星空、星軌,天文攝影全攻略 上
引言
天體物理學(xué)有個(gè)浪漫的說(shuō)法:星空是你身上每個(gè)原子的故鄉(xiāng)。來(lái)自美國(guó)的攝影師MichaelShainblum,對(duì)宇宙有一種別樣的情懷,及其擅長(zhǎng)自然星空攝影,他鏡頭下的夜空、銀河絢爛璀璨,美妙不可方物。
Shainblum說(shuō),“有時(shí),星空擁有最大的驚喜,給你一大看點(diǎn),超出你的想象?!?br>
對(duì)于北半球,每年的9月-10月,又到了一年的星空季,喜歡攝影的你是不是蠢蠢欲動(dòng)卻被不知從何下手而困擾呢?星空攝影看似比較高大上,但其實(shí)掌握一定的天文知識(shí)和拍攝技巧后,相信每一個(gè)人都能拍攝出最美的星空。在分享前,先來(lái)欣賞幾張星空美圖吧。
在互聯(lián)網(wǎng)上有著非常多的關(guān)于星空拍攝的文章,我試圖將這些碎片化的知識(shí)點(diǎn)結(jié)合自己的經(jīng)驗(yàn),整理成本次系列分享, 全面地講解前期拍攝技術(shù)和后期思路,并用實(shí)例詳細(xì)介紹后期處理的每一步驟。
俗稱(chēng)的星空攝影一般可以粗略的分為兩大類(lèi):深空攝影(天體攝影)以及星野攝影。深空攝影一般情況下指以拍攝深空天體為主要目的的攝影門(mén)類(lèi),屬于一種專(zhuān)業(yè)性較強(qiáng)的拍攝方法,包括月亮,太陽(yáng),星云和星團(tuán)等;又可分為純深空天體和廣域深空兩大類(lèi),需要使用昂貴的特殊專(zhuān)業(yè)設(shè)備,諸如導(dǎo)星設(shè)備、赤道儀、冷凍CCD、天文望遠(yuǎn)鏡等等。而星野攝影則主要是以拍攝帶有自然景觀(guān)或者人為前景,而背景則以常見(jiàn)星空亦或者星軌作為遠(yuǎn)景的拍攝方式。
天文知識(shí)
為什么別人的照片漫天繁星閃爍,而你興致勃勃去拍銀河,照片中卻是星光疏落,失望而歸,根本的原因就是銀河沒(méi)有出現(xiàn)在你拍攝的夜空中。星空攝影是較為特殊的題材,不僅需要精湛的前期和后期技術(shù),了解相關(guān)的天文知識(shí)是拍攝成功的關(guān)鍵。
南北半球銀河特點(diǎn)及差異
銀河(the Milky Way),是指橫跨星空的一條乳白色亮帶。銀河在天鷹座與天赤道相交,在北半天球。銀河在天球上勾畫(huà)出一條寬窄不一的帶,稱(chēng)為銀道帶,它的最寬處達(dá)30°,最窄處只有4°~5°,平均約20°,這只是銀河系中的一部分。
銀河在中國(guó)文化中占有很重要的地位,早在漢朝的文獻(xiàn)中就收錄有著名的中國(guó)神話(huà)傳說(shuō)牛郎織女的故事。中國(guó)古代又稱(chēng)天漢、天河、河漢、銀漢、星河、星漢、云漢。
其實(shí)一年四季的夜晚都可以看到銀河,但由于銀心是最明亮壯觀(guān)的部分,拍攝銀河在攝影的概念中通常是指拍攝銀心部分。
有過(guò)星空拍攝經(jīng)驗(yàn)的朋友都知道,銀心在夜空中出現(xiàn)的方向和時(shí)間在每個(gè)月和每個(gè)季節(jié)是不同的,拍攝前的周密計(jì)劃是拍攝成功的保證。在北半球,夏夜星空中從東北向南橫跨天空的銀河,宛如奔騰的急流,一瀉千里。而冬季只能看到暗淡的懸臂部分,南半球反之。為什么會(huì)有這種時(shí)間和方位的差異呢?這就需要我們了解地球、太陽(yáng)系和銀河系之間的關(guān)系。
