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從零開始的深空攝影04a:三大件簡介之望遠鏡篇——如何選擇主鏡

作者:由 QHYCCD天文攝影 發表于 攝影時間:2023-01-09

從零開始的深空攝影04a:三大件簡介之望遠鏡篇——如何選擇主鏡

從零開始的深空攝影04a:三大件簡介之望遠鏡篇——如何選擇主鏡

從零開始的深空攝影04a:三大件簡介之望遠鏡篇——如何選擇主鏡

本期主筆:子凡

是一個推dob的目視黨。你問啥是dob? 別急啊,往下看。

策劃及整理:davylee

閱前須知:

1。本篇為科普性質文章,因此我們在此僅介紹門類,不分析品牌優劣,無任何恰飯行為;

2。望遠鏡篇分為04a和04b兩篇,共計接近一萬字,相比前幾期來說硬核了一些。但不用擔心,我們依舊儘可能迴避複雜的公式和原理。本篇涉及較多術語,對完全零基礎的新人來說閱讀會有一定門檻。本篇出現的特殊名詞會用粗體進行標註,遇到不熟悉的可以參閱本期同步推送的

《從零開始的深空攝影04b:三大件簡介之望遠鏡篇——常用的名詞,概念,代號一覽》

,那裡對本文以及圈內經常提到的術語進行了部分彙總,與本篇相比更為簡潔而全面,推薦新人參閱。

今天我們來講一下深空攝影中的鏡頭——天文望遠鏡。之前我們也說過,深空攝影中也有一部分人使用超長焦單反鏡頭,但本期並不加以介紹,實際上我們也不建議新人在手頭沒有超長焦鏡頭時優先買鏡頭入門,是否專業先不論,單從價格來看就划不來 。高素質超長焦的價位下能選擇的優秀天文望遠鏡可太多了。

深空攝影通常需要用到兩隻鏡子:主鏡(拍攝用鏡)和導星鏡。導星鏡的選擇比較寬泛,在本篇我們主要介紹主鏡。

和上一期赤道儀不同的是,天文望遠鏡的門類非常非常非常非常非常多。雖然作為面向業餘天文愛好者的科普,

我們在此只會介紹國內消費者市場主流的幾種款式

,但由於望遠鏡還涉及口徑、焦比、配件等不少問題,因此即使款式有限,市場上能選擇的型號卻有很多,選起來自然也更為複雜。

所以我們在這個篇章想從新人選擇望遠鏡的角度出發,簡化對望遠鏡本身的介紹,更多側重於望遠鏡的挑選。

不論你預算多少,不論你是想下定決心做資深發燒友,還是想淺嘗輒止發展一個輕度愛好,在這裡我們都會從客觀的角度提供一些我們的選擇建議。如果想要深度瞭解望遠鏡的原理及結構的話,關於望遠鏡門類介紹的資料網路上還算比較全,大家可自行百度。

本篇主要想幫新人弄清楚3個問題:

a.瞭解目視用鏡和攝星用鏡的區別;

b.瞭解不同結構的望遠鏡的優缺點和適用環境;

c.如何結合自身情況選擇合適的望遠鏡。

在確定如何選擇望遠鏡之前,我們按照慣例先對望遠鏡的門類和術語進行簡單的介紹,以方便閱讀。

常用的望遠鏡引數

焦距

:指光入射時從透鏡光心到光聚集之焦點的距離。和鏡頭一樣,焦距和取景範圍(放大倍數)密切相關。

口徑

:主鏡的通光直徑,一般以mm為單位標出。在理想的情況下,口徑越大,集光力越強,解析度越高。

我們觀測所能見的細節往往取決於口徑(而不是放大倍數)。

焦比

=焦距/口徑,以f/表示。

其實就是攝影中經常提到的光圈。如f/5指的是焦距為口徑的5倍。焦比越小,攝影時候目標成像亮度越高,從某種意義上來說效率更高,但小焦比會導致像差控制難度加大,也會加大除錯難度。

像差

:任何光學系統所成的像都會與理想狀態有一定的偏差,我們把這種不完美的偏離稱為像差。像差主要有五種:

色差、球差、彗差、場曲、像散,不同結構的望遠鏡會在這幾項資料表現上各有優劣。

具體解釋請閱讀本篇的姊妹篇

04b

市面上主流的民用天文望遠鏡型別

折射式望遠鏡

:利用折射鏡片來聚焦的望遠鏡。標有“

ED

”“

APO

”的折射望遠鏡具有遠好於

普消

的色差矯正。由於沒有中心遮擋,可以帶來很高的反差,提供良好的使用體驗,但是價格也是同口徑裡最貴的。

反射式望遠鏡

:利用反射鏡片來聚焦。反射鏡片具有

0色差

的優勢,並且口徑可以輕鬆做得很大,用於攝影顏色也更好一些。但由於設計問題會帶來中心遮擋,會稍微降低反差。目前常見的反射鏡有兩種。牛頓式反射望遠鏡(簡稱

牛反

):利用一片凹面反射鏡聚焦,再透過一平面鏡副鏡將光線反射到側面。目前的拋物面牛反價格已經非常便宜了,是價效比極高的一個選擇。

卡塞格林式反射望遠鏡:光線經過主鏡匯聚之後,再由凸面的副鏡反射到主鏡後。可以在較小的體積下獲得很長的焦距。

折反射式望遠鏡

:常見的是以反射為基礎,反射鏡片使用球面鏡(好磨,降低成本),再利用折射原件來幹掉球差,以此獲得優良的光學表現。

折反射望遠鏡是一個非常龐大的家族,

但市面上最常見只有有以下兩種:

施密特-卡塞格林(簡稱

施卡

)。在卡塞格林結構的基礎上在加上了一施密特改正鏡。

馬克蘇托夫-卡塞格林(簡稱

馬卡

)。在卡塞格林結構的基礎上加裝了一彎月改正鏡。一般同口徑下馬卡比施卡便宜一些,但會重很多。它們焦比一般很大。

天文望遠鏡的挑選

說到鏡頭,不知道有多少攝影愛好者會一度想起被無數支鏡頭支配錢包的恐懼。

(話說只見那對面的索尼爸爸從左邊口袋掏出一支G大師,又從右邊口袋裡掏出另一支G大師,然後笑眯眯地對你說:“賣微單機身是不賺錢的,大家就當交個朋友嘛~”)

相比於鏡頭的無底洞,對於多數剛入門的天文攝影愛好者而言,只要選擇正確,一般情況下只需要一支主力望遠鏡就能夠滿足基本需求了。即使對於重度發燒友來講,所需要的主鏡也就是兩到三支,再往上的就是雲玩家或者真正的大佬了。而挑選望遠鏡也和挑鏡頭有著類似的原則:

一看錢包,二看目的。

A.確定預算區間

眾所周知,天文器材的價格跨度很大,有幾百塊的普消,也有可以輕輕鬆鬆燒掉幾百萬的壕裝置。一分錢一分貨,目前市面上並不存在一種公認的“吊打友商”、“價效比超高”的器材(但口碑好的的確存在)。因此,第一步應該先確定好預算區間,在自己承擔得起的情況下,選擇一支適合自己的主鏡。

要注意的是,如果你還沒有選好鏡子的下半身(赤道儀),那麼必須要把支架系統的預算考慮進去。

赤道儀是深空攝影的基礎,對赤道儀的選擇應優先考慮。否則,花小几千買了個十寸大牛還以為自己賺了,最後看著重型赤道儀價格又只能喊媽媽打錢了。上期我們講過,一般情況下建議赤道儀需要承載的重量在其標識的最大載重的2/3左右(也有說法是不超過0。7倍,但大同小異),如果忘了,讓我們再來複習一下上期內容:

從零開始的深空攝影03:三大件簡介之赤道儀篇

另外對於深空攝影來說,考慮主鏡預算的時候還應該把對應的改正鏡的預算加進去(比如MPCC、專用的平場鏡等),否則你往往會得到shi一樣的邊緣成像。

確認好預算之後,就能夠排除掉很大一部分主鏡,列出一個能買得起的主鏡清單了。(批註:顯然本文作者比較貧窮)

