《天体摄影基础.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《天体摄影基础.doc（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、进阶天文摄影 一.天文摄影的特性： 天文摄影的对象是暗淡的天体，需要消除的是地球的自转，所以必须使用特别的器材，做极长时间的曝光。 二.天文摄影失败的原因： (一)极轴不准：蒙气差 虽然使用极轴望远镜来对正极轴的精度相当高，对于短焦距的望远镜追踪摄影及观测绰绰有余。但对长焦距的摄影，例如：1000mm的焦距，要求的对极轴精确度就要很高了！这就不是光靠极轴望远镜对极轴就够的。当赤道仪的极轴望远镜使用于低纬度的地区时，大气折射所产生的影响使得要精确地对正极轴几乎是不可能的。大气折射对星星确实位置的影响如下： 星星高度蒙气差(大气折射量)星星高度蒙气差(大气折射量) 1005 172002 38 3
2、001 404001 09 因大气折射，实际星星的位置会比观测的位置低，在台湾北极星的高度约25度，所受蒙气差的影响约2分角，也就是说就算你把北极星对到同心圆漂亮地绕着望远镜极轴中心转的程度，实际上仍有约2分角的误差。那么以极轴望远镜中心偏上2分角位置为正确赤道仪中心来对准，应该可以校正这2分的误差。可是赤道仪出厂时，极望与机械轴偏心仍有误差量，也就是说改善是有限度的。 精确的对好极轴是不需要极轴望远镜的，但是有极轴望远镜可以先把极轴对得差不多，更方便我们用这一方法。这法子其实是很古老的，基本而有效，可以精确到令人满意的程度。 精确对极轴的方法 固定式观测站，天文台的望远镜或是要求长焦距的天文
3、摄影时，需要极精确地对准极轴，上述的方法是不够的。下面是一个精确对极轴的方法(drift method)： 1.先以上述方法对好极轴。 2. 3.drift-漂移法。 a.使用巴洛镜及有视野照明的十字线目镜，尽量提高望远镜倍率，倍率越高，极轴可以对得越准确。 b.将一颗在天顶子午线附近离天球赤道5以内的亮星导入望远镜视野内，天球赤道的赤纬值是0。 c.将星星置入十字线交点中心，切换赤纬马达至高速运转模式，驱动赤纬马达使星星移动，调整目镜使星星沿着十字线中的一条重合运动，此方向即为赤纬方向；另一条线与星星移动方向垂直，即为赤经方向。 d.监视亮星在赤纬方向上的漂移，调整水平方位微调钮使亮星回到赤
4、纬线上，直到亮星一直保持在赤纬线上，没有赤纬方向上的漂移运动为止。请忽略任何赤经方向上的漂移量。 e.重复同样的程序，将一颗在东方高度20以上附近离天球赤道5以内的亮星导入望远镜视野内，重复步骤c，只监视亮星在赤纬方向上的漂移，调整倾斜角微调钮使亮星回到赤纬线上，直到亮星一直保持在赤纬线上，没有赤纬方向上的漂移运动为止，请忽略任何赤经方向上的漂移量。这样一来，在任何观测及摄影的场合下，赤纬几乎不会有任何的漂移；可以完全地忽略赤纬的修正，所有的可能误差来自于赤经轴蜗杆蜗轮的周期性运动及大气折射的效应，只需要考虑赤经方向上的修正。这也适用于没有赤纬马达电动修正的赤道仪欲从事长焦距天文摄影的时候使用
5、。 (二)导星不精确： 在准确对正极轴后，仍然会有摄影失败的情形发生，这时大部份的原因出现在导星精度不够的问题上。以vixen生产的GA-4导星监视器来说，如果被导星保持在最内圈的范围内移动，并且要求星点在底片上的移动范围大小在20以内，这种条件下，主镜焦距上限是导星镜焦距的0.8倍。可是大部份的导星镜焦距都比主镜短，所以必须要提高导星的精度，才能弥补导星镜焦距之不足。适当的做法是：让被导星保持在最内圈的 1/2或1/4内移动，也可以把被导星放在垂直线相交处，利用缩小范围的方式来提高导星的精度，精度最高可让主镜焦距是导星镜的1.5倍。 (三)整体强度不足： 当极轴对得正，导星导得准，在经过一个