總體來(lái)說(shuō),北半球大部分地區(qū)三月至十月可以拍到銀心,南半球大部分地區(qū)二月至十月可以拍到銀心,其它月份只能拍到銀河的懸臂部分。
由于地理位置和地軸偏角的關(guān)系,南北半球看到的銀河形狀和方位都是不同的。星空攝影要符合自然規(guī)律,照片中的景象應(yīng)該是在自然界的某一時(shí)刻會(huì)出現(xiàn)的,這里要說(shuō)的是,切忌不可后期PS成不符合自然規(guī)律的畫(huà)面,鬧出笑話(huà)。
拍攝銀河,南半球的自然條件比北半球略好,不同之處可歸納為以下幾點(diǎn):
(1)在赤道是可以看到所有的星座,越往北看到的南天星空越少,越往南看到的北天星空越少,所以南半球的大小麥哲倫星云在北半球是看不到的。
(2)4月-7月是拍攝銀河最合適的季節(jié),此時(shí)北半球是春夏季而南半球是秋冬季。
(3)南半球在東南方向和西南方向拍攝到的銀河形狀呈反向,而北半球只能拍攝到同一形態(tài)銀河。
(4)北半球的銀心位置通常能與地景很好地結(jié)合,但是在南半球隨著銀心升高到一定位置,就不能與地景結(jié)合,不利于構(gòu)圖。特別是從八月至10月天黑之后,東南方向銀心已經(jīng)離開(kāi)地平線(xiàn)很遠(yuǎn),除非地景有高山否則很難與前景結(jié)合,但是可以向西南方向拍攝銀河,銀心形態(tài)呈反向。
如何利用月光為照片增色
星空攝影是在夜晚,這就不可避免地涉及到月亮。由于月光的亮度很強(qiáng),當(dāng)一輪明月高懸夜空的時(shí)候,很多星星被月亮的光芒覆蓋,可見(jiàn)的星星寥寥無(wú)幾,月朗星稀就是指這樣的景象。如果在這樣的情況拍攝星空,月光會(huì)直接影響銀河的亮度,拍出的效果非常不理想。如何確定最佳拍攝日期,了解月相是星空攝影的必修課。
月相按照形狀來(lái)分,總共有八種。周期是一個(gè)月,按序來(lái)分別是:新月→娥眉月→上弦月→凸月→滿(mǎn)月→凸月→下弦月→娥眉月→新月。
拍攝銀河時(shí)如何避開(kāi)太強(qiáng)的月光,一是可以選擇在月升之前或月落之后拍攝;二是在峨眉月的時(shí)期,這也是我比較喜歡的拍攝條件,月光不是很強(qiáng),對(duì)銀河的影響不大,同時(shí)又可照亮地景,起到補(bǔ)光的作用。
拍攝條件
天氣
星空攝影還需要良好的氣象條件,其中云量和大氣透明度尤其值得關(guān)注。適量的薄云能烘托氣氛,更是為延時(shí)攝影畫(huà)面增色的重要元素,但滿(mǎn)天的厚云則是星空攝影的噩夢(mèng)。因此,在制定拍攝計(jì)劃前,一般需要對(duì)目標(biāo)地區(qū)的局部氣象條件進(jìn)行了解預(yù)測(cè)。
普通民用天氣預(yù)報(bào)往往只覆蓋城區(qū),信息內(nèi)容對(duì)星空拍攝也不夠有針對(duì)性,我們推薦使用“晴天鐘”網(wǎng)站以及其相關(guān)移動(dòng)應(yīng)用“星空指南”,可以根據(jù)地理位置,查詢(xún)到局部地區(qū)的云量、透明度、視寧度、溫濕度等預(yù)測(cè)信息,較之民用的大范圍天氣預(yù)報(bào)更加值得參考。此外,從經(jīng)驗(yàn)看,大風(fēng)往往能帶來(lái)晴朗通透的天氣,而雨后的大氣透明度一般也較高,都是拍攝的良好時(shí)機(jī)。
