望远镜、支架和相机如何选？天文摄影入坑必看

讲真，天文摄影真的是一个非常让人上头，但是却又非常烧钱的一个坑。同时，天文摄影也是一个被各种基本原理、科普概念和天体公式所包围的活动。

如果相互要把天文摄影给完全说透，那估计得要几天几夜才行。所以，本篇文章的核心内容还是抛砖引玉，让各位对天文摄影有着向往，或者已经蠢蠢欲动想要入坑的天文迷，能够对天文摄影有个非常清楚的认知。

天文摄影主要分为三类——星野摄影、行星摄影和深空摄影

星野摄影

简单理解，就是星空摄影，去到广袤的大自然，去拍摄美丽的星空，主要是拍摄银河。

星野摄影一般需要有两部分组成，地貌和星空，核心就是要将地貌和星空结合在一起。

这类的拍摄器材一般是消费级无反相机或者单反相机+大光圈的广角镜头

行星摄影

其实如果说的更严谨，行星摄影应该叫太阳系摄影，拍摄的是太阳系内的星体，包括太阳、月球、行星和部分彗星。这里划重点，只能说是部分行星，因为地球上的民用级望远镜最多只能拍到土星了。想要拍齐八大行星，那还是别想了，是做不到的。地面上最厉害的望远镜拍天王星只能是一个圆点。

不同天体需要对器材的要求也不一样。如果你的目标是拍月亮，其实手机就够了。

但是如果预算宽裕，单反无反或者行星相机都可以。

如果要拍摄土星、木星的话，那最好上行星相机，需要用到高帧率。当然，如果拍摄太阳的话，还需要专业的日珥镜或者巴德膜。

深空摄影

通俗讲，就是拍摄星云，比如马头星云、猎户座星云等。深空摄影，顾名思义，就是拍摄藏在星空最深处的东西。如果要拍摄的话，冷冻CCD相机是最合适的选择。

说到望远镜，其实不仅仅只是望远镜，还包括三大件——望远镜、支架和相机。当然，望远镜是其中最为重要的，它决定着你能看多远，以及看到什么？

评估一台望远镜是否适合天文摄影，拿着三个要素是必须要去研究的：精度、焦距以及口径。

关于精度

这是望远镜最重要的性能特性，通俗来讲，就是望远镜的镜片的光滑程度和平滑程度。很显然，精度当然是越高越好，能拍到的天体也越多。

关于焦距

焦距指的是主镜的焦点到主镜的距离，焦距决定了拍摄的天体在画面中的大小，直接决定了拍摄效率。如果你用焦距相差两倍的两台望远镜看同一个天体，那么这个天体在画面中的大小就相差两倍。

这里需要补充的一个概念就是焦比，指的是焦距和口径的比例，用符号f/来表示，f/后面的数字越小，成像的亮度就越高。

这里记住一个规律，焦比越短，亮度越高，但是成像越小；焦比越大，亮度越低，但是成像越大。所以到底选择焦比短的还是焦比长的天文望远镜，还是需要根据实际拍摄的目标来定确定。如果你的拍摄目标是行星，因为行星本来就比较亮，所以亮度本来就不是问题，那就可以选择焦比大的，尽可能把成像放大。

这里会有个问题，如果焦比不够长，或者说天体太远，在画面中看起来还是非常小该怎么办？这个时候就该祭出巴罗镜，也就是增倍镜，把焦距给延长。常见的增倍镜有2X、2.5X、3X、4X及5X，同样的增倍镜的精度是一定要同时考虑的，尽可能买精度高的增倍镜。

天文望远镜的类型

之前就有提到，精度越高越好，口径越大越好，长焦比的望远镜更适合拍行星。但这个原则不是一成不变的，因为你得加入两个变量进行考虑，一个变量是价格，另一个变量是重量。因此，一定要根据自己的实际情况来选择。

天文望远镜主要分为三类

折射式望远镜（APO）

光线会穿过镜片，发生折射，所以这类望远镜会被称为折射式望远镜。

优点：

结构稳定，成像质量优秀，中央没有副镜遮挡，方便携带。

其整体外观都是细长型的，目镜安装在镜筒的尾部。

缺点：

光线透过接之后会发生折射，这就会造成色散，因此在成像上会有色差。具体的表现就是在成像的边缘会出现紫边或者绿边等。

但是，这个色差问题并不是无解的，在光线经过第一片凸透镜玻璃后，再加一块不同材质的玻璃，这块玻璃也会造成色差，两两色差抵消，就可以将分散的光聚集起来，大大减少色差带来的影响，这就是普通消色差望远镜，简称普消望远镜。

