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從入門到進階,行星攝影詳細教程2:拍行星應該選什麼望遠鏡?

作者:由 ZWOASI天文攝影人 發表于 攝影時間:2020-08-13

在開始這篇教程之前,我們覺得有必要先放兩句狠話:其實在一開始選擇開始行星攝影教程的時候,我們就明確了一個大難點:比起實踐來說,更難講解的是概念。行星攝影是一個充斥著各種概念、原理、公式的活動,就拿望遠鏡來說,讓一個天愛隨便講一講怎麼用望遠鏡拍攝行星,即使這位天愛剛入門不久,他也能順口給你說兩句。但是具體問他這其中的構造和原理、以及到底應該怎樣挑選望遠鏡,他可能還是要猶豫兩下。在我剛入門的時候,曾經有前輩甩給我一大本厚厚的天文攝影指南,不瞞大家說當時基本是兩眼一抹黑大叫“我不要看這些,你直接告訴我應該買什麼望遠鏡啊!”。後來當然是被現實教訓得很慘。本文是寫給對行星攝影有興趣的萌新看的,考慮到我們當年入門的痛苦程度,我們會盡量用通俗的語言表述下去。但是要想把基本邏輯講清楚,本文還是少不了會用到許多概念。加上天文望遠鏡又實在是一個很複雜的東西,講透的話可能需要單獨一本書(手動微笑。jpg),要在短短的一篇文章中高度濃縮,所以免不了會出現一些比較難懂的地方。總而言之,就是本文還是有一定難度,併兼作者一家之言,可能會有不嚴謹的地方,所以這裡先給大家做個預警:咱喝口水,靜下心來慢慢看。那麼準備好了嗎?準備好的話咱們就開始吧!撒,一夠左!

1.望遠鏡三要素

望遠鏡、支架、相機是行星攝影中的三大樣,也是新手入門時最先需要考慮的問題。雖然咱們主要是賣相機的,但是不客氣地說,一個良好的望遠鏡才是行星攝影的前提,相機的事可以後面再說。當然你也可以選擇單反+鏡頭的組合代替望遠鏡,但是這個話題扯起來就太遠了,我們這裡只論望遠鏡。考察一個望遠鏡是否適合行星攝影,主要有三個要素:

精度,口徑和焦距

1)精度:

望遠鏡最重要的素質,是說望遠鏡的那片鏡面經過複雜的磨製之後的精度,有多光潔?有多平滑?精度是個沒有統一標準的詞,但毫無疑問

精度越高越好,能拍到的行星細節也越多

。最基本的要求是要達到1/4波長,在此基礎上波長越小精度越高。隨著現在主流廠商制鏡技術的提高,達到這般精度不是什麼難事,大家基本不用擔心。

2)口徑:

主鏡筒有多粗,口徑就有多大。同等精度的望遠鏡,

口徑越大的解析度越高,解析度越高,自然細節就越多

。有一個非常簡單粗暴的計算望遠鏡解析度的公式:解析度(單位:角秒)=140/D (D:望遠鏡口徑,單位:毫米)。說這個公式不是為了讓你背誦默寫,而是從公式表面,我們就能看出口徑和解析度的關係。口徑越大,得到的解析度數值越小——數值當然是越小越好。還記得之前我們介紹過國外行星攝影領域真正的大神Damian Peach(桃子大神)嗎?他用的望遠鏡是C14,就有這麼大。

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3)焦距:

主鏡焦點到主鏡的距離。

焦距決定了拍攝的目標在畫面中看起來有多大

,假設使用ASI462MC,分別用1m焦距和2m焦距的鏡子拍木星,那麼木星在畫面中大小比就是1:2(直徑)。

焦距和口徑的比例,就是焦比(用符號f/來表示),代表著望遠鏡累積光線的速度

,決定了拍攝效率。如果你有使用單反的經驗,那麼你對焦比一定不陌生,它相當於鏡頭的光圈,光圈越大,累積光線的速度就越快。在望遠鏡中,

焦比越短(f/後面的數字越小),累積光線速度就越快,成像亮度就越高

在深空攝影中,短焦比是分分鐘教你做人的神一樣的存在。但是在行星攝影中,由於行星本來亮度就很高,所以我們並不需要選擇短焦比的望遠鏡。通常選擇長焦比的望遠鏡,目標在畫面中看起來更大,細節也更清楚。但是,如果我的望遠鏡焦比不夠長,行星在畫面中看起來很小,該怎麼辦呢?別慌,我們還有巴羅,即