地點(diǎn)
地理位置直接影響光環(huán)境,對(duì)星空攝影有著重要意義,一般來(lái)說(shuō),我們要選擇光污染較少而海拔較高的拍攝位置。
夜空中的光污染主要由人類(lèi)活動(dòng)產(chǎn)生的光線(xiàn)被低空大氣中的塵?;蛩⑸涠斐?。避開(kāi)光污染最簡(jiǎn)單的方法就是盡可能遠(yuǎn)離光源,這意味著星空攝影師往往要尋找市郊甚至野外的拍攝地點(diǎn)。
北京為例,距離市中心五十公里左右,銀河才能在天空中顯現(xiàn),距離市中心一百公里以上,我們才能真正領(lǐng)略到銀河的壯闊。
人類(lèi)活動(dòng)的增加讓純凈的夜空越來(lái)越稀有,徹底避開(kāi)光污染是很困難的,我們可以選擇背向或偏離城市的視角來(lái)規(guī)避光污染,比如拍攝正南方天空的夏日銀河,就不要選擇城市北方的位置,否則銀河接近地面的部分會(huì)被城市散發(fā)出來(lái)的光亮所掩蓋?;蛘叻雌涞蓝兄霉馕廴句秩痉諊?,使其成為影像的組成元素。?
高海拔是星空攝影另一個(gè)有利因素,這并非是為了拉近與星空的距離,而是為了更好的避開(kāi)大氣的干擾;對(duì)城市附近的星空拍攝來(lái)說(shuō),?
?百米到一千米的海拔提升就能有效的改善光環(huán)境。
tipe:下面幾個(gè)網(wǎng)站可查詢(xún)?nèi)蚬馕廴厩闆r:
www.lightpollutionmap.info
時(shí)間
首先要確定大的時(shí)間范圍,即銀河拍攝季節(jié),其次要查詢(xún)當(dāng)前銀心升起或落下時(shí)間,然后結(jié)合月相判斷適合拍攝的最佳日期和時(shí)間。
手機(jī)中的APP星空預(yù)測(cè)軟件PlanIt! For Photographers, Photopills, Distant Suns, Stellarium 等都有非常精確的銀河及月亮的信息,在拍攝前就可以做出周密的計(jì)劃。
拍攝器材
星空攝影對(duì)暗弱光線(xiàn)的追逐和較為復(fù)雜的拍攝環(huán)境,都要求在器材上做好充分的準(zhǔn)備。隨著技術(shù)的發(fā)展和廠(chǎng)商有針對(duì)性的設(shè)計(jì),越來(lái)越多的器材可以用于星空拍攝,并帶來(lái)了更加豐富多彩的表現(xiàn)手段。了解和合理利用各種器材,可以使我們的拍攝事半功倍。
經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展打磨,數(shù)碼單反/無(wú)反相機(jī)擁有了完善的功能、優(yōu)異的綜合性能和成熟的生態(tài)系統(tǒng),鏡頭選擇面十分廣泛,始終是星空攝影的主力裝備。
相機(jī)
高感全畫(huà)幅相機(jī),相對(duì)APS畫(huà)幅相機(jī)最大的優(yōu)勢(shì)之一就是高感畫(huà)質(zhì),因星空攝影要用到ISO3200-6400,甚至ISO12800,高感表現(xiàn)力對(duì)畫(huà)質(zhì)非常重要。
