天文攝影自助餐

本文经于「第六届海峡两岸天文推广教育研讨会」上发表

天文攝影自助餐                                  
劉佳能

撮    要：本文會論述，怎樣協助別人拍攝他們的第一張天文照片。

前    言：不少人有著錯覺，認為天文儀器全都非常昂貴，天文攝影更是一種高深以至遙不可及的事情，這想法令很多人不敢參與天文攝影。為此，我構思了一個名為「天文攝影自助餐」的活動，協助一些對天文攝影毫無認識的人拍攝第一張天文照片。拍攝所需要的儀器、相機、膠卷、技術與曝光資料等，全部由筆者提供，並由筆者負責作資料記錄。若用膠卷拍攝，參加者事後會收到一張10cm x 15cm的彩色照片連同一份資料完整的拍攝紀錄；若用數碼相機拍攝，通過電子郵件，參加者會收到兩張照片，一張原照片和一張經過圖像處理、附拍攝資料的照片。

目    的：推廣天文攝影，普及天文攝影的基本技術，強調所有天文照片應具備一份完整的拍攝紀錄。並籍此增進參加者的天文知識。
對    象：天文活動內，所有有興趣拍攝天文照片的人。
拍攝對象：日間拍攝太陽，夜間拍攝當夜星空的任何天體，包括星野、月球、行星等。若天陰便改以高倍攝影的方法拍攝遠處的景物。
費    用：全免

本活動的理念：學習其中一個動力來自成功感，只要能協助參加者成功拍攝得一張天文照片，讓他們享受到成果，便會產生學習的動力，有部分人會通過自學，繼續尋求這方面的知識。用數碼相機拍攝後，把經過圖像處理的照片和原照片寄回各人，正是希望他們通過自學，進一步掌握天文攝影和圖像處理的技術。

某次拍攝活動使用的EM1赤道儀、20cm折反射鏡和6.8cm折射鏡

參加者用膠卷拍攝的太陽，照片背面印上一份由筆者整理的拍攝紀錄

參加者用數碼相機拍攝的月球，照片上詳列由筆者整理的拍攝紀錄

從1999年4月24日至2004年3月11日，這項活動共舉辦了超過17次，參加人數約500人次。所使用的鏡頭焦距，由拍攝星野的35mm、拍攝月球的2000mm（20cm折反射鏡直接焦點）至拍攝土星的31000mm（20cm折反射鏡加目鏡投影）。在陰天時，甚至曾使用120000mm的合成焦距拍攝遠在1公里以外的路燈，務求令參加者有多種不同的拍攝體驗。下面會以1999年7月17日晚的活動為例.，講解一下怎樣推行這項「天文攝影自助餐」的活動。

1. 認清拍攝目標、帶備適當裝備
當日是農曆初五，除了可拍攝月球，凌晨4時後可以拍攝土星和木星，中間時段則可以拍攝星座和銀河等。為此，我預備了一枝20cm口徑，鏡身附有攝影雲台的折反射鏡、一台單軸電動追蹤的赤道儀、一部普通單鏡反光相機、一個35mm焦距鏡頭，兩卷分別是ISO200和800的彩色負片。

2. 制訂拍攝計劃、安排拍攝次序
當晚是香港天文學會舉辦的觀星宿營，有40多人參加。雖然在晚飯後（7時）至翌日黎明時段也可以拍攝，但要協助所有參加者順利完成拍攝工作，便必須事前制訂計劃，妥善安排各天體的拍攝次序，從而安排各人的拍攝次序。
我定出的拍攝程序是：7時至約8時30分拍攝月球；8時30分至凌晨4時拍攝星野；4時至日出前拍攝土星木星。在晚飯後我向各人講解了以上安排，參加者便在這時報名，並選定一個拍攝項目。根據參加者的選擇，我制訂了一個拍攝時間表，並為各人編排拍攝的次序。

3. 按照不同興趣，選擇拍攝項目
當晚可以選擇拍攝月球、星野、行星，各有不同的拍攝方法，亦有不同的拍攝難度。

˙以20cm口徑折反射鏡加減焦鏡，用「直接焦點」方法拍攝月球
加減焦鏡後，2000mm合成焦距變為1260mm，135底片的膠卷能輕易放下整個月齡五的月球。各參加者只需為自己的照片對焦後按下快門線，便完成了拍攝工作（曝光時間由筆者提供）。由19:38至20:41（月落），共有22人進行拍攝。