增倍鏡,用來延長焦距

原來是F5焦比的鏡子,加上2X巴羅後,就可以達到F10的焦比了(記住f/後面的數字越大,焦比越長)。常見的巴羅有2X、2。5X、3X、4X、5X。但是這裡注意,所有光學配件都是光學系統中的一部分,光線經過它就會發生改變,所以買巴洛鏡也是需要考慮精度的。

2.天文望遠鏡型別

複習一下上面說的內容,大概上就是:1。 精度越高越好;2。口徑越大越好;3。長焦比望遠鏡比短焦比望遠鏡更適合行星攝影。但是如果我真的吆喝說“大家買望遠鏡就按照我幾條準則來啊”,那毫無疑問我會被群口吐槽,天愛同好們可能甚至會把“ZWO不值得”打在公屏上。因為拋開價格不說,但顯然貧窮如我就很難拋開這個因素,口徑大就意味著望遠鏡笨重不便攜,而且對赤道儀的承重能力和精度也有更高的要求。更關鍵的是,市面上的天文望遠鏡種類繁多,各有優劣,光靠以上三點來選擇望遠鏡,就,不頂事(突然河南人。

下面我們要老生常談一下望遠鏡的三大類,按照光學成像原理的不同來分的。你可能已經在別的渠道看過了,但沒辦法,我們講望遠鏡還是不能繞過這個基礎問題。三種望遠鏡在外觀上有很明顯的區別。

1)折射式望遠鏡

光線會穿過鏡片,發生折射,所以稱這類望遠鏡為折射式望遠鏡。先說優點:折射式望遠鏡結構穩定,成像優秀,中央沒有副鏡遮擋,方便攜帶。外觀都是細長型的,目鏡安裝在鏡筒尾部,下圖都是典型的折射。

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然後說缺點:初中物理告訴我們,光線透過介質後會發生折射,且介質(就是鏡片啦)對不同頻率的光的折射率也不同,這就會造成色散,在成像上就是色差。如下圖,一束白光透過鏡片後,變成“彩虹”,這就是色差啦。

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色散

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色差在成像上就表現為邊緣有明顯的紫邊、綠邊等等,如下圖。

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折射鏡有色差,不斷探索進取的人們不滿足於這樣的效果。有聰明的前輩們發現,在光線經過第一片凸透鏡玻璃後,再加一塊不同材質的玻璃,這塊玻璃也會造成色差,兩兩色差抵消,就可以將分散的光聚集起來,大大減少色差帶來的影響。這就是

普通消色差望遠鏡,簡稱普消望遠鏡

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普消但是,你這麼聰明肯定發現了,我們有紅綠藍三原色哎,普消只能消除兩個色差——如果對紅光和藍光消色差,綠光就會溢位,對紅光和綠光消色差,藍光就會溢位。要儘可能完全地消除色差,有兩個方案。一是選擇焦比更長的望遠鏡。因為在焦比較長的時候,光的溢位量很小,色差就不會很明顯。借用大佬的話,

買普消,選長焦

。二就是選擇

復消色差望遠鏡

,也叫

APO望遠鏡

。透過三片透鏡的組合,可以將光匯聚到一點,幾乎看不出色差。

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復消可惜的是APO折射鏡的口徑通常很難做大,並且價格也很高。130mm已經算是大口徑了,非常昂貴。

2)反射式望遠鏡

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常見的反射式望遠鏡有牛頓式反射望遠鏡(簡稱牛反)和卡塞格林式望遠鏡,這裡先講前者,後者下面講。先說優點:不同於折射鏡,牛反的光線不會穿過鏡片,而是在鏡片上反射出去。除了拋物面反射主鏡之外,還有一片副鏡,將主鏡匯聚的光線反射到鏡筒外,方便人眼觀測。牛反的結構比較簡單可靠,也是廣大愛好者

