□ 北京二一四中學(xué)　石　岱

上海上南中學(xué) 楊銘森

淺談拍攝天體的修正場(chǎng)

□ 北京二一四中學(xué)石岱

上海上南中學(xué) 楊銘森

隨著計(jì)算機(jī)與天文設(shè)備的快速發(fā)展，帶有自動(dòng)導(dǎo)星、GOTO等功能的高精度赤道儀非常普及，這使天體攝影的門檻大大地被降低。不過(guò)天體攝影也從未因設(shè)備的快速更新而省去原有的“復(fù)雜”過(guò)程。目前設(shè)備的升級(jí)只是更多地提高了素材存儲(chǔ)量與處理速度，現(xiàn)在的相機(jī)還無(wú)法做到不拍修正場(chǎng)就能獲得完美的圖像。

疊合并取平均多張被修正過(guò)的明場(chǎng)：

（單張明場(chǎng)－總偏置場(chǎng)－總暗場(chǎng)）÷（平場(chǎng)－其本底－其暗場(chǎng)）

永遠(yuǎn)拍不夠的明場(chǎng)：

也稱亮場(chǎng)，簡(jiǎn)言之就是打開鏡頭蓋，相機(jī)參與曝光后獲得的有明亮圖像的照片就是明場(chǎng)，明場(chǎng)里囊括了本底噪聲、暗場(chǎng)中的熱噪和未除平場(chǎng)的訊息。

圖1為M31，相機(jī)使用 Canon 500D ，主鏡口徑150mm/ F5的牛反，ISO800 曝光90s（以下所有實(shí)例均為此天體攝影系統(tǒng)拍攝）。一般來(lái)講，總曝光時(shí)間越長(zhǎng)，圖片的質(zhì)量越高（信噪比越高）。疊加完成的照片總曝光時(shí)間是明場(chǎng)的累計(jì)時(shí)間，與暗場(chǎng)等修正場(chǎng)的時(shí)間無(wú)關(guān)。如“圖1”是相同參數(shù)拍攝了20張，那么這些明場(chǎng)疊加后的總曝光時(shí)間：20×90=1800s即半個(gè)小時(shí)。

圖1　一張沒(méi)有被修正過(guò)的明場(chǎng)

圖2　為“圖1”拍攝后拍下的一張暗場(chǎng)

耽誤時(shí)間的暗場(chǎng)：

一般情況下，相機(jī)的感應(yīng)器每升高5—7℃，暗電流就會(huì)增加一倍。天體攝影曝光時(shí)間較長(zhǎng)，尤其在拍攝暗云氣的時(shí)候，單張曝光甚至需要5分鐘以上，感光元件會(huì)因長(zhǎng)時(shí)間使用而升溫，圖像質(zhì)量迅速下降。單反相機(jī)在長(zhǎng)時(shí)間曝光下所產(chǎn)生的暗電流通常以明場(chǎng)拍攝后減去下一張所拍攝的暗場(chǎng)的方式消除。拍攝方法：以單反為例，望遠(yuǎn)鏡的蓋子（或相機(jī)鏡頭蓋）蓋嚴(yán)，不漏光即可。不必用力去蓋，以免用力過(guò)猛造成主鏡指向發(fā)生偏移；單反光學(xué)取景器的后接目鏡一定要遮上（一般相機(jī)背帶上會(huì)配有后接目鏡的膠皮遮罩）以免環(huán)境光害通過(guò)取景器破壞暗場(chǎng)的客觀性。如果把明場(chǎng)比作1，暗場(chǎng)比作0，那么暗場(chǎng)不必都采用1010...1010...1010這個(gè)節(jié)奏拍。推薦在前半夜采用1010間隔方式拍，午夜不需要暗場(chǎng)或者只拍幾張，等到晨光出現(xiàn)的時(shí)候再拍幾張暗場(chǎng)即可。這是因?yàn)榍鞍胍沟南鄼C(jī)在剛工作時(shí)溫度不穩(wěn)定，待后半夜溫度穩(wěn)定后，我們要把寶貴的時(shí)間留給明場(chǎng)

