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从入门到进阶,行星摄影详细教程3:经纬仪?赤道仪?拍...

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发表于 2020-8-27 17:36 | 显示全部楼层 |阅读模式
本期文章承接上一期《从入门到进阶,行星摄影详细教程2:拍行星应该选什么望远镜?》,上篇文章里我们主要科普了一下望远镜的种类,以及天文摄影爱好者们应该如何选择合适自己的望远镜。这一期我们要讲天文摄影硬件系统中的另一个核心部件:支架。
讲完支架系统后,我们还会继续讲一些配件的选择和使用,如寻星镜、巴罗增倍镜和EAF。这样,结合我们下期会讲的相机和滤镜选择,一个比较完整的行星摄影器材搭建系统就可以初步完成了。
01.支架系统
好马配好鞍,光有主镜是不够的。为了尽可能顺利地拍摄目标,我们需要一副稳定的支架系统来固定主镜,并进行跟踪。一个不稳定的支架会将微小的震动放大百倍,不用说摄影,连目视都费劲。
在天文摄影中,支架系统主要分为地平式和赤道式,分别对应着地平坐标系统和赤道坐标系统,听起来很复杂,我们不展开介绍,只需了解两种支架的差异就好。
地平坐标系其实就是以地平面的基准面,赤道坐标系以赤道为基准面。
经纬仪
地平式支架也叫经纬仪,可以使望远镜在水平和垂直两个方向转动。经纬仪的结构通常简单,容易架设,成本对比赤道仪也较低,下图中的就是常见的经纬仪。
手动经纬仪:
电动经纬仪:
道布森式望远镜也是地平式的:
在天文摄影里,通常流传着一句老话:目视选经纬仪,摄影选赤道仪。这话其实并不绝对正确,不过对于新手来说,照着听总没什么大问题。
众所周知,地球存在自转与公转,天体会以北天极为中心,以均匀的速度东升西落。使用经纬仪观测时我们手动不断调整两个轴,来追踪天体目标。手拧带来两个问题,一个是会震动,正如我们前面提到的那样,观测还好,对摄影及其不利;另一个就是麻烦,长时间拍摄的情况下,一直用手动操作可能会让你一举患上天文观测PTSD。
当然我们现在也有了电动的经纬仪,经过简单校准后可以靠内置电动马达来跟踪目标。虽然解放了双手,但仍然并非毫无问题,不仅跟踪会不够平滑,而且还会形成 “场旋”的问题。
场旋就是说目标会在视野里慢慢旋转,前一秒的图像和后一秒的图像存在一定的旋转角度。对于深空摄影这样需要长曝光的摄影形式来说,图像经过叠加后会出现重影、变形等问题。因此针对这一点,经纬仪只适合短时间曝光的某些行星摄影领域。
场旋示意图,可以看到中间的星点随着时间而旋转
但是这里我们要说了,如果你确定你不玩摄影,只是要观测的话,那么经纬仪性价比高,是一个非常不错的入门选择。但其实谁也说不准一个天文爱好者最终会不会走向摄影领域(深渊),所以在购买支架时,从长期发展的角度,建议你还是稍微考虑一下赤道仪。
赤道仪
赤道仪就是赤道式支架。
赤道仪也是有两个转动轴,分别是赤经轴及赤纬轴。经纬仪的水平转轴是平行于地面,赤道仪却是倾斜的,赤道仪的其中一轴(赤经)是固定的,对准北天极,南半球的话就对准南天极,另一轴(赤纬)可以跟踪天体旋转,克服地球自转带来的天体旋转效应,因此不会产生场旋。这就是赤道仪与经纬仪最大的差别,也是赤道仪用于观察天体最大的优点。用赤道仪跟踪稳定,适合长时间曝光摄影。
赤道仪分很多种,常见的有德式、中式和叉式。不过这里我们不多讲,目前市面上大部分流行的赤道仪款式都是德式,爱好者常用的也就那么几款。为了避免恰饭嫌疑,我们这里不说具体品牌,只是给出两条选购建议:
1. 赤道仪作为摄影系统中的重要组成部分,使劲砸钱准是没错的。长期实践告诉我们,一个优秀的下半身比上半身更加重要。
2. 购买赤道仪时要考虑到设备的总负载重量和主镜大小,不能只考虑主镜的重量,相机以及其他的负载也应包含在内,总负载越重,主镜直径越大,对赤道仪的承重能力要求就越高。轻便小巧的赤道仪便于携带,但负载能力可能会因此受限。
02.寻星镜同轴校准
说完支架系统,我们再来说说寻星镜。
在我们将支架和主镜搭建起来后,有的心急的用户可能直接就想观测目标。但不要急,我们不仅要对极轴,还要进行非常关键的一步:寻星镜同轴校准。
寻星镜即帮助观测者寻找天体位置的小型望远镜。由于主镜的视野通常很小,很难一下子就将目标放在视野中,而寻星镜的视野较大,可以用来帮助我们更快地找到目标。
寻星镜通常安装在主镜上,在正式开始观星之前,我们需要确保寻星镜和主镜指向的位置一致,这就是所谓的寻星镜同轴校准。
这一步最好在白天完成。首先我们要观察周围,找一个合适的目标来校准:远处、明显、易区分的目标,这里我们就选塔尖。
先用主镜加低倍目镜,找到塔尖并居中,锁死赤经赤纬轴,固定主镜指向的位置。接下来用寻星镜观察,寻星镜通常都带有十字丝,通过调节寻星镜上的螺丝,使寻星镜中的十字丝与目标重合。将塔尖移动到十字丝中央。这一步是最难的,需要一点点耐心。
做完这一步后,还可以反向检查一下,我们将赤经赤纬轴松开,随意指向一个目标,先观察寻星镜,再看主镜中的内容是否与寻星镜一致,若有偏差,说明没有调准,此时再做微调就可以了。两者内容若一致,则校准完成。
搞定寻星镜之后我们来看行星摄影中的下一个配件:巴罗增倍镜。
03.巴罗增倍镜如何选择合适的倍数?
巴罗其实就是凹透镜,安装在目镜/相机和主镜之间。主要用来延长焦距,放大目标在相机视野中的尺寸,提高分辨率。常见的巴罗有2X、2.5X、3X、4X、5X。
提问:能提高分辨率的话,那是不是说倍数越高越好?
答案不是这样的啦,巴罗镜的倍数选择贵在合适。倍数太小,焦距延长不够,不能完全发挥出镜子的能力;而倍数太高,会导致亮度降低,成像模糊不清,画面质量下降。有些望远镜采用了放大倍数过大的巴洛镜,安装上后根本就看不清楚,不能对焦。
那么如何选择合适的倍数呢?
通常我们把望远镜自身焦比和巴罗增倍镜组合后形成的焦比,叫做合成焦比。比如一个望远镜的焦比是F10,加上2X巴罗镜后,合成焦比就是F20。在行星摄影中,合成焦比一般不会超过F30。
那么如何根据合成焦比来选择巴罗镜倍数,并让巴罗镜和相机搭配达到最好的效果呢?
这里提一个非常简单粗暴而快速的偏方:CMOS相机的像元大小 x 5 = 使用该相机可以获得的最合适合成焦比。5是一个经验值,不需要深究其意义。
即是说1um对应的最佳合成焦比是F5。我们举个栗子,ASI120MM的像素大小3.75um,那么它对应的最佳合成焦比是3.75 x 5 = F18.75,四舍五入一下就说是F20好了。假设这时候我们的主镜焦比是F10,那么F20/F10 = 2,则需要选择2倍巴罗镜。
总结起来就是:先确定相机传感器的像元大小,然后根据像元大小来计算最合适的合成焦比。
在选购巴罗镜时要注意一点,劣质巴罗镜不仅会影响图像对比度,而且分辨率和亮度都比不上相同倍数下目镜的观察效果。所以在购买的时候,要注意选择优质的巴罗。
通常巴罗和ADC会一起使用,ADC是用来减少大气对行星带来的色散效应,具体用法请百度搜索《行星摄影离不开的神器ADC,到底怎么才能发挥最大效用?》
04.EAF电调
得要说,电调焦并不是行星摄影里的必备配件。但是正如大夏天我们完全可以开大风扇呼啦转风,而不用空调一样,电调焦的存在是为了让行星摄影更加舒适。
相比电调焦,手动调焦需要我们更加谨慎,心不慌手不抖,避免调焦的动作给望远镜带来晃动。拍摄月面这种大目标还好,拍摄较小的木星、土星时,往往手轻轻一碰调焦座,就会让画面中的目标疯狂晃动,甚至不受控制地要跳出画面。这种情况下就比较难看清细节,加大调焦的难度。
而使用电调焦,一切会变得简单很多。我们可以接上手柄,使用手柄按钮控制调焦座移动。也可以接上电脑,用软件控制电调完成调焦步骤。电调解放双手,对于新手来说,使用体验也很不错。劝退难题又解决一个,wink~
关于电调焦的具体使用方法,我们会在后续的文章中提及。这里就不再啰嗦,因为文章已经3k字了……
到这里,行星摄影中主镜相关内容就分享得差不多了。我们及时刹车,到下一期,再与大家分享成像相关内容,尤其是如何选择合适的行星相机。还请大家继续捧场哈。

