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从入门到进阶,行星摄影详细教程2:拍行星应该选什么望...

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发表于 2020-8-13 16:26 | 显示全部楼层 |阅读模式
在开始这篇教程之前,我们觉得有必要先放两句狠话:
其实在一开始选择开始行星摄影教程的时候,我们就明确了一个大难点:比起实践来说,更难讲解的是概念。行星摄影是一个充斥着各种概念、原理、公式的活动,就拿望远镜来说,让一个天爱随便讲一讲怎么用望远镜拍摄行星,即使这位天爱刚入门不久,他也能顺口给你说两句。但是具体问他这其中的构造和原理、以及到底应该怎样挑选望远镜,他可能还是要犹豫两下。
在我刚入门的时候,曾经有前辈甩给我一大本厚厚的天文摄影指南,不瞒大家说当时基本是两眼一抹黑大叫“我不要看这些,你直接告诉我应该买什么望远镜啊!”。后来当然是被现实教训得很惨。本文是写给对行星摄影有兴趣的萌新看的,考虑到我们当年入门的痛苦程度,我们会尽量用通俗的语言表述下去。但是要想把基本逻辑讲清楚,本文还是少不了会用到许多概念。加上天文望远镜又实在是一个很复杂的东西,讲透的话可能需要单独一本书(手动微笑.jpg),要在短短的一篇文章中高度浓缩,所以免不了会出现一些比较难懂的地方。
总而言之,就是本文还是有一定难度,并兼作者一家之言,可能会有不严谨的地方,所以这里先给大家做个预警:咱喝口水,静下心来慢慢看。
那么准备好了吗?准备好的话咱们就开始吧!撒,一够左!
1.望远镜三要素
望远镜、支架、相机是行星摄影中的三大样,也是新手入门时最先需要考虑的问题。虽然咱们主要是卖相机的,但是不客气地说,一个良好的望远镜才是行星摄影的前提,相机的事可以后面再说。当然你也可以选择单反+镜头的组合代替望远镜,但是这个话题扯起来就太远了,我们这里只论望远镜。
考察一个望远镜是否适合行星摄影,主要有三个要素:精度,口径和焦距。
1)精度:
望远镜最重要的素质,是说望远镜的那片镜面经过复杂的磨制之后的精度,有多光洁?有多平滑?精度是个没有统一标准的词,但毫无疑问精度越高越好,能拍到的行星细节也越多。最基本的要求是要达到1/4波长,在此基础上波长越小精度越高。随着现在主流厂商制镜技术的提高,达到这般精度不是什么难事,大家基本不用担心。
2)口径:
主镜筒有多粗,口径就有多大。同等精度的望远镜,口径越大的分辨率越高,分辨率越高,自然细节就越多。有一个非常简单粗暴的计算望远镜分辨率的公式:
分辨率(单位:角秒)=140/D (D:望远镜口径,单位:毫米)。
说这个公式不是为了让你背诵默写,而是从公式表面,我们就能看出口径和分辨率的关系。口径越大,得到的分辨率数值越小——数值当然是越小越好。
还记得之前我们介绍过国外行星摄影领域真正的大神Damian Peach(桃子大神)吗?他用的望远镜是C14,就有这么大。
3)焦距:
主镜焦点到主镜的距离。焦距决定了拍摄的目标在画面中看起来有多大,假设使用ASI462MC,分别用1m焦距和2m焦距的镜子拍木星,那么木星在画面中大小比就是1:2(直径)。
焦距和口径的比例,就是焦比(用符号f/来表示),代表着望远镜累积光线的速度,决定了拍摄效率。如果你有使用单反的经验,那么你对焦比一定不陌生,它相当于镜头的光圈,光圈越大,累积光线的速度就越快。在望远镜中,焦比越短(f/后面的数字越小),累积光线速度就越快,成像亮度就越高。
在深空摄影中,短焦比是分分钟教你做人的神一样的存在。但是在行星摄影中,由于行星本来亮度就很高,所以我们并不需要选择短焦比的望远镜。通常选择长焦比的望远镜,目标在画面中看起来更大,细节也更清楚。