鏡頭
在星空攝影方面,大光圈鏡頭具有顯著的優(yōu)勢(shì),不但可以使用較低的ISO以降低噪點(diǎn),還可以提高實(shí)時(shí)取景的亮度和對(duì)焦、構(gòu)圖的方便性。
1尼康14-24mm F2.8、蔡司15mm F2.8是很好的星空攝影鏡頭。最近市場(chǎng)上新出現(xiàn)幾個(gè)大光圈定焦廣角鏡頭,諸如Sigma 14mm F1.8, 老蛙12mm F2.8等等,都是星空攝影的利器。
視角更大的魚(yú)眼鏡頭在星空攝影中也不乏應(yīng)用,這類(lèi)鏡頭本身就是為拍攝天空而設(shè)計(jì),圓周畫(huà)幅的魚(yú)眼鏡頭適合記錄全天畫(huà)面,對(duì)角線(xiàn)畫(huà)幅魚(yú)眼可以用來(lái)收入更廣闊的景色。魚(yú)眼鏡頭獨(dú)特的畫(huà)幅和畸變能創(chuàng)造出新奇有趣的畫(huà)面,同時(shí)也要求攝影師對(duì)影像具有較強(qiáng)的控制能力。星空攝影并非千篇一律使用廣角鏡頭,中長(zhǎng)焦鏡頭的合理使用往往能帶來(lái)別具一格的效果。中焦鏡頭光圈大,畫(huà)質(zhì)優(yōu)異,能實(shí)現(xiàn)充足的曝光量,使銀河中心部分絢麗的色彩和豐富的層次展露無(wú)遺。
當(dāng)然這些鏡頭也有價(jià)格昂貴,畸變控制不好,太重等等弊端,還是要根據(jù)自己的情況和能力綜合考慮。除了主力鏡頭,我也使用三洋14mm/F2.8拍攝銀河,這是性?xún)r(jià)比非常高的一個(gè)大光圈廣角鏡頭。
定時(shí)快門(mén)線(xiàn)
拍攝銀河星空準(zhǔn)備一個(gè)定時(shí)快門(mén)線(xiàn)也很有必要。因?yàn)樵诤诎档沫h(huán)境中用手去按快門(mén)很容易造成相機(jī)位移或抖動(dòng),定時(shí)快門(mén)線(xiàn)設(shè)定好間隔時(shí)間和拍攝張數(shù)后相機(jī)就會(huì)自動(dòng)拍攝。目前佳能的5DS和5DSR以及尼康的所有全畫(huà)幅相機(jī)和部分半幅相機(jī)本身都有間隔拍攝功能,如果你使用的相機(jī)有間隔拍攝功能,那忘記攜帶快門(mén)線(xiàn)也不會(huì)影響你的星空銀河和星軌拍攝。有些朋友喜歡使用遙控快門(mén),這個(gè)在自拍的時(shí)候確實(shí)有用,但我建議你還是帶一個(gè)有線(xiàn)定時(shí)快門(mén)線(xiàn)更靠譜。
高速儲(chǔ)存卡
拍攝星空和銀河本身并不需要拍攝很多張。但你如果想拍攝圓形的星軌或者星空銀河的延時(shí),則需要拍攝很多張,最后通過(guò)后期軟件來(lái)合成星軌或制作成延時(shí)攝影作品。因?yàn)楝F(xiàn)在的相機(jī)像素越來(lái)越高,所以多備幾張高速儲(chǔ)存卡很有必要。拍攝的時(shí)候最好全部都用raw格式,這樣便于后期調(diào)整。
tipe:星空攝影500法則
在拍攝星空時(shí),為了保證星空不出現(xiàn)拖尾,我們可以借助星空攝影500法則來(lái)計(jì)算出合適的快門(mén)時(shí)間。簡(jiǎn)單的說(shuō)就是用500除以焦距?