B.明確使用目的和使用要求

先把最重要的一句話放在最前面:一定要先明確自己買鏡子的首要目的到底是攝影還是目視,這十分關鍵。

一是由於望遠鏡結構不同,其本身可能會更適合攝影或目視;二是目前天文望遠鏡的市場已經細化,即使是同一種結構的望遠鏡,也存在側重最佳化目視和側重最佳化攝影(也就是常說的攝星鏡)的區別。明確使用目的是減少二次折騰成本的最有效手段。

買天文鏡子無非就三種使用場景:目視、深空攝影、行星日月面攝影。雖然理論上隨便找個鏡子都能幹全三個工作,但對於一款特定主鏡來說,可能會明顯更適合於某一兩個方面,比如用f/12以上馬卡用來拍深空只會得到肉肉的畫面和極低的曝光效率,但它很適合用來行星攝影。所以必須明確自己的使用目的,花最少的錢將某一項效能最佳化。

1.太陽系(行星日月面)攝影

行星和日月面的細節特別豐富,大口徑帶來的解析力能有效榨出行星日月面上的細節。對攝影來說,主鏡反差不如目視那麼重要,需要將錢花在解析力和像差控制上。市面上常見的

拋物面牛反、施卡馬卡

都十分適用於行星攝影,它們口徑可以做得很大而且軸上像差控制得十分不錯。

行星的視直徑都非常小,對

解析力

有比較強烈的要求,所以好的行星攝影的器材往往很難達到便攜的要求。要便攜可以選擇稍小口徑卡塞格林類的望遠鏡(如施卡和馬卡)。行星攝影方面,同價位下的折射鏡一般達不到上述二者的效能。

至於日月面,很多朋友都說大鏡子配攝像頭裝不下整一個日月面,想拍全的話小ED折射的觀感也是很不錯的。但是大鏡子馬賽克拼接將會帶來遠優於前者的解析力,這要看個人對便攜性的需求了。

另外還是老話,如果想拍太陽,必須加裝專業且安全性高的減光器具

,如赫歇爾稜鏡和合格的巴德膜。土豪可以直接購買的日珥鏡。不要購買來歷不明的亂七八糟的濾鏡、二手巴德膜,更不要直接接相機甚至用眼睛直視。

2.深空攝影

再次強調,赤道儀是深空攝影的基礎,選主鏡一定要看著赤道儀的載重來選,不然就算主鏡成像質量再好,解析力再牛逼,風一吹啥都沒了。

目前市面上”比較經濟的“適合深空攝影的鏡子主要是各種ED折射鏡和拋物面牛反

。牛反顏色更好,同價位下口徑更大解析力更強,但是對赤道儀的投入會更大,大口徑牛反推薦有一定經濟能力的愛好者使用。折射鏡的反差會高一些,小ED折射有著極佳的便攜性。兩者的優點各不一樣,但像差控制都基本能達到深空攝影的需求,足夠拍出絢麗的片子。

為了得到足夠舒服的畫面,深空攝影所用的主映象差控制都比較優秀,像差控制得差會直接導致星點形態崩壞。然而每一隻鏡子對像差的控制往往不會寫在紙面上,深空攝影的表現都不一樣。在選定型號之前最好多看看後期良好的作品,或者諮詢深空攝影大佬們。

總的來說,目前消費級市場的ED/APO折射鏡和拋物面牛反一般都是非常適合深空攝影的。至於市面上常見的f/10以上的施卡馬卡,焦比對大多數相機來說都太長,不僅曝光效率低,減焦鏡很貴,而且星點太肥,就不建議作為深空主鏡了。其實現在國產廠商蓬勃發展,兩千多買個國產60mm口徑的ED小鏡子,已經能夠提供十分不錯的成像質量和良好的使用體驗,牛反也有較高的價效比和成熟的改裝件和配件,深空攝影的門檻比起以前已經降低很多了。

