用數碼相機進行天文攝影

Edwin L.Agairre 著 譯︰Shea

無焦點方法
調焦
拍攝
能源要求

古希臘哲學家赫拉克里特克斯（Heraclitus）曾經說過，“只有運動才是永恆的。”現在，日新月異的數碼成像技術充分說明了這一點。近幾年，為了迎合市場的需要，這些技術革新的直接結果就是數碼相機。簡潔、輕巧、個性化，使得數碼相機不僅受到業余攝影愛好者的垂青而且專業攝影師也十分青睞它們。但是，數碼相機究竟能拍出怎樣的天文照片呢？

在分辨率和色彩精確度上，攝影底片仍然勝過數碼相機。與使用冷卻片的專業天文CCD相機不同，消費者手上的數碼相機中的CCD在長時間曝光中會產生令人不悅的“噪點”。因此，數碼相機的曝光時間最多一般不超過幾秒種。對于月亮和行星這些明亮的天體，這已經足夠了，但是對于最亮的恆星，仍然顯得太短。所以更不要對星系和星雲有所奢望。數碼相機通常需要計算機來操縱和打印照片，但是隨著數碼成像技術的飛速發展，市場上已經有了可以獨立于計算機的打印機。

那麼，數字化究竟給我們帶來了哪些好處呢？最明顯的好處是，你在瞬間就可以看到你的拍攝結果——無需等待你的照片從沖印店送來。你可以保留那些你想要的照片，刪除你不需要的。這可以節省花在底片上的錢，而且更有利于長期保存。儲存照片的多少取決于數碼相機存儲芯片的容量，但有一點可以肯定，其容量必定超過任何一卷膠卷。

因為數碼相機的輸出已經數字化了，一些計算機程序，例如，Adobe Photoshop，就可以對照片進行處理，這些軟件可以通過“增加”曝光時間來提高照片質量，或是把許多獨立的照片拼接出一幅大視場照片。同時，這些照片也十分有利于在互聯網上傳播，你可以用電子郵件把它們發到你的朋友處，或是直接將它們放在網頁上。這些照片也很易于編輯、整理，而且比起相冊節省了不少的空間。

同時，數碼相機也還有多種用途——它們可以使印刷品數字化。或者，它們可以與雙筒鏡相連接來拍攝野生動物，尤其是鳥類。最後，高分辨率數碼相機的價格也在不斷地下降。你可以花少于800美元的錢買到3.5百萬像素的數碼相機。這些特點都使得數碼相機對于天文攝影來說很有吸引力。

無焦點方法

因為絕大多數消費者層次的數碼相機都沒有可拆卸的鏡頭，所以通過望遠鏡拍攝照片的唯一方法就是無焦點方法，也就是把數碼相機的鏡頭直接對準望遠鏡的目鏡。你可以用手握住相機，或者用一個獨立的三角架撐起它，或者做（買）一個托架。還有就是使用一個接口把數碼相機接到目鏡上。與許多目鏡投影方法類似，無焦點方法可以顯著增大圖像的大小，但是相應的，它會大大的減小望遠鏡的相對口徑。你也可能會拍到一些暈光或是變形的照片。暈光是指照片邊緣的暗帶。當相機離目鏡太遠或是相機的視場超過目鏡的視場時，暈光現象就會發生。但是，當你拍攝行星或是其他一些黑暗天空中的小天體時，這並不是大問題。為了減小暈光，你可以把數碼相機盡可能近得對準目鏡。同時選擇一個有寬大眼罩的目鏡——一些短焦目鏡的眼罩會妨礙數碼相機的拍攝。通過試驗你可以找到最佳位置。

增大放大倍率（它會減小數碼相機的視場）可以減弱暈光現象（但不要使用“數字放大”，它會降低CCD的分辨率）。變焦也可以增加放大倍率，而且可以使調焦變得簡單。

目鏡和數碼相機光學系統的共同作用可能導致圖像的變形。圖像的中央區域很清晰，但是周邊部分卻散焦了，這大大限制了可用視場的大小。請務必，讓相機圖像平面對準望遠鏡，並且與望遠鏡的光軸垂直。同時，確保目鏡和相機鏡頭的清潔，否則灰塵和污跡會降低圖像的質量和對比度。

用一個獨立的支架支撐數碼相機可以減少望遠鏡的搖晃。而且這樣的布局有利于快速將數碼相機對準目鏡。用一塊黑布或是紙板罩住目鏡和數碼相機可以保證攝影過程中不受雜光的影響。

