星空、星軌,天文攝影全攻略 上

引言

天體物理學有個浪漫的說法:星空是你身上每個原子的故鄉(xiāng)。來自美國的攝影師MichaelShainblum,對宇宙有一種別樣的情懷,及其擅長自然星空攝影,他鏡頭下的夜空、銀河絢爛璀璨,美妙不可方物。

Shainblum說,“有時,星空擁有最大的驚喜,給你一大看點,超出你的想象。”

對于北半球,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,但其實掌握一定的天文知識和拍攝技巧后,相信每一個人都能拍攝出最美的星空。在分享前,先來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點結(jié)合自己的經(jīng)驗,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,并用實例詳細介紹后期處理的每一步驟。

俗稱的星空攝影一般可以粗略的分為兩大類: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類,屬于一種專業(yè)性較強的拍攝方法,包括月亮,太陽,星云和星團等;又可分為純深空天體和廣域深空兩大類,需要使用昂貴的特殊專業(yè)設備,諸如導星設備、赤道儀、冷凍CCD、天文望遠鏡等等。而星野攝影則主要是以拍攝帶有自然景觀或者人為前景,而背景則以常見星空亦或者星軌作為遠景的拍攝方式。

天文知識

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)的天文知識是拍攝成功的關(guān)鍵。

南北半球銀河特點及差異

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。銀河在天球上勾畫出一條寬窄不一的帶,稱為銀道帶,它的最寬處達30°,最窄處只有4°~5°,平均約20°,這只是銀河系中的一部分。

銀河在中國文化中占有很重要的地位,早在漢朝的文獻中就收錄有著名的中國神話傳說牛郎織女的故事。中國古代又稱天漢、天河、河漢、銀漢、星河、星漢、云漢。

其實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。

有過星空拍攝經(jīng)驗的朋友都知道,銀心在夜空中出現(xiàn)的方向和時間在每個月和每個季節(jié)是不同的,拍攝前的周密計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。為什么會有這種時間和方位的差異呢?這就需要我們了解地球、太陽系和銀河系之間的關(guān)系。

總體來說,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,照片中的景象應該是在自然界的某一時刻會出現(xiàn)的,這里要說的是,切忌不可后期PS成不符合自然規(guī)律的畫面,鬧出笑話。

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:

(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)離開地平線很遠,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,當一輪明月高懸夜空的時候,很多星星被月亮的光芒覆蓋,可見的星星寥寥無幾,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。

月相按照形狀來分,總共有八種。周期是一個月,按序來分別是:新月→娥眉月→上弦月→凸月→滿月→凸月→下弦月→娥眉月→新月。

拍攝銀河時如何避開太強的月光,一是可以選擇在月升之前或月落之后拍攝;二是在峨眉月的時期,這也是我比較喜歡的拍攝條件,月光不是很強,對銀河的影響不大,同時又可照亮地景,起到補光的作用。

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,更是為延時攝影畫面增色的重要元素,但滿天的厚云則是星空攝影的噩夢。因此,在制定拍攝計劃前,一般需要對目標地區(qū)的局部氣象條件進行了解預測。

普通民用天氣預報往往只覆蓋城區(qū),信息內(nèi)容對星空拍攝也不夠有針對性,我們推薦使用“晴天鐘”網(wǎng)站以及其相關(guān)移動應用“星空指南”,可以根據(jù)地理位置,查詢到局部地區(qū)的云量、透明度、視寧度、溫濕度等預測信息,較之民用的大范圍天氣預報更加值得參考。此外,從經(jīng)驗看,大風往往能帶來晴朗通透的天氣,而雨后的大氣透明度一般也較高,都是拍攝的良好時機。

地點

地理位置直接影響光環(huán)境,對星空攝影有著重要意義,一般來說,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活動產(chǎn)生的光線被低空大氣中的塵?;蛩⑸涠斐?。避開光污染最簡單的方法就是盡可能遠離光源,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。

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,我們才能真正領略到銀河的壯闊。

人類活動的增加讓純凈的夜空越來越稀有,徹底避開光污染是很困難的,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被城市散發(fā)出來的光亮所掩蓋。或者反其道而行之,利用光污染渲染氛圍,使其成為影像的組成元素。?

