【月亮王子出品】牛反拍行星的技术探讨（上）

                               
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想当年，APO盛行的时代行星始终是软肋，150马卡盛行的时代摄像头不太行，施卡盛行的时代有人说价格太贵，于是现在越来越多的人开始用牛反来拍摄行星了。选择牛反的理由很简单：便宜！同样的价格买个C8，我可以买10寸牛反外加一堆配件了。更省钱的，1000多买个小黑，这就有150口径，直接PK 3000多的150马卡一点问题没有。另外，还可以买个MPCC兼顾深空，一举两得。

不过本帖我们不讨论深空的那一部分，以后另外开贴说。这次，就说说牛反拍行星的那些事！

器材篇：
现在能买得到的牛反：信达牛反：150小黑，200大黑，254老黑（铁皮桶重量略大，但性价比不错）
                                信达DOB： 8寸DOB，10寸DOB ,12寸DOB 14寸DOB 16寸DOB（重量不轻，只要抬得动就行）           
                                黑洞--8寸黑洞牛（纯拍行星，这个有点奢侈）
                                ZWO--150，200支架牛，254桁架牛，300桁架牛（轻便，需要赤道仪支持）
                                星特朗：150牛，200牛（星特朗主要是施卡比较热门）

既然是技术贴，不能老是折腾品牌优劣，我们不是玩器材鉴赏。要说就说牛反这种结构的特殊性。

光轴篇：
牛反有三个光轴调整功能，分别是：副镜旋转调整（厂制镜子不需要考虑），副镜高度调整（厂制镜子不需要考虑），副镜调整（靠副镜调节螺丝），主镜调整（靠主镜调节螺丝）。正是由于牛反的光轴调整功能太多，而且是相互作用的，这就导致牛反是很难做到每一项调节都达到100%的光轴准确，只能说是总体达到一个基本准确的状态，就已经很不错。

相比之下，副镜采用线切割一体成型的结构，副镜光轴比较稳定。而采用分体结构的，支架柔韧，副镜光轴也比较容易变化。主镜调节并无太多花头，基本上都是三推三拉，只有黑洞牛是三推六拉。现在就说说重点了，就是如何将光轴调准确。记得哈勃上天后，拍摄发现主镜出现球差的问题吗？我看过事件的完整报告，美国人还是很诚实的。最终给出的原因是，他们检测主镜的设备是有问题的。所以，做校准，校准的工具是不准的，调出来的光轴也肯定准不了。所以，从一开始就要选择可靠的光轴调整工具，否则就是注定悲剧。

可靠的调节工具：
1. 巴德激光校准（激光线的垂直度直接决定光轴调整精度，所以存在系统误差。如果要选择这种校准工具的话，我推荐这个。就这个据说精度非常好，毕竟是进口产品，品控是比较严格的。）
2.人工星点发射器（这个东西的好处，就是不担心工具加工的准确性对光轴的影响。它就是一个星点，放在几十米外。没有任何系统误差，100%的准确。但似乎不太适合校准副镜。）
3.十字丝准直目镜（取决于十字丝是不是交点在视场正中心，也是存在系统误差的。十字丝偏了，校准就有误差）
4.星点法（类似人工星点法，用真实星点进行调整。无系统误差，但需要考验视宁度。也不太适合校准副镜）
最后的建议是，用1或3选一种对副镜做校准，然后2或4选一种对主镜做调整。搭配起来，才能取长补短，完成光轴调校的大工程。


牛反校准实战：
牛反调校步骤1：副镜高度和角度
这一步其实是最难的，不过通常品牌牛反副镜的高度和角度是出厂时已经调节好的，所以一般不建议去动它。但是对于zwo和BlackHole以及一些diy的牛反，这一步就显得相当重要了。
目前的可行方法是采用牛反激光准直器调节。
1.首先安装好牛反激光准直器并打开激光。
2.松开副镜中心螺丝，将副镜旋转90度，镜面与激光束平行相切，如果激光刚刚好切过镜面，形成一条光束，说明副镜高度刚刚好。如果激光高于或者低于镜面，说明副镜高度有问题，需要调节到与光束刚好相切为止。
3.中心螺丝高度保持不变，转正副镜。此时，激光会反射到主镜面上。轻轻左右旋转副镜，激光点会左右移动画出一条弧线，观察激光点移动到弧线最中心的位置停住并固定中心螺丝。
至此，副镜高度及角度调节完毕。

