【科普贴】关于直焦摄影视场计算问题及“倍率”问题

    本人是一名入门天文3年的天文爱好者，打算下半年入门深空。在入门之前对摄影进行了有限的学习，之前也存在很多新手同样的问题：“我的摄像头的倍率是多少”，“用摄像头拍摄时视场有多大”。在观看了论坛同好的帖子和在天文群里群友的解答后启发很大。（在此感谢两位同好）因此在这里希望把直焦摄影问题及其视场计算方法以简单明了的方式介绍给大家。本人才疏学浅，有说的不对的地方还请各位同好指正。    在讲解之前我先谈谈开普勒式望远镜（也就是我们的折射镜）的原理。


   

                               
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    这个图是他的原理图。大家中学都学过，物体放在凸透镜较前方，凸透镜能产生一个缩小的实像，也就是图中F1F2。（这也就是折射镜物镜的作用）。然后，我们再通过目镜看实像，由于在一倍焦距内，产生放大的一个虚像。这就是折射镜的原理。我们之所以认为望远镜把物体拉近了，那是因为这个像对应眼睛的视角很大（明明很大的一座山放在远处，你觉得很小，是应为它太远，对于你眼睛来说视角很小，就是这个原理）所以说我们看东西是依靠视角来感受远近的，而我们通常讲放大倍率是指视角的放大倍率，从这个意义上来说，放大倍率只针对眼睛而言。
    而直焦摄影为什么不讲倍率呢？我先这样来解释吧，假设一台单反接着望远镜，单反屏幕上刚好装上一个月亮，那么月亮就是单反屏幕的大小。那现在把月亮照下来，放到电脑上看，由于电脑屏幕更大，看到的月亮自然就大了，所以不难理解，直焦摄影谈放大倍率完全没有意义，因为这这对放大倍率无法计算。那么，直焦摄影应该谈什么呢？通过我上面的介绍，应该很自然的想到——视场。因为你拍到的画面装下天空的面积是一定的，在单方还是电脑上看都还是那么多东西。
    那么，接下来，我们正式来说说直焦摄影原理及视场计算。

                               
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    直焦摄影时，我们不在需要目镜。而是单方或摄像头接在望远镜后方。前面我们说过物的光线通过凸透镜在凸透镜后方成一个缩小的实像（实像指有实实在在的光线在这里成像，如果拿一块白板放在这里，会看到成的像，也就是中学凸透镜成像原理的实验），此时我们把单方或摄像头的感光元件放在成像的地方，感光元件就能接受到光并记录下来成像。这就是直焦摄影基本原理。
   

                               
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    而视场又是什么呢？对于感光元件成像视场是指成像两个最边缘处对应天空的夹角。通俗解释，单方拍出来张照片，照片的两个角落分别有一颗星，这两颗星在天空中对我们的视角就是直焦摄影的视场，以度为单位。
    如上图，中学的光学知识告诉我们，平行光通过凸透镜后将汇聚在焦平面（焦平面就是过焦点的那个平面），星星对于我们是无限远的，因此发的光是平行光，也就是说，天空上的每个星星通过望远镜成像在物镜的焦平面，而直焦摄影就是那拿个叫“感光元件”的东西去焦平面那里接星星的光。那么，现在视场计算问题就变得容易了。

                               
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    如上图（感谢天文群里“黑灯”群友制作提供的图片）。视场是感光元件能接受的光的最大夹角，即2θ。θ的计算公式由图中给出，f是望远镜的焦距，可以看出，望远镜的焦距越短，成像的感光元件越大，成像的视场越大！！！所以用于拍广域深空的镜子比较好的短焦apo。（当然这只是理想状态下的计算公式，实际肯定会小一些）
    最后，我再说下画幅这一概念，画幅指成像感光元件的大小。常见画幅有APS画幅，APS-C画幅，都是一些比较特定的尺寸。通过上面的介绍，读者可以自己算一下自己单反接望远镜的视场哦。
    再次声明：本文可能有写的不对的地方，欢迎知道的同好进行指正。但是不太了解光学知识的同好还是先多学习，不要随意乱质疑。再次感谢之前论坛里发直焦摄影不谈倍率那篇文章的作者和天文群里的“黑灯”群友。还有直焦摄影不谈倍率这篇文章是非常好的一篇文章，大家可以认真看，如果后面的波动光学看不懂，说明你知识不够啦，因此学天文在于多多学习，多看书！不要一上来什么都不懂就论坛里到处发问望远镜能看什么，看多远。