高海拔是星空攝影另一個有利因素,這并非是為了拉近與星空的距離,而是為了更好的避開大氣的干擾;對城市附近的星空拍攝來說,? ?百米到一千米的海拔提升就能有效的改善光環(huán)境。

tipe:下面幾個網(wǎng)站可查詢?nèi)蚬馕廴厩闆r:

www.lightpollutionmap.info





時間

首先要確定大的時間范圍,即銀河拍攝季節(jié),其次要查詢當前銀心升起或落下時間,然后結(jié)合月相判斷適合拍攝的最佳日期和時間。

手機中的APP星空預測軟件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劃。

拍攝器材

星空攝影對暗弱光線的追逐和較為復雜的拍攝環(huán)境,都要求在器材上做好充分的準備。隨著技術(shù)的發(fā)展和廠商有針對性的設計,越來越多的器材可以用于星空拍攝,并帶來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)過多年的發(fā)展打磨,數(shù)碼單反/無反相機擁有了完善的功能、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

高感全畫幅相機,相對APS畫幅相機最大的優(yōu)勢之一就是高感畫質(zhì),因星空攝影要用到ISO3200-6400,甚至ISO12800,高感表現(xiàn)力對畫質(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,不但可以使用較低的ISO以降低噪點,還可以提高實時取景的亮度和對焦、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。最近市場上新出現(xiàn)幾個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。

視角更大的魚眼鏡頭在星空攝影中也不乏應用,這類鏡頭本身就是為拍攝天空而設計,圓周畫幅的魚眼鏡頭適合記錄全天畫面,對角線畫幅魚眼可以用來收入更廣闊的景色。魚眼鏡頭獨特的畫幅和畸變能創(chuàng)造出新奇有趣的畫面,同時也要求攝影師對影像具有較強的控制能力。星空攝影并非千篇一律使用廣角鏡頭,中長焦鏡頭的合理使用往往能帶來別具一格的效果。中焦鏡頭光圈大,畫質(zhì)優(yōu)異,能實現(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遺。

當然這些鏡頭也有價格昂貴,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,這是性價比非常高的一個大光圈廣角鏡頭。

定時快門線

拍攝銀河星空準備一個定時快門線也很有必要。因為在黑暗的環(huán)境中用手去按快門很容易造成相機位移或抖動,定時快門線設定好間隔時間和拍攝張數(shù)后相機就會自動拍攝。目前佳能的5DS和5DSR以及尼康的所有全畫幅相機和部分半幅相機本身都有間隔拍攝功能,如果你使用的相機有間隔拍攝功能,那忘記攜帶快門線也不會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,這個在自拍的時候確實有用,但我建議你還是帶一個有線定時快門線更靠譜。

高速儲存卡

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,則需要拍攝很多張,最后通過后期軟件來合成星軌或制作成延時攝影作品。因為現(xiàn)在的相機像素越來越高,所以多備幾張高速儲存卡很有必要。拍攝的時候最好全部都用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,為了保證星空不出現(xiàn)拖尾,我們可以借助星空攝影500法則來計算出合適的快門時間。簡單的說就是用500除以焦距? ??全畫幅的焦距),即可得到理想的快門時間,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,應特別注意三腳架的固定,不可在拍攝過程中碰到三腳架,否則會導致后期星軌無法成功拼接。架設完相機與三腳架后,一定要認真檢查一下腳管各節(jié)是否已固定好,三個落腳點要在平地上,不要在一些坑洼邊緣,以免拍攝時出現(xiàn)滑動,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離城市的偏遠地區(qū),在黑暗的環(huán)境中照明設備非常重要,任何時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光,并有助于對焦??扉T線、GPS、御寒衣物、驅(qū)蚊液等也是必備附件。