˙用35mm焦距鏡頭拍攝星座，以手控導星方法拍攝
本來以高橋EM1赤道儀的精確度，用35mm焦距鏡頭拍攝星野，即使曝光60分鐘，不用導星星點也不會拉線，但為了給各人體驗一下手動追蹤，拍攝時關閉了電源，改以人手操作。以下是整個操作過程：

a.把一顆在擬拍攝天區附近的亮星導入望遠鏡視場，以雙十字絲目鏡監視導星的移動方向（約100倍）。
b.旋轉目鏡，把十字絲其中一條線調校至和視場東西平行（由於十字絲互相垂直，另一邊便和南北平行）。
c.把星星的焦點調鬆至成為一個圓盤，其大小約等如「井」字目鏡中間的部分。
d.把相機指向欲拍攝的天區，取景。
e.調節赤道儀，把導星重新導入視場，放在「井」字中心。
f.關閉電源，改以人手控制赤經軸和赤緯軸的微調裝置追蹤導星。這時可交給各拍攝者自己操作了。拍攝者用一兩分鐘熟習後便可以正式拍攝，開啟快門曝光。

筆者會為各人做拍攝記錄，提示開始和結束。由於人數眾多加上天上有薄雲，全部照片只曝光了1至4分鐘。由22:33至23:37，共有6人拍攝。

˙以20cm口徑折反射鏡加6.7mm目鏡，用「目鏡投影」法拍攝土星和木星
   用膠卷以高倍拍攝行星，難度很高。第一，尋找拍攝物困難。由於沒有配備導星鏡，以一枝6x30尋星鏡，尋找一個經高倍放大，視直徑只有約40角秒的物體頗花時間；第二，經高倍放大，行星亮度減低，在粗磨砂對焦屏下對焦困難；第三，這套拍攝組合的合成焦比是F157，合成焦距達31000mm，用ISO 800的膠卷拍攝土星，曝光亦需4秒。在曝光過程中不能修正追蹤誤差，因此極軸必須十分準確，才能確保星點不會拉線。拍攝前我用逐步迫近法把赤道儀極軸作了精確的校正。拍攝時，我會為各人尋找行星，把行星導入拍攝視場，各人只需要從相機觀景器對焦，然後用黑卡鏡前快門控制曝光。在04:10至05:38共有13人次拍攝了土星和木星。

4. 整理資料，寄回各參加者
   在拍攝之前，參加者會獲發一個信封，各人要親手寫下姓名地址。待所有照片的資料整理完成後，我便會用這信封把附上拍攝資料的照片寄回。該次活動的照片在一個多月後才整理完成，寄回各參加者。

總結：
在一個晚上，協助數十個完全不懂天文攝影，甚至連「B制」、「曝光」是甚麼也不懂的人拍攝他們的第一張天文照片，無疑是一項極大的挑戰。成功固然能令眾人感到鼓舞，但失敗卻會給數十人帶來打擊，尤以行星攝影為甚。只要曝光失準（過多或過少），整輯照片便會一敗塗地。因此這項活動的主持人必須小心計算各項曝光值。
上文提及的例子，在同一晚上既可拍攝新月，又可拍攝行星和星野無疑是最理想的，但對主持人來說，壓力和工作量亦最大。要把活動辦下去，達到預期效果，我有如下的改善建議：

1.主持人由一個人改為一組人，可以大大減輕工作量，尤其拍攝、資料整理、郵寄照片，如果改由不同人員負責，便可以增加活動的次數，令更多人能接觸到天文攝影。
2.月球視直徑大、明亮、容易找尋、容易對焦，是最佳拍攝對象，尤其農曆初十之前的月相最適合，可以把所有拍攝工作局限在凌晨之前完成。用手控導星方法拍攝星野和拍攝行星等，需要掌握的技術較多，可以作為進階的活動。



