如何拍星空

 

1 星空拍摄可以大体分为两类，和新起的一类：

• 星野摄影
• 深空摄影
• 深空技法的星野

1.1 星野摄影

星野摄影是以星空+地景为元素的摄影，通常都是广角偶尔有中长焦。比如北半球夏季银河为星空主题的照片，比如流星雨、星轨、简单亮星为星空主题等等。往往都需要很棒的地景作为照片的加分项，很看重「摄影」技巧，比如构图，颜色等等。而且，只要有三脚架、单反或者更高端的拍摄机器、快门线，你就可以拍摄很美的星野摄影作品。

星野摄影在国际上有著名 The World at Night (TWAN) in Photos and Videos 每年也举办星野摄影比赛这里是真正的大师云集，在国内去年果壳的 Steed 老师发起了以中国人拍摄的星野摄影网站 夜空中国/星空摄影/天文摄影/星轨/星夜/银河/流星/风光/夜景 夜空中国，网络了中国星野摄影大师的各路优秀作品，可以模仿学习。星野摄影，也正是大部分心中的星空摄影，而且起点并不高，有时间了出门多拍拍，就一定有提升。

用一个发现美，还原美，再现美的态度可以拍摄很多美丽的星野摄影作品。这个主题更加推进了大家对星空的认识，每个人都拥有头顶，为什么却看不到星空。关于去哪拍摄星空，在介绍完深空摄影之后我再来讲吧。

1.2 深空摄影

深空摄影是拍摄那些星云、星系，在肉眼直接看到的都是很小很小的目标，镜头通常是长焦大口径的望远镜，拍摄端是单反、冷冻ccd。另外星空是每时每刻都在运动的，因为地球大约 24h 自转一圈，所以星空在眼睛看来大概是以北极星为圆心，24h 绕北极星匀速旋转一圈。刚才说深空用的都是长焦距的，长时间曝光呢，拍摄的目标运动带来的「拖线」已经非常显著，所以我们需要赤道仪来跟踪星空的运动。就是让拍摄端以正确的轴（叫做极轴）正确的速度跟踪星空，由于极轴选取的误差和电机跟踪的误差我们还需要一套导星设备指导赤道仪。

这是一套完整的深空摄影器材，拍摄端的单反没有放上去，忘了摆比例尺，设备高度大概 1.8m 吧

深空摄影可以去 AstroBin | AstroBin 或者 牧夫天文论坛（中国最早的天文论坛，致力于天文和望远镜的科普交流平台）分别是世界爱好者们和中国爱好者分享交流的论坛。我的深空摄影诸如这样：

然而深空摄影是个无底洞，看到刚才那么大的器材了吗，每次出去都太费劲了。。拍摄时一个目标单张拍摄 5mins，拍它 50 张才说可以结束了，还有后期所需的时间应该要超过拍摄的时间，除了最核心的叠加降噪，处理平场暗场 bias，还有拉曲线调色，每一项都是一门大学问。但依然还有无数深空的爱好者义无反顾的扎根郊区，真正享受拍摄深空天体，有时候你不去满天繁星的地方待一晚真的不会明白人类的渺小。

1.3 深空技法的星野

深空技法的星野是由于大家拍摄星野的时候总要开高 ISO，相应的画质就差很多了，于是衍生出了星野摄影的高级版本（注意还是星野摄影），星空部分叠加降噪，地景部分叠加降噪，最后在满足事实的基础上将星空、地景叠合起来，完成作品。这样的好处不由明说，画质提升非常高，比如下面这个对比：

下面这张是单张，上面那张星空部分叠加了 20 张。可见如果我们每张都这样做，再花费了大量时间的代价下却可以获得更好的星空摄影作品。

关于叠加降噪参考：https://www.zhihu.com/question/31866887

2 如何拍摄

2.1 星野摄影

–单张星空–

• 支起一个三脚架，摆上相机和镜头，插上快门线。设备架好了。
• 在城市里，由于灯光影响严重，保证全画面不过曝的情况下，通常拍不到很多星星参数设置保证地面不过曝，夜空多少会有几颗星星的，视当晚的空气质量和云量而定
• 在近郊，离市中心直线距离 20km 左右，适当提升曝光。
• 在远郊，离市中心直线距离超过 50km，恭喜你已经走到夏天北半球肉眼可以目视银河的地方了。这时星空已经比地景亮了，iso1600 最少，光圈f值别大于4（通常大多都是用小于等于 2.8 的），曝光时间用 600 法则，就是600/焦距（秒）。这些参数设置思考一下就是为了尽可能多的曝光啦！「600」是个大家口口相传的经验，比如24mm 的广角，曝光 30s 星点就明显拖线了，但对于超广角要适当调整一下，比如 14mm，25s 边角已经拖线了视场中心还好。
• 前景的构图非常重要，比如一个长条的银河如何摆在画面中和地景搭配，比如可以适当对焦到前景，让星空虚焦这样星点会变大。