3.目視主鏡

雖然本系列主要講攝影,但出於科普角度還是要談一下目視。

由於眼睛無法長曝光,主鏡的集光力就很大程度上決定了目視闇弱目標的能力和效果。

筆者作為一個多年的目視黨十分推崇

道布森支架的牛反(簡稱dob)

,它能以相對低的價格帶來最大的口徑和優秀的成像質量,在不需要考慮便攜性的情況下,推薦直接購買道布森支架的牛反望遠鏡,以最少的預算獲取最佳的集光力和解析力,在目視方面能獲得十分優秀的體驗。

目視其實也可以具體細分為行星目視和深空目視。兩者對主鏡的需求在大多數時候都是可以重合的,購買大dob可以很好地兼顧兩者。大口徑固然解析力強集光力好,但不能片面地認為折射鏡又貴又小目視很爛。由於APO折射的反差十分優秀,相比起牛反能帶來濃郁的顏色和強烈的對比度,也有不少人喜歡用APO目視行星,是一番不錯的體驗;深空目視方面,使用雙筒低倍廣視野巡天,短時間內可以收穫大量的深空目標,難度更低,大視場的體驗也十分爽。而且折射鏡擁有不錯的便攜性,帶出去很方便,很多目視黨都喜歡使用折射鏡,大家可以根據自己的喜好和對便攜性的要求,選一套適合自己的器材。

另外要提的一點是,對於目視而言,目鏡的選擇十分重要。

一些高階的望遠鏡(物鏡)並不會在購買時額外附送目鏡,原因之一是好的目鏡真的很貴,至少比一般人想象中貴很多。相反越是低端的望遠鏡往往會附送便宜的目鏡,而且一送就是一組,方便小孩子入門使用。關於目鏡的選擇我們不在此詳細說明,但請不要忽視目鏡的重要意義。

C.一些不得不考慮的隱性需求

當你不瞭解望遠鏡的時候,這裡列出的東西可能聽起來十分的雞肋。但一旦你進入到了坑裡面,就會感受到他們的的確確在各方面會影響著你的體驗,而且是很肉疼的那種。

1. 體積/便攜性

以上的內容幾乎都從望遠鏡的效能角度出發,但字裡行間也多多少少提到了便攜性的問題。其實這是對於大多數愛好者來說必須要考慮甚至是首要考慮的問題。一是存放問題,畢竟不是所有人家有足夠的空間容下一個龐然大物;二是在攝影過程中的器材的搬運也是必須要考慮的問題。

在同一望遠鏡結構下,口徑直接影響著效能。但很遺憾的是,但在同價位下,便攜性和口徑往往只能選其一,如果需要有一定的便攜性,就要犧牲一部分效能,反之亦然。如果跨結構來講的話,同層級之下折射鏡最為小巧,折反其次,牛反最龐大。而從價格角度講這個順序大致是反過來的,這與它們的光學結構及加工難度有著直接聯絡。所以作為一個新人不要覺得一個望遠鏡看起來大就覺得很牛很裝逼,看到一個小不點折射鏡就覺得8行,一定要綜合其結構以及自身需求進行考量。

2.易於維護性、除錯的便捷性。

啥?就一玻璃筒子還需要除錯?

還沒買鏡子的可不要小瞧了這個。你的無數前輩已經躺在了除錯鏡子的路上。舉一個最典型的例子:調光軸。

從零開始的深空攝影04a:三大件簡介之望遠鏡篇——如何選擇主鏡

熟知攝影的同學應該知道,焦比(光圈)和麵目標成像的亮度成反比。

從一定的角度來說,越小焦比的鏡子曝光效率越高,所以新手更加青睞於小焦比的主鏡。但實際上小焦比的主映象差控制難度會加大,有可能會有解析力不如同口徑稍大焦比主鏡的情況發生,像差看著也糟心(尤其是折射鏡的色差問題)。