但是,如果我的望远镜焦比不够长,行星在画面中看起来很小,该怎么办呢?别慌,我们还有巴罗,即增倍镜,用来延长焦距。原来是F5焦比的镜子,加上2X巴罗后,就可以达到F10的焦比了(记住f/后面的数字越大,焦比越长)。常见的巴罗有2X、2.5X、3X、4X、5X。但是这里注意,所有光学配件都是光学系统中的一部分,光线经过它就会发生改变,所以买巴洛镜也是需要考虑精度的。
2.天文望远镜类型
复习一下上面说的内容,大概上就是:1. 精度越高越好;2.口径越大越好;3.长焦比望远镜比短焦比望远镜更适合行星摄影。
但是如果我真的吆喝说“大家买望远镜就按照我几条准则来啊”,那毫无疑问我会被群口吐槽,天爱同好们可能甚至会把“ZWO不值得”打在公屏上。因为抛开价格不说,但显然贫穷如我就很难抛开这个因素,口径大就意味着望远镜笨重不便携,而且对赤道仪的承重能力和精度也有更高的要求。
更关键的是,市面上的天文望远镜种类繁多,各有优劣,光靠以上三点来选择望远镜,就,不顶事(突然河南人。
下面我们要老生常谈一下望远镜的三大类,按照光学成像原理的不同来分的。你可能已经在别的渠道看过了,但没办法,我们讲望远镜还是不能绕过这个基础问题。
三种望远镜在外观上有很明显的区别。
1)折射式望远镜
光线会穿过镜片,发生折射,所以称这类望远镜为折射式望远镜。
先说优点:折射式望远镜结构稳定,成像优秀,中央没有副镜遮挡,方便携带。外观都是细长型的,目镜安装在镜筒尾部,下图都是典型的折射。
然后说缺点:初中物理告诉我们,光线透过介质后会发生折射,且介质(就是镜片啦)对不同频率的光的折射率也不同,这就会造成色散,在成像上就是色差。如下图,一束白光透过镜片后,变成“彩虹”,这就是色差啦。
色散
色差
在成像上就表现为边缘有明显的紫边、绿边等等,如下图。
折射镜有色差,不断探索进取的人们不满足于这样的效果。有聪明的前辈们发现,在光线经过第一片凸透镜玻璃后,再加一块不同材质的玻璃,这块玻璃也会造成色差,两两色差抵消,就可以将分散的光聚集起来,大大减少色差带来的影响。这就是普通消色差望远镜,简称普消望远镜。
普消
但是,你这么聪明肯定发现了,我们有红绿蓝三原色哎,普消只能消除两个色差——如果对红光和蓝光消色差,绿光就会溢出,对红光和绿光消色差,蓝光就会溢出。要尽可能完全地消除色差,有两个方案。
一是选择焦比更长的望远镜。因为在焦比较长的时候,光的溢出量很小,色差就不会很明显。借用大佬的话,买普消,选长焦。
二就是选择复消色差望远镜,也叫APO望远镜。通过三片透镜的组合,可以将光汇聚到一点,几乎看不出色差。
复消
可惜的是APO折射镜的口径通常很难做大,并且价格也很高。130mm已经算是大口径了,非常昂贵。
2)反射式望远镜
常见的反射式望远镜有牛顿式反射望远镜(简称牛反)和卡塞格林式望远镜,这里先讲前者,后者下面讲。
先说优点:不同于折射镜,牛反的光线不会穿过镜片,而是在镜片上反射出去。除了抛物面反射主镜之外,还有一片副镜,将主镜汇聚的光线反射到镜筒外,方便人眼观测。牛反的结构比较简单可靠,也是广大爱好者DIY望远镜的首选类型。由于没有折射的过程,所以没有色差问题。
并且和APO相比,牛反性价比超级超级超级超级高,就是对钱包比较友好,是追求口径派的第一选择。下图清晰展示了大口径对图像的影响:用不同口径的牛反拍摄M13,口径越大,细节越清晰,图像越明亮。
此外是热平衡问题,热平衡就是说我们在拍摄之前需要提前把望远镜搬到室外,让其内部温度和外部保持一致,通常需要一两个小时。小口径牛反不怎么需要做热平衡,省事很多。
说完优点就说缺点了:牛反有一个很难避免的问题——彗差(Coma)。尤其是短焦比的牛反,彗差会更明显。我们需要加彗差修正镜(MPCC)来修正彗差。
什么是彗差?看下图:
表现在图像上,就是这样。中间星点还可以,四周的星点像彗星一样飞散开来。相对短焦而言,长焦的彗差会比较小。
但是我这里要转折了。彗差在深空摄影中确实能造成比较大的影响,在行星摄影中其实影响并没有那么大,因为彗差都是在边缘上,而不在中心轴上,行星摄影通常是把目标放在画面中央,因此边缘彗差的影响微乎其微。也就是说,牛反的这个缺点在行星摄影里,是可以忽略的。