盡管不是必需的，但是一台驅動望遠鏡的馬達會帶來許多方便，當你在調焦或是曝光時它可以確保天體位于視場的中央。對于那些沒有驅動馬達的望遠鏡，如果你只進行短時間曝光，同樣也能拍出精彩的照片。首先確定天體的運動方向，然後將其放在視場的邊緣並且確保它會通過視場的中央，當它滑動到視場中央附近時，就可以開始曝光了。

調焦

對于使用底片的天文攝影，你需要極其精確的調焦，因為任何的偏差都會顯著的放映在照片上。你可以從目鏡的調焦開始（如果你有近視，請代上眼鏡），然後將數碼相機的焦距調到無窮遠。如果數碼相機無法手動調焦，那就使用它的自動對焦模式即可。數碼相機的LCD顯示屏可以幫助你確定天體的位置以及調焦的情況，但有人發現它實在太小了，而對調焦的精確度只能作粗略的判斷。如果你的數碼相機可以影像輸出，你可以把它接在一個大顯示器上，這樣通過觀察大顯示屏你就可以精確的對焦了。而且實時的影像也十分有用，當某些現象是間歇性的時候，你可以用它判斷何時是拍攝的最佳時機。

通過望遠鏡拍攝太陽需要合適而安全的太陽濾鏡。請將相機的取景框遮住。在強烈的日光中通過LCD調焦往往靠不住，因此要把數碼相機置于陰影中或是使用外接的顯示器（也有些人用一塊綁在LCD上的放大鏡來幫助調焦）。

在天文攝影中，一架高質量的尋星鏡對于望遠鏡的定位十分有益。對于高放大倍率下的攝影，有照亮十字叉絲的導星鏡可以幫助你精確地調整主鏡，使之精確地對準那些較小的目標，例如，行星。

拍攝

不像傳統的單反相機，數碼相機中沒有反射系統，而單反相機中的反射鏡在曝光中會使得相機振動，但是即使如此，但你在按數碼相機的快門時也會造成一些振動。為了避免這些振動，如果可以的話，你可以用自拍或是遙控曝光裝置。否則，你不得不極為小心地去按動快門。

許多數碼相機沒有手動模式，你無法控制曝光的時間以及光圈的大小。所以你只能使用自動曝光模式。這一模式在拍攝面積大、亮度高而且均勻的天體（例如，月亮）時，效果十分好。但是，數碼相機在拍攝新月或是行星時會曝光過度或是曝光不足，因此你必須使用數碼相機的曝光補償功能（±2檔）來校正曝光時間。記住要對曝光進行分類。預覽在LCD顯示屏上的結果，選擇影像最清晰的那一幅。不要害怕對曝光補償進行試驗——試用±2檔之後，你就能找到最佳的設置。

對于行星必須進行反復試驗才能找到最佳的曝光時間。例如，對于典型的施密特—卡塞格林望遠鏡，木星和土星的曝光時間一般為1/4-1/2秒。縮短曝光時間有利于消除大氣湍動對影像的影響。

曝光的次數取決于你數碼相機的存儲容量。圖像文件可以存儲在數碼相機的存儲芯片中或是移動卡里。當存儲空間不夠的時候，你可以通過外部卡或是高速USB接線將文件轉移到計算機上。之後，圖像可以存放在硬盤、軟盤、ZIP盤，抑或是CD-ROM上。

在保存圖片時，請使用最低分辨率。這樣可以把圖像的壓縮率降到最低。大多數的數碼相機使用JPEG格式來壓縮圖像，以提高圖像的存儲量，但是壓縮率越高，照片的質量就越差。所以使用最低壓縮率或者不使用壓縮格式是有好處的。如果你發現在低壓縮率的情況下，你甚至可以儲存比平時更多的照片，你也不必奇怪。由于天文照片的背景大多為黑色，比起一般照片，它更有利于壓縮。如果有黑白攝影模式，你可以嘗試一下。由于CCD的工作原理，用黑白模式拍攝照片可以使影像更銳利。

能源要求

數碼相機會消耗大量的電能，尤其是在使用LCD時。如果你能找到外接電源，那問題就很容易解決。但是一般的電池僅能提供半個小時的電力，而且在寒冷的冬夜里耗電量會快速的增加。連續更換堿性電池或是鋰電池成本很高，所以充電電池是理想的選擇，例如，鎳－鎘電池。鎳金屬氫化物（NiMH）電池價格較高，但是它能提供長時間的電力，對長時間的曝光很有利。

盡管數碼相機還有一些不盡人意的地方。我相信，未來幾年，數碼成像技術將會有更大的變革，同時也會變得更便宜。但是這絕不意味著現在你可以放棄嘗試使用數碼相機，畢竟這是一種令人興奮的天文攝影技術！

譯自 《Sky & Telescope》Aug. 21th