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天文摄影中的“滤镜”是怎么回事?

2021-12-28 14:51| 发布者: imufu| 查看: 87686| 评论: 0

摘要: 点击右边蓝字关注我们,带给您不一样的宇宙奇观!天文摄影中的滤镜有很多小伙伴,在自己尝试趣拍星的专业模式预约时,发现“滤镜”这一选项下有多种不同的选项,却不知道该怎么选;也有些小伙伴们看到了黄蓝相间的星 ...


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天文摄影中的滤镜

有很多小伙伴,在自己尝试趣拍星的专业模式预约时,发现“滤镜”这一选项下有多种不同的选项,却不知道该怎么选;也有些小伙伴们看到了黄蓝相间的星云效果图,但自己用普通模式拍出来的颜色却是红红的一片,与效果图完全不同。那么,这究竟是怎么回事呢?今天我们就来聊一聊天文摄影中的滤镜。

首先要明确一点的是,天文摄影中的滤镜与我们平时所接触到的各种p图软件里的美颜滤镜不同,天文摄影中的滤镜是实打实的镀膜玻璃镜片,可以让特定的光线透过这块玻璃,实现对不同光线的过滤效果。



天文滤镜是实打实的镀膜玻璃片

比较常见的天文摄影中的滤镜有7种,分别是Luminance,Red,Green,Blue,H-alpha,SII,OIII,分别简称为LRGBHSO。其中,LRGB属于宽带滤镜,HSO属于窄带滤镜。



从左到右依次为LRGBSHO滤镜

如果不想继续深入了解,只是想快速知道该如何选择的话,可以看以下结论:

1

无论拍什么目标,都可以选择LRGB四个滤镜进行拍摄,可以拍出天体的“真彩色”,比较接近人眼视觉。其中RGB缺一不可,L可拍可不拍,但拍了效果会好很多;

2

如果想要拍出黄蓝相间的发射星云或者行星状星云,可以选择HSO三个滤镜,在后期进行窄带哈勃色的处理。也可以指选择Ha和OIII两个滤镜,同样需要专门的后期处理来呈现出漂亮的颜色;



窄带哈勃色的创生之柱星云

3

对于旋涡星系或者发射星云和反射星云混在一起的天区,可以在拍摄LRGB的基础上,再选择Ha滤镜进行拍摄,可以为旋涡星系补充小红花,抑或是强化发射星云的红色。



加入了Ha的仙女座大星系,旋臂上的红色发射星云得到了强化



智利大黄拍摄的小精灵星云,使用Ha滤镜强化了气势磅礴的红色巴纳德星云

想要深入了解的同学,可以继续往下看:

刚才说到,天文摄影中的滤镜都是实打实的镀膜玻璃片,可以让特定的光线透过这块玻璃。怎么个“特定”法呢?实际上,所谓“特定”就是只让我们感兴趣的波长(也就是不同颜色)的光线透过这块玻璃。因此,滤镜的透过曲线图就是一块滤镜最为重要的信息,我们可以通过透过曲线图清晰的看出这块滤镜究竟过滤了哪些光线。

曲线图的横轴是光线的波长,纵轴是透过率。前面提到的“宽带”“窄带”,其实描述的就是透过范围的大小。



L滤镜透过曲线图

比如这是Luminance(明度)滤镜的透过曲线图,可以看到,从420纳米到700纳米的可见光,透过率几乎都是100%,这就是典型的宽带滤镜。L滤镜允许所有可见光透过,进入的光线最多最充足,所以很多时候可以选用L滤镜进行拍摄,高效率地提升图像的质量。



RGB滤镜透过曲线图

RGB三个滤镜也是典型的宽带滤镜,分别让波长为600-700nm的红光,500-600nm的绿光和400-500nm的蓝光透过。RGB滤镜是使用单色相机想要拍出真彩色天体的必备滤镜,三个滤镜缺一不可。



H-alpha滤镜透过曲线图

这是H-alpha(Ha)滤镜的透过曲线图,与L滤镜形成鲜明反差,H-alpha滤镜就是典型的窄带滤镜,几乎只让波长为656.2nm的红色光线透过,其他的光线一律会被反射掉。

为什么是656.2nm这个值呢?这是因为宇宙中的发射星云都富含电离态的氢,而电离氢只在几个特定的波长处发光,其中最强的就是波长为656.2nm的H-alpha光。OIII,SII则是只让二次电离的氧(500.7nm),一次电离的硫(672nm)发出的光线透过,道理与Ha类似。由于发射星云几乎只发出Ha光线,因此使用Ha滤镜拍摄发射星云(包括旋涡星系中的发射星云,即“小红花”),可以在完好地保留发射星云的光线同时,极大程度地削弱来自恒星以及光污染的影响,大幅提升星云的反差。即使是在城市中,也可以透过Ha滤镜拍摄到漂亮的星云。



智利大黄拍摄的H-alpha波段马头星云

发射星云中,除了氢以外,最富含的元素其实并非硫和氧,除了OIII,SII两种滤镜,其实还有如NII(一次电离氮)等很多窄带滤镜。那么为什么我们还要装配OIII和SII这两个滤镜呢?

这是因为,使用SHO三个滤镜拍摄,可以在后期生成漂亮的“窄带哈勃色”照片,即把SII滤镜对应于图像的红色通道,把Ha滤镜对应于图像的绿色通道,把OIII滤镜对应于图像的蓝色通道,再加以一些调色手段,就可以生成黄蓝相间且反差很高的星云图片了。这种颜色组合方式最早由哈勃望远镜团队发明,故称为“哈勃色”,是一种伪彩色,与天体的真实颜色毫无关系,但是可以通过不同的颜色在一定程度上反映星云中元素的分布,有一定的科学意义,并且由于窄带滤镜的反差极高,因此受到很多人的喜爱。



智利大黄拍摄的窄带哈勃色圣诞树星云

天文摄影的滤镜,其实还远远不止上面说到的这些。我们可能接触到的,还有彩色相机的拜耳滤镜,双窄带滤镜等等。关于这两款彩色相机使用的滤镜,我们将在之后的文章中给大家介绍,敬请期待~

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