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天文攝影入門 列印 E-mail
作者 阿炫   
2009-01-06

 

為什麼要用赤道儀追星?

地球自轉一週24小時

天球360度/24小時=15度

也就是天上的星點每小時會移動15度

15度有多大呢?

月球跟太陽視直徑差不多大~都是0.5度

也就是1度有2個月亮大

也就是一棵星點在空中每個小時會走30個月亮大小的距離

現在您可以想像一個小時天上的星星月亮移動有多大了

相機如果不追著星星拍~就會成了拍星流跡~拍出一條條的星軌

像這樣-曝光30分鐘就拉出很明顯的星軌了


赤道儀的功能就是對準北極點後馬達跟著地球同步自轉

架在赤道儀上的相機才可以把星星定住~跟著星點長時間曝光

所以要拍這種天文照片得要有東西幫你追著星星跑

這是高橋EM-11赤道儀

這赤道儀就跟所有的商品一樣

有高精度高承載的高貴機種也有簡易型入門型的平價機種

這就要看各位的需求來取決嘍

追蹤的精度跟你使用的鏡頭焦距有關

使用50mm內的鏡頭拍銀河這種大範圍的天體

不用赤道儀僅用一般三腳架單張曝光60秒應該也看不出明顯拖線

若使用超過200mm的鏡頭就必須將相機架在赤道儀來做追蹤

入門級赤道儀拍200mm鏡頭追蹤2分鐘應該都可以不致拖線

但這一級的赤道儀要拍500mm追蹤2分鐘不拖線就有些難度了

越高等級的赤道儀追蹤精度越高

業餘級的較高檔的赤道儀一般可以有1000mm追蹤10分鐘不拖線的能力
 



 
電腦星圖

一般天體都很昏暗

即使你知道它會在天空裡的那個位置

透過很長的焦距的望遠鏡要以管窺天

保證你很難很難透過望遠鏡把它定好位置

尤其是星雲這類天體

即使透過望遠鏡你用肉眼仍然看不到它

必須用相機做長時間曝光才能顯現出星雲的樣子


所以

又要拜電腦科技之賜~用電腦軟體Goto~讓電腦自動幫你定位

赤道儀可以透過赤道儀的控制器跟電腦連線

然後將赤道儀透過一些定位程序讓它自己知道它現在身在何處

定位後好之後

在電腦星圖上面點一下你要去的天體

按下Goto指令

赤道儀就自動幫你把望遠鏡指向你要去的天體嘍~^_^


 常用的天圖軟體 TheSky http://www.bisque.com/Products/TheSky6/


 




導星是什麼?

再貴再好的赤道儀仍會有些微的機器誤差及設備的誤差造成追星不準

些微的追星不準就會造成星點在照片上拖線變成了星跡

所以需要補助的導星設備以人工或電腦方式強迫赤道儀追著星星跑

人工導星就是以另一支鏡筒(不是拍星星那支)

在適當的焦距倍率下人工用目鏡看著天上的某一棵星星一直叮著它

只要設定的星星偏離目鏡中心點就按赤道儀控制器去修正追蹤把它調回中心

你拍多久的照片就要叮著目鏡多久~直到拍攝完成!很累吧!?

 所以近年來就有了CCD自動導星

以類似WEBCAM這些CCD不斷的透過另一支望遠鏡曝光

通常是1~5秒左右曝光一次

然後以軟體根據CCD上設定的星星偏移量自動來控制赤道儀修正追蹤

這就是自動導星了

以前那種人工導星的方式現在已經比較少人這麼做了

免費導星軟體 PHD http://www.stark-labs.com/phdguiding.html
免費導星軟體Guidemaster http://www.guidemaster.de/
 




光害濾鏡

光害濾鏡可以濾掉大部份的人造光源

但平地的高光害及低透明度會讓天空背景跟天體的反差變很糟

所以在平地拍天體要比在高山上拍花更多更長的曝光時間

在山上可能拍1小時就很漂亮的天體

在平地也許要花上4小時8小時才能拍出那個程度的效果

各種天文用濾鏡會讓特定的波段的光線通過~

比如說氫原子或氧原子或鈣離子發出的特定波長的光線

這種天文用濾鏡在日常生活是不能使用的喔

常用的天文濾鏡

光害濾鏡如 IDAS出的LPS-P2

窄波濾鏡如 IDAS出的 LPS-V3及其他廠商的H-alpha H-beta O-III S-II

濾鏡廠商Astrodon http://www.astrodon.com/

濾鏡廠商Astronomik http://www.astronomik.com/english/enghome.html

 濾鏡廠商 IDAS 日文版 http://icas.to/space/index.htm



 