真正不能忽略的牛反的另一个缺点是光轴。牛反的光轴容易歪,使用前需要调整,这通常比较麻烦,也比较劝退,曾经我炫酷狂拽,是调光轴改变了我。
此外,由于牛反一般口径比较大,易兜风,容易造成画面抖动,镜面也易落灰。而且在便携性上也会输于折射镜。可能你买了个牛反,还需要考虑一下它的终极配件:一辆车。
3)卡塞格林式望远镜
卡塞格林望远镜采用了与牛顿式望远镜完全不同的设计思路:他将副镜与主镜水平摆放,而焦点在镜筒后面。下面就是经典卡塞格林式望远镜的光学构造,你可以和上面的反射式望远镜的光路构造进行对比。
卡塞格林望远镜的种类非常多,大致可以按照主镜和副镜的类型,分为以下几种:
A. Classical Cassegrain 抛物面 双曲面
B. Ritchey-Chretien 双曲面 双曲面
C. Dall-Kirkham 椭圆面 球面
D. Houghton-Cassegrain 双凸透镜+双凹透镜 球面 球面
E. Schmit-Cassegrain 施密特校正器 面型任意
F. Maksutov-Cassegrain 弯月透镜球面 球面
G. Schmidt-meniscus Cassegrain 施密特校正器+弯月透镜 球面 球面
H. Mangin-Cassegrain 多个球面透镜 球面 球面
I. Pressmann-Camichel 球面 椭圆面
J. Schiefspiegler 斜反射离轴
以上如果觉得麻烦的话可以统统不看。
我们这里提及的只有B种李奇-克莱琴望远镜,简称RC;E种施密特-卡塞格林望远镜,简称施卡或SCT;F种马克斯托夫卡塞格林望远镜,简称马卡或者MCT。
其中RC属于反射系统,施卡和马卡都是折反射系统,你可以将它们称呼为折反式望远镜。
鉴于我们在这篇文章里已经讲了很多概念了,所以下面我们决定进一步弱化概念,直接讲RC、施卡和马卡望远镜的优缺点。
RC望远镜
通常理解,RC望远镜是反射镜里面光学最好的一种,它的主镜和副镜都是双曲面,没有球差和彗差等问题。如前所说,彗差对行星摄影的影响不大,球差也是一样的。目前市面上能买到的最好的RC望远镜是GSO的RC8和RC10,都是以深空摄影为主。
不过当然RC望远镜也是可以用来拍摄行星的,比起APO折射镜,RC望远镜在价格和口径上都很有优势。但是比起施卡和马卡,RC望远镜还是略逊一筹。如果你想要主攻深空、兼顾行星的话,可以选择这种镜子。
施卡
施卡望远镜属于折反式望远镜,它和马卡的焦比通常都比较长,口径都可以做得很大,十分适合行星摄影。不过相对而言,就不是很适合深空摄影了。
相比于牛反望远镜,施卡有一个非常显著的优点:在焦距相同时,施卡的镜筒比牛反短很多。有人会问“短有什么好处”?
实际上短的好处非常多。小施卡便携,大型施卡由于镜筒比较短,机械变形也比牛反和折射镜轻微。不要小看机械变形,这在行星摄影中非常重要的。当你使用1000mm以上焦距的望远镜拍摄时,你会看到镜筒重力变形对画面有毁灭性的影响。
相比于马卡,施卡也有一个好处:同口径的施卡会比马卡轻很多,尤其是做到大口径时,重量差距很明显。
马卡
上图就是两片式马卡结构。马卡分三片式和两片式,为了避免造成理解负担,我们这里不讲。
马卡的优点在施卡里我们都有讲,不过可以强调一下:它的焦比可以格外的长,在有限的体积内,甚至可以达到f/15或者更高。对于折反射镜来说,焦比越长副镜就越小,副镜小就意味着可以获得很锐利的画质。所以马卡式望远镜非常适合用作长焦的目视观测镜,自然也就非常适合行星摄影。
除此以外,马卡的光轴通常还很稳定,不怎么需要调。
3.总结推荐
走马观花地讲完几种望远镜,最后总结一下,推荐一下最适合行星摄影的望远镜类型:
APO
1. 结构稳定,不用调光轴,中心无遮挡;
2. 缺点是口径难做大,价格太高不亲民,这里不太推荐(任性土豪随意)。
牛反
1. 价格便宜,是最受广大DIY群众欢迎的一种光学系统,我自己拍摄行星用的也是牛反;
2. 小口径牛反不怎么需要热平衡,大口径牛反则需要,并要注意不要将主镜靠近地面,避免受到地面热度的影响;
