天文攝影-基礎篇

天文攝影-基礎篇
私立方濟中學地球科學科李煥基教師/國立臺灣師範大學地球科學系傅學海教授

天空中有各式各樣的天體，大多數天體的共同特徵是:肉眼看不到!不要懷疑，由於人類眼睛口徑太小，也不會累積光線，所以人類能看見的星體只有區區六千顆，即便如此，我在山上拍星時，還是常常聽到遊客驚呼:哇!好多星星!其實天空中肉眼不見的東西更多更美，本文的目的，在介紹如何將天空中星星的美紀錄下來，有些方法甚至讀者也能輕易照做。天文攝影依據使用的儀器及拍攝方法可以分：

一、直焦固定攝影:最簡單的天文攝影，這也是讀者最容易照作的天文攝影方法，首先將相機固定到三角架上，對焦無窮遠，曝光個30秒，就完成了，但是其中有一些地方要注意：

(1)鏡頭：定焦鏡比變焦鏡好，因為定焦鏡的光圈大，收集的光線多，而且各式像差也少，另外焦長短一點比較好，因為焦長越長，放大倍率越大，星流跡越明顯，一般說來標準鏡或廣角鏡就可以。

(2)機身：有B快門的單眼相機，最好搭配快門線，以免手按快門時造成震動。

(3)對焦：對焦時一定要注意，鏡頭本身的無窮遠標示往往不對，所以一定要先對焦完，試拍一下，放大影像看看焦點是否正確。

(4)光圈與iso值：由於固定攝影時，星星會移動造成星流跡，所以曝光時間不能太長，但是星光很暗淡，所以光圈要開大，iso值要提高。

(5)曝光時間：一般說來用50mm的鏡頭，曝光30秒星點拉長的現象不太明顯，焦長越短，允許的曝光時間越長，例如28mm的鏡頭大約可以曝一分鐘不拉線。

其實固定攝影(其他種類的天文攝影也一樣)成功的最大關鍵在於:拍攝的地點、天氣及時間，一般說來高山上，晴朗沒有月亮的日子，拍成功的機率很高，事實上我曾經在合歡山上，將相機直接放在車頂上，底下墊著變形的面紙盒，成功拍下銀河，鼓勵大家下次出門旅遊時，花半個小時的時間玩玩看，很容易成功的。

二、直焦攝影:直接將望遠鏡當相機鏡頭使用，因為望遠鏡的焦長較長，放大倍率高，長時間曝光下，拉線會很明顯，所以一定要用赤道儀，讓望遠鏡追著天體跑，經過長時間曝光，就可以將黯淡的天體記錄下來，這種攝影方法，拍攝出來的成品很吸引人，但是這種天文攝影所牽涉的儀器、設備、技術、體力也最多，分述如下：

(1)望遠鏡:口徑越大，焦比小，各式像差小，堅固的望遠鏡最好，當然價格也通常不便宜，如果是一人一車可以運到山上的望遠鏡，大約是半台機車到一台汽車的價格，擺在天文台或外太空的價格可以是非洲小島好幾年的國家預算。

(2)赤道儀:堅固精準當然是一定要的，追蹤不準，星點會變橢圓、三角形甚至拉線。載重量要夠大，一隻望遠鏡加上導星裝置及相機，動輒十幾公斤，所以赤道儀載重量一定要夠，否則跑不動追不準。赤道儀要輕，否則架起來會很累，不過赤道儀的重量與載重量成正比，所以……累是一定的啦！

(3)相機:其實從簡單的數位單眼相機(底片機的量子效應差數位相機很多，底片洗起來也麻煩，所以很少人用)，到高耗電、沒有觀景窗(一定要電腦)，價格高貴的ccd都有人使用

(4)其他零配件:手電筒，星圖，椅子等，在台灣，能拍星星的地方通常在高山上，晚上溫度常常在攝氏十度以下，零下七八度也會遇到，因此厚重衣服也要帶著。

至於曝光時間，iso的調整，導星等問題相當複雜，有機會將會專門再介紹。

三、擴大攝影:在望遠鏡與相機之間裝上一些光學元件(巴羅鏡或目鏡)，提高放大倍率，赤道儀追蹤當然也不可或缺，由於影像高度放大後，亮度往往很低，拍攝深空暗天體的可能性就不高了，所以擴大攝影通常是用來拍行星、月面或者太陽，這種攝影方法所需要的儀器與直焦攝影很像，主要的不同點在：

(1)感光元件:直焦攝影一般是使用數位單眼相機或冷卻CCD，主要是因為這種感光元件長時間曝光雜訊比較少，擴大攝影則通常使用網路攝影機(稍加改裝)、專用攝影機或者是類似監視器用的攝影機，這類感光元件每秒可以拍攝十張影像以上，這對行星或月面的擴大攝影很有幫助，原因在第二點再述。

(2)影像後製:攝影機將影像拍下後，用專用的軟體做疊合的動作，由於拍攝的過程中空氣難免會有擾動，造成影像模糊，這種軟體可以將上萬張影像中挑出擾動比較少，比較清晰的百到千張影像作疊加的動作，如果用數位單眼，一個晚上再怎麼拍也只能拍到數百張，所以擴大攝影往往偏好拍攝速度快的網路攝影機而非單眼數位相機。

(3)望遠鏡:擴大攝影往往將影像放大數百倍，望遠鏡的瑕疵很容易一覽無遺，所以擴大攝影對望遠鏡的光學素質要求較高，光軸也一定要準，另外主鏡焦長越長，越容易放高倍率，所以直焦攝影用的小焦比望遠鏡就比較不適合做擴大攝影。

(4)天候狀況:出人意料的，拍行星不需要多好的天氣，空氣透明度、光害等影響都不大，但是空氣穩定度要好，空氣擾動越少，軟體就越有機會挑出好的影像作疊加。

天文攝影很耗費毅力，常常開五個小時的車，看到的是一晚的雲、而且連上五次山都是如此!也耗費體力，望遠鏡加上赤道儀經常重達七八十公斤，更不要說在缺氧的高山上搬!耗費財力，我想這不需要多說，另外還需要好運氣，因為以上所說的這些儀器或多或少都會有鬧脾氣的時候，要所有儀器心情好，天氣也好，真的跟運氣有點關聯。不過天文攝影的回報也很大，看到自己拍到肉眼不見的天體，一切的努力及等待都變得值得。