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流星雨照片的拍摄和后期处理全攻略

2015-04-18

天文爱好者 2015年10期
关键词:流星雨赤道流星

□ 詹 想

□ 戴 明

流星雨照片的拍摄和后期处理全攻略

□ 詹 想

当大家拿到本期杂志时,8月的英仙座流星雨已经过去,12月的双子座流星雨正要到来。也许,你还不会拍摄流星雨;也许,你拍摄了8月的英仙座流星雨,但因为不得其法,没拍到几颗流星;也许,你拍到了不少流星,但不知道如何进行很好的后期处理。那么,本文正好适合你。让我们一起为即将到来的双子座流星雨(12月15日0时极大)做好准备吧——今年恰逢无月夜,是绝对不容错过的!

初阶

拍摄流星雨的基本方法

拍摄流星雨的基本方法和参数设置类似普通的星野摄影,把相机牢固地安装在三脚架上,将镜头置于广角端,使用手动对焦模式对焦到无穷远(可以利用实时取景+局部放大功能对准一颗亮星调焦,将星点调到最细小即可),拍摄模式使用M档,将光圈开到最大(特别大光圈的镜头也可以适当收一点儿以改善画质),感光度在保证图像画质不太差的情况下设到尽可能高(比如ISO6400甚至12800)。不要用自动白平衡(可以设为荧光灯或者钨丝灯白平衡),照片尺寸设为最大分辨率最高画质(对画质要求很高存储空间也够的话,也可以用Raw格式),关闭“长时间曝光降噪”功能(此功能会消耗一倍的时间用于降噪,而流星拍摄对噪声不是那么敏感)。至于快门速度,根据你设置的ISO和光圈而定,做到尽可能长,但又不要使背景天光太亮(太亮的话,一些暗流星就淹没在天光里了)。我比较喜欢的参数组合是:等效24mm焦距,ISO6400,f/1.8~2.2,单张曝光8~10秒。如果ISO不能设到这么高,或者光圈没有这么大,那么曝光时间适当延长。打开普通连拍功能(不是高速连拍),接上快门线,将快门线按下去并往前推锁住,相机就会以你设定的曝光参数一张一张连续不断地拍下去,直到将电池用光或者将存储卡拍满,确保你几乎不遗漏任何一颗流星。这样,你就基本不用再管这台相机了,在旁边弄个躺椅或者防潮垫好好目视欣赏吧!

图1 2013年英仙座流星雨期间拍摄的一张流星照片,相机直出无后期。等效焦距24mm,f/2.8,ISO6400,20s。

固定式拍摄的优势和劣势

上面所说的固定式拍摄是拍流星雨最简单的方法,对器材的要求最低,得到的素材还可以顺便制作延时视频。而缺点也很明显,就是拍摄一段时间以后,星空在照片里会移动很多,新拍到的流星可能很难在对齐星空的情况下叠加到之前的照片上。

那么,把固定式拍摄的素材用叠星迹的办法直接叠加起来,不就能得到星迹+流星的照片了吗?听上去很美,但我们实际叠加一下看看,就会得到图2的效果。

是不是觉得并没有预想中的效果好?最大的感觉是星迹喧宾夺主了。这也难怪,拍摄流星雨需要很强的曝光参数,这样叠出来的星迹必然超密,同时也就将绝大多数流星都淹没在了星迹里,只有最亮的几颗能显露出来——你还能找到图1的那颗流星在哪里么?那颗已经算是挺亮的了。而且这样无差别叠加,飞机、卫星乃至地上的灯光都会被叠加到一起,更让画面显得凌乱和难看。再有,如果拍摄过程中三脚架被踢了,或者有人不小心用手电筒照了镜头,又或者天气时好时坏,都会令叠加出来的星迹很难看甚至根本无法叠加。

图2 图1的机位连拍的一堆素材用叠星迹的办法叠加到一起后得到的效果

中阶

使用赤道仪!