3. 牛反使用反射面,现在厂家制镜精度高,无色差;
4. 副镜遮挡比起RC不算大;
5. 牛反光轴调整比较麻烦,需使用需要使用激光校准目镜或十字丝校准目镜,熟能生巧。
6. 在购买牛反时要注意球面和抛物面的区别,这里不详谈,我们建议抛物面牛反,因为球面牛反一般有球差,除非焦比很长,不然很难忽略其影响。
RC
1. 没有球差和彗差,主镜副镜都是双曲面,反射系统中最好的一种;
2. 主镜遮挡有点大,主攻深空、行星兼顾;
3. 需调整副镜;
马卡
1. 光轴稳定基本不用调;
2. 天生长焦比,加2X巴罗基本满足需求;
3. 同价格,口径比APO大得多;
4. 副镜遮挡小,挡光少,锐度高;
5. 粗短,体积小,便携。
施卡
1. 优点和马卡很接近,不再重复;
2. 同口径下施卡比马卡重量更轻,但是更贵;
3. 需调节副镜。
4. 大口径施卡马卡也需要做热平衡,可通过制作风扇加快热平衡过程。
基本上看完后,大家可能心里都有一个选择偏向了,就笔者个人而言,我选牛反和马卡,性价比高!非常实在地说,往往价格是决定你买什么望远镜最重要的因素。
下期我们可能会讲一讲EAF、巴洛镜等配件,大家都也请捧个场哈。

发表于 2020-8-13 17:48 来自手机 | 显示全部楼层
好帖帮顶

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感谢支持  发表于 2020-8-13 18:11
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发表于 2020-8-13 22:46 | 显示全部楼层
不错,要不要再推续集相机指南,这才是你们的专长~~
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发表于 2020-8-13 23:16 | 显示全部楼层
很全面 正是我需要的

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喜欢就好,感谢支持  发表于 2020-8-14 11:12
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发表于 2020-9-12 17:34 | 显示全部楼层
学习好贴。
认真拜读了!

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感谢支持  发表于 2020-9-14 09:00
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发表于 2021-3-3 13:15 来自手机 | 显示全部楼层
精品贴,顶!
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发表于 2021-3-11 09:15 | 显示全部楼层
望远镜有了,继续相机

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期待金主大人买买买  发表于 2021-3-12 09:24
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发表于 2021-3-11 23:43 | 显示全部楼层
入门好贴啊~~

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感谢支持。  详情 回复 发表于 2021-3-12 09:23
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 楼主| 发表于 2021-3-12 09:23 | 显示全部楼层

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