牛反校准步骤2:副镜垂直度
这一步也是通常所说的副镜调节，就是调节副镜周围的3颗或4颗调节螺丝，让副镜保持45度垂直向下。通常采用牛反校准目镜或者牛反激光准直器都可以完成。
1.首先安装好校准目镜或激光准直器并打开激光。
2.校准目镜需要看到十字丝中心与主镜的中心点重合，激光准直器更简单，只要调节到激光打到主镜正中心即可。

牛反校准步骤3:主镜调节
这一步是最后一步，是将主镜调节到相对副镜完全水平的状态。通常采用牛反校准目镜或者牛反激光准直器都可以完成。
1.首先安装好校准目镜或激光准直器并打开激光。
2.校准目镜需要看到所有反射十字丝影像同心。激光准直器则需要看反射回到准直器的激光点正好打到准直器靶面的正中心。
牛反校准步骤4:星点实测校准
星点校准是最终的一步，必须在前三步校准完成的已经非常好的时候才能进行。目标是，星点焦内焦外均是同心圆为最佳。
星点校准最准确，但是受到很多条件影响。比如没有晴天，没有合适的校准星（阳台帮经常遇到的难题），或者是大气抖动剧烈（这个最常见，导致散焦环飘忽闪烁，根本看不清）。

还有一个概念，是非偏轴牛反和偏轴牛反。这个简单的说就是牛反的副镜的圆心是不是在镜筒正中心，是的话就是非偏轴，不是的话就是偏轴牛反。
目前基本上都是采用了偏轴牛反设计，为的是尽量缩小副镜直径。调校的时候，两种牛反仅仅在采用十字丝准直目镜的时候才有所不同，采用其他校准方式都是一致的。下面两幅图，是偏轴牛反和非偏轴牛反的光轴效果图。这两幅图可以称之为牛反光轴的最理想状态。这里我觉得很直观，我觉得不需要我做过多的解释。有句话说得好，只可意会，不可言传。多观察多思考，相信大家自己慢慢会把牛反调节的非常准确。


拍摄篇：
准备工作做得差不多了，就进入到怎么拍的问题。
第一个问题：最佳焦比
拍行星最佳的焦比N年前有过定论，大概是F30最合适。所谓最佳焦比，就是2倍过量采样的标准。但那时候的摄像头像素大小大概是4.5-5.4um左右，所以如今用120或者Q5L的人越来越多，3.75um的像素大小，其实F20-F25就到极限了。所以，F30这个定论是存在这样一个误区的，就是无论啥摄像头，都F30最佳，这是不对的。根据像素大小选择最佳焦比才是王道。

第二个问题：曝光和增益
这是很多人比较关心的问题，也是要通过实际来验证的，不是纯理论就能解决的问题。还好最近我的行星群的群友很给力，拍出各种大片，所以才有成功的参考。深圳的JACK同好友情提供部分图片作为参考，以ASI120MM（-s)为例，增益不应该超过60，也就是说增益达到60，就只能靠增加曝光时间来提高目标亮度了。我之前也是增益开的太高，造成噪点很大，后期各种降噪，结果细节也毁了。来看一下JACK的22寸DOB+ASI120MMS+TV2x拍的木星和我12寸牛+ASI120MM+TV5X的木星对比下增益对噪点的影响。
JACK的参数是曝光6ms，增益50，伽马50， 13000帧叠加4500帧
RS6，4级锐化拉满，无降噪。

我的参数是曝光15ms，增益75，伽马50， 15000帧叠加4000帧
RS6，4级锐化拉满，无降噪。                              


对比看出，JACK的噪点明显低很多，基本上只需要做0.15的高斯模糊就可以磨平，而我需要0.3的高斯模糊。这会导致小细节被模糊掉。

再说曝光时间和亮度的问题。我一直认为曝光要充分饱和才能取得最佳的信噪比。最近，对比分析了一下单帧。（左边是JACK的，右边是我的）

R通道对比图看，JACK的曝光是6ms，我是15ms，JACK用了50的增益，我用了100增益。亮度是上去了，但是噪点更多，甚至很多小细节完全淹没在噪点中。其实，我如果把增益降到60，估计亮度和JACK的差不多。噪音可以小很多。要说明下，我没说要大家也用6ms曝光去拍，小镜子就太暗淡了。我的意思是，把曝光时间调到能够达到JACK这样的亮度效果，已经足够了。
我的感觉是，JACK的亮度虽然低了，但是云带的对比度还是非常好的。暗云带的对比度也会有所提升，似乎更适合叠加出细节。这可以成为一个很好的例子值得大家参考。
而我的饱和亮度下，延长了曝光时间受视宁度影响也增加了，反而不容易取得好的效果。如果拍摄的时候能保持左图的亮度，信噪比已经够用，无需更亮。
伽马值这个东西，千万别动。默认是50就是50，默认是0就是0。否则，一定会出洋葱圈的。说到洋葱圈，就是色阶断层的表现，往往是由于动了伽马值或者当天的薄云和大雾影响造成对比度极度缺失造成的。还有格式压缩也可能会出现这种情况，不过现在的行星摄像头都是无损的，老的网络摄像头早已淘汰。

拍摄软件：
ASI首选是SharpCap2，最简单，兼容性也最好，不占内存，各种参数一目了然，驱动支持也非常好。一般我都是用Sharpcap拍的，除了自动化程度低一点基本上没啥缺点。
QHY首选是自家做的EZPlanetory，针对QHY的摄像头设置，还有对焦辅助，也是用起来方便的。
最自动化的首选Firecapure，连接了导星线后，可以根据行星图像偏移自动校准导星，这招确实方便，设置拍摄帧数和段数后以后基本上就可以睡大觉了。堪比拍深空一般惬意。就是占用内存比较大，貌似能用掉500M吧，电脑配置不太好的慎用。

对焦：
拍行星的核心就是对焦，核心就是对焦，核心就是对焦。重要的话说三遍。拍摄时需要花很多时间来对焦和观察视宁度，焦点往往要反复调，直到出现一个极为锐利的瞬间，才可以确认完成。如果你调来调去都没有找到锐利的感觉，那么就继续调吧，不要急于拍摄。片子贵精不贵多。一晚上LRGB能挑到好的视宁窗口拍3-4组已经足够了。

最后总结，其实牛反拍行星的对比度是很高的。遮挡只有25%左右，焦比采用F20左右，非常适合拍出高锐度行星作品，牛反拍行星不要贪大小，而是要拼锐度。毕竟牛反f4-f5的焦比，加5X才能到F20-F25，施卡f10的焦比，3X就F30，拼大小拼不过施卡，但是锐度高的行星作品其实也是很有观赏价值的。上图JACK只用了2X，木星大小比我还小，但是细节却好的多。所以，图像大了有什么用，细节才是王道。牛反拍行星，真的可以取得非常好的效果。

本文（下）篇，传送门：
【月亮王子出品】牛反拍行星的技术探讨（下）http://www.astronomy.com.cn/bbs/thread-374734-1-1.html
后期处理篇：
1.反卷积是一把双刃剑
2.有效锐化与无效锐化
3.DOB的场旋怎么完美解决
4.如何避免Winjupos的自动旋转造成细节损失
使用经验篇：
1.牛反在阳台损失2寸口径
2.适合牛反的环境
3.如何判断当天适不适合拍行星
4.极品视宁度能够做到什么


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跟我牛反拍行星的经验吻合。
行星略微欠曝为佳。
对焦通常我对五分钟以上

梦游仙 发表于 2016-3-4 18:48
跟我牛反拍行星的经验吻合。
行星略微欠曝为佳。
对焦通常我对五分钟以上 ...

5分钟速度算快的

王子出品必属精品，另外，厂制的镜子副镜高低也要调整

很不错的经验分享，期待下篇……

收藏，慢慢看

王子精品贴必须顶

最后的恐龙 发表于 2016-3-4 19:06
王子出品必属精品，另外，厂制的镜子副镜高低也要调整

这么说，厂制不厂制，需要调整的东西也差不多了。

lovez3 发表于 2016-3-4 19:19
很不错的经验分享，期待下篇……

期待下片的都是高手～哈哈哈

这贴子写的太好了，造福大众啊

期待下篇！

好贴，期待下篇。

期待中

给力啊~从没摸过牛反刚预定了个小黑正找相关经验呢~收藏了

tengyusz 发表于 2016-3-4 19:41
这贴子写的太好了，造福大众啊

JACK船长客气了，你的大片给了大家很好的参考啊。

天知道wy1978 发表于 2016-3-4 22:02
给力啊~从没摸过牛反刚预定了个小黑正找相关经验呢~收藏了

小黑不错呢，性价比很高

学习了

收藏学习

强帖留名，慢慢学习

总结的很不错呢！