为了得到“星陨如雨”的流星雨效果,又要避免图2的结果,最好的办法就是使用赤道仪。即使是小型的星野赤道仪,在粗略对极轴的情况下,连拍三四个小时,星空也只会有很少的移动。这样,后期处理时有流星的照片可以很容易按照星空对齐。

具体拍摄时,如果对着东北-东-东南这些方向拍,星空会随着拍摄的进行慢慢升起。因此,需要在一开始拍摄时就构图选好地景。拍到后来,画面上就会只剩星空了。2013年英仙座流星雨时我用另一套器材拍流星就用到了星野赤道仪,图3是一开始的构图,为了尽量多地表现流星,只取了一点儿地景——一棵树的一小部分。图4是拍摄结束时的构图(天气变差了),只是粗对极轴,中途三脚架还被人踢了,不过通过我标记的仙后座可以看到星点移动并不多。

如果对着西北-西-西南这些方向拍,星空会随着拍摄的进行慢慢落下。这样的话就比较麻烦,因为需要让赤道仪在拍摄结束时恰好转到你需要的地景构图。我的方法是,先构图确定好地景,然后根据你要累积拍摄的时间——比如2小时,计算赤道仪旋转的角度——每小时15°,2小时的话就是30°。然后,借助赤道仪上的刻度线,或者借助量角器(手机上有很多这类APP),或者干脆粗略估计,将赤道仪旋转相应的度数,开始拍摄。等到拍满你所计划的时间,地景也就差不多是你想要的样子了。

地景的曝光参数可以和抓流星的参数不一样,可以使用更低的ISO并适当收光圈改善画质,使用更长的曝光时间来得到充分的曝光。另外,我这样的懒人在连拍抓流星时喜欢直接用JPG格式,但地景则使用Raw格式以保证更好的画质。

如果你实在没有赤道仪,只能固定式拍摄,是不是就没有办法了呢?也不是,只是你要辛苦一点,那就是——人肉跟踪!拍摄过程中,每过一会儿——比如15分钟或20分钟,星空移动得还不多——就重新构图,让新的构图跟一开始的构图基本一致。这样也可以达到类似赤道仪的效果,让后期省事许多。当然,这样就没法用同一批素材出延时视频了。

图3 2013年英仙座流星雨开始拍摄时的构图

图4 2013年英仙座流星雨结束拍摄时的构图

“星陨如雨”式照片的后期处理

图5 2013年英仙座流星雨照片,包含近3小时拍到的68颗群内流星。

如何将图3和图4这样的素材处理成图5这样的壮观照片呢?首先明确一点,这张照片不是拍到的一个瞬时情况,而是累积拍摄了近3小时,才拍到的68颗群内流星。相机只能拍到比较亮的流星,所以肉眼看到的比这个多得多。

后期处理的具体方法如下:?

在你一晚上连拍的成百上千张照片中,挑出拍到了流星的照片。

用PS打开你拍摄的地景,作为背景。

打开一张有流星的照片,将该照片复制-粘贴到背景照片上。粘贴过来的这张照片会成为背景照片上面的一个新的图层。

将该图层不透明度设置为50%。这样你就能同时看见两个图层的照片了。

对上面的图层进行平移和旋转,让上下两个图层的星点尽可能重合。这样相当于把两张星空照片对齐了。

将上面图层的不透明度设置回100%。

将上面图层的流星选出来单独保留,删除该图层的其余部分。这样,上面图层的流星就落在了背景照片上,但是它待在了它应该在的位置。

重复上述步骤,直到将所有流星都放在背景照片上的正确位置。

将所有流星的图层合并为一个图层。然后,对这个图层适当地用色阶和曲线进行提亮,必要时还可以对地景图层进行适当压暗,这样流星会相对于背景星空更明显。这样做也并不违背科学,因为流星一闪即逝,而背景恒星都是十秒甚至几十秒累计出来的亮度。所以,如果不提亮,一颗0等的流星,在照片上看还不如一颗2等恒星亮。

最后,将流星图层和背景图层合并,再进行整体的调整色阶、曲线、设置灰场、设置色彩平衡和饱和度、降噪等操作,最后出图。

这项工作是非常考验耐心和毅力的,因为几乎全是重复的单调劳动,但又要求很细致,必须一丝不苟。所以,很花时间精力。我完成这张照片,足足花了4个小时。

为了避免出现中途出错或者死机之类的状况导致前功尽弃,请养成在处理照片过程中经常保存的好习惯,且一定要保存成PSD格式文件,最后出图再出JPG。

因为篇幅的关系,对所涉及的操作我就不作详细介绍了,因为这些都是PS相关的操作,对某些操作不太明白的话请自行查询PS的相关教程。

高阶

拼接背景的拍摄

流星雨照片一般来说需要带上地景才好看。不过,带上地景,天空部分就会少,抓到的流星也会少,这个矛盾该如何解决呢?

