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长时间曝光与夜空

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长时间曝光与夜空
图片: Bruno Gilli/ESO, CC BY 4.0 · Wikimedia Commons

要点

  • 地球在转,所以星星在动:短曝光拍出点,长曝光拍出轨迹。
  • 500 法则(500 ÷ 焦距 × 裁切系数)比较粗略;对高像素传感器,NPF 法则更好。
  • 在新月前后、远离城市灯光的地方拍;波特尔暗空分类把天空暗度分为 1 到 9 级。
  • 通常从广角大光圈镜头(f/2.8 或更大)、ISO 1600–6400 和一个稳固的三脚架开始。

点状星星还是星轨?

由于地球自转,星星看起来每小时在天空中移动约 15°。短曝光时它们保持为点;长曝光时每颗星都会绕天极画出一道弧线,在北半球天极靠近北极星。

想拍点状星星,就要让曝光短到看不出移动,通常是 5 到 25 秒,取决于镜头和传感器。拍星轨则正好相反:总曝光要几分钟乃至几小时。

长星轨通常是用软件合并许多张 20 到 30 秒的照片,而不是一次超长曝光。这样能控制噪点和发热,还能把飞过的飞机从单张里去掉。

500 法则,以及它为什么粗略

经典的速算法是:最长快门时间(秒)≈ 500 ÷(焦距 × 裁切系数)。全画幅上用 20 mm 镜头得出 25 秒;在 APS-C(1.5×)上约 17 秒。

它来自胶片时代,那时照片印得小,颗粒能掩盖轻微的拖尾。在如今的高像素传感器上以 100% 查看,按 500 法则拍的照片常会出现短短的拖线。很多摄影师改用 300 或 400,但这同样只是近似。

它还忽略了光圈和拍摄方向:靠近天赤道的星星移动最快,靠近天极的星星几乎不动。

NPF 法则

NPF 法则把像素尺寸和光圈也考虑进去。常见的简化形式是:时间 ≈(35 × f 值 + 30 × 像素间距(µm))÷ 焦距。

例子:在 2400 万像素的全画幅相机(像素间距约 6 µm)上用 20 mm、f/2.8,得出(98 + 180)÷ 20 ≈ 14 秒,明显短于 500 法则的 25 秒。在像素约 4.4 µm 的 4500 万像素机身上,降到约 11 秒。

它仍然是为让星星看起来清晰而调校的估算,而不是物理极限。本页的计算器会同时给出两种结果,方便你比较,并用自己的相机测试。

何时何地:银河季节、新月、暗夜

银河明亮的核心位于人马座方向。在北半球,大约从二月或三月(黎明前)到十月(黄昏后)都能看到,夏季最容易;在南半球,核心升得更高,季节也差不多(近似,取决于纬度)。

月光会冲淡暗弱的星星,所以要围绕新月或其前后几天来安排,或者等月牙落下后再出发。

光污染是最大的敌人。波特尔暗空分类把天空分为 1 级(极佳的暗夜地点,银河能投下淡淡的影子)到 9 级(市中心,只能看到几颗亮星)。哪怕只是从 7 级换到 4 级(往往离城一小时车程),差别也会非常明显。光污染地图能帮你找到更暗的地方。

设置与光绘

一个不错的起点:广角镜头(14 到 24 mm),最大光圈约 f/1.8 到 f/2.8,ISO 1600 到 6400,快门按 NPF 法则,拍 RAW,白平衡约 3800 到 4500 K。用放大的实时取景对着一颗亮星手动对焦;在黑暗中自动对焦很少管用。

光绘是在曝光过程中补光,用手电筒、LED 灯板甚至手机屏幕都可以。对着树或岩石轻轻地快速扫一下,就能在不另拍一张的情况下得到前景细节。光要弱、要暖;在 ISO 3200 下,一点点光就很够了。

在暗夜地点要顾及他人:别的摄影师可能正在曝光,所以用红光,打开任何亮光之前先提醒大家。

长时间曝光降噪与堆栈

长时间曝光降噪(LENR)会在你拍完后立即拍一张同样时长的黑帧,并减去其中的热像素。它有效,但等待时间加倍:30 秒的曝光要花一分钟。拍星轨序列时要关掉它,因为它会在帧与帧之间造成空隙。

长时间拍摄时传感器也会发热,而热的传感器噪点更多。在 25 °C 的夏夜,你会看到比 0 °C 时更多的热像素。

堆栈是更强大的办法:对同一片天空拍 10 到 30 张,让软件对齐并取平均。随机噪点会下降而星星保留,得到比任何单张都干净的画面。如果你迷上了,专门的软件和赤道仪就是下一步。

试一试: 星轨计算器

找出能让星星保持清晰点状的最长曝光时间。

500 法则—
NPF 法则—

点状星星的估算值。NPF 法则比 500 法则更严格。结果会随星星的赤纬变化,请放大照片检查。

参考资料

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