DIY望遠鏡的首選型別

由於沒有折射的過程,所以

沒有色差問題

。並且和APO相比,牛反價效比超級超級超級超級高,就是對錢包比較友好,是追求口徑派的第一選擇。下圖清晰展示了大口徑對影象的影響:用不同口徑的牛反拍攝M13,口徑越大,細節越清晰,影象越明亮。此外是熱平衡問題,熱平衡就是說我們在拍攝之前需要提前把望遠鏡搬到室外,讓其內部溫度和外部保持一致,通常需要一兩個小時。小口徑牛反不怎麼需要做熱平衡,省事很多。

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說完優點就說缺點了:牛反有一個很難避免的問題——彗差(Coma)。尤其是短焦比的牛反,彗差會更明顯。我們需要加彗差修正鏡(MPCC)來修正彗差。

什麼是彗差?

看下圖:

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表現在影象上,就是這樣。中間星點還可以,四周的星點像彗星一樣飛散開來。相對短焦而言,長焦的彗差會比較小。

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但是我這裡要轉折了。彗差在深空攝影中確實能造成比較大的影響,在行星攝影中其實影響並沒有那麼大,因為彗差都是在邊緣上,而不在中心軸上,行星攝影通常是把目標放在畫面中央,因此邊緣彗差的影響微乎其微。也就是說,牛反的這個缺點在行星攝影裡,是可以忽略的。真正不能忽略的牛反的另一個缺點是光軸。牛反的光軸容易歪,使用前需要調整,這通常比較麻煩,也比較勸退,曾經我炫酷狂拽,是調光軸改變了我。此外,由於牛反一般口徑比較大,易兜風,容易造成畫面抖動,鏡面也易落灰。而且在便攜性上也會輸於折射鏡。可能你買了個牛反,還需要考慮一下它的終極配件:一輛車。

3)卡塞格林式望遠鏡

卡塞格林望遠鏡採用了與牛頓式望遠鏡完全不同的設計思路:他將副鏡與主鏡水平擺放,而焦點在鏡筒後面。下面就是經典卡塞格林式望遠鏡的光學構造,你可以和上面的反射式望遠鏡的光路構造進行對比。

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卡塞格林望遠鏡的種類非常多,大致可以按照主鏡和副鏡的型別,分為以下幾種:A。 Classical Cassegrain 拋物面 雙曲面

B.Ritchey-Chretien雙曲面 雙曲面

C。 Dall-Kirkham 橢圓面 球面D。 Houghton-Cassegrain 雙凸透鏡+雙凹透鏡 球面 球面

E.Schmit-Cassegrain施密特校正器 面型任意F.Maksutov-Cassegrain彎月透鏡球面 球面

G。 Schmidt-meniscus Cassegrain 施密特校正器+彎月透鏡 球面 球面H。 Mangin-Cassegrain 多個球面透鏡 球面 球面I。 Pressmann-Camichel 球面 橢圓面J。 Schiefspiegler 斜反射離軸

以上如果覺得麻煩的話可以統統不看。

我們這裡提及的只有B種李奇-克萊琴望遠鏡,簡稱

RC

;E種施密特-卡塞格林望遠鏡,簡稱

施卡

或SCT;F種馬克斯托夫卡塞格林望遠鏡,簡稱

馬卡

或者MCT。其中RC屬於反射系統,施卡和馬卡都是折反射系統,你可以將它們稱呼為

折反式望遠鏡

。鑑於我們在這篇文章裡已經講了很多概念了,所以下面我們決定進一步弱化概念,直接講RC、施卡和馬卡望遠鏡的優缺點。

RC望遠鏡

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通常理解,RC望遠鏡是反射鏡裡面光學最好的一種,它的主鏡和副鏡都是雙曲面,沒有球差和彗差等問題。如前所說,彗差對行星攝影的影響不大,球差也是一樣的。目前市面上能買到的最好的RC望遠鏡是GSO的RC8和RC10,都是以深空攝影為主。不過當然RC望遠鏡也是可以用來拍攝行星的,比起APO折射鏡,RC望遠鏡在價格和口徑上都很有優勢。但是比起施卡和馬卡,RC望遠鏡還是略遜一籌。如果你想要主攻深空、兼顧行星的話,可以選擇這種鏡子。

