天文摄影

天文摄影（英语：Astrophotography）是一种专门记录天体和天象的摄影技术，它可以捕捉月球、行星以及遥远的深空天体。天文摄影不仅限于夜间，某些特定的天象如日食可以在白天进行拍摄。天文摄影使用的器材因拍摄对象而异，从简单的单反相机到复杂的冷却CCD相机均可。除了专业天文台，全球有大量的天文爱好者积极参与这项活动，将其视为一种爱好。天文摄影的作品不仅具有观赏价值，还可以用于科学研究，例如流星雨照片可以帮助天文学家确定流星雨辐射点的位置，有些超新星爆炸甚至在多年的感光板上被识别出来。随着数码相机、冷冻式电荷耦合元件（CCD）与摄像头等电子感光元件的发展与普及，以及图像处理技术的进步，越来越多的传统底片爱好者转向使用数码设备进行天文摄影，图像的质量和层次感有了显著提升，数码天文摄影已经成为主流的天文摄影项目之一。

历史沿革

天文摄影的历史始于1840年，当时John William Draper拍摄了世界上第一张天文照片——月球。他的儿子Henry Draper在1880年首次拍摄到了猎户座大星云，这也是第一张深空天体照片。

特点与优势

客观性

在天文摄影出现之前，目视描绘是除文字描述外唯一的记录方法。然而，这种方法存在主观性缺陷，不同人对于同一观测对象的描绘可能存在巨大差异。相比之下，天文摄影具有更高的客观性，并能够同时记录天体的多种特征，包括亮度和颜色等。

增强暗弱天体观测

过去，观测主要依赖肉眼和望远镜。然而，仍有很多天体难以被肉眼观察到，一部分是因为它们过于微弱，另一部分原因则是肉眼无法感知超出可见光谱的电磁波。为了增强对暗弱天体的观测，可以通过长时间曝光让来自暗淡天体的光线积累在感光元件上。一般来说，曝光时间越长，能够记录的暗淡天体越多。此外，通过使用特殊的感光材料，可以记录天体的不同辐射，从而获得更多的细节。

与日常摄影的分别

由于拍摄的对象大多十分暗淡，天文摄影需要较长曝光时间。此外拍摄地点的选择十分重要。在光害严重的都市进行天文摄影会倍添困难，拍出来的效果不会太理想。天文爱好者会到远离都市的地点如高山进行拍摄。天气是能否进行拍摄的一大因素。薄雾和云层都足以令拍摄无法进行。即使气象部门能预测天气状况，也无法或不会预测云量的变化。温度对器材和拍摄者都有影响，低温会令电池的电量提早耗尽，影响相机操作；长时间暴露于冷空气中亦足以冻伤拍摄者。

拍摄过程中可能会使用到特殊器材。但就照相机的性能要求而言，天文摄影对照相机的性能要求比日常摄影要低得多。

天文摄影可以是一项对体力和知识的挑战。天文摄影往往在夜间进行，而且长时间熬夜。器材搬运是另一项艰巨的事。部分器材如天文望远镜往往不轻，而且拍摄地点因远离光害，需选择偏远地点，交通公具未必能直达。拍摄者可能要驾车到拍摄地点附近再搬运器材。要拍摄天文照片，拍摄者本身需要一定的天文知识。例如要熟知拍摄天体的位置与出没情况，和拍摄的方法。

目标定得太高往往是失败的源头，特别是拍摄者本身没有所需的知识和技术；期望过高往往是放弃的原因，特别是拍摄者本身对照片作出不设实际的幻想；但成功的喜悦却无可比摸拟。

差别与挑战

天文摄影因其拍摄对象的特殊性质，需要相对较长的曝光时间和合适的拍摄地点。城市光污染会影响拍摄效果，因此天文爱好者会选择远离城市的山区等地进行拍摄。天气也是影响拍摄的重要因素，薄雾和云层可能导致拍摄无法进行。温度对器材和拍摄者的身体都有影响，低温会导致电池寿命缩短，长时间暴露在寒冷环境中也可能导致人体受伤。尽管天文摄影需要使用特殊器材，但对于相机的性能要求并不高。天文摄影还是一项对体力和知识的挑战，常常在夜间进行，需要长时间熬夜，并且需要搬运沉重的器材。拍摄者还需要掌握一定的天文知识，了解天体的位置和出没规律，以及正确的拍摄方法。设定过高的目标和期望值可能是失败的主要原因之一，但成功的喜悦却是无与伦比的。

天文摄影的方式

拍摄天文照片的方式因题材而异，不一而足，但可归为三大类：固定摄影、追踪摄影和放大摄影。

固定摄影(Fixed tripod method)

固定摄影可说是最简单的天文摄影方法，不需要望远镜，基本上只需要一台照相机和三脚架。有时会用快门绳（Cable Release）。大部分的照相机都可作固定摄影，重要的 是照相机可以作较长时间的曝光（1秒以上）。其中以具有B快门的135单镜反光机最为合适，若配合快门绳（而且是按下时可自动锁上的）的话可以作数以小时计的曝光。部分单镜反光机在没有电池的情况下B快门都可操作，例如著名的尼康株式会社 FM2。在数以小时计的曝光期间，使用电子快门的照相机会消耗相当的电量。若电源耗尽的话，快门会关掉，曝光中止。至于一般数码相机的最慢快门只有数秒至一分钟，可以拍摄一些星座照片。若要拍摄星迹(Star trails)的话，单镜反光机会比较合适。

