寻找美图拍摄地

□ 孙凤梧

寻找美图拍摄地

□ 孙凤梧

图1

在去年的世界杯决赛赛后，果壳网的加菲众老师利用基督拥抱太阳的经典镜头，计算出了拍摄者的位置。当我们手握一张带着地景风光的天文摄影作品时，只要细心考究，往往能推算出很多关于拍摄者、拍摄地的信息。《中国国家地理》杂志曾经有过“寻找封面拍摄地”的活动，在本文中，笔者将以2张发表在每日天文一图（APOD）上的美图为例，寻找照片的拍摄地。

1 广角风光照片

广角风光照片一般很容易判断拍摄地，因为照片往往会提供很多的地景信息，给读者很多施展空间想象力的线索，比如下面这个例子：

这是一张2012年3月31日发表在APOD上面的照片（图1），照片拍摄于3月25日，图中美丽的巴黎夜景映衬着金木合月的天象，给人一种繁华中偶得的宁静之感。那么，如何用这张照片推算拍摄者的位置呢？

首先，我们要知道这张照片的比例尺。通俗地讲，比例尺就是图上距离（单位一般是像素）和实际的角度（单位一般是度、分、秒）之间的对应关系。只有知道比例尺以后，我们才能推算出图中标志性景物的视大小，从而跟真实大小比较，来得出拍摄者距离标志物的距离。

那我们如何得到比例尺呢？在天文摄影照片中，星空就是一个测算照片比例尺的良好标志物。我们知道了两颗星在天空中的距离，知道了两颗星在照片上的距离，就能推算出比例尺了。

在这张图片中，我们可以利用Photoshop软件（以下简称PS）中的标尺工具，以金星、木星为测量对象进行测量；同时，我们打开天象模拟软件，比如Stellarium，模拟2012年3月25日巴黎日落后不久的星空，利用角度测量插件测量出金木角距离（见图2）。测量时之所以不用月球，是因为我们暂不知具体时刻，而月球在天球上每小时半度的运行速度会对最后的估算结果带来比较大的误差；相对而言，行星在天球上移动的速率较小，误差更小。测量结果是，363.32像素对应10°17′16″的角距，即每一像素对应1′42″的角度（原图经过扩大处理，所以会量出带小数的像素数）。知道比例尺后，我们就可以计算拍摄者到图中最显眼的标志物——埃菲尔铁塔之间的距离了。

我们测量图片上埃菲尔铁塔（含天线）的高度：197像素（见图3），那么通过换算，它看起来的高度就应该是5°35′，这是个相对较小的角度，利用高中数学中的弧度制与角度制的互换，应该为0.0974弧度。通过翻阅百科，我们又可以知道塔高为325米。我们近似地用塔高除以它对应的弧度，得到距离：3336米。由于测量误差、弧度制引入的误差，以及广角镜头边缘的畸变，这个距离很难准确得出，但是3.3千米这个数值还是可以接受的。于是，我们可以在地图上做出一个半径为3.3千米的大圆（见图4，此图上下方向为正南北走向），拍摄者就应该在这个圆周附近。

图2

图3

图4

图5

图6

接下来我们有两种办法。一种办法是确定埃菲尔铁塔的方向，来反推拍摄者的方向，这条直线和圆周的交点，就应该是摄影师所在的位置；另一种方法是我们以另一座建筑物为参照，测出拍摄者和这座建筑物的距离，这样的话，两座建筑物和拍摄者所组成的三角形就确定了，就可以作图标出摄影师的位置。第二种方法就是上一步的简单重复，换一座建筑物就好，而且这种方法只适用于广角照片，对于长焦镜头拍出来的效果不好。所以，我们试着用第一种方法来确定埃菲尔铁塔的方向。

现在我们测量金星或者木星的地平高度，再根据Stellarium模拟的结果，得出它们的方位角。以木星为例，测量其地平高度为586.85像素（见图5），对应为16°38′。在Stellarium当中，我们找到当天这个高度角对应着的方位角：273°21′（见图6），这意味着木星基本在正西方。其实，在计算比例尺之前，我们还是应该确认一下照片是否是水平的，如果地平线不平，那么测量地平高度时就会出现一点麻烦。