但对于普消望远镜，还有个bug没法解决，就是两片镜片只能消除2个色差，而光线是由三种颜色组成的，只消除两个颜色，那么第三种颜色就会溢出。那么问题来了，要解决这个Bug，有两个方案。第一个方案是选择焦比更长的望远镜，这是因为在焦比比较长的时候，光的溢出量就会很小，色差就不会很明显，总结一个口诀——买普消，选长焦。第二种方案就是选择复消色差望远镜，也叫APO望远镜。通过三篇透镜的组合，可以将光汇聚到一点，几乎看不出色差。

但是，APO折射经的口径比较难做大，并且价格很高。130mm已经算是大口径了，而且价格非常高。

反射式望远镜

常见的反射式望远镜有牛顿式反射望远镜（俗称牛反）和卡塞格林式望远镜。先说牛反：

优点：

不同于折射式望远镜，牛反的光线不会穿过镜片，而是在镜片上直接反射出去。牛反的结构比较简单可靠，也是光大爱好者DIY望远镜的首选。

由于没有折射的过程，所以不存在色差的问题。并且和APO相比，牛反性价比无敌高，也是口径党的第一选择。

同时，小口径牛反不怎么需要考虑热平衡的问题，省事儿很多。

缺点：

牛反有个很难避免的问题，就是慧差（Coma）。尤其是短焦比的牛反，慧差会更加明显。因此需要增加会差修正镜（MPCC）来修正彗星。

所谓的慧差，就是中心点以外的部分像彗星一样飞散开来。相较于短焦而言，长焦的慧差会比较小。

产生慧差的原理可以用下图来表示

如果在取景器中，就是下面这个成像效果。

不过，慧差这种现象，对于行星拍摄其实影响并不大， 因为行星就是单一拍摄主体，且是焦点所在。但是对于深空摄影而言，影响就比较大了。

折反式望远镜

采用与牛顿式望远镜完全不同的设计思路：副镜与主镜水平摆放，而焦点在镜筒后面。可以看一下其设计结构，方便大家与牛反进行对比。

而折反式望远镜又主要可以分为如下几类：

RC望远镜

简单来说，RC望远镜是反射镜里光学表现最好的一种，它的主镜和副镜都是双曲面，没有球差和慧差等问题。

施卡

施卡望远镜属于折反式望远镜，它和下面会介绍到的马卡的焦比通常都比较长，口径都可以做的非常大，非常适合进行行星拍摄。不过，相对而言，其实就不太适合深空摄影了。相较于牛反，施卡有个特别明显的优点：在焦距相同的情况下，施卡的镜筒比牛反会短非常多。

马卡

最大的特点就是其焦比特别长，可以在有限的体积内，甚至可以达到f/15甚至更高。钓鲫鱼折反射镜而言，焦比越长副镜就越小，副镜越小画质就越清晰。所以马卡式望远镜非常适合用作长焦的目视观测镜，也就非常适合行星摄影。

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。

经纬仪

地平式支架也叫作经纬仪，可以使望远镜在水平和垂直两个方向转动。经纬仪结构简单，容易假设，成本较低。经纬仪又分为手动经纬仪和电动经纬仪。

因为地球自转和公转的关系，各种天体都会以北天极为中心，以均匀的速度东升西落。因此在使用经纬仪观测的时候，我们需要不停的手动来调整两个轴，来追踪天体目标。但这就会带来两个问题，一个是会带来震动，另一个就是非常麻烦。

虽然有电动经纬仪，可以通过内置马达来跟踪目标，但体验依旧不够完美，跟踪过程中可能会出现卡顿，也会出现“场旋”的问题。

赤道仪

通俗来讲，赤道式的支架就是赤道仪，它有两个转动轴，分别是赤经轴和赤维轴。经纬仪的水平转轴是和地面平行，但是赤道仪的水平转轴是倾斜的。赤道仪的赤径是固定的，对准北天极，如果在南半球的话，那就是对准南天极。而另一条赤纬则负责跟着天体旋转，这样就可以避免出现场旋的问题。

这就是赤道仪和经纬仪最大的差别，也是赤道仪最大的优势，适合稳定长时间曝光。

赤道仪的款式有好多种，常见的是德式和中式。目前市面上主流的是德式赤道仪。至于如何挑选赤道仪，大家可以参考如下的建议：

建议一，赤道仪的重要性非常高，如果你想拍出好的效果，拼命砸钱就对了。

建议二，购买赤道仪的时候，一定要考虑设备的载重量和主镜大小，不能只考虑主镜的重量，相机和其他的负重也应该包含在里面。

寻星镜同轴校准

当我们把主镜和支架架设完之后，接下来就是非常重要的“寻星镜同轴校准”环节。

寻星镜本质上是一个小型望远镜，作用是帮助观测者寻找目标天体的位置。为什么要寻星镜？主要是因为主镜的视野范围比较小，不容易寻找目标天体，而寻星镜的视野比较大，那就可以用来帮助我们快速找到目标。寻星镜需要安装在主镜上，并确保其和主镜的方向一致，这就是寻星镜同轴校准。