所謂買小焦比一時爽,調光軸一直爽火葬場。即使是入坑已久的天文愛好者,在調某些型號的光軸時也會覺得頭疼。典型的例子是小焦比的

快鏡

(焦比越小成像亮度越高,曝光感覺上會越“快”),隨著焦比的減小,除錯難度可能會大幅上升,快鏡的平場鏡的後截距調節、光軸/焦平面調節會變得特別艱難,對野戰使用者來說可能是一個很頭疼的問題。我們可以根據自己的技術水平和個人偏好,在曝光效率、成像質量和除錯難度中做一個權衡。

筆者一向不推薦新手購買快鏡

,快鏡焦平面歪、後截距沒調完美的片子不少,過快的鏡子對新手來說調整的難度會非常大,快鏡省下來的曝光時間會在除錯上還回去的。(也有人因調不來某品牌f/2。8反射含淚出二手了)

另外這裡要糾正一點新人的誤區:

調光軸並不是反射鏡的專利。

眾所周知,牛反是需要調光軸的,但各種小焦比折射鏡鏡的除錯難度更加不容小覷,甚至可能比牛反還困難(缺乏專用的輔助除錯工具),“折射鏡不需要除錯”這一觀點是不絕對的,一般而言f/6以上的折射鏡才不怎麼需要調,小於f/5的折射鏡焦平面就相當敏感了。當然這麼說也不是在完全看扁新人的除錯能力,而是希望大家在買之前能夠認真審視一下自己的技術力和耐心程度,以及到底想要為這個愛好付出多少時間和精力。

3.對於配件的需求量

很多剛入坑的新人往往會忽視一問題:總覺得花大價錢買一個粗又大就能一步到位了,實則不然。如果以天文攝影為目的,你還需要考慮買的雜七雜八的配件。

而需要注意的是,對於特定結構的望遠鏡而言,以下列出的配件其實是必須的,請務必在預算中考慮上它們的價格。

增倍鏡(巴羅鏡)

:用於加長焦距,行星攝影一般都需要加增倍鏡,將焦比增至f/20以上。目視為了舒適性也可以使用。

平場鏡

:用於矯正

場曲

。由於相機底子是平的,我們需要把場曲幹掉才能讓成像變平,完美地落在平的相機感測器上。有的帶有減焦效果,稱為減焦平場鏡。一般非自平場的折射鏡或是一些卡塞格林結構的攝星鏡都有其專用的平場鏡,用作深空攝影,目視和行星攝影不太需要平鏡。

彗差矯正鏡(MPCC)

:用於矯正

彗差

,將拋物面牛反變成適合深空攝影的狠貨。一般用於攝影的MPCC在1500~2000人民幣左右。目視對邊緣成像的質量容忍度較高,此配件非必需。

說到這裡純技術的內容已經結束了,但我想讀完這些之後你可能還是不太清楚自己應該買什麼樣的鏡子。畢竟眾口難調,抑或即使是你自己也不太清楚自己打算幹什麼。

對於這部分使用者而言,也許會有這樣幾種聲音。

一種是:

“小孩子才做選擇,大人我全都要!”

當然,很多新手都希望樣樣兼顧,市面上常見的

f/5的牛反

用於目視、深空攝影、行星攝影都非常不錯。但選擇大牛反的話,赤道儀和mpcc的花銷都能買半臺五菱宏光了。所以制定預算和目標計劃的時候一定一定要先考慮赤道儀的開銷。想樣樣兼顧,砸錢就完事了。當然以上型號也是我們對於預算充足、條件允許的愛好者的一種購買建議。

另外一種是:

“我只是對星空比較感興趣,但我也不知道要不要在這條路上一直走下去,還不太清楚自己喜歡的是什麼,雖然經濟能力允許,但也不想投入很多。”

對於尚處於糾結階段的愛好者,筆者給出的建議是——

折射式望遠鏡,當然是ED或者APO的級別,條件允許則APO為最佳。

小折射鏡的最大優勢就是小巧便攜,揹包背上即可出攤,不會被牛反全套動輒上百斤的重量澆滅熱情,在決定踏入深空攝影大坑之前可以先簡單地體驗一下目視和日月面攝影。除此之外,另一大好處是便於維護。

f/6以上的折射鏡幾乎不需要考慮調節光軸焦平面等令人頭禿的問題。

對於天文攝影,好的折射鏡可以提供足夠的效能及穩定性。另外在閒暇之餘,ED折射鏡還能夠拿來目視,高反差帶來的目視效果非常不錯。折射鏡固然有其侷限,但一隻合格的小ED折射鏡就已經可以長期陪伴你成長,乃至成為真正的大佬了。