施卡

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施卡望遠鏡屬於折反式望遠鏡,它和馬卡的焦比通常都比較長,口徑都可以做得很大,

十分適合行星攝影

。不過相對而言,就不是很適合深空攝影了。相比於牛反望遠鏡,施卡有一個非常顯著的優點:在焦距相同時,施卡的鏡筒比牛反短很多。有人會問“短有什麼好處”?實際上短的好處非常多。小施卡便攜,大型施卡由於鏡筒比較短,機械變形也比牛反和折射鏡輕微。不要小看機械變形,這在行星攝影中非常重要的。當你使用1000mm以上焦距的望遠鏡拍攝時,你會看到鏡筒重力變形對畫面有毀滅性的影響。相比於馬卡,施卡也有一個好處:同口徑的施卡會比馬卡輕很多,尤其是做到大口徑時,重量差距很明顯。

馬卡

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上圖就是兩片式馬卡結構。馬卡分三片式和兩片式,為了避免造成理解負擔,我們這裡不講。馬卡的優點在施卡里我們都有講,不過可以強調一下:它的焦比可以格外的長,在有限的體積內,甚至可以達到f/15或者更高。對於折反射鏡來說,焦比越長副鏡就越小,副鏡小就意味著可以獲得很銳利的畫質。所以馬卡式望遠鏡非常適合用作長焦的目視觀測鏡,自然也就非常適合行星攝影。除此以外,馬卡的光軸通常還很穩定,不怎麼需要調。

3.總結推薦

走馬觀花地講完幾種望遠鏡,最後總結一下,推薦一下最適合行星攝影的望遠鏡型別:

APO

1。 結構穩定,不用調光軸,中心無遮擋;2。 缺點是口徑難做大,價格太高不親民,這裡不太推薦(任性土豪隨意)。

牛反

1。 價格便宜,是最受廣大DIY群眾歡迎的一種光學系統,我自己拍攝行星用的也是牛反;

2。小口徑牛反不怎麼需要熱平衡,大口徑牛反則需要,並要注意不要將主鏡靠近地面,避免受到地面熱度的影響;

3。 牛反使用反射面,現在廠家制鏡精度高,無色差;

4。 副鏡遮擋比起RC不算大;

5。 牛反光軸調整比較麻煩,需使用需要使用鐳射校準目鏡或十字絲校準目鏡,熟能生巧。

6。 在購買牛反時要注意球面和拋物面的區別,這裡不詳談,我們建議拋物面牛反,因為球面牛反一般有球差,除非焦比很長,不然很難忽略其影響。

RC

1。 沒有球差和彗差,主鏡副鏡都是雙曲面,反射系統中最好的一種;

2。 主鏡遮擋有點大,主攻深空、行星兼顧;

3。 需調整副鏡;

馬卡

1。 光軸穩定基本不用調;

2。 天生長焦比,加2X巴羅基本滿足需求;

3。 同價格,口徑比APO大得多;

4。 副鏡遮擋小,擋光少,銳度高;

5。 粗短,體積小,便攜。

施卡

1。 優點和馬卡很接近,不再重複;

2。 同口徑下施卡比馬卡重量更輕,但是更貴;

3。 需調節副鏡。

4。 大口徑施卡馬卡也需要做熱平衡,可透過製作風扇加快熱平衡過程。

基本上看完後,大家可能心裡都有一個選擇偏向了,就筆者個人而言,我選牛反和馬卡,價效比高!非常實在地說,往往價格是決定你買什麼望遠鏡最重要的因素。下期我們可能會講一講EAF、巴洛鏡等配件,大家都也請捧個場哈。

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