銀河拍攝技巧

星空攝影我們應該拍什么?很多人認為拍到銀河或星軌就成功了,忽略地景是普遍問題。在本章的開端就已介紹過,星野攝影不是天文攝影,屬于風光攝影之中的一類,因此和風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,銀河就像太陽和云彩一樣,只是照片中的大環(huán)境,構(gòu)圖時要和地景配合。最常見的誤區(qū)就是一味追求星空的細節(jié),而忽略了照片的整體構(gòu)圖。

從拍攝技術(shù)上來講,星空攝影的前期和后期相比于其它題材較為復雜。因為光污染會影響星空的亮度,我們會選擇黑暗的地區(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)。雖然長時間曝光可以解決拍攝地景的問題,但是由于地球的自傳導致星星在天空中的位置不是固定的,而是相對地球旋轉(zhuǎn)。如果曝光時間過長,會出現(xiàn)星星“拉線”而產(chǎn)生星軌的問題。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明。

星空拍攝參數(shù)

首先要用手動拍攝模式M檔預設好參數(shù),重點要控制曝光時間以確保星星不會變成星軌,可以應用500法則,即曝光時間(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,那么拍攝時間不要超過30秒。如果想更好地控制邊角的星星拉線,建議應用400法則400/16=25秒。注意以上適用于全畫幅相機,如果是APS畫幅相機曝光時間要再除以系數(shù)(Crop Factor)。

如此黑暗的環(huán)境用這么短的曝光時間導致很多人拍出的照片一片漆黑,這就涉及到另外兩個參數(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使畫面布滿噪點嗎?這個問題會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)完全可以解決這個問題。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節(jié)越多。

四種利用光源拍攝地景方法

在沒有任何輔助照明的情況下,用上面的參數(shù)組合拍攝地景會曝光嚴重不足,漆黑一片沒有細節(jié),如何解決這個問題?

(1)最好的辦法是在峨眉月前后的夜晚拍攝,利用月亮給地景補光,大自然的光源最為均勻自然。理論上月面不超過1/3都是較為理想的情況,但是月光也會影響到銀河的細節(jié),月光越強銀河細節(jié)越弱。

(2)實際情況常受客觀條件限制,并不是每次都可以選擇有峨眉月的夜晚,有時要在月升之前或月落之后拍攝,這時我們可以利用照明設備如頭燈或手電等對前景進行人工補光。這種補光技術(shù)需要反復練習才能 做到自然均勻,不可太過生硬。

(3)另一方式是利用不同時段(通常在藍調(diào)時段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,黎明時分拍攝前景。這種方法的好處是低ISO拍攝地景,畫質(zhì)大幅提升,但前提是確保相機的位置要在拍攝時段內(nèi)不移動。如果是在海邊拍攝,要提前查詢拍攝時段的潮汐漲落情況。

(4)除了補光,還可以根據(jù)情況對地景進行幾分鐘以上的長曝光,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和長曝光會產(chǎn)生大量噪點,建議打開相機中的長曝光降噪或多張堆棧并拍攝黑場降噪提高畫質(zhì)。這種拍攝方法無論前期拍攝和后期處理都比較耗時。

手動對焦技巧

在黑暗的環(huán)境中相機不能完成自動對焦,星空攝影要轉(zhuǎn)換成手動對焦模式,打開實時取景把圖像放大,調(diào)節(jié)對焦環(huán),直到星星清楚。當對前景對焦時,如果顯示屏看不清楚細節(jié),可以用頭燈照亮前景幫助對焦。

這里介紹一個偷懶的小技巧,前提是前景離相機不可太近,至少3米以外,用16mm的超廣角鏡頭拍攝,根據(jù)超焦距原理,只要對焦在5米以外,畫面中的景物都是清晰的。為了保險起見,我一般對焦在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,單張拍攝很難滿足景深的需求,可以用景深合成技術(shù)來解決這個問題。分別手動對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. 挑選無云或少云天氣,遠離光污染地區(qū)拍攝,并盡量避開月光干擾

3. 器材:高感全畫幅相機+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)圖時注意星空和地景的結(jié)合,選取適當方法給地景補光

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