影像處理—疊圖

單一張10分鐘的深空天體曝光後仍然很昏暗 或是訊燥比不足

所以須使用疊圖軟體將多張分別曝光的照片疊加起來才能將昏暗的天體展現出來並得到較高品質的訊燥比

疊圖軟體會計算不同張light上的星點位移量

只要是同一個天體~它就算得出來並且疊加資料

 

疊圖的程序除了有影像的light檔外

還要另外在同ISO值下蓋住望遠鏡頭蓋曝光相同的時間多張以取得Dark檔數張

然後再用望遠鏡指向平均的光源拍下Flat檔數張

最後將所有的light檔dark檔flat丟進軟體去~做減dark及除flat的運算

為什麼要減dark跟除平場呢?

使用數位單眼拍天體

會因為數位相機的電子熱燥問題

在照片上產生雜亂的紅紅綠綠的小點點

曝光越久溫度越高熱燥就越多

甚至會多到整個蓋掉要拍的天體

有興趣的人可以拿您的愛機試試

單張曝光10分鐘在氣溫20度的環境下

畫面會花得完全失去可看度

 

拍天文的數位相片需要多處理的就是減熱燥問題

這在某須相機上有NR功能可以處理

拍10分鐘的照片要同時NR再等10分鐘

這動作就是在拍Dark

相機會幫你把Light減掉這Dark

也就是把熱燥點去掉

不過~~我們一整個晚上都在拍天體

一拍數個小時

如果同時還要等拍Dark就太不經濟嘍

所以Dark是在不拍星星的時候拍的

只需在同樣的溫度下~找空閒的時間拍 同樣曝光時間的多張Dark就可以 了

後製時再丟進疊圖軟體去減Dark

Dark在 疊圖軟體裡也會先做平均處理以取得品質比較好的Dark來做疊加處理

所以可能的話至少要拍5張甚至10張Dark來做會比較好


 

至於平場就是鏡頭周邊減光的問題

每支鏡頭都多少有減光的問題

當曝光時間拉長~減光問題造成的影響就更明顯

解決的辦法是在焦距及設備都沒有變動的情況下

在晨昏時段對著無雲的天空讓相機自動測光

讓畫面上只有單一顏色光源亮度平均的平坦畫面

然後將10張左右的這種照片丟進軟體去做平均平場

再將這張平場用軟體去[除]減掉dark後的天體照片

除法運算就可以把這些周邊減光除掉讓天體照片的減光問題抹平


免費疊圖軟體 DSS http://deepskystacker.free.fr/english/index.html

DSS的基本操作可以參考這裡

免費疊圖軟體Registax http://www.astronomie.be/Registax/




為什麼要用冷卻式CCD

CCD本身會因為電子設備產生熱源而產生熱燥點

熱燥跟周圍環境的溫度高低及曝光時間有關

溫度越高熱燥就越明顯

曝光越久熱燥就越恐怖

所以天文專用的相機就有冷卻式CCD的設計

用冷卻晶片以電子方式致冷可以讓CCD周圍的溫度降到比室溫低50度

室溫20度時~拍攝溫度可以降到-30度左右

這樣的溫度下即使一張曝光30分鐘

畫面上也幾乎不會產生熱燥

拍出來的畫面才能精確的補捉天體微弱的訊號

專業天文台的CCD使用氮冷卻可以降到負一百多度

冷卻式CCD廠商 SBIG http://www.sbig.com/

冷卻式CCD廠商 QHY http://www.qhyccd.com/




末記


我們所處的銀河系有10億棵恆星

太陽不過是這10億棵中的一小棵

銀河系外還有幾十億個銀河系

宇宙之大遠遠超出你我的想像~^_^

 




阿炫 2008.11.06

最後更新 ( 2009-02-22 )
 
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