首先想到的就是使用超广角甚至鱼眼镜头,这样可以在保证有较多地景的同时又有较大的天空范围。不过,镜头太广角的话,一些短的流星在照片上就会太小,小到有可能根本注意不到。比如,图1的流星本来就不长,如果使用等效焦距14mm拍摄,其长度还会减少到只有原来的差不多一半,更不容易被发现了。另外,超广角甚至鱼眼镜头也很难把光圈做到f/2.8以上。所以,我始终认为等效24mm,最大光圈不小于f/2.0的镜头才是抓流星雨的最佳选择。

那么就只有另外一条路了,那就是——拼接:照片的背景并不是一张拍出来的,而是多张拼接!这样,拍摄流星雨的思路又发生了重大变化。下面,结合一个具体的例子来说明。

图6~图8是我在今年英仙座流星雨期间拍摄的3张背景照片,横构图,从下往上拍摄。第一张几乎全是地景,第二张既有地景又有星空,第三张就全是星空了,不过构图的下边界贴着树梢。这三张照片,每张之间的重叠部分都超过三分之一,曝光参数为ISO12800,f/2.8(收光圈比较多,以尽量改善紫边、彗差和暗角),每张曝光15秒。

拍完这三张以后,打开赤道仪,相机就会一直保持第三张的构图。然后,曝光参数也改为抓流星的参数,比如ISO8000,f/2.2,单张曝光8秒,再打开连拍就可以开拍了。

第三张构图为啥要贴着树梢?因为只有第三张的构图能抓到流星,如果抬得太高,最后拼接出来的照片上流星就会只出现在高空,显然不好看而且显得有点假。

另外,如前文所述,因为我当时拍摄的方向冲东北,星空是缓慢升起的,所以才在一开始拍背景。如果拍西边,星空是缓慢落下的,就要在最后拍背景了,这又需要使用估计角度的方法,难度更大一些。

图6 纯地景

图7 地景+星空背景

图8 纯星空背景

拼接背景的后期处理技巧

继续上例,后期处理时,把背景素材从Raw转为JPG之后,不要着急拼接。先把星空背景照片跟挑出来的流星照片合成在一起,然后再拼接。合成流星时,有可能需要压暗星空背景的亮度,这时要记住,另外两张背景的亮度也要用同样的参数压暗,这样才能保证拼接后的照片亮度和谐。另外,拼接前,最好对照片适当应用暗角校正,否则可能会出现比较明显的拼接痕迹。

图9 在PTGui软件里用蒙版功能保留接缝附近的流星

图10 三张拼接的2015年英仙座流星雨照片

拼接时,接缝附近的流星可能会被抹掉,解决办法是,在PTGui的主界面,有一个“蒙版”选项卡(图9),在这里,可以用绿色把你想保留的流星都涂抹出来。下方的工具栏里可以选择画笔颜色(箭头所指工具),还可以选择画笔尺寸。另外,一般用缩放工具把图片缩放到50%甚至100%更有助于比较准确地涂抹出流星。

拼接后得到的流星雨照片如图10所示——当夜一共拍摄了2小时50分钟,共拍到流星110多颗,然后挑出了基本上属于英仙群内的104颗。由于是多张拼接,既保证了捕捉到足够多数量的流星,又可以确保得到足够大尺寸的照片进行后期裁剪和二次构图。比如,可以如图11和图12这样进行裁剪,变成地景比较少的横构图或者竖构图,满足不同的需求。

图11 图10裁剪得到的地景较少的横构图

图12 图10裁剪得到的地景较少的竖构图

顶级

史上最牛流星雨照片深度解析!

