浅论业余天体摄影

陈厚尊

许多人都曾有过这样的经历：当长久地独处于繁星之下的时候，会不由自主地产生许多奇妙的心理变化，比如，萌生出一些从未有过的想法、思考终极的哲学问题，等等。德国哲学家康德曾有一句特别流行的名言，简明地道出了人与自然之间的这种奇妙联系：这世上最使我震撼的，是头顶的星空，还有心中的道德律。

尽管没有人见过几百万年前凝望星空的古猿，但是我们有理由相信，人类的祖先很早就学会了仰望星空，思考究竟是什么在苍穹之上熠熠生辉。毫无疑问，我们的确从它们那儿继承了与敬畏宇宙有关的“遗传基因”。不妨回想一下，当我们翻开天文类杂志，或者浏览与天文有关的新闻或帖子的时候，每每能看到大量制作精美、色彩绚丽的天体图片。即便是在信息爆炸时代，那些神秘的天体影像对人们同样具有吸引力。值得注意的是，这种现象对学前儿童尤其显著。尽管后者看不懂图片上的天体，却依然能从中体会到某种美感。也许你也曾好奇过，那些震撼人心的天体图片究竟是如何拍摄出来的？普通人是否也能拍出这种照片？本文的目的，就是尝试向读者简要地回答这些问题。

顾名思义，天体摄影的拍摄对象是各种天体，也就是低层大气以外的目标。需要指出的是，流星作为一种常见的星野摄影题材，一般出现于60千米以上的高层大气。与普通的风光摄影和人物摄影不同，早期的天体摄影往往兼具一定的科研价值。事实上，19世纪40年代出现的天体照相术一经问世，就成为天文学研究的一个强有力工具。在此之前，人们只能依靠文字记录描述天文现象。为了在研究中尽量避免个人主观的影响，像第谷、赫歇尔这样的目视大师，会在自己的观察记录里采用一套标准化语言，以尽可能平和、客观的文字展开描述。即便如此，观察者的干扰

作用始终无法剔除。天体照相术则一劳永逸地解决了这一问题。理论上讲，天体照片是一种绝对客观的存在，只要拍摄器材相同、拍摄环境相同、被摄天体的状态相同，拍摄出的照片就完全一样。不同人看到照片以后可以有不同的见解，但照片本身是客观无虚的，且只要保管得当，原片可以保存相当久远的时间。进入数码时代以后，数据备份变得方便且廉价，天体照片的保存年限也不再有任何物理限制。

第二次世界大战结束以后，各波段天文学蓬勃发展起来。为天体拍照的设备随之变得庞大和复杂。它们有的坐落于群山之巅，有的被运载火箭送往外太空，以寻求更优良的观测条件。如此一来，那些只专注于可见光波段的成像设备和技术逐渐失去了其科研价值。举个例子。自1610年天文望远镜发明以来，欧洲天文学家一直在使用伽利略发明的“投影法”描绘太阳黑子每天的分布情况。这一过程有点像鲁迅童年时在三味书屋里描绣像。如此辛苦的积累工作断断续续做了200多年。19世纪时，天文学家发现的太阳活动周期、蒙德极小期等太阳物理学观测基础，基本上都源于这批宝贵资料。有了天体照相术以后，类似的采集工作变得轻松不少：天文学家只需将专门的照相底板放置在经过适当减光的望远镜的成像平面上曝光，就能获得当日的太阳黑子照片。自进入数码时代，就连这些重复性的拍摄工作都交给了受程序控制的计算机系统。后者其实是一连串预先设定好的程序指令，远程遥控着位于日地系统第一拉格朗日点的SOHO卫星，每隔15分钟自动拍摄一次太阳的各波段影像，并將其传回地球，录入互联网，任何机构与个人都可以无偿下载和使用这些图片。这套系统可以一直工作下去，昼夜无休，不知疲累。只有当系统出故障的时候，才会提醒美国航空航天局的当值工程师插手解决。有了这样一套全球共享的自动成像系统，地面上获得的太阳黑子照片也就失去了其科研价值。

