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當(dāng)你能夠熟悉的拍攝月面以后，你一定不甘于僅僅用手中的鏡子拍攝月亮，下一步將是把目光轉(zhuǎn)向行星。就目前而言，業(yè)余的望遠(yuǎn)鏡（口徑小于12寸）主要能拍攝的行星目標(biāo)有4個：金星、火星、木星、土星，其余的4顆在鏡子中將只能顯現(xiàn)出微弱的細(xì)節(jié)，甚至沒有任何的細(xì)節(jié)。相比于拍攝月亮這個視面達(dá)到30'的目標(biāo)而言，行星的拍攝需要準(zhǔn)備的工作更多，這里分為三大部分進(jìn)行介紹，分別是拍攝前的準(zhǔn)備、拍攝時技巧及拍攝后期處理。 一、拍攝前的準(zhǔn)備 很多人在觀測行星時總是興沖沖就把鏡子架好就馬上開始觀測和拍攝，其實這樣往往不能得到一頓美味的目視盛宴或者高分辨率的圖像。在準(zhǔn)備進(jìn)行行星觀測之前，首先第一步是需要準(zhǔn)備好你所需要的器材，并仔細(xì)的檢查一遍，高倍的巴羅（3X、5X巴羅）、行星攝像頭（ASI120MC、ASI120MM、SPC900NC、Philips 840K等）、洗耳球、電源、目視用目鏡等必備的器材一個都不能少，當(dāng)然還要檢查一下你的鏡筒中的主鏡、目鏡表面積塵是否嚴(yán)重，或者是有油脂污染，這些前期的清理工作都應(yīng)該在觀測之前完成。 
圖1 高倍巴羅（Meade 5X巴羅）、行星攝像頭（ASI120MC） 1. 校準(zhǔn)望遠(yuǎn)鏡的光軸 接下來的一步就是校準(zhǔn)鏡子的光軸，很多朋友可能覺得只有牛反望遠(yuǎn)鏡才需要校準(zhǔn)光軸，其實不然，折射望遠(yuǎn)鏡和折返望遠(yuǎn)鏡一樣需要定期進(jìn)行光軸的校準(zhǔn)，只不過后兩者校準(zhǔn)的次數(shù)相對比較少。下面就牛反望遠(yuǎn)鏡的光軸校準(zhǔn)進(jìn)行討論，個人認(rèn)為，牛反光軸在每次的觀測之前都需要一次校準(zhǔn)，這是為什么呢？答案很簡單，牛反的光軸實際上比較脆弱，一臺已經(jīng)校準(zhǔn)好光軸的牛反經(jīng)過一次的搬運（上下樓或較遠(yuǎn)距離）之后光軸就會出現(xiàn)小的偏差，想想看，經(jīng)過幾次的觀測搬運，鏡子的光軸偏離已經(jīng)不小，甚至已經(jīng)嚴(yán)重偏離，這將會嚴(yán)重影響牛反的分辨率（下圖2），因此每次觀測之前進(jìn)行校準(zhǔn)十分必要。 
圖2 光軸校準(zhǔn)良好時的土星及埃里圖案（左一、左二）、光軸存在較大偏差時的土星及埃里圖案（左三、左四） 
圖3 牛反校準(zhǔn)目鏡 牛反光軸的校準(zhǔn)需要準(zhǔn)備一個牛反校準(zhǔn)目鏡（上圖3），而且你最好是在下午接近傍晚時分進(jìn)行光軸校準(zhǔn)，只需要把鏡筒對準(zhǔn)天空即可開始校準(zhǔn)工作（環(huán)境亮度不足時需要外加光源垂直照射主鏡），具體的校準(zhǔn)步驟如下（下圖4）[1][2]： 