今年英仙座流星雨之后,一张超棒的流星雨照片短时间引爆了网络。对,就是图13。这是我目前为止看到的最牛的流星雨照片,构图完美,地景完美,地景里还有人物。星空覆盖的范围接近180°,且信噪比极佳,银河清晰,银河中的星云和细节纤毫毕现。流星又多又漂亮!此图一出,以前所见的所有流星雨照片,包括我自己拍摄的所有流星雨照片,全都弱爆了!

但是,内行人马上就会意识到,这么牛的一张照片,绝不是随便一拍就能拍出来的。于是我立即上作者网站看详细介绍——果然,这是一幅耗费了极大心血的作品。作为一个天文科普人,我感到我必须把这幅作品的诞生过程介绍给国内的天爱。于是,我用E-mail联系作者,很快得到了作者本人的授权——他很高兴他的作品能够被介绍到中国。

作者名叫Petr Horalek,是一位1986年出生的捷克人,大学学的是天文,工作也在天文台,同时自己也喜欢业余天体摄影,还通过环球旅行增长见识,提升自己的摄影水平。

这张照片摄于斯洛伐克东部的Poloniny暗夜公园,天空条件很好,少量的光污染来自遥远的乌克兰城市。在2015年8月8日到14日,作者一连遇到了6个很好的晴夜,都进行了拍摄。照片中一共抓到174颗英仙群内流星,最亮的火流星约-7等,并留下了颜色丰富的余迹(这颗流星在8月14日天亮前2小时出现)。照片上的银河里还能看到许多漂亮的星云,比如北美洲星云NGC7000、心脏星云和灵魂星云等。

使用Canon 6D红外改机+Sigma 15mm f/2.8镜头拍摄,对星空和地景分别进行了多张拍摄并叠加,然后再合成在一起。流星则是对齐星空然后单独保留在背景上。

星空使用了4组拼接,每组30张×120秒,使用EQ-3赤道仪跟踪,并进行了减暗场操作(光圈设为f/4.5,ISO4000)。

地景直接接三脚架拍摄,2组拼接,每组30张×20秒,也做了减暗场(光圈设为f/3.5,ISO8000)。

不过我想问一下,作者你真的能在30张×20秒的时间里站得一动不动?还是说你人所在的地方只是保留了一个单张的效果?

流星使用与地景同样的参数捕捉(也做了减暗场)。

猜猜作者为了得到这张照片,一共拍摄了多大的数据量?答案是——高达120GB!!!

反观我自己的图10,仅仅是在8月12~13日这个夜晚拍摄了3个多小时,后期也就是拼接了3个单张作为背景,然后花费了3个半天从连拍的一千多张照片中找出流星,接着将它们分别对齐合成在背景上,最后调整完了就出图了。整体工作量与这张照片相比实在有天渊之别。好在,我的拍摄设备抓流星的效率比他的高(焦距更合适,光圈更大),所以在连拍的将近3小时中也抓到了104颗群内流星,但最终出来的效果和这张神片确实没法比。

最后我想说,要得到绝美的照片,确实需要付出常人无法想象的努力。所以,请尊重摄影师和他们的作品吧!!!

(附上作者的个人网站地址:http:// www.astronom.cz/horalek/ ,有兴趣的可以去欣赏他的更多作品。我也会逐渐把他的一些其他作品通过星缘山风队的微博和微信公众号介绍过来。)

(责任编辑 张恩红)

图13 堪称史上最牛的流星雨照片

星空告白——游猎肯尼亚的星空之旅

□ 戴 明

睡梦中,列车还在有节奏的震动着……

出发前三天,K44次列车上。

刚刚从内蒙古额济纳旗满载而归的我,仍需要缓解通宵拍摄的疲惫。而这时候,远在东非的肯尼亚已经开始向我招手了。

额济纳旗的星空之旅,其实就是肯尼亚科考的一次热身,无论是在装备还是身体素质方面。眼下,一切的一切都在告诉我:准备完毕,可以出发了!