–星轨–

• 单张短曝光比如 30s 一张，拍摄多张。(总时间/24h)*360 度，就是星轨划出的弧度（在超广角有变形）
• 后期叠加使用 photoshop 堆栈导入后，变亮叠加。或者 Startrails 软件一键叠加。
• 有时地景必须要单独拍摄，后期亦可将单独拍摄的地景叠合在星轨长成的相应位置上。

–银河拱桥–

• 通常使用 24mm 以下的广角，在银河还未过头顶时，拍摄多张全覆盖银河和想要的地景。
• 后期使用 PTGui 拼接，或者 photoshop 拼接搭配「自适应广角滤镜」调整。

–长焦星野–

• 引用 Neptune 小胡子的这张照片使用星野赤道仪，用一半速度跟踪。这样在不长的曝光下，星空和雪山都是将拖线未拖线的。需要在足够曝光时间下，又不能太长曝光时间。

2.2 深空技法的星野

• 星空用星野赤道仪跟踪单独拍摄，多张叠加降噪。
• 地景不跟踪拍摄，多张叠加降噪。
• 保证星空和地景曝光参数相近，这样二者叠加时才能符合客观。
• 一定不能错误摆放地景，星空高度和位置必须满足在拍摄某一时刻是出现过的。

2.3 深空摄影

深空摄影近年出现了纯深空天体和广域深空两大派:

–纯深空–

• 天文望远镜拍摄亮场、平场、暗场、暗平场、Bias
• 后期多张叠加降噪，以及扣除暗场等等，通常使用DeepSkyStacker , PixInsight , MaxIm DL （牧夫天文论坛搜搜）
• Photoshop调整

–广域深空–

• 使用星野赤道仪架设中长焦镜头拍摄
• 后期多张叠加降噪（也可以相应扣除暗场等等）
• 使用 50mm，单张 iso400，f/2.8，5 mins

还可以一个角度拍完，移动一个角度拍摄相邻的位置，将多幅叠加完的照片拼接，比如下图，是 4 张 135mm 叠加完的拼接。

比如下图，5 张 50mm 叠加完的照片拼接。

3 准备什么

器材是首先的了，还有要保证安全！其次是去郊区哪里拍摄星空比较纯净，天气怎么样？路线怎么走？

3.1 器材篇

• 相机，要高感好的。新发布的全画幅和半画幅的单反，高感度都有很优越的表现。
• 镜头，最好要光圈f值小于2.8的，比如同等曝光时间和其他参数，f/2.8的进光量比f/4的进光量要多一倍。
• 三脚架，一定要稍微重一点的，郊区有风，脚架稳定性需要特别注意。
• 星野赤道仪，这是对于广域深空和深空技法的星野所必需的，目前市面上流行的星野赤道仪主要有两款：

艾顿星野赤道仪

信达星野赤道仪，自重都是1.5kg左右

• 衣服！衣服也算器材！强烈建议每个出去拍星的人看好郊区温度，和海拔提升带来的温度，夏天上山也是要厚外套啦。
• 红光手电或者头灯，尽量不要使用白光手电，红光手电可以让人眼持续适应黑暗。

3.2 观星位置

推荐一个查询光污染的地图（自行走到墙外…）：http://darksitefinder.com/map/

紫色部分就是肉眼可以看到壮观银河的位置了，当然越黑越好。（长三角的小伙伴我真的真的救不了你了。

如果有北京的小伙伴有一份大礼：vdisk.weibo.com/s/aWvbqPo0w3SHB

这是北京天文馆詹想老师的京郊观星攻略，就是讲京郊哪里适合观星、怎么走怎么住等等。

3.3 天气问题

• 简单靠谱的天气预报去中央气象台就好。
• 通常天文爱好者们喜欢看晴天钟：http://202.127.24.18/ 这是著名天文爱好者，流星领域专家叶泉志创建天气预报网站，数据来源于美国国家大气海洋局/气候环境预测局。这个地方可以看几天内预测的云图。
• 另外还有一个直观的云量预报网站 Meteogram Beijing 这是北京地区的预报。

4 一些思考及更新

死亡谷暗夜公园银河拱桥。
D750+适马art 35，f/1.8, iso2000, 13s, 21张拼接
Credit: 王卓骁

4.1 关于拍摄

一到北半球夏天，位于北半球的大家都来拍银河，为啥，因为漂亮。实际上更重要的原因没有「漂」，而是「亮」。相对于背景星空有一大片对比鲜明的「云」、「尘埃」。但是即使所谓的亮，单纯数码单反相机长曝光以 30s, f/2.8, iso3200 为例，星空实际还远远未能「曝光」充足。这里我将「曝光」加了引号，因为感光度 iso 实际上仅仅是信号放大，和真实的曝光量毫无关系，反而会使原本的随机噪声以，与接受信号相同放大比率而放大。但是先进的CMOS芯片和机内预处理算法让越来越新的数码单反在高iso（比如>1600）放大的随机噪声可以一定程度的「抹去」，从而让你感觉上提高了信噪比。