但是有的时候，热衷于给天体拍照的业余爱好者确实能发现一些被天文学家漏掉的、在夜空中转瞬即逝的新奇现象。比如下面这张著名的木星视频截图，它记录了一颗游走的小天体撞击木星的一瞬间。这样的事件极为罕见，却幸运地被一位澳大利亚的天文爱好者安东尼·韦斯利捕捉到了。通过这次撞击，天文学家可以更好地了解飘浮在太阳系外层的小天体的体积和数目。不过，这毕竟是一起小概率事件，就像你周末带着相机外出扫街，却意外地拍下了警察要找的犯罪嫌疑人一样。如今，业余天体摄影的科学价值早已式微，我们更看重其美学价值。从这个意义上讲，天体摄影其实是摄影下的一个分支，与人像摄影、静物摄影、风光摄影一样，只是它的题材较为特殊罢了。

了解过业余天体摄影的意义后，我们再来介绍一下它的分类。依据拍摄对象的不同，天体摄影所需的器材和技术也有很大差别。据此划分开来，至少有三个大类，即深空摄影、行星摄影和星野摄影。每一大类还可细分出许多小类。粗略来讲，深空摄影包含了彗星摄影、星系摄影、星云摄影等，它们的拍摄手法和所需器材亦不相同。行星摄影依据拍摄目标的不同，可细分为月面摄影、大行星摄影、黑子摄影、日珥摄影、人造卫星摄影等。星野摄影的分类稍显杂乱，广义的星野摄影包含了一部分的广域深空摄影、星座摄影、星轨摄影、流星雨拍摄和创意天文拍摄等。值得一提的是，相比前两者，星野摄影具有入行门槛低、器材便携等特点。但是，要想拍出令人过目不忘的优秀星野作品，需要拍摄者掌握一定的构图技巧和后期处理技术。

当然，以上分类并非绝对，它们之间的界限也不甚明确。真正成功的作品，往往来自那些敢于打破传统、不落窠臼的尝试。例如，每当像麦克诺特彗星、海尔-波普彗星这样的世纪大彗星出现时，彗星摄影和星野摄影之间就不存在明确的界限，此时往往也是考验拍摄者想象力的时候。

下面，我们按照以上三大天体摄影分类，简要介绍一下各自所需的器材和拍摄方法。

深空摄影

顾名思义，深空摄影的拍摄目标主要是业余天文爱好者口中的深空天体，通常情况下泛指太阳系以外的各式天体，例如星系、疏散星团、球状星团、发射星云、反射星云等，有时也包含游荡在太阳系内的大小彗星。需要注意的是，对于绝大多数深空天体，其拍摄效果与目视效果大相径庭。以猎户座大星云M42为例，它的目视效果与业余拍摄效果就有天壤之别。究其原因有两点：第一，肉眼没有相机那样的积累曝光功能;第二，肉眼在黑暗环境中对色彩不敏感（毕竟我们不是夜行动物）。所以，望远镜里的星云和星系看起来基本上都是灰白色。中学物理课本喜欢拿

人眼与照相机做某种结构上的对比，其实这种对比是很不合理的。从生物进化的角度看，人眼真正的优势在于稳定视野和快速捕捉，而非一动不动地长时间凝望夜空。

如前所述，深空天体往往都是一些低表面亮度的暗淡天体，因此，拍摄一张照片需要积累一定时间的曝光量，以获得足够的信噪比。或者通俗一点说就是，将拍摄目标从不够黑的夜空背景中“剥离出来”。因此，深空摄影需要把照相机和望远镜放置于某种跟踪设备上，以抵消拍摄期间由地球自转引起的目标的东升西落。此类设备统称为赤道仪。目前市面上最常见的是德式赤道仪，其显著特点是自带一枚或数枚有分量的重锤，以平衡架设其上的载重。除此之外，还有英式