肯尼亚,它在遥远的印度洋彼岸……

漂洋过海来看你

在天文科普工作生涯中,我最向往的事情就是到南半球拍摄星空,那里有最灿烂的银河核心,最美丽的南十字星座,以及从未谋面的大、小麦哲伦星系。这个夏天,恐怕连我自己也没有想到,居然能够这么快圆了这个梦想!

南航在今年八月份开通了广州-内罗毕的航班,让每一位梦想着去肯尼亚Safari的同胞有了更好的选择:它经济实惠,而且行程更短。尽管如此,从北京到内罗毕的联程航班还是花费了近20个小时。

这并不是一趟舒适的旅途,毕竟在飞机上,你只能坐着睡觉,或者观看各类影片。夜幕下,巨大的空客A380飞行在印度洋上的万米高空,而我们就在客机上安然入睡——细细品味,有种说不出的美妙。我贴近冰冷的飞机舷窗向外张望,暗淡的反光背后居然是天鹅座。等一下,是一颗流星!今天是英仙座流星雨极大夜。

再次醒来的时候,我们正在接近塞舌尔,飞机下方是一望无边的深蓝色,看不清细节——海洋本来就没什么细节可言。

“快看外面,那是佛光!”

听到叫声,我二话没说直接扑到窗口——果不其然!

在对比图片中可以看到,万米高空的云层之上,出现了七彩环形的影像,其内部有一个飞机的影子。这就是传说中在四川峨眉山顶见到的“佛光”,其本质是太阳在飞机的另一侧,将飞机的影子投射到云彩上,云彩中的细小冰晶与水滴使光线产生折射,从而形成独特的圆圈形彩虹,飞机的影子正在其中。

“峨眉佛光”是否暗示了这次行程的好运?或许吧,因为所谓的“好运”其实是为有心人准备的。

图1 飞机上偶遇“峨眉佛光”

难忘的安博塞利

图2 赤道上空的银河系中心

赤道,离星空最近的地方。

即便这种说法是错误的,我也喜欢这样讲。因为只有在赤道附近,你才能真正尽情的去游猎全天星空!这次来的目的之一,就是要亲眼看看整个银河系的样子。

内罗毕的早晨有点冷,十几度的样子。虽然作为肯尼亚的首都,但很多地方跟上世纪80年代的沈阳差不多。当地人告诉我,这里有一片很大的贫民窟,在市区内行车的时候,尽量不要开窗户。贫穷、传染病、治安不良……这些时有耳闻的非洲“特色”都被阻挡在行程之外,我的目的只有野生动物和星空。

所以,第一天傍晚我们就抵达了安博塞利——能够眺望乞力马扎罗山的地方。

在肯尼亚任何一家国家公园附近的酒店,你都会受到很好的保护,想在夜间离开酒店是绝对不允许的。好在这些酒店夜里都会熄灯,没有比这更好的消息了。

第一天晚上熄灯后,面对着横跨夜空的银河,我目瞪口呆!

银河明亮的有些霸道了,想在北京看到这样的银河是毫无机会的!我摸黑来到游泳池旁边的一块空地,想找一个能够拍到乞力马扎罗山的地方,结果徒劳无功。

“戴老师,银河系到底有多少颗星啊?”苗苗问我。

“几千亿颗吧!”我随口答道,虽然不知道这位来自中关村三小的女孩子能不能理解这么庞大的数字,但我敢肯定的是,她已经对星空开始着迷了。

我取出所有的器材,想尽快适应这里的拍摄环境。很快,我遇到了一个棘手的难题——这里看不到北极星也看不见南天极,星野赤道仪无法用极轴镜实现精密校准!尝试了几次,跟踪都存在很大的误差,使我不得不放弃赤道仪,改用更加轻便的外置GPS组件。

宾得的O-GPS1附件我曾经专门写文章介绍过,它是通过GPS定位和多个传感器实现校准、利用传感器位移功能进行天体跟踪的。幸亏有它!在星野赤道仪无法正常工作的情况下,O-GPS1发挥了重要的作用。