于是，我们可以利用铁塔和木星水平方向的角距离（见图7），和木星方位角相加，得到铁塔方位角为 305°53′。这样，我们就可以反推拍摄地方位角了：减去180°，即是125°53′。在PS中将图像逆时针旋转125°53′，作图，再旋转回来，就形成了这种效果（见图8）。那么，拍摄地大概就在这个小黑圆附近了。

图7

图8

图9

我们再将地图放大仔细搜索这个地区（见图9）。从原图中可以看到，显然这一景象是从一个高处拍摄的，在附近，我们很容易就可以找到：在标记的左侧，那栋黑色的大厦便是可能的拍摄地。这就是有名的蒙帕纳斯大厦，高度为209米。据说这是巴黎市中心唯一的摩天大楼，也难怪摄影师会选择在这个地方将美丽的金木合月天象和巴黎夜景同时装入镜头。

最后我量了一下距离的误差，有500米左右。这其实已经不小了，不过仍然可以接受，我们最后还是成功地找到了拍摄地。

2 长焦特写照片

图10

文章开头提到的加菲众老师的计算（http://www. guokr.com/blog/772835/）便属于这一类。实际上，这一类的推算方法跟上一类雷同，仍然需要距离和方向两个要素，其具体原理笔者不再赘述。我们以一张在澳大利亚布里斯班的日出（图10）为例，这张照片摄于2014年7月8日，发表于7月11日，照片上带着黑子的太阳从东方升起，带给人们灯火和自然之间的和谐之美。我们借这张照片，简要说说这类长焦照片在推算拍摄地时需要注意的地方。

1.比例尺的获得。

很遗憾，在这张照片里没有星空，只有太阳。不过日月也可以成为比例尺的参照。太阳的角直径是一个已知的数字，利用角直径，我们仍可以像上文一样，获得其比例尺。不过，大气折射可能会带来一定的误差。

2.标志物的选取。

也许大家对布里斯班不熟，不像刚才那张一样立马就能看出埃菲尔铁塔、荣誉军人院等著名建筑，不过借助Google Earth，认出其中一两座建筑也不会很难。找的时候最好有点技巧，因为是日出，所以可以调成面向东方来找。我在中央商务区找了不久，就找到了目标建筑物（见图11），图中最左侧的高楼是刚建成的249米的Infinity Tower，其右边“矮胖”建筑就是151米的Santos Place，这两栋大楼直线距离不过150米。然后我们就可以开始测量工作了。

图11

图12

之后的事情就很容易了，和上一张的处理方法一致，有兴趣的朋友可以找一下原图试试。我最后得出的结论是在距中央商务区大约七千米处的库萨山山脚（见图12）。这里的海拔比河边的商业区要高一些，距离也较远，所以会有平视大楼的感觉。从中央商务区到这里的直线上几乎没有遮挡物，所以摄影师能选择用长焦镜头，将刚升起的太阳与大厦合影。

！需要补充的是，在测量的时候我们尽量避免使用标志物的宽度，这是因为标志物不一定是正对着我们，如果我们看到的是侧面，就往往会引入一定的误差，而使用其高度一般不存在这个问题。对于这张照片，如果我们感觉很难在PS中测量大楼完整的高度（因为底部位置不好确定），不妨使用两栋大楼的高度差，因为两座大楼很近，在镜头前也是“并排”站着的，所以误差不会很大。同时，利用高度差还能测出地平线的位置，从而方便测太阳高度。

后记：

在进行天文拍摄之余，除了享受天文摄影作品的美感，做一些简单的计算也是很有趣的。其实，一张照片能告诉我们的远不止这些：利用以上几张照片我们还能顺便推算具体拍摄时间；根据流星的双站观测照片可以来推算其轨道；通过彗星的照片还能用于测定其位置……照片带给人们的绝不只是美感，还有探索过程中的愉悦和满足。祝愿各位同好能在观测摄影中，找到属于自己的快乐！

（责任编辑 冯）