還有一種是:

“我真的很喜歡天文,但我的預算實在是有限,我想能夠最低程度地實現我的願望。”

針對這種使用者,在這裡我們想提供一個每一個門類的望遠鏡能夠滿足天文攝影基本需求的

底線價格的大致區間

(一手全新的價格)。如果低於這個價位,可以說這個級別的望遠鏡是沒辦法保證基本的攝影需求的,不要因為貪圖便宜反而浪費資金。

折射鏡:對於深空攝影來說,目前合格的國產60mm口徑的

ED

鏡子2000+就可以買到,已經能提供相當優秀的光學素質。需要警惕一些一千出頭的用所謂“準APO”來宣傳的主鏡,可能是

普消

牛反:目前的大口徑拋物面牛反已經是相當便宜,150mm口徑的拋牛主鏡才1000出頭(深空攝影還要加上約1500~2000的彗差矯正鏡的錢),口徑大,幹啥都香。不過牛反的體積重量倒是挺大的,選擇牛反基本上必然意味著你需要在赤道儀上加更多的錢。

施卡和馬卡:市面上常見的施卡和馬卡都是非常適合行星攝影的。150mm以下的施卡馬卡還具有不錯的便攜性。專精行星的可以選擇施卡和馬卡。五寸(127mm)口徑左右的馬卡最便宜的大約2000+,作為入門便攜行星鏡子十分合適。

在這裡說一下

普消折射

球面鏡牛反

,這兩者往往都有很多新手購買用於入門。這兩種都不是很推薦,不論攝影還是目視。普消的軸上殘餘色差沒有得到根治,有相當嚴重的色差和球差的殘留,而球牛也有殘餘球差,兩者都屬於殘缺的光學結構,一般不適用於“口徑越大解析力越好”這一規律,由於像差太大,對於目視行星來說是災難性的。在預算充足的情況下請儘量避免購買單筒大普消和大球牛,同價位下或許有更好的選擇。

那麼我們為什麼要不遺餘力的說這些呢?

因為我們並不認為天文(包括攝影和目視)是一項帶有金錢鄙視鏈的愛好

,更反對圈裡所謂”買就買最貴“、”沒錢玩nm的天文“等器材黨的觀點。誠然,天文器材一分錢一分貨是鐵打的事實,貴一定有貴的成本,便宜也一定有便宜的缺陷。與其說”經濟能力之內買最貴“,我們其實更主張

”需求強度內買最適“

——比如,即使你經濟能力足夠,但如果只是希望閒暇時和家人朋友一起看看星星月亮的話,那也無需投入過多;對於勵志專攻深空攝影,但沒有什麼經濟能力的學生黨,一套強度及格、價格合適的器材也能夠陪你走得很遠;而對於真正視天文為生活一部分的發燒友,我們也會以效能為第一前提去推薦器材。就像第一期開篇時說的,天文愛好無需為金錢所繫結,擁有不同經濟能力、熱愛程度的人總可以找到所需。還是老話,最重要的是那顆嚮往星空的本心。

(未完待續)

其實關於天文望遠鏡方面能說的非常多,即使和深空攝影一樣單獨拿出來做一個科普系列都不為過。而這裡看似較長的篇幅其實也只是起到一個拋磚引玉的作用 。如果想吃透望遠鏡的歷史、原理及運用,愛好者還需要了解更多。我們將長期歡迎有實力且有熱情的天文愛好者加入我們的科普系列文章創作隊伍。對於參與貢獻突出者,我們將盡我們的綿薄之力表示感謝(比如:白嫖QHY相機)。如有意合作者歡迎聯絡QQ: 3470286385

標簽: 攝影  深空  望遠鏡  目視  折射