??全畫(huà)幅的焦距),即可得到理想的快門(mén)時(shí)間,比如:
11mm:500/11=45秒
16mm:500/16=31秒
24mm:500/24=21秒
三腳架
拍攝星軌時(shí),應(yīng)特別注意三腳架的固定,不可在拍攝過(guò)程中碰到三腳架,否則會(huì)導(dǎo)致后期星軌無(wú)法成功拼接。架設(shè)完相機(jī)與三腳架后,一定要認(rèn)真檢查一下腳管各節(jié)是否已固定好,三個(gè)落腳點(diǎn)要在平地上,不要在一些坑洼邊緣,以免拍攝時(shí)出現(xiàn)滑動(dòng),造成腳架位移。
頭燈&手電
為了避免光污染,星空攝影的拍攝地都在遠(yuǎn)離城市的偏遠(yuǎn)地區(qū),在黑暗的環(huán)境中照明設(shè)備非常重要,任何時(shí)候安全第一是首要原則。這是常常被掉以輕心的附件。頭燈和手電的另一作用就是給前景補(bǔ)光,并有助于對(duì)焦。快門(mén)線(xiàn)、GPS、御寒衣物、驅(qū)蚊液等也是必備附件。
銀河拍攝技巧
星空攝影我們應(yīng)該拍什么?很多人認(rèn)為拍到銀河或星軌就成功了,忽略地景是普遍問(wèn)題。在本章的開(kāi)端就已介紹過(guò),星野攝影不是天文攝影,屬于風(fēng)光攝影之中的一類(lèi),因此和風(fēng)光攝影中其它題材的概念是一致的。前景(地景)的選取直接關(guān)系照片的成敗,銀河就像太陽(yáng)和云彩一樣,只是照片中的大環(huán)境,構(gòu)圖時(shí)要和地景配合。最常見(jiàn)的誤區(qū)就是一味追求星空的細(xì)節(jié),而忽略了照片的整體構(gòu)圖。
從拍攝技術(shù)上來(lái)講,星空攝影的前期和后期相比于其它題材較為復(fù)雜。因?yàn)楣馕廴緯?huì)影響星空的亮度,我們會(huì)選擇黑暗的地區(qū)拍攝,在弱光環(huán)境下如何拍攝出曝光正常的照片成為最大的挑戰(zhàn)。雖然長(zhǎng)時(shí)間曝光可以解決拍攝地景的問(wèn)題,但是由于地球的自傳導(dǎo)致星星在天空中的位置不是固定的,而是相對(duì)地球旋轉(zhuǎn)。如果曝光時(shí)間過(guò)長(zhǎng),會(huì)出現(xiàn)星星“拉線(xiàn)”而產(chǎn)生星軌的問(wèn)題。那么如何保證星星不拖尾又能曝光正常呢?下面就星空和地景兩方面分別說(shuō)明。
星空拍攝參數(shù)
首先要用手動(dòng)拍攝模式M檔預(yù)設(shè)好參數(shù),重點(diǎn)要控制曝光時(shí)間以確保星星不會(huì)變成星軌,可以應(yīng)用500法則,即曝光時(shí)間(秒)小于或等于500除以鏡頭焦距(mm)。比如拍攝的鏡頭焦距16mm, 500除以16 約為30秒,那么拍攝時(shí)間不要超過(guò)30秒。如果想更好地控制邊角的星星拉線(xiàn),建議應(yīng)用400法則400/16=25秒。注意以上適用于全畫(huà)幅相機(jī),如果是APS畫(huà)幅相機(jī)曝光時(shí)間要再除以系數(shù)(Crop Factor)。
如此黑暗的環(huán)境用這么短的曝光時(shí)間導(dǎo)致很多人拍出的照片一片漆黑,這就涉及到另外兩個(gè)參數(shù)的組合了,大光圈和高ISO是拍攝出亮麗銀河的保證。ISO建議3200-6400,這么高的感光度不是會(huì)使畫(huà)面布滿(mǎn)噪點(diǎn)嗎?這個(gè)問(wèn)題會(huì)在后面的降噪部分列舉幾種方案,現(xiàn)在各種降噪大法已經(jīng)完全可以解決這個(gè)問(wèn)題。光圈最好是F2.8以上,F(xiàn)4是底限,光圈越大拍攝出銀河的細(xì)節(jié)越多。
四種利用光源拍攝地景方法
在沒(méi)有任何輔助照明的情況下,用上面的參數(shù)組合拍攝地景會(huì)曝光嚴(yán)重不足,漆黑一片沒(méi)有細(xì)節(jié),如何解決這個(gè)問(wèn)題?