圖4 牛反光軸校準(zhǔn)步驟（從左到右，上圖為牛反校準(zhǔn)目鏡視野中的圖像）（左） 圖5 牛反副鏡的三個調(diào)節(jié)螺絲，中間的螺絲為固定副鏡用（不能動）（右） （1）校準(zhǔn)主鏡：調(diào)整副鏡上的三個螺絲，使校準(zhǔn)目鏡中的十字絲交叉點與主鏡上的中心標(biāo)志重合（上圖4 左二）。在這里注意其中一個螺絲旋緊（旋進(jìn)）時，其余的兩個螺絲需要相應(yīng)的旋松（旋出），旋緊旋出時動作要小，中間的螺絲永遠(yuǎn)不要動（下圖5）； （2）校準(zhǔn)副鏡：調(diào)節(jié)主鏡座后面的三個調(diào)節(jié)螺絲，使校準(zhǔn)目鏡中心（Reflection of collimating eyepiece）與主鏡上的中心標(biāo)志重合（上圖4 左三）； （3）檢驗光軸校準(zhǔn)：在使用牛反校準(zhǔn)目鏡校準(zhǔn)以后還需要對校準(zhǔn)的效果進(jìn)行檢驗，這一步留在正式觀測主鏡熱平衡以后進(jìn)行，具體的方法就是望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)天頂附近的一顆較亮的恒星（1-2等星），然后用2-3倍口徑大小的放大倍數(shù)觀察（200mm口徑的牛反使用400-500倍），慢慢的調(diào)焦把星像從焦內(nèi)調(diào)到焦外，一個很多圈圓和中心有個白點的像出現(xiàn)。這個圓由小變大和由大變小都必須同心和均勻，然后白點必須一直這些圓的中心。如果不是這樣，則主鏡座后面的螺絲就必須調(diào)整直到白點為外圓的圓心（下圖6）。另一種方法就是觀察埃里圖案（airy pattern），觀察埃里圖案的步驟和上述觀察焦內(nèi)焦外的圖像的步驟一致，觀察時需要用4-5倍口徑大小的放大倍數(shù)并且需要精確的對焦，精確對焦后將會得到下圖7的圖像，左一圖為光軸校準(zhǔn)良好的圖像，左二圖為校準(zhǔn)效果不好的圖像，這時需要調(diào)整主鏡座后面的螺絲。注意整個檢驗過程中副鏡的三個螺絲不能動。 
圖6 焦內(nèi)至焦外目視的圖像變化（上圖為光軸校準(zhǔn)良好時圖像，下圖為光軸校準(zhǔn)效果不好時的圖像） 
圖7 精確對焦得到的埃里圖案（左一為光軸校準(zhǔn)良好的圖像，左二為校準(zhǔn)效果不好的圖像，左三為實際拍攝光軸校準(zhǔn)良好的圖像） 二、拍攝時技巧2. 望遠(yuǎn)鏡的平衡、尋星鏡光軸校準(zhǔn)和赤道儀極軸校準(zhǔn) 當(dāng)你把望遠(yuǎn)鏡光軸調(diào)整至完美的水平以后，你一定會迫不及待就想觀測木星的大紅斑、土星的光環(huán)等等，但是，在你想舒服地享受觀測盛宴之前，還有四個重要的工作等著你去完成。 首先是望遠(yuǎn)鏡的熱平衡，一臺中小型的望遠(yuǎn)鏡至少需要30分鐘熱平衡時間，若要達(dá)到完美的成像則需要45分鐘左右，一般來說口徑越大熱平衡的時間越長，在同等的口徑下，折射望遠(yuǎn)鏡或折反望遠(yuǎn)鏡的熱平衡時間比牛反要長一些，在漫長的熱平衡等待中，我們難道是在無聊的等待嗎？答案是否定的，在熱平衡過程中，我們可以同時進(jìn)行剩余的三項工作。 第一，望遠(yuǎn)鏡的平衡 第二，尋星鏡光軸校準(zhǔn)，很多入門的朋友可能不會注意這一步的重要性，認(rèn)為尋星鏡用處不大，當(dāng)然我也曾經(jīng)有這樣錯誤的認(rèn)識，其實不然，用好手中的尋星鏡可以幫助你更快的尋找目標(biāo)。尋星鏡光軸校準(zhǔn)原理很簡單，就是讓你的尋星鏡和望遠(yuǎn)鏡的光軸保持一致，換句話說，尋星鏡視場中央的物體可以剛好落入你望遠(yuǎn)鏡的視場中央。 