这样的问题，而且画质更细腻）。
6、 设为手动模式，光圈开至最大，设定合适快门（初始可以用1/30秒。然后根据拍摄效果再确定增减曝光量。如果碰上新月或残月，曝光时间可能还要更长，这时风吹就有可能影响系统的稳定，碰到类似情况，可以适当提高ISO值到200，曝光时间就可以缩短）。
7、 调节DC变焦，使月亮大小符合画面要求。
8、 设定为自拍模式，按快门曝光。（使用自拍模式是为了保持系统的稳定，防止手按快门时产生的抖动）。
拍摄月面无须太多技巧，成本也比较低，是进入天文摄影领域的“试剑石”。月亮阴晴圆缺，每天都有不同的风情。如果你足够细心，可以拍到一些奇妙的景观。（图08,月亮有耳？）。
必须的辅助器材：
1、 望远镜及与DC的良好连接。
2、 用于固定望远镜的脚架。
拍摄要点：
1、 使用黑白模式拍摄。
2、 使用自拍模式或快门线防止抖动。
太阳的目视大小和月亮差不多，拍摄方法也基本一致，主要是拍摄表面的黑子。需要特别提醒注意的是：太阳非常明亮，经过望远镜聚焦后，热量的汇聚足以使数码相机的CCD烧毁，同时数码相机镜头和望远镜的目镜也很可能炸裂，如果目视，还会烧坏眼睛。为此，必须在望远镜的物镜前加一个专用的太阳滤镜或滤膜。这种银色的金属膜能把绝大部分的阳光挡在望远镜前，只透过很少的阳光（见图09）。
拍摄前一定要记得先装专用滤镜或滤膜。其他步骤请参考“月面摄影”。
必须的辅助器材：
1、 拍摄太阳专用滤镜或滤膜。
2、 望远镜及与DC的良好连接。
3、 用于固定望远镜的脚架。
拍摄要点：
1、 确保滤镜或滤膜稳置于望远镜物镜前，以免烧坏相机和目镜。
2、 使用自拍模式或快门线防止抖动。
3、 可以使用彩色模式拍摄。
4、 可以使用自动曝光模式。
比较适合拍摄的行星有土星、金星、木星和火星，拍摄的目标是行星表面的细节。它们的大小看上去比太阳、月亮小得多。要把它放得更大，必须依赖物镜焦距长的望远镜。组合焦距要求超过10000～15000mm，才能得到较为理想的图像（见图10）。
由此可知，焦距长的望远镜表现更优秀。假设你的望远镜焦距是800mm，选用一个8mm焦距的目镜，这样放大倍数是100倍，使用Nikon995的最大组合焦距是：152mm×100=15200mm，正好合适。
由于组合焦距是如此的长，对系统的稳定性自然要求更高。一个带微调的赤道仪是比普通三脚架更好的选择，当然有电动跟踪更好。
数码相机拍摄行星已经比传统相机好很多了，但灵敏度更高的某些型号的摄像头似乎在拍摄行星方面更胜一筹。因为摄像头可以在短时间内获得很多张图像。这样可以选取大气比较稳定时的多幅图片，通过专门的叠加软件，得到最好的图片质量（见图11）
必须的辅助器材：
1、 望远镜及与DC的良好连接
2、 稳固的脚架，选用赤道式比通常的三脚架好。
拍摄要点：
1、 由于放大倍数较大，应选择大气宁静度好的时机拍摄。
2、 使用自拍模式或快门线防止抖动。
3、 曝光不要长于1/4秒，以免行星运动导致照片模糊。曝光量不足时用提高ISO的办法弥补。
4、 尽量多拍一些，然后用专门的图像叠加软件进行多幅叠加处理。
数码相机拍摄星座、月面、太阳、行星，无非都是些明亮的天体，无论拍到的效果如何，总归能拍到的。真正的挑战是那些暗弱的天体——包括星云、星团和星系。DC的弱点是不能长时间曝光（就算是Nikon D100最长曝光时间也只有5分钟，与传统胶片动辄几十分钟到一个小时的曝光时间相比，可谓相距甚远），这恰恰是拍摄暗弱天体的大忌。
DC在这样的领域难道真的束手无策？当然不是。如果你使用的是数码单反，使用天文上称为“直焦摄影”摄影的方法，还是大有作为的。具体的方法是数码单反直接和去掉目镜的望远镜对接。也就是说，直接利用望远镜的物镜作为镜头使用。这样中间经过的光学镜片少，光力强，拍摄时曝光时间可以适当缩短。如果你没有数码单反，你有没有胆子把自己的DC的镜头卸下来？
另一方面，DC不能长时间曝光是由热噪点造成的，针对这个问题，有人推出了冷冻法——在DC的CCD后面DIY一个冷冻模块，让它的温度一直降到“冰点”以下（一般是-10度到-20度）。这样噪点多的问题也解决了。
看看下面两张星云的照片你就明白了，卸镜头、加冷冻都是值得的（见图12、图13）！这已经与完全达到传统胶片的效果，甚至可以和专业天文CCD相媲美了。
必须的辅助器材：
1. 数码单反（或去掉镜头的DC机身）
2. 光力强的望远镜
3. 自动跟踪赤道仪
4. 争取为DC添加冷却系统
拍摄要点：
1. 必须选择光害很小的地方
2. 必须使用快门线，防止抖动
l 望远镜的种类：按应用来分，有观景望远镜、天文望远镜等。
l 天文望远镜的种类：按光学结构分折射望远镜、反射望远镜、折反射望远镜等。
l 天文望远镜的结构：天文望远镜大都由物镜和目镜组成。远处物体发出或反射的光线最先照射到的称为物镜，光线经过物镜后最后从目镜射出，进入观察者的眼睛。目镜使用统一美规接口（目前有1英寸、1.25英寸、2英寸等几种，最通用的是1.25英寸（31.7mm），低档的普及型望远镜则多使用1英寸（25.4mm）的接口。
l 望远镜的口径：望远镜的分辨能力决定于口径，口径越大，分辨能力就强。
l 望远镜的放大倍数：放大倍数=物镜焦距/目镜焦距。从公式可以看出，望远镜物镜焦距越长，目镜的焦距越短，得到的放大倍数越大。对于某一台天文望远镜，往往可以更换不同的目镜得到不同的放大倍数，倍数越大，成像越暗。望远镜都有一个极限的放大倍数，超过这个放大倍数后，望远镜非但不能看得更清楚，反而会使分辨能力下降。极限放大倍数的经验值是：望远镜的口径的毫米数×2。比如：一个口径80mm的镜子，极限放大倍数在80×2=160倍左右。这是对加工质量比较好的望远镜而言。质量差的镜子往往达不到这样的放大倍数。
l 更多的天文知识和器材选购经验，请参考http://www.2-sky.com
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