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Feb 03

天文攝影專用相機之迷思系列(一)

香港最神奇之處,莫過於「來也匆匆、去也匆匆」。聽長輩說過,香港股票巿場出名波動,蓋因華人睹性及股民羊群心態之強,在世上數一數二。當然,這已是回歸前的事了,不過「羊太(態)」卻倒是在香港每一角落隨處可見。

筆者在四分一世紀前開始學習天文攝影,當時除了天文界裡一小撮同好外,香港絕大部份人根本不知天文攝影為何物。隨著攝影科技進步、一個個攝影題材的熱潮興起及末落交替,終於在2011年左右輪到天文攝影。現在,除了一小撮沒有相機的人外(當然,這裡「相機」是指任何拍攝的工具!),香港絕大部份人根本不會不進行天文攝影(即坊間所謂的「星攝」)!於是,不少人就問:甚麼相機型號才適合天文攝影?筆者將就此問題探討一下,希望大家對此問題有一正確理解。

其實,這條問題的答案很簡單:任何相機也可以進行天文攝影!當然,每一類型的相機也有它的優勝之處及限制。現時,可應用在天文攝影的相機大致分以下類型:

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撇開菲林相機不計,就剩下一般所見的四類數碼相機及專為天文攝影而設的CCD。

DC, Prosumer DC受其規格限制,因此在天文攝影的世界裡受較大限制,例如:DC普遍不能手動對焦,但在拍攝星空的情況下環境非常黑暗,因此自動對焦完全失效;DC, Prosumer DC不能更換鏡頭,因此並不能拍攝天文攝影裡的部份主題(係,天文攝影不單是拍攝銀河的,將來會再介紹);目前為止兩者的影像質素仍未達天文攝影裡部份主題的要求等。

因此,撇除專為天文攝影而設的CCD,DSLR就成為一般人的普遍選擇,因後者不論天文攝影或日常生活的拍攝皆宜,不像前者般必需自行接駁天文望遠鏡般麻煩。隨著DSLR的普及,越來越多人不介意一開始學(天文)攝影就投資最高級的DSLR及鏡頭,首