最后一步就是赤道儀的極軸校準(zhǔn)，一臺比較完整裝備的赤道儀應(yīng)具備方位角調(diào)節(jié)和高度角調(diào)節(jié)裝置，下面分步驟介紹赤道儀如何校準(zhǔn)極軸： （1）方位角、高度角粗校準(zhǔn)：對于目視不能觀察到北極星或者沒有極軸鏡的朋友來說，這一步需要一個小小的指南針，按照指南針的指向找到大約的北極方位，然后調(diào)節(jié)赤道儀的方位至與指南針指針平行，則此時赤道儀的極軸大致指向北極；對于目視可以觀察到北極星且赤道儀安裝有極軸鏡的朋友來說，這一步相對比較省事，只要把北極星調(diào)整至極軸鏡視場的中央即可； （2）方位角、高度角精校準(zhǔn)：粗校準(zhǔn)過后，下面就是采用漂移法來進(jìn)行，首先讓望遠(yuǎn)鏡指向一顆位于正南方位附近，并且地平角度較低的亮星（一般亮于2.5等），利用至少為2倍口徑的倍率觀察該亮星的漂移狀況，然后小心的調(diào)整方位角螺絲使亮星的漂移速度減至最??；然后讓望遠(yuǎn)鏡指向一顆位于正東或正西方位附近，并且地平角度較低的亮星，利用至少為2倍口徑的倍率觀察該亮星的漂移狀況，然后小心的調(diào)整仰角螺絲使亮星的漂移速度減至最小。此時，赤道儀的極軸校準(zhǔn)完畢，理論上說，經(jīng)過精校準(zhǔn)后，高倍目視也基本不需要調(diào)整赤緯軸。 上面的各方面準(zhǔn)備工作完成以后，下面終于可以開工，目前市面上的行星攝像頭種類繁多，質(zhì)量也參差不齊，在這里主要介紹幾種：對于手頭上不是很充裕的朋友來說，飛利浦公司的SPC900NC和Philips 840K是一個不錯的選擇，二手價格一般在幾百左右；如果你想追求高效和高質(zhì)量的拍攝行星，QHY5-II-C、ASI120MC可以省下不小的時間；對于專業(yè)骨灰級的玩家，我的建議是直接上QHY5-II-M、ASI120MM，通常大師級的作品由此誕生。本人目前行星的主力攝像頭是ASI120MC，因此接下來我們以ASI120MC為例介紹一下拍攝行星時的技巧，其他的攝像頭可以經(jīng)驗類似。 在開始拍攝之前首先需要摸清楚攝像頭的一些拍攝的參數(shù)，包括分辨率、幀速、曝光時間（Exposure）、增益（Gain）、伽馬（Gamma）、白平衡（White Balance）[3]，這些參數(shù)在拍攝過程中十分重要。 分辨率： 是指拍攝時一幀畫面的長邊像素點數(shù)與寬邊的像素點數(shù)，選擇合適的分辨率拍行星才能獲得最佳的效果。一般分辨率越小，最高幀速越快，每一幀硬盤占用空間越小。 幀速 （fps）：就是每秒拍攝幀的數(shù)量，這一項基本不用設(shè)置，一般情況下按照最快的速度跑就行，一般可以在軟件的狀態(tài)欄看到實際的幀率。 曝光時間（Exposure）： 這個和增益是攝像頭操作最重要的兩個參數(shù)，曝光時間越短， 畫面越暗， 但更能抵消視寧的影響，有利于行星攝影。另外曝光時間也會限制幀速，例如曝光 1s，則最多能達(dá)到 1 幀每秒。 增益（Gain）：相當(dāng)于相機的感光度ISO。增益越高，畫面越亮，但噪點也越多。 伽馬（Gamma）：建議拍攝的時候保持這個值為 50。Gamma太低可能導(dǎo)致疊加的時候產(chǎn)生洋蔥圈。 白平衡（White Balance）： 彩色攝像頭才有此選項， 可以在這里選擇自動白平衡， 感覺顏色合適再取消自動白平衡，微調(diào)需進(jìn)入攝像頭屬性菜單。 在拍攝之前，一般需要把白平衡調(diào)節(jié)好，方法很簡單，就是先用白色的布緊緊蓋住攝像頭，放置在日光燈下，然后打開Sharpcap軟件選擇Histogram （如圖8），下方可以看到RGB、R、G、B通道的柱狀圖，調(diào)整增益和曝光時間使柱狀圖分布在中間附近，然后在選項》Video Capture Filter中調(diào)整紅藍(lán)通道的數(shù)值，使R、G、B柱狀圖數(shù)值基本一致，如下圖9，這樣白平衡基本調(diào)試完成，如果覺得畫面仍有偏色，則可以繼續(xù)微調(diào)達(dá)到最佳的白平衡。