赤道仪、叉式赤道仪等。赤道仪是整套深空设备的底座和基础，一架跟踪稳定、精度优良的赤道仪能充分发挥设备的分辨能力，挖掘其拍摄潜力。

至于架设在赤道仪上的拍摄系统，可以是天文望远镜，也可以是单反的长焦镜头（焦距在200mm以上），后接一台单反相机。当然，有些高端玩家也会自己对单反相机里的CMOS（即图像传感器）做改造，或者购买专门用于深空拍摄的工业级照相机，以提高拍摄效率。由于深空摄影需要积累一定时间的曝光量，因此对光学系统中的各类像差比较敏感，尤其是色差、球差和彗差。这样就限制了适于深空拍摄的天文望远镜的种类。以折射镜为例，其最大的问题在于色差。因此，包含了超低色散镜片（即ED 镜片）的各种复消色差镜（简称APO镜，或复消镜）最适宜深空拍摄。不过，与同口径的普通消色差折射镜（简称普消镜）相比，APO镜都具有不菲的价格，一

般是前者的8倍左右。各类反射式望远镜因其天生的无色差、口径大、价格低等特點，深受天文爱好者的喜爱。但是，反射镜的镜筒都是开放式的，需要在拍摄前进行充分的冷却。而且，在拍摄过程中，开放式的镜筒极易受到环境杂光的影响，成像品质远不及同口径的APO镜。

行星摄影

“行星摄影”这个名称具有一定的误导性，它的拍摄目标不仅限于太阳系内的大行星。实际上，任何表面亮度很高、但视线张角很小的目标都可被纳入行星摄影的范畴，最典型的如月面陨坑、行星状星云等，大行星只是其中最典型的一类（作为对比，深空摄影的拍摄目标往往是一些表面亮度很低但弥散面积很大的天体）。行星摄影的精髓在于充分运用设备的分辨力，挖掘天体的细节。例如，木星翻涌的云带及其大红斑、土星的环缝、月面陨坑的中央峰、行星状星云的中央星及其外围的壳层，等等。此类天体的亮度很高，不需要长时间曝光，但细节的尺度很小，往往在角秒量级。低层大气的随机流动会显著干扰该尺度上的信息，降低了信噪比。目前流行的处理方法是对目标拍摄大量短曝光的图像，然后用像Registax这样的软件将它们一一对齐、叠加，以消除大气抖动带来的影响，同时加强目标的固有细节。我们看到，用摄像头拍摄无损视频的方法可以方便地获取此类素材。

行星摄影对器材的要求与深空摄影不太相同。首先，行星摄影不需要高精度的赤道仪，只要底座有一定的跟踪功能即可。因为后期做处理的时候，叠加软件本身就有对齐功能，可以抵消拍摄时目标的漂移或者场旋。第二，为了挖掘尽可能多的细节，行星摄影需要口径较大的设备，常常是6英寸起步，而深空摄影就没有这样的要求;第三，行星摄影不需要黑暗澄明的夜空，但要有良好的视宁度（Seeing），即低层大气要稳定。

星野摄影

前面讲到，星野摄影具有入行门槛低、器材便携等特点，也是普通人最容易上手的天体摄影类别。星野摄影可分为固定拍摄和跟踪拍摄两种。所谓固定拍摄，就是把单反相机直接架设在普通的三脚架上，然后像风光摄影一样进行拍摄。采用高感光度（ISO>1000）、短时间曝光（T<30s）的参数组合可以拍摄星座、流星、银河轮廓、星空延时等题材;低感光度（ISO<400）、长时间曝光（T>5min）的参数组合可以拍摄星轨照片，即因地球自转引起的“星星拖线”的奇妙效果。更长时间（T>1h）的星轨照片可以通过后期叠加的方式由前者合成。

跟踪拍摄的星野摄影有点类似于深空摄影，同样需要一架赤道仪，所不同的是，星野摄影的设备比较轻便，往往就是一部单反相机、一个镜头而已，总重不超过3千克，对跟踪精度的要求也不高。目前，市面上绝大多数的天文仪器厂商都推出了专门用于星野拍摄的便携型“星野赤道仪”，它们的价格也比深空摄影所用的大型赤道仪便宜许多。有了它们，就算是最初等的单反相机也能拍出壮观的广域星野作品。