附錄：
以下列出當夜拍攝者的名單與拍攝過程所動用的器材。
日期：1999年7月17至18日
地點：長洲明暉營

拍攝者        拍攝物        時間        拍攝方法        曝光
1.黃樹楷        月球        19:38        加上減焦鏡直接焦點 1/500秒       
2. Tina        月球        19:41        加上減焦鏡直接焦點        1/500秒       
3.顧慧如        月球        19:43        加上減焦鏡直接焦點 1/500秒       
4. Billie        月球        19:45        加上減焦鏡直接焦點        1/500秒       
5.鄧浩文        月球        19:47        加上減焦鏡直接焦點        1/500秒       
6.宋維芳        月球        19:48        加上減焦鏡直接焦點        1/500秒       
7.吳素珊        月球        19:49        加上減焦鏡直接焦點        1/500秒       
8. Erica        月球        19:57        加上減焦鏡直接焦點        1/500秒       
9.趙永健        月球        19:59        加上減焦鏡直接焦點        1/500秒       
10.徐漢科        月球        20:01        加上減焦鏡直接焦點        1/500秒       
11.董曼姿        月球        20:10        加上減焦鏡直接焦點        1/500秒       
12.吳漸權        月球        20:13        加上減焦鏡直接焦點        1/500秒       
13.陳偉怡        月球        20:14        加上減焦鏡直接焦點        1/500秒       
14.李瑞均        月球        20:16        加上減焦鏡直接焦點        1/500秒       
15. Ellen        月球        20:18        加上減焦鏡直接焦點        1/500秒       
16.張香妹        月球        20:20        加上減焦鏡直接焦點        1/500秒       
17. Joyce        月球        20:22        加上減焦鏡直接焦點        1/500秒       
18.蔡子菊        月球        20:25        加上減焦鏡直接焦點        1/500秒       
19.孫蔓薇        月球        20:26        加上減焦鏡直接焦點        1/500秒       
20.麥文耀        月球        20:35        加上減焦鏡直接焦點        1/500秒       
21.劉曉東        月球        20:40        加上減焦鏡直接焦點        1/500秒       
22.黃春霖        銀河中心        22:33-22:36  手控導星攝影   3分鐘       
23.李秉忠        銀河中心        22:39-22:42  手控導星攝影        3分鐘       
24. Joyce        銀河中心        22:44-22:47  手控導星攝影        3分鐘       
25.毛萃        銀河中心        23:05-23:09  手控導星攝影        4分鐘       
26.陳大偉        銀河中心        23:30-23:33  手控導星攝影        3分鐘       
27.鄧浩文        銀河中心        23:37-23:38  手控導星攝影        1分鐘       
28.袁軒瑜        土星        03:54        目鏡投影        4秒       
29. Ellen Lam        土星        04:10        目鏡投影        4秒       
30.Joyce Chow        土星        04:14        目鏡投影        4秒       
31.董曼姿        土星        04:20        目鏡投影        4秒       
32.李秉忠        木星        05:06        目鏡投影        3秒       
33.劉佳能        木星        05:11        目鏡投影        3秒       
34.吳偉堅        木星        05:12        目鏡投影        3秒       
35. Erica        木星        05:16        目鏡投影        3秒       
36.吳素珊        木星        05:19        目鏡投影        3秒       
37.陳大偉        木星        05:23        目鏡投影        3秒       
38.趙永健        木星        05:34        目鏡投影        3秒       
39.趙永健        木星        05:35        目鏡投影        3秒       
40.阮浩翔        木星        05:38        目鏡投影        5秒       

儀器：

高橋EM-1赤道儀
Celestron C8 20cm折反射鏡（F10）
Ricoh KR5 Super-II機身
Pentax 35mm鏡頭（F2.8）
ATM導星鏡雲台
40吋快門線
攝影雲台
自製雙十字絲目鏡
自製12吋x16吋黑卡鏡前快門
投影目鏡：Meade Ultra Wide 6.7mm
Celestron投影筒
Celestron減焦鏡（減焦至F6.3）
富士800度負片、200度負片

月球  拍攝者：黃樹楷  日期：1999年7月17日 19:38  曝光：1/500秒

銀河中心  拍攝者：毛萃  日期：1999年7月17日 23:05-23:09  曝光：4分鐘

木星  拍攝者：李秉忠  日期：1999年7月18日 05:06  曝光：3秒

在觀星宿營的翌日，參加者學習拍攝太陽

香港天文學會舉辦觀星宿營後的大合照，「天文攝影自助餐」活動通常便在宿營內舉行。

值得推广！

银河中心那张怎么那么暗？

香港的天文科普活动搞的很好啊，经常还有路边天文，效果不错！

補充一些資料和照片：
在陰天時，可改為拍攝遠處的路燈。以下照片用8”折反射鏡(C8)拍攝加 800度負片拍攝。
第一張：以直接焦點拍攝遠處的路燈，焦比 F10，焦距 2000mm，曝光 5秒

第二張：以 K25mm 目鏡投影，合成焦比 F108，合成焦距 21800mm，曝光 5秒

第三張：以 Possol6.5 目鏡投影，合成焦比 F432，合成焦距 86000mm，曝光 15秒

要拍攝得好仍須小心對焦，當下次遇上晴天時，有了經驗，成功的機會便增加了。雖然是拍攝路燈，活動的主持人亦不能欺場，完整的拍攝紀錄不可缺少。

2000年 1 月的天文攝影自助餐

2000年 4 月的天文攝影自助餐

那是用 35mm鏡頭，ISO800 負片，光圈 f/2.8 收至 f/4 ，曝光 4 分鐘而來。
你看看右下角的樹有幾光亮，便可估計到附近的光害有多嚴重。
那已是香港一個較為理想的觀星地點呢！

最初由 冷看星空2 发表
[B]银河中心那张怎么那么暗？

有人可能看不懂那些高倍影像是甚麼，看罷此圖便應該明白，另一圖最尾那兩幅同樣是路燈燈膽的一部分，只是更高倍，合成焦距超越十萬mm。
如果連這樣高倍的對焦亦克服了，那麼用 DC，webcam 拍攝對焦亦不成問題。