圖8 Sharpcap軟件操作界面
圖9 白平衡調(diào)整后R、G、B通道的柱狀圖情況 下面分享一下拍攝的一些經(jīng)驗，雖然這些經(jīng)驗可能看似微不足道，但是對拍攝的質(zhì)量有著決定性的作用，下面分點進(jìn)行介紹： 1. 選擇大氣透明度和視寧度良好的晚上進(jìn)行拍攝：在決定拍攝之前你首先要了解當(dāng)天拍攝的天氣狀況，除了需要一個晴朗的夜晚以外，大氣透明度和視寧度是最重要的兩個指標(biāo)（下圖10），大氣透明度將影響拍攝的曝光時間，視寧度是反應(yīng)大氣的抖動情況，對行星的細(xì)節(jié)有決定性的影響，是行星拍攝最終效果成敗的關(guān)鍵！下圖11是用信達(dá)6寸牛反分別在11月9日和11月16日所拍攝的木星，11月9日當(dāng)晚的視寧度約為4/10,11月16日的視寧則達(dá)到6/10左右，可以看到9日的木星邊緣有明顯的抖動，而16日的則比較平穩(wěn)。最后疊加銳化后的圖像細(xì)節(jié)方面16日的明顯比9日的要豐富和細(xì)膩。
11月16日拍攝的木星視頻（左）和后期處理后圖像（右） 圖11 11月9日和11月16日用信達(dá)6寸牛反拍攝的木星對比 2. 在亮度和噪點可忍受的范圍內(nèi)縮短曝光時間： 有些朋友可能會覺得延長曝光時間可以增加行星的亮度，并且降低增益較少畫面的噪點，但是，延長曝光往往會引入大氣不穩(wěn)定帶來的抖動，使行星的細(xì)節(jié)被抹去，即使在后期疊加再多的幀也無法彌補。因此，在拍攝行星的時候我通常會把曝光時間縮短，增益調(diào)整至75以上，相應(yīng)的拍攝的幀數(shù)也至少要5000以上。不過曝光時間也不是越短越好，曝光縮短會帶來亮度的下降，因此，縮短曝光也要在亮度允許的范圍內(nèi)進(jìn)行，一般以最終出圖亮度提升調(diào)整不超過50%為宜。在這里分享一下部分行星拍攝的參數(shù)設(shè)置組合： 表1 行星拍攝中增益、曝光時間和幀數(shù)參數(shù)設(shè)置參考 （參數(shù)是以信達(dá)6寸牛反得出的經(jīng)驗值）
下面這一幅土星是在Exposure (s)=0.056858，Gain=90的條件下拍攝的，一共拍攝7500幀
最后，在這里分享一下文佳大師關(guān)于拍攝參數(shù)設(shè)置的探討：木星最佳拍攝參數(shù)以及水波紋現(xiàn)象的探討！，上面詳述了關(guān)于曝光時間與細(xì)節(jié)和抑制大氣抖動的關(guān)系。 3. 對行星目標(biāo)多次對焦獲得最佳焦點：這一步對于拍攝來說是最困難的事，但也是很關(guān)鍵的事。通常來說，對焦不是一次性可以完成的事，需要通過多次對焦達(dá)到最合適的焦點。在我拍攝的過程中，我通常會遵守下面的原則：首先是通過第一次對焦摸清最佳焦點大概的位置，然后在后續(xù)對焦過程中對最佳的焦點進(jìn)行預(yù)判斷，因為當(dāng)你覺得此刻是最佳的焦點時，往往會錯過這個焦點的位置而“過焦”，因此應(yīng)該通過預(yù)判提前停止對焦，這一步通常需要重復(fù)2-3次甚至更多，最后，觀察這個目前焦點位置是否為最佳焦點，方法是圖像會出現(xiàn)清晰-模糊-清晰交替出現(xiàn)的情況，這樣代表對焦接近完美。下面用信達(dá)6寸牛反的一些實例說明一下： （1）首先是星點的表現(xiàn)，在牛反光軸比較完美和對焦精準(zhǔn)的情況下可以得到對稱銳利的埃里圖案