但是又来了，从物理的角度来说，随机噪声在放大之后是熵增的，再好的算法也不会违背热力学第二定律，Mr.信噪比，在高感光度区间，随感光度提高而下降是没说的了。所以我并不推荐iso3200，6400，12800，虽然损失的信息可以暴力提取，分离处理，然而这样的方法会一味的迷失在自high的后期中，不知所往。

另外，非破解单反的预处理过程，也彻底断掉了单独扣除暗电流的思路，所以也并不可取纯iso200流这样的另一个极端。我这张银河拱桥以 适马art35 拍摄，f/1.8, 13s, 曝光量只是略大于 f/2.8, 30s，因为当时没有星野赤道仪所以也只好避免脱线而曝光13s。这就引向另一个拍摄方面的话题：跟踪。星野赤道仪半速跟踪，可以让广角、超广角带地景的拍摄，曝光时间x2，星空地景还不至拖线。当然只有星空的话，全速跟踪的曝光3mins, f/2.8星空的信息也不会过曝(在正常的iso1600附近)，反而当环境不佳时，受灯光影像，背景天光是会过曝的！

从曝光量角度再来看看Mr. 信噪比。一般来说在温度不变，电流稳定时得到照片的随机噪声的强度，是固定的，那3mins曝光得到的信息必然比30s得到的星空信息量要多大约6倍，信息多了6倍，噪声不变，Mr. 信噪比就会提升6倍。所以足够的曝光量，是追求优质星空信息最重要的！但是星野摄影有时候离城市过近，背景天光在某些波段已经相对亮于大多数星空信息，这时足够的曝光量也没有意义啦，只能减少曝光。

但是有些特定波段，灯光是不会超过星空信息的（喂！别对着霓虹灯拍摄星空！），比如红色氢alpha，这也给了「光害滤镜」可用之处，挡掉黄色为主的灯光波段，留下红色蓝色这些星空信息较强的波段，结果自然会「偏色」，这个矛盾以后再谈。

Stéphane Guisard, 52张拼接

王卓骁，4张拼接

首图银河拱桥采用的 35mm 好多张拼接，这是关于拍摄角度的另一个话题：拼接。同样的 field of view，长焦距拼接再缩图，比相同分辨率广角拍摄的照片要好。什么好？星点细腻程度好，也就是细节。简单来说因为长焦看到的星空本身视角分辨率提高了，星点拍摄出来就「小」了，所以拼接起来再缩图，细节亦是足够细腻的。

再来数学角度分析一下，一个广角镜头比如 20mm 焦距，在全画幅相机上一个像素的视角就是 60 角秒，而 40mm 焦距的镜头，一个像素就是 30 角秒，明显提升一倍分辨率。这里对于 200mm 焦距以下的镜头不必担心衍射极限赶上像素分辨率，可以这么估算一下，通光口径大约 5cm，衍射极限角分辨率是 5 角秒，都是小于像素分辨率的。（更不必担心大气视宁度极限，那个通常都是＜5角秒的）。

所以有时间的话，可以通过拼接来提高星空质量。上面两张图可以简单展示一下高分辨率拼接再缩图的细腻程度，第一张明显强于第二张，星点少了很多，实际上就是星点变小了，星云更立体了。强烈推荐找来第一张的原图仔细观察一下。另一个拼接的话题，是大家常常拍摄银河拱桥，全景拼接，这个角度其实没什么说的，不论什么投影方式，你用 ps 还是 PTGui，无所谓，都是一种对曲面投影的展示而已。

Lee 2号柔焦镜，改机D610+适马art35 星野赤道仪半速跟踪25s，f/1.8
Credit: 王卓骁

另外还有柔焦的使用，首图由于低空薄云，火星变的明亮巨大，其实还有十几颗亮星都多少受到薄云影响，而产生天然柔焦效果。星野摄影，柔焦镜的使用是强烈推荐的，可以让亮星更亮而且弥散还能显得稍大，很暗的星可以挡掉，使画面整体趋近目视效果，比如上图猎户座7颗亮星、南河三还有城墙孔里的天狼星，都有柔焦加成。当然没有柔焦有赶巧的薄云也是好的！关于星芒，由于反射式望远镜镜筒前有十字架使得那些深空照片中，亮星有明显的十字星芒，注意只对星点有，星云是没有的，而且星芒长度是和星点亮度正相关的，现在有一些插件，可以手动添加星芒，注意服从原有的星点亮度。另外就是多边形光圈叶的衍射星芒，还有使用自带狭缝阵列的前置星芒滤镜。