6、小时的曝光后，星点仍然莫名其妙的拖迹，这是会让人捉狂的。仔细检查底片，这种拖迹方向通当不是赤经或赤纬方向，这种追踪失败是因为主镜、导星镜或云台板的强度不足。强度不足最常出现的地方是：主镜对焦座、导星镜对焦座、导星镜目镜座、接环及云台板上。经过长时间的曝光后，主镜、导星镜等都会有极轻量的变形，而且曝光愈久愈会有这个问题，这些变形量总合后，对长焦距摄影是一个不能忽视的问题。 (四)选错底片： 恒星、星团、星系及反射型散光星云(如M45)的光属于连续光谱，而发射型星云-红色星云及行星状星云来的光，则主要集中在H(6563A)及N II (6548A、6584A)、其次有H(4861A)、O III
7、(4959A、5007A)及O II (3726A、3727A)等。H及N II 的是红色光，这也就是这些星云呈红色的原因。对这些色光来说，大部份的黑白底片都不能感光到6500A的红色光，只有TP底片例外。这也就是说，如果拿T-MAX底片来拍北美洲星云，曝光再久都不能拍出充足的影像。对彩色底片来说，也有这个问题。各家厂商的彩色底片在低照度倒数率失效下，特性都不太一样，所以会有同样拍北美洲星云，同样仪器及曝光条件下，甲牌底片及乙牌底片会有不同的表现。自己必须了解自己常用底片的特性。 (五)曝光不足： 天文摄影是在拍摄极暗淡的光源，对这么暗的光来说，底片的倒数率失效是很严重的。如果我们根据某作品的
8、曝光时间，单纯地转成自己光学系统的曝光时间，这通常是不行的。例如：F2.8的光学系统曝光20分钟，则F5.6的光学系统曝光就不能是20分X4=80分，用F5.6/80分钟是拍不出与F2.8/20分钟同样的影像浓度的。这是因为底片的倒数率失效让底片的感度大大地下降了。为了影像品质而选择低感度的底片，但却要付出极长时间曝光的代价，通常是不会成功的。 解决的方法有：氢气增感、冷冻相机、负片重迭及增感显影等。 氢气增感：将底片乳剂中的O2、H2O等气体抽离，以抑制倒数率失效，再利用氢气让底片产生轻微化学感光，可以有效提升底片感度310之多。 冷冻相机：利用干冰将底片温度降到零下70度以下，以抑制倒数率
9、失效，可以有34倍的增感效果。但在实用上，要冷却底片不难，要防止底片结霜才是大困难。 负片重迭：将二张同内容、曝光较短的负片重迭洗相，会得到比单一张但二倍曝光时间的相片更强的影像。这是利用二张负片重迭后，影像反差大增的现像来弥补曝光时间的缩短。 增感显影：这是指拍摄完毕后，在底片显影时延长显影时间以提高底片影像浓度的方法。适用于TP、T-MAX等黑白底片及彩色正片，负片则效果有限。 投影放摄影 目镜投影法 有时拍行星因为星像实在太小会用目镜投影法来投影，这种方法类似正像镜的光学结构，但是因为要装相机，也会有接合不稳的问题。目镜与底片距离越长，倍数就越大，但也越不稳。 另一个问题是因为倍数很大很
10、暗，用单反相机的对焦屏很难对焦。因为很暗所以也需要追踪马达，要自己作有一定的困难度。 目镜放大摄影 在前几期上，我们了解了很多天文摄影各方面的基本知识。这一期要来说说最后一种天文摄影那就是放大摄影。 放大摄影跟直焦点摄影一样，都是属于追踪摄影，只是曝光时间比较短罢了。但是放大摄影受制于外在影响很大，所以笔者认为放大摄影是所有天文摄影中最不好拍、最不容易拍到好作品的一种摄影法。 放大摄影的装备 放大摄影的装备与直焦点摄影的装备重复性蛮大的。不过放大摄影不用导星，可以省下一笔导星装备的费用，另外再增购放大摄影用的接筒即可。 相机部份：单反相机（最好是有内藏测光表的电子相机），快门线 望远镜部份：任