（2）阿爾卑斯月溪適用于檢驗鏡子分辨率的重要目標(biāo)之一，這一目標(biāo)基本上是6寸鏡子的極限，因此，只能在天氣、光軸、調(diào)焦三者均比較完美的情況下才能顯示出來，該目標(biāo)拍攝時視寧稍微比較差，因此月溪只能算是隱約可見
4. 選擇較小的分辨率拍攝行星目標(biāo)：對于中小型口徑的望遠(yuǎn)鏡來說，行星在攝像頭的視場下并不會占據(jù)整個視場空間，因此造成了不少像素的浪費。有些愛好者可能會認(rèn)為減小分辨率會損失行星的細(xì)節(jié)，這恰恰相反，因為分辨率的減小只會減小攝像頭CMOS傳感器利用的面積，不會減小畫面的像素密度。這種做法有兩個好處：一是可以提高攝像頭的幀速，在我的電腦上1280*968的分辨率通常分極限幀速不會超過33fps，如果800*640的分辨率則可以達(dá)到70fps左右，這對于拍攝木星、進(jìn)行等明亮的目標(biāo)十分有幫助，拍攝的效率大大提高。例如木星在3min內(nèi)就能達(dá)到8000幀以上，連后期的自轉(zhuǎn)修正也可以免掉！另外一方面是可以減小數(shù)據(jù)量，800*640的分辨率數(shù)據(jù)量只有1280*968分辨率的一半以下，大大節(jié)省硬盤空間。通常拍攝使用分辨率的原則是：長和寬為可以容納目標(biāo)直徑的1.5-2倍為宜。 三、拍攝后期處理 拍攝完成后得到滿滿的一堆數(shù)據(jù)，也許不少人覺得可以拍攝的工作已經(jīng)基本結(jié)束了。其實不然，前面的準(zhǔn)備和拍攝工作只是邁出成功的第一步，真正體現(xiàn)差距的地方才剛剛開始！對于行星的后期處理的軟件種類在近幾年豐富了不少，有Registax、AutoStakkert、WinJOPUS等等，就目前的主流而言，Registax、AutoStakkert是兩款比較常用疊加銳化軟件，個人覺得兩款軟件各有優(yōu)勢，AutoStakkert在行星疊加方面支持多個Align Points同時疊加且不會出現(xiàn)像Registax那樣的拼接裂痕，Registax在銳化算法上表現(xiàn)優(yōu)秀。當(dāng)然，行星后期處理的方法并非只有疊加和銳化兩個步驟這么簡單，RGB通道的合成（針對黑白攝像頭）、自轉(zhuǎn)的修正、調(diào)色和降噪等步驟也是體現(xiàn)作品質(zhì)量的關(guān)鍵。 下面以我目前手頭上的ASI120MC和信達(dá)6寸牛反得到的一段木星素材為例進(jìn)行后期處理的說明： 1. AutoStakkert！2疊加 第一步：打開視頻，Image Stabilization中選擇Planet（行星），如果是月面則選擇Surface，Quality Estimator中Noise Robust表示噪點的數(shù)量，一般為3，如果是噪點很少的畫面（增益<50）可以考慮改為2，然后點擊Analyse（圖12）； 第二步：分析完畢后，F(xiàn)rames拉條中是按照所有幀質(zhì)量的排序，第一幀為質(zhì)量最好的幀（清晰度和亮度最佳），通過拉動拉條檢視所有幀的質(zhì)量，大概了解所有幀的質(zhì)量，也可以通過觀察Quality Graph來判斷幀的質(zhì)量，一般Quality<50的幀需要舍棄掉，然后在AP Size中選擇Aglin Point的大小，對于行星來說選擇25或者50就足夠了，然后點擊Place AP in Grid自動獲得Aglin Point的點，也可以在選定AP Size后手動在第一幀上獲取Aglin Point的點，一般我比較喜歡使用后者，因為這樣可以更加精確的得到較佳的Aglin Point（圖13）； 第三步：在Stack Option中選擇你要疊加的幀數(shù)，有兩種方式，一種是以幀數(shù)為界線，一種是以所有幀的百分比為界線，一般我選擇用第一種，在輸入框中輸入4800即可（代表疊加4800幀），最后按Stack開始疊加（圖14）；