午夜时分,安博塞利的夜晚比想象中还要寒冷!虽然看到了不少流星,但一颗没拍到。旅途的劳累使我难以坚持一整夜,为了应对明天的Safari,我回到自己的小木屋休息,让照相机持续拍摄捕捉流星。

仅仅睡了一个多小时,我醒了过来。窗外星光闪耀,气温却冷如寒冬,我哆嗦着给照相机换电池,继续观看流星……凌晨的流星还算足够多的,但能够拍下来的就很少了。

我在安博塞利待了两个晚上,白天在国家公园里Safari,夜晚拍摄星空……这样的节奏使我感觉非常疲惫。加上第一次在非洲拍摄星空的“水土不服”,留下了很多遗憾。

“只有在这里,我们才能拍到整个银河系的样子……”

苗苗似懂非懂地听着我的讲解,她肯定不会忘记这里的星空!

图4 大、小麦哲伦星系与流星

马赛马拉之夜

旅行的最后一站是马赛马拉国家公园,一个与坦桑尼亚接壤的地方。“大迁徙”所经过的马拉河对面就是另一个国度。

我在马赛马拉呆了两个晚上,只可惜第一天晚上狂风大作,帐篷被吹得哗啦作响,让人担心会不会被风掀起来。直到第二天晚上,也就是Safari的最后一天,我才真正进入自己的拍摄节奏!

马赛马拉AA旅社在夜间是不关路灯的,这要比安博塞利的条件差一些。我只好扛着架子去寻找一些不受灯光直射的地方。我蹑手蹑脚的漫步在帐篷之间,生怕惊动了里面的游客。忽然,一个熟悉的号码映入眼帘,那是苗苗白天时告诉我的房间号。这一刻,她正在里面熟睡着!这里刚好能避开明亮的路灯,还能看到北天极附近的星座,我决定就此停下来开始拍摄。接下来的一整夜,我都在她门外的草丛里,仿佛是她的守夜人。星野赤道仪也恢复正常工作了,因为我总结了校对极轴失败的经验,校对得差不多了。当晚的深空和星野作品,是整个肯尼亚追星之旅中最值得回味的一幕。

肯尼亚星空摄影小攻略:

1安博塞利是星空摄影圣地。安博塞利国家公园与坦桑尼亚接壤,能够清楚地看到赤道雪——乞力马扎罗山。拍摄乞力马扎罗山上的星空一直是很多人的心愿,同时场景也非常震撼。如果想拍摄星空下的乞力马扎罗山,需要注意的是酒店的选择。安博塞利性价比比较高的酒店是AA Lodge,但酒店位置并不能直接看到整个乞力马扎罗,所以拍摄受限。最佳选择是AmboseliSerena Camp,这个五星级酒店位于安博塞利国家公园内部,是最不容易订到的酒店。另外还有一个Kilima Camp,位置在公园的围墙外面,它的优势在于有一个很高的观景台,你能够在观景台上拍摄乞力马扎罗山全景。所以如果倾向于星空摄影的话,建议选择四星级的Kilima Camp。安博塞利的酒店还有一个优势是夜晚熄灯,因为那边没有输电线路,都是酒店自己的发电机发电。这对于天文爱好者来说是一个很棒的机会,我在安博塞利当天就遇到一个带着赤道仪来摄影的团。

2保护区附近的酒店会限制用电。这是因为保护区位置比较偏僻,酒店都是自备发电机的,所以夜晚会停止供电。如果你像我一样,白天拍野生动物、夜晚拍摄星空,就要多备几块电池了!

3如果你的行程里有奈瓦沙和那库鲁两站,夜晚就可以好好休息了。这两个地点的酒店整夜灯火通明,很难拍到灿烂的星空。即便是星轨,地景也太亮了。尤其需要注意的是奈瓦沙湖畔的酒店,夜里9点以后千万不要出门,因为领地意识极强的河马会上岸吃草,这些食草动物的攻击力要远胜过狮子、花豹!

(责任编辑 苏晨)

图5 《银河下,安然入睡的旅者》器材参数:PENTAX K-3,12mm Fisheye,ISO800,f2.8,曝光120秒。2015年8月17日摄于肯尼亚马赛马拉

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