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 楼主| 发表于 2020-12-17 09:34 | 显示全部楼层
drinking 发表于 2020-12-16 20:15
请教一下,有时观测火星等星体时,拿寻星镜对好了,相机中也能看到像了,可是当我换巴洛时,星点就飘走了, ...

换巴罗后视场变小是会这样的。   建议行星镜与主镜同轴,在更换巴罗后通过寻星镜可以快速找回目标。
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发表于 2020-8-28 09:08 | 显示全部楼层
本帖最后由 毅粉酱 于 2020-8-28 09:10 编辑

受教啦~看完后,充实了自己的知识面,把我不同的知识点都连起来了!希望能继续普及,谢谢

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感谢支持。 我们会继续努力。  发表于 2020-8-31 09:02
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发表于 2020-8-28 11:29 | 显示全部楼层
学习了,感谢分享!期待后继
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发表于 2020-8-28 15:13 | 显示全部楼层
我覺得有些片面了,我是目視玩家,所謂的場旋並不影響,24小時轉一圈,1秒鐘什麼都看不出來。

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细品下,文中有提到,如果是目视,推荐经纬仪就好。  发表于 2020-8-31 09:08
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发表于 2020-12-16 20:15 | 显示全部楼层
请教一下,有时观测火星等星体时,拿寻星镜对好了,相机中也能看到像了,可是当我换巴洛时,星点就飘走了,有什么好办法?求指教(我家窗户在南部,没法对极所以goto用不了,焦比F/10所以飘的很快)

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换巴罗后视场变小是会这样的。 建议行星镜与主镜同轴,在更换巴罗后通过寻星镜可以快速找回目标。  详情 回复 发表于 2020-12-17 09:34
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发表于 2020-12-17 21:04 | 显示全部楼层
振旺光电客服 发表于 2020-12-17 09:34
换巴罗后视场变小是会这样的。   建议行星镜与主镜同轴,在更换巴罗后通过寻星镜可以快速找回目标。 ...

谢谢
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 楼主| 发表于 2020-12-18 15:23 | 显示全部楼层
建议寻星镜与主镜同轴,在更换巴罗后通过寻星镜可以快速找回目
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