圖12 第一步中AutoStakkert操作界面
圖13 第二步中AutoStakkert操作界面
圖14 第三步中AutoStakkert操作界面 2. Registax 6銳化 第一步：把疊加后的圖像導(dǎo)入Registax中，拖動紅色方框中的拉條，Sharpen可以調(diào)節(jié)銳化直徑，一般為0.10，拉條從左到右代表強度，一般我喜歡從下面的拉條開始拉起，首先把所有拉條的拉至最左邊，然后從底部拉條開始拉動拉條（圖15），最終銳化至圖像的細(xì)節(jié)基本顯現(xiàn)，圖像中不會出現(xiàn)顆粒感的噪點為止，千萬不要過度銳化，否則后期PS銳化小細(xì)節(jié)無法進(jìn)行； 第二步：點擊Functions中的Histogram，一般RGB色階曲線均在左方出現(xiàn)峰值，這部分屬于背景光干擾，把strech下面的數(shù)值設(shè)定為5-10以消除背景光的干擾，此時可以看到行星的RGB色階直方圖（峰值出現(xiàn)在中間附近），最后點擊Do All；
圖15 第一步中Registax操作界面 3. Photoshop調(diào)色、銳化和降噪
第一步：調(diào)整木星的亮度，調(diào)節(jié)至赤道附近的亮度不會溢出或過爆即可； 第二步：對木星進(jìn)行調(diào)色，打開圖像》調(diào)整》通道調(diào)整器，利用顏色取樣器工具點取如圖16的位置（木星一般為北赤道云帶和北溫帶云帶之間的白色區(qū)域，土星一般為光環(huán)），調(diào)整R、G、B通道的數(shù)值分別為215、200、190附近，此時木星的顏色和實際基本相符； 第三步：銳化分兩次進(jìn)行，先用濾鏡》模糊》高斯模糊進(jìn)行半徑為0.8-1.2像素的模糊，然后利用濾鏡》銳化》USM銳化進(jìn)行半徑為0.8-1.2，數(shù)量為200-300%的銳化，注意模糊和銳化的半徑必須一致，然后再進(jìn)行一次半徑為0.4-0.6像素的模糊，再進(jìn)行一次半徑為0.4-0.6，數(shù)量為200-300%的銳化，最后銳化的效果以不出現(xiàn)明顯噪點為佳； 第四步：調(diào)整圖像》調(diào)整》自然飽和度中的飽和度，一般設(shè)定為10-25之間，具體視云帶的艷麗程度而定。然后使用蒙塵與劃痕工具進(jìn)行降噪，最終的效果如圖17，云帶的細(xì)節(jié)和南極附近的小白斑均顯現(xiàn)出來，而且噪點并不明顯
圖16 第二步中顏色取樣器工具點取位置
圖17 最終處理效果 除了上面的步驟以外，行星處理還需要消除行星自轉(zhuǎn)的影響、望遠(yuǎn)鏡和拍攝引入的色差等等，這里就不一一贅述，在這里還想說明一下行星處理需要在正式的處理前進(jìn)行預(yù)處理，通過預(yù)處理摸索各個步驟處理的力度和參數(shù)的設(shè)定，行星處理中的參數(shù)并不是一塵不變，因此通過反復(fù)的試驗積累經(jīng)驗，才能得出最好的效果。 |
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