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如何拍摄星轨

如何拍摄星轨

   

在《探索世界上最纯净的星空 -- 夜访ATCA澳大利亚望远镜阵列(Australia Telescope Compact Array)》一文中,除了有静止的银河以外,还有移动的星轨。(如题图)


【静止的银河例图】


很多朋友好奇星轨是怎么拍出来的,所以这里我就把拍摄的方法过程讲解下,供大家参考。


拍摄星轨的原理


首先解释下为什么星星会有尾巴:

大家都知道,地球自转啦,大家可以闭上眼,想象一下:如果我们在转动,星星不在转动(星星离开我们都太远,可以认为相对静止),那么我们用长时间曝光,就会出现了一条条星星划过的痕迹(注意喔,当然不是流星啦“所谓的拍的流星,基本都是飞机划过的线,流星的光芒+划过星空的速度,无法令其在胶片或者CCD 或者CMOS上显影”当然彗星就另说了)那么这个夜空上在胶片抑或是CMOS上呈现出来的星星运动的轨迹,我们很俗的称其为星轨。

那么会有人问了,为什么在照片上的星轨基本都是弧形和圆形的呢?

就要解释另外一个进阶的知识了:北极星

那么会有同学说了:很简单解释啦,我们绕着北极星转。

其实不然,首先地球并不绕它转动,北极星看起来几乎不动,是因为地球的自转轴指向北极星附近。北极星看起来也不是不动,只不过它转的圈子很小----不到1度。其它天体看起来都有周日运动.绕转的中心是天北极(南半球看是天南极,不过,天南极目前附近没有亮星做南极星),而不是北极星。这种绕转只是因为地球自转引起的视运动。而不是真正的绕转。

这就解释了一个很关键的问题,就是,我们如何来拍星轨。

1、指向北方

2、指向南方

因为这样可以把星轨拉的比较长,可以闭上眼想象下

最后进阶解释一下,为什么我们拍出的星轨不是纯白色的原因。波长不同(物理学过波长)。(星星的不同颜色是由它本身的温度所决定的。星星表面的温度不同,它发出光的颜色就不同。比如发白色光的星星表面温度很高,可达11500度以上;发红色光的星星,表面温度达2600-3600度;发蓝色光的星星,表面温度达25000-40000度。而太阳表面温度是6000度,看上去是黄颜色的。并且星星的一生也和人的一生一样,从诞生到衰亡经过青年期、中年期和老年期。星星从诞生到中年期,温度不断上升,直到中年期达到顶峰,中年期过后,可供热核反应的原料逐渐耗尽,温度开始下降,直到死亡变成白矮星。在这个变化过程中,恒星的颜色随着温度的变化而改变着。表面温度较低的恒星呈现红色,其次为黄色,表面温度高的恒星呈现白色和蓝白色。我国著名史书《史记》中记载,二千多年前的汉代,参宿四是黄色的,可是今天我们观测到的参宿四却是浅橙色的,说明参宿四的温度在逐渐降低,它正从壮年走向老年。  )

 

接下来我们说说怎么拍

前期拍摄要点

在数码时代来到前,我们拍摄星轨照片,那是绝对是体力毅力各个方面极大的挑战。因为我们只能选择一张长时间曝光(比如3600s以上),而且因为更难取景和对焦,我们往往是天黑前就架好三脚架,对好焦,然后等至少一个小时以上,天完全黑了以后才开始拍摄,需要全摸黑操作,整个长时间曝光的过程中也绝对不能使用任何光源,在漆黑寒冷的荒野,漫漫的守着相机等待一两个小时以上的曝光,然后摸黑结束曝光,然后还不知道整个过程是不是都OK,怀着忐忑的心情抱着胶卷回到城市等待冲洗,几天以后才能看到结果。

所幸我们迎来了数码时代,数码的到来迎来了摄影界翻天覆地的变化。不但我们可以快速的调整参数,立即看到拍摄结果,我们的后期手段也空前强大。这里我给大家介绍的拍摄星轨的方法就是拍摄多张星空照片并合成。

相比原来只拍摄一张照片的方法,拍摄多张合成有以下优点:

1. 整个过程容错性更强。因为需要拍摄100+片子合成,所以其中如果有几张片子出了问题,往往对最后的结果不会产生不可接受的影响,所以拍摄的成功率大大提高。

2. 画质大幅的提高。因为不再需要超长时间曝光,所以热噪点的数量大幅减少。

3. 容易后期创意照片。因为是合成的星轨,所以更容易在合成的过程中应用不同的风格,添加创意(比如星芒彗星)

4. 直接长时间曝光,容易星轨并没有很亮但是背景过亮

5. 直接长时间曝光,一旦相机没电或者有强光经过就会功亏一篑,多张合成只废一张片子,对整体影响可以忽略


下面说说具体拍摄的要点:

整个过程就是在同一位置拍摄若干张静止的星空。关于如何拍摄静止的星空,可以参考前面一篇博文:

如何拍摄星空

不过值得注意的是,拍摄星轨,我们不是一定需要超广角镜头,而且越广的镜头,我们合成需要的片子越多。

按照别人经验,下面的数据供参考:

50mm = 大约需要拍摄半个小时的片量

28-35mm = 大约需要45分钟的片量

24mm以及更广 = 需要一个小时以上的片量

为了拍摄出圈状的星轨,我们往往会选择朝正北方向或者正南方向拍摄。利用手机app,我们可以比较容易的定位北极星,或者直接面向方向即可。

为了在同一机位拍摄多张,我们一般使用相机的连拍功能,或者快门线的程序设置连续拍摄多张,或者现在很多新的机器机内本身就自带了拍摄多张的功能。

在相机设置上,我们要注意将长时间曝光降噪关闭。因为这个设置会消耗和曝光时间一样长的时间去用来降噪,大大的延长了相片之间的拍摄间隔,让星轨看起来不够连贯平滑。

同时我们要将相机的相片保存模式设置为raw或者raw+jpg,这样我们就可以利用后期降噪。

此外,在寒冷的野外长时间拍摄,很容易耗尽电池,所以最好是使用手柄拍摄,这样电池容量更大。

还有,在野外拍摄那么久,要注意保暖,有条件的话,可以回到车里等待。

最后有一个并没有很好解决办法的问题,就是野外可能会有湿气雾气,这样拍久了镜头就会起雾,我在网上查了以后别人提到的方法也就是镜头外面包软泡沫,里面放暖宝宝,似乎这也只是一个权宜之计,只能抵挡小规模的湿气雾气吧。如果大家有什么更好的办法,请告诉我。

【镜头起雾以后的照片】

   

后期处理要点

好了,我们拍摄了一堆照片回家,我们要开始合成了。

首先,我们要利用软件降噪,我们打开raw文件(比如Lightroom,我用的是CaptureNX),然后调整降噪量、细节到合理的值,既抹除了噪点,又不丢失太多细节,保存设置,应用到所有我们想用来合成的raw,输出jpg。

【电脑上处理好的jpg文件】

   

然后我们利用StarSTAX软件进行合成。这是一个免费的软件,介绍和下载的页面如下:

http://www.markus-enzweiler.de/StarStaX/StarStaX.html

安装就是把压缩包copy到本地目录就可以了,执行程序我们得到如下界面:

把我们需要合成的照片拖拽到左边的栏里,右边的blending mode设置选择Gap Filling,并且勾上下面的Comet Mode,这样程序会自动修补我们照片间隔时间不够平滑的地方。 

选择工具栏里的开始处理,或者快捷键Ctrl+P,就开始合成啦!

下面就是我们合成以后的照片,咦……怎么下面是这样的?

因为望远镜的头一直在动,所以合成起来就变成这样了。没关系,我们用另外一张照片再合成一下就好了。

   

放到Photoshop里面,我们选择另外一张下面望远镜拍的ok的照片作为一个图层,然后用蒙版擦出望远镜的部分。然后再调整自然饱和度、对比度、锐度,加Logo,就合成好啦!

   

【合成效果】

   

【处理成黑白的效果】

   

很多人问我,那你那张星芒的星轨是怎么做的呀?

这是利用Photoshop的StarSpikes Pro 3制作的星芒效果,然后再合成的。

StarSpikes Pro 3不是免费滤镜,但是有15天免费试用期。

下载链接如下:

http://www.prodigitalsoftware.com/StarSpikesPro3.html


我们选择合成的这组照片的最后一张,用StarSpikes Pro 3滤镜调出星芒效果,然后再合成,得到下图:

后面的处理手法就和前面一张一样了,最后得到下图:

参考链接:


如何拍摄星空

 探索世界上最纯净的星空 -- 夜访ATCA澳大利亚望远镜阵列(Australia Telescope Compact Array)

 

How To Photograph Star Trails - And Post Process Them(youtube可能国内的朋友看不了)

https://www.youtube.com/watch?v=Ev88oj7rQtg

无忌星空摄影俱乐部——星空拍摄方法详解、交流星空摄影的经历与心得

http://forum.xitek.com/thread-932560-1-1-1.html

StarStaX

http://www.markus-enzweiler.de/StarStaX/StarStaX.html

StarSpikes Pro 3

http://www.prodigitalsoftware.com/StarSpikesPro3.html




                                                                   



王波,网名 一镜收江南

软件设计师,热爱摄影,旅行,美食,生活

借这个小小的公众平台和博客,和大家分享成长路上的所见所闻所感所思

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