(1)最好的辦法是在峨眉月前后的夜晚拍攝,利用月亮給地景補(bǔ)光,大自然的光源最為均勻自然。理論上月面不超過(guò)1/3都是較為理想的情況,但是月光也會(huì)影響到銀河的細(xì)節(jié),月光越強(qiáng)銀河細(xì)節(jié)越弱。
(2)實(shí)際情況常受客觀(guān)條件限制,并不是每次都可以選擇有峨眉月的夜晚,有時(shí)要在月升之前或月落之后拍攝,這時(shí)我們可以利用照明設(shè)備如頭燈或手電等對(duì)前景進(jìn)行人工補(bǔ)光。這種補(bǔ)光技術(shù)需要反復(fù)練習(xí)才能
做到自然均勻,不可太過(guò)生硬。
(3)另一方式是利用不同時(shí)段(通常在藍(lán)調(diào)時(shí)段Blue Hour和夜晚)分別拍攝星空和地景后期合成,可以日落后先拍地景,銀心升起之后再拍星空,或先拍星空,黎明時(shí)分拍攝前景。這種方法的好處是低ISO拍攝地景,畫(huà)質(zhì)大幅提升,但前提是確保相機(jī)的位置要在拍攝時(shí)段內(nèi)不移動(dòng)。如果是在海邊拍攝,要提前查詢(xún)拍攝時(shí)段的潮汐漲落情況。
(4)除了補(bǔ)光,還可以根據(jù)情況對(duì)地景進(jìn)行幾分鐘以上的長(zhǎng)曝光,后期在Photoshop中利用蒙版分別取天空和地景兩張合成。但是高ISO和長(zhǎng)曝光會(huì)產(chǎn)生大量噪點(diǎn),建議打開(kāi)相機(jī)中的長(zhǎng)曝光降噪或多張堆棧并拍攝黑場(chǎng)降噪提高畫(huà)質(zhì)。這種拍攝方法無(wú)論前期拍攝和后期處理都比較耗時(shí)。
手動(dòng)對(duì)焦技巧
在黑暗的環(huán)境中相機(jī)不能完成自動(dòng)對(duì)焦,星空攝影要轉(zhuǎn)換成手動(dòng)對(duì)焦模式,打開(kāi)實(shí)時(shí)取景把圖像放大,調(diào)節(jié)對(duì)焦環(huán),直到星星清楚。當(dāng)對(duì)前景對(duì)焦時(shí),如果顯示屏看不清楚細(xì)節(jié),可以用頭燈照亮前景幫助對(duì)焦。
這里介紹一個(gè)偷懶的小技巧,前提是前景離相機(jī)不可太近,至少3米以外,用16mm的超廣角鏡頭拍攝,根據(jù)超焦距原理,只要對(duì)焦在5米以外,畫(huà)面中的景物都是清晰的。為了保險(xiǎn)起見(jiàn),我一般對(duì)焦在7-8米左右的位置。
景深合成
大光圈拍攝的弱光環(huán)境下,如果前景很近,單張拍攝很難滿(mǎn)足景深的需求,可以用景深合成技術(shù)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。分別手動(dòng)對(duì)焦星空和前景拍攝兩張照片,一張星空清晰前景模糊,另一張前景清晰星空模糊。后期各取兩張圖片中清晰的部分在Photoshop中加蒙版合成。
本篇小總結(jié)
1. 銀河季大致為每年3月-10月,其中4月-7月為最適宜拍攝月份
2. 挑選無(wú)云或少云天氣,遠(yuǎn)離光污染地區(qū)拍攝,并盡量避開(kāi)月光干擾
3. 器材:高感全畫(huà)幅相機(jī)+大光圈廣角鏡頭+三腳架
4. 參數(shù):ISO3200-6400,F(xiàn)2.8 - F4, 25-30秒
5. 構(gòu)圖時(shí)注意星空和地景的結(jié)合,選取適當(dāng)方法給地景補(bǔ)光
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