照相机性能要求不高。测光表、自动对焦、自动曝光和自动过片等功能都不需要。当然，拍摄日食时这些功能还是需要的。但一般拍摄对象如星座、星迹和流星雨时，这些功能没有用得着的地方。

几乎所有的单镜反光机都可转换镜头，可视拍摄目的转换镜头。只要镜头的光圈不要太小即可。镜头的焦距数值愈小，视野愈广，能拍摄到的天区范围愈大。有些人建议新手使用标准镜头，因为其价钱一般都较便宜，而且质素普遍不俗。定焦镜头的光学质素一般都较变焦镜头为佳。

拍摄时，先把照相机固定在三脚架上，对焦时请确保焦点在无限远（镜头上标记为∞）。需注意的是部分自动对焦镜头的无限远标记与真实的无限远位置不符。快门调至B，对着要拍摄的天区，按下快门曝光即可。

固定摄影有许多的可拍对象，星座、星迹、日/月蚀、流星甚至是极光和都可以用固定方法拍摄。

以固定摄影拍摄明亮的行星和星座，只需要5至30秒的曝光即可。拍摄时请把镜头的光圈开至最大（或收细一级），镜头由鱼眼镜至标准镜头皆可。若环境许可的话，可尝试以ISO 800、1600甚至是3200拍摄。数码相机用家可在正式拍摄前试拍一张照片观其效果，接着以不同的曝光组合拍摄。由于于星空不停由东向西转动，若要保持恒星呈点状，就必须限制曝光时间；曝光时限请见这里。

追踪摄影

追踪摄影又称跟踪摄影。由于地球本身的自转产生了我们头上天体的周日视运动。从以上的一张固定摄影的照片我们可以得知，当相机固定曝光时间长到一定程度时，星星就会拉线，从而便不能形成清晰的星点。其实不论时间长短，都会有一定程度的拉线，但时间如果很短的话，是完全看不出任何的拉线现象的。拍摄较亮的天体，如太阳、月亮等，曝光时间可以很短；但是要拍摄较暗弱的天体，如深空的星云、星系等，就必须延长曝光时间使感光系统收集到足够的星光而显现出来。若想得到一张星点清晰不拉线的天文摄影作品，在曝光时间足够的同时，就需要有一台仪器通过与地球自转的相反方向旋转而抵消周日视运动。我们称这种仪器为“赤道仪”。一般上赤道仪分为德式赤道仪和日式赤道仪。追踪摄影一般需要导星，这是一项与对焦并称为天文摄影两大难点的技术。它一般需要有一个比摄影焦距长的镜头，通过检测该镜头内的影象，使被导的星始终在视场内同一点，从而可以准确地抵消掉视运动。近年来，电子化与自动化的技术使追踪摄影不必永远与导星如影随形了，好多现代化的赤道仪已经可以连接到电脑，通过软件或网络控制，就可以达到准确运行赤道仪的目的。在赤道仪的技术发展方面做到世界前列的厂商有高桥、米德仪器、Celestron和Vixen等。他们许多产品都有较高的准确性与便捷性，尤其是高桥的赤道仪，已成为全世界天文爱好者最青睐的赤道仪产品，并成为行业指标，天文爱好者都以拥有以上著名厂家的产品（不仅是赤道仪）而倍感自豪。

放大摄影

放大摄影跟直焦点摄影一样，都是属于追踪摄影，只是曝光时间比较短罢了。但是放大摄影受制于外在影响很大，是所有天文摄影中最不好拍、最不容易拍到好作品的一种摄影法。

放大摄影的装备

放大摄影的装备与直焦点摄影的装备重复性蛮大的。不过放大摄影不用导星，可以省下一笔导星装备的费用，另外再增购放大摄影用的接筒即可。

相机部份：数码单反相机，快门线．

望远镜部份：任何一型望远镜（以大口径、长焦距为佳），高精度赤道仪．

其余相关配件：放大摄影筒，放大投影用目镜，记录用具．

望远镜当然是愈大愈好，这是真理，而且焦距长的比较好，这是因为焦距长比较容易提高放大倍数。另外，放大摄影需要利用目镜来把天体的影像放大，而放大摄影用的目镜与一般目视的目镜不同，用放大投影专用的目镜拍出来的品质会比较好，但相对的，目镜的价钱也比较高。

⒈放大摄影的对象

放大摄影主要是拍摄行星及太阳、月球表面上的局部，例如太阳黑子或是月面上的某个火山坑。这是因为行星的视直径很小，如果只用望远镜的焦距来拍，相片上的行星会小到只是一个点，无法看出行星的表面，所以必须要用目镜来把行星的影像放大，才能看出行星表面的模样或变化。不过也曾经有人用低倍目镜放大来拍行星状星云，会这样做主要是鉴于望远镜焦距不足，拍出来的星云太小。这种拍法相当困难，没有相当经验是很难拍好的。