好難拍的平場(chǎng)：

圖3曝光時(shí)間4s，ISO800。單張照片由于相機(jī)感應(yīng)器上各個(gè)像元的靈敏度（增益）并不完全一致，即使是對(duì)均勻光源面的反應(yīng)也會(huì)出現(xiàn)差別。因此，拍攝天體目標(biāo)之后，還要拍攝均勻光源作為比對(duì)標(biāo)準(zhǔn)，稱作平場(chǎng)。獲得平場(chǎng)有三種辦法：一、人工平場(chǎng)：人造平場(chǎng)燈（白熾燈或LED陣）+毛玻璃均勻照射并得到均勻光源，最后拍攝這個(gè)均勻光源即可；二、天光平場(chǎng)：利用晨昏蒙影將主鏡對(duì)準(zhǔn)天頂拍攝，如果主鏡搭配德式赤道儀可將物鏡開口朝向天頂，相反方向拍攝兩次，若望遠(yuǎn)鏡搭配經(jīng)緯式懸臂，也可將物鏡開口高度調(diào)至天頂，旋轉(zhuǎn)多次拍攝幾張。拍攝多張是因?yàn)橐乐棺罱K的平場(chǎng)圖像中出現(xiàn)星點(diǎn)和天光背景亮度不均勻；三、夜空平場(chǎng)：在天文觀測(cè)時(shí)間內(nèi)利用空的星場(chǎng)來(lái)拍攝（為避免大氣消光的影響，一般也會(huì)取天頂區(qū)域拍攝）拍攝方法類似天光平場(chǎng)。平場(chǎng)也可以記錄因光學(xué)系統(tǒng)的成像圈亮度不均勻而產(chǎn)生的周圍暗中間亮的漸層圖像現(xiàn)象。如圖4平場(chǎng)也可以除掉沾染在感應(yīng)器表面上的灰塵，所以做好平場(chǎng)對(duì)于廣域拼接（馬賽克）攝影的愛(ài)好者非常重要。

圖3　為 M31素材所拍攝的天光平場(chǎng)

圖4　某次使用業(yè)余CCD拍攝的平場(chǎng)

圖5　為M31素材所拍攝的偏置場(chǎng)ISO800,曝光1/4000秒

不可偷懶不拍的偏置場(chǎng)：

零秒曝光下，在無(wú)光源進(jìn)入相機(jī)感應(yīng)器時(shí)，相機(jī)剛剛參與曝光的一剎那所產(chǎn)生的電流，所以微弱的亮度已經(jīng)產(chǎn)生。也就是說(shuō)只要照相機(jī)一啟動(dòng)，背景的亮度就不是從零開始了。那么我們將所有的拍攝過(guò)的照片（除偏置場(chǎng)本身）減去這個(gè)初始微弱亮度，才能得到更準(zhǔn)確的曝光結(jié)。拍攝方法：感光度與明場(chǎng)相同，取最短的曝光時(shí)間拍攝（如四千分之一秒，八千分之一秒）并在素材拍攝開始與結(jié)束兩個(gè)節(jié)點(diǎn)分別拍5-10張進(jìn)行疊加獲得總偏置場(chǎng)即可。

被遺忘在角落的平暗場(chǎng)：

記錄平場(chǎng)的熱噪聲，蓋上鏡頭蓋與后接目鏡的遮眼罩，采用與平場(chǎng)相同的曝光時(shí)間和感光度即可。

圖6　M31素材的平場(chǎng)的暗場(chǎng)

得出圖7的處理流程：

疊加200張被修正過(guò)的明場(chǎng)：（單張明場(chǎng)－總偏置場(chǎng)－總暗場(chǎng)）÷（總平場(chǎng)－總偏置場(chǎng)－平暗場(chǎng)）而后用Photoshop處理得出。

圖7　經(jīng)過(guò)修正場(chǎng)修正后的3幅馬賽克拼接的M31

這里有個(gè)口訣：

四大修正場(chǎng)，場(chǎng)場(chǎng)不可缺，偏置打頭陣，總合取平均：總偏置場(chǎng)生成是疊加程序邁出的第一步。總偏置場(chǎng)是由拍攝的全部單張偏置場(chǎng)疊加后并取平均值而生成（其他的如總平場(chǎng)也是通過(guò)疊加取平均而生成）。

通過(guò)理論結(jié)合實(shí)踐總結(jié)出：

天體攝影除了做好明場(chǎng)的曝光適中、構(gòu)圖得當(dāng)、對(duì)焦準(zhǔn)確等等前期的精良準(zhǔn)備以外，還要不遺余力的拍好修正場(chǎng)。修正場(chǎng)的好壞，直接影響明場(chǎng)的后期空間。

（責(zé)任編輯蘇晨）