11、何一型望远镜（以大口径、长焦距为佳），高精度赤道仪 其余相关配件：放大摄影筒，放大投影用目镜，记录用具 各位可能心里已在怀疑笔者有没有打错字了，怎么在前几期讲到的天文摄影中，都推荐使用机械式单反相机，在放大摄影时就变成电子相机了呢？ 没错！笔者就是推荐使用电子相机！理由是：一、放大摄影的曝光时间都不长，最多不过十数秒而已，所以长时间曝光会耗电的问题可以说是不存在的。二、行星的亮度一般都还算够亮（月亮就更不用提了），所以放大影像后，在某些高级的电子相机上还能测光，这对判断曝光时间的帮助很大，可以减少试误法所浪费的底片。 望远镜当然是愈大愈好，这是真理，而且焦距长的比较好，这是因为焦距长比较容易提
12、高放大倍数。另外，放大摄影需要利用目镜来把天体的影像放大，而放大摄影用的目镜与一般目视的目镜不同，用放大投影专用的目镜拍出来的品质会比较好，但相对的，目镜的价钱也比较高。 放大摄影的对象 放大摄影主要是拍摄行星及太阳、月球表面上的局部，例如太阳黑子或是月面上的某个火山坑。这是因为行星的视直径很小，如果只用望远镜的焦距来拍，相片上的行星会小到只是一个点，无法看出行星的表面，所以必须要用目镜来把行星的影像放大，才能看出行星表面的模样或变化。不过也曾经有人用低倍目镜放大来拍行星状星云，会这样做主要是鉴于望远镜焦距不足，拍出来的星云太小。这种拍法相当困难，没有相当经验是很难拍好的。 放大摄影的方法 放
13、大摄影的先前准备动作与直焦点摄影是一样的，都是先架好仪器（可以不架导星装备），做好平衡，对正极轴，然后找到目标，取景测光完毕后就可以按下快门了。唯一跟直焦点摄影不同的是相机的装法，相机并不是直接装上望远镜的。在望远镜与相机之间必需要有一个能衔接这二者，并且能装上目镜的一个接筒，笔者称这个东西叫放大摄影接筒。在望远镜之后先接上放大摄影接筒，再接上相机。接筒内先放入低倍目镜，找到要拍的天体后，再换上高倍目镜，然后取景对焦测光按快门。很简单，对不对？ 放大摄影的问题 如果这么简单就好了。在地球上，我们需要空气才能生存，但就是这个大气层，严重干扰了天文观测和摄影。我们先知道二件事：一、空气的扰动会使得
14、星点摇晃，造成画面的不清晰。二、焦距短的看的范围广，焦距长的看的范围窄。放大摄影之所以要用目镜来放大，就是因为望远镜的焦距不够长，必须利用目镜的放大功能来等效于焦距的延长。那焦距一长，看的范围就很小了，所以只要有一点点的空气扰动，在望远镜内就会很明显。因此，要拍到一张好的放大摄影作品，除了实力外，还得会察老天爷的脸色。 放大摄影的第二个问题是赤道仪的追踪精度。如上面提的，行星太小，所以要用目镜来放大（也就是延长焦距）。当我们放大的倍数极大时，延长的焦距大约都有数万mm，这么长的焦距，如果赤道仪的极轴对的不准或赤道仪追踪精准度不够，不要说曝光只有几秒，就算短到一秒内都会影响到拍摄天体的清晰度（也
15、就是解像力）。再加上适合拍放大摄影的望远镜口径都不小，所以一台够份量的赤道仪是极必需的。 第三个问题比较怪，是震动的问题不是地面或望远镜的震动而是相机反光镜的震动。单反反光式相机机内都有一面反光镜，在按下快门的那一瞬间反光镜会弹起，这个动作会造成相机的震动（或说是望远镜的震动），愈暗的天体对这个动作愈不敏感，但对行星或月面的影响就不小了，所以如果相机的反光镜能弹上并锁住然后再曝光，这种相机才比较适合放大摄影用。 第四个问题是对焦。当我们用高倍目镜把行星放大后，行星会变得很暗，非常难对焦。除了使用比较亮的对焦屏之外，就只能多拍来累积经验了。 以上的问题现在有一个解决的方法（当然不是百分之百解决），这要拜科技进步之赐，那就是用高感度底片。现在世界各大胶卷制造商所生产的高感度胶卷，粒子已不比以前的一百度胶卷的粒子粗了，所以我们可以用四百度甚至八百度的胶卷来拍行星或月面，仍然可以得到很好的效果，并且可以利用高感度来缩短曝光时间，克服大气扰动及追踪误差的问题，可以说是一举数得。 结语 前前后后讲了四期，今天总算是告一个段落