⒉放大摄影的方法

放大摄影的先前准备动作与直焦点摄影是一样的，都是先架好仪器（可以不架导星装备），做好平衡，对正极轴，然后找到目标，取景测光完毕后就可以按下快门了。唯一跟直焦点摄影不同的是相机的装法，相机并不是直接装上望远镜的。在望远镜与相机之间必需要有一个能衔接这二者，并且能装上目镜的一个接筒，笔者称这个东西叫放大摄影接筒。在望远镜之后先接上放大摄影接筒，再接上相机。接筒内先放入低倍目镜，找到要拍的天体后，再换上高倍目镜，然后取景对焦测光按快门。很简单，对不对？

⒊放大摄影的问题

如果这么简单就好了。在地球上，我们需要空气才能生存，但就是这个大气层，严重干扰了天文观测和摄影。我们先知道二件事：一、空气的扰动会使得星点摇晃，造成画面的不清晰。二、焦距短的看的范围广，焦距长的看的范围窄。放大摄影之所以要用目镜来放大，就是因为望远镜的焦距不够长，必须利用目镜的放大功能来等效于焦距的延长。那焦距一长，看的范围就很小了，所以只要有一点点的空气扰动，在望远镜内就会很明显。因此，要拍到一张好的放大摄影作品，除了实力外，还得会察老天爷的脸色。

放大摄影的第二个问题是赤道仪的追踪精度。如上面提的，行星太小，所以要用目镜来放大（也就是延长焦距）。当我们放大的倍数极大时，延长的焦距大约都有数万mm，这么长的焦距，如果赤道仪的极轴对的不准或赤道仪追踪精准度不够，不要说曝光只有几秒，就算短到一秒内都会影响到拍摄天体的清晰度（也就是解像力）。再加上适合拍放大摄影的望远镜口径都不小，所以一台"够份量"的赤道仪是极必需的。

第三个问题比较怪，是震动的问题－不是地面或望远镜的震动而是相机反光镜的震动。单反反光式相机机内都有一面反光镜，在按下快门的那一瞬间反光镜会弹起，这个动作会造成相机的震动（或说是望远镜的震动），愈暗的天体对这个动作愈不敏感，但对行星或月面的影响就不小了，所以如果相机的反光镜能弹上并锁住然后再曝光，这种相机才比较适合放大摄影用。

第四个问题是对焦。当我们用高倍目镜把行星放大后，行星会变得很暗，非常难对焦。除了使用比较亮的对焦屏之外，就只能多拍来累积经验了。

以上的问题现在有一个解决的方法，就是用高感度。我们可以用四百度集团甚至八百度的胶卷来拍行星或月面，仍然可以得到很好的效果，并且可以利用高感度来缩短曝光时间，克服大气扰动及追踪误差的问题，可以说是一举数得。

天文摄影一般都指光学天文摄影，从拍摄的天体讲主要分三个方面：太阳系内星体细节摄影、星座和流星雨摄影、深空星云摄影。

天文摄影的器材

照相机

天文摄影不一定需要天文望远镜，简单如装在三脚架上的照相机已经可以拍摄。照相机方面，由135单镜反光机到6x9大底片相机都可以作天文摄影。但一部适合拍摄各类天体和天象的照相机应具备下列特点：

有多级快门及B（Bulb）快门以长时间之曝光 可更换镜头及可接驳望远镜 重量轻 综观上述条件，135单镜反光机可说是最适合于各类天文摄影。最好购置一根带锁扣的快门线，可以减小振动干扰，也可以代替B门或T门进行长时间暴光。

底片

底片方面，若拍摄太阳的话可选用如ISO 25的低速底片。至于要拍摄月球、日食或月食可用ISO 100至400度的中高速底片。而拍摄星野、银河系、星云、星系或彗星可选用ISO 400的高速高速底片甚至是ISO 3200的超高速底片。适合天文摄影的彩色底片方面，正片有伊士曼柯达公司 Ektachome E200和富士 Provia 400F，负片有柯达 Ektapress 800和富士 Press 800。黑白底片有柯达 T-MAX 400和T-MAX P3200。

天文摄影的现状

近十年数码相机的大行其道，另外相关的影象处理与取技术之跃进，已有相当传统底片之爱好者转而以数码感光设备之照相机作为天文摄影之工具，呈现的影象无论清晰度与层次感亦比传统底片有很大进步，数码天文摄影亦以成为主流天文摄影项目之一。

一幅成功之天文摄影照片具有一定的欣赏价值，部分作品更可用作科学研究。例如流星雨照片可供天文学家推算出流星雨辐射点的准确位置，部分超新星爆炸甚至记录在感光板上多年方由学者辨认出来。

参考资料

天文摄影指南：初学者要了解的12个天文摄影技巧都在这里.网易.2024-08-13

玩天文摄影需要哪些摄影器材?.北京天文馆.2024-08-13

星空摄影方法分类.腾讯网.2024-08-13