4.2 颜色调整

有时候人们刻意的追求「美」，然而不同的人审美的是不一样的，审美是可以跟风的。于是乎有些人说要「真实」，然而真实颜色也仅仅是不同波长的强度大小，肉眼没有长曝光功能的天然缺陷，让我们根本不能体会星空的颜色，所以反驳的人会说无所谓。但是如果你的眼睛直径10cm，就像拿个大双筒替代眼睛，这种曝光效率，看星空就有颜色了，相机的长曝光和我们脑补放大眼球直径，得到的光信息量是一个意义，还是存在一个所谓的「真实」。不论你关于颜色有什么看法，我不介意，这里只是我想说的：如何自然。白平衡和色调调整至中性灰，有时偏蓝一点尤其在太阳高于地平线-18度，这样日光已经散射到头顶的天空时更显著些。在ps camera raw或者Light Room，自然饱和度和饱和度，拉一拉会让星空「五彩斑斓」，但是某些星云根本没有这么强的发射线，深空摄影也看不出来，拉一拉饱和度就出来了，这样确实不自然。同时对比度滑块也会明显改善颜色，莫拉太狠。

有时还需要单独调整几个颜色的色相、饱和度、明度，对于星空，绿色滑动会改变低空气辉，黄色橙色会改变光污染还有银河，还有一些黄色亮星的颜色，紫色和洋红会改变其中红色星云，尤其银河里有不少这样的亮星云。轻微移动会让画面更「硬」，更自然，但拉的太多，比如之前说的饱和度，那些星云虽鲜艳但已然矫枉过正。此外，新版的ps有去雾霾滑块，相当于一个「强力对比度」，可以轻微移动是星空更「通透」。Google那款Nik Collection插件Color Efex颜色处理可以五花八门，对于自然的颜色，并无大用。

4.3 后期处理

星空摄影记录的是头顶的夜空，现在这个时代的机器，没有显著光电转换效率的提升和零噪声的 CMOS，单张的曝光量通常都是不足的，暴力处理可以增加星空信息的「直观感受」，但是得到的改变是表层的，徒增噪声，细细看 Mr. 信噪比 惨不忍睹，总使星空摄影和白天摄影相比，画质差很多。所以如何后期处理照片成了一个关键的话题。然而转头再仔细想想，现在的机器比二十年前已经好了太多，跟着时代技术一起走会慢慢进步的，虽然周期有点长，但这就是时代。思考太多后期炫技反而有点浪费时间嘛，有更多时间应该看得更高一些，去找更好的位置、角度和真正做这件事的意义，也许仅仅是为了好玩，拥抱一下大自然，看到了在城市里看不到的美景，也许你已经悄悄在人类探索太空的征途上贡献了一己之力。说的可能有些主观了，接下来具体看看后期处理。

刚才一直说曝光量不足，所以 「曝光」(Exposure) 通常要增加一些的，有时背景天空过亮到是需要降一些。「对比度」(Contrast) 可以让亮部更亮暗部减暗，对于银河这种面光源可以被提亮，背景天空变暗这也却是我们想要达到的，但是同时会提亮地面灯光。「阴影」(Shadow) 拉的很多，可以把地面提亮，但是没有灯光月光补光时，稍暗弱的地面其实稍自然一些。「白色」 (White) 滑块可以显著提高银河的亮度，和「曝光」滑块一样，但是同时把背景星空和随机噪声也提亮了，拉的太多让画面很噪。「清晰度」(Clarity) 滑块，正向拉动首先会把噪声拉起来，降一些清晰度，贡献给对比度滑块多拉一点，比清晰度多拉一点，噪声控制要稍好。拉低「黑色」(Black) 滑块，可以稍许提高星空信息的对比度，也就是背景天空会暗下来，但是后果是地景也暗了，需要在矛盾中折衷。

对于噪声，有不少降噪插件可以「降噪」，比如 Nik Collection 中的 Dfine，Noise Ninja，还有 Camera Raw。但是对整体外观并无显著改善，而且由于 Mr. 信噪比 只降不增，非噪声的亮场信息，实际也被破坏了一些。轻微的降噪可以在微观上改善。于是引向另一个话题，星空地景分开曝光，随后合成。这是一个巨大的话题，使用星野赤道仪尽可能的获取长时间的星空信息，平均值或者中位数叠加，来减弱随机噪声，单独拍摄地景，合成。每一步都要注意很多，曾经也有过不少的争论。

f/2.8，20mm，星空60s跟踪曝光，地景30s并稍有提亮
Credit: 王卓骁

原文出处：www.zhihu.com/question/19561587/answer/52648789