特别建议：这个步骤最好在白天就完成，可以利用白天的参照物进行瞄准和调整。校准过程一定要非常耐心和细心。

增倍镜（巴罗镜）其实就是凹透镜，安装在目镜（或者相机）和主镜之间，用来延长焦距，放大目标天体在视野中的尺寸。常见的增倍镜有2X、2.5X、3X、4X和5X。

这里切记，增倍镜不是倍数越大越好，因为倍数太高会导致亮度降低，成像模糊，影响画质。

那么增倍镜的倍数到底应该如何选择呢？通常计算下望远镜自身的焦比和增倍镜组合之后形成的合成焦比。比如望远镜的原本的焦比是F/10，加上2X的增倍镜后，合成焦比就是F/20。如果你的拍摄对象是行星，那么在行星摄影中，合成焦比不要超过F/30。

至于如何达成最佳效果，可以参考这样一个经验，就是：相机CMOS的像素点的大小X5就是该相机可以获得的最合适的焦比。举例说明，如果像素点的大小是4μm，那么其最佳合成焦比应该是4X5=20。这个时候如果主镜的焦比是F/10，那么就应该选择2倍的增倍镜。

至于相机传感器的像素点的大小，你总有办法去查到。

电调焦并不是行星摄影里必备的。电动调焦的核心目的是为了让调焦过程更为简单轻松。手动调焦最大的问题是容易引起晃动，如果拍摄对象是太阳和月亮，那影响不大，但如果拍摄对象是土星、木星等成像比较小的天体的话，轻微的震动就会让星体跳出画面。这个时候你就会发现电调是真香。

说到天文摄影，这是一个最为重要，也是无法绕开的问题。很多人最想知道的一定是到底用什么相机才能拍出最精彩的作品。其实，这个完全取决于你想要拍的是什么。不同的天体，不同的场景，选择都不相同。

行星相机

这里重点讲一下行星摄影和深空摄影，这两类的拍摄和后期方式不同，导致了器材的不一样。行星相机的主要追求的是高帧率，要求在短时间之内拍摄出大量能够叠加的图像，这种对速度的要求甚至连高速连拍都不行，于是更多会采用前期视频拍摄，后期抽帧叠加的方式。

因此，行星相机一般都采用较小的传感器，这样可以降低单针的数据量以提高帧率。因为行星相机所拍摄的事件比较短，通常不需要制冷。

天文冷冻相机

这是一类为天文摄影专业设计的相机。

为什么要叫冷冻相机？因为要制冷。为什么要制冷呢？因为你在深空摄影的过程中，需要超长时间的连续曝光，这种连续曝光的时间达到几个小时也是很常见的。那么这里就会引出一个问题，相机连续工作这么长时间一定会发热。一旦温度升高，就会产生热噪点，这些噪点对于深空摄影来说是非常要命的。但同时，如果只是简单的让温度降低，那么会出现起雾的问题。所以，制冷技术要同时包括防止起雾、干燥、真空。

同时，天文冷冻相机除了制冷之外，在底层算法上也不一样。普通相机在数据输出的时候都会在机内对算法进行优化，比如锐化和降噪处理，这种在日常摄影过程中没毛病，但是在深空摄影的过程中那是很严重的问题，一些星星很容易被当做噪点给直接消除了，也就是圈内所说的“吞星”现象。

我们聊一个思考点：CCD还是CMOS？

这两种芯片存在着天然的性能差异。CMOS的特点就是高速读取，说白了就是高帧率。而对于CCD来说，这是非常难以做到的事情。所以CMOS对于行星摄影非常好用。

但在成像效果方面，CCD的暗场比较固定，所以CCD实际上可以做到完美的校正，这就使得CCD能够拍出更为纯净的图像。而CMOS的问题是底噪每一张都是不一样的，因此没有办法用统一的暗场去完全纠正。

简而言之，CCD可以做到完美，而CMOS却没法做到完美。但是不用担心，对于绝大多数玩家而言，完美与不完美之间的差异不是那么重要。

了解天文摄影的基本设备之后，才能结合自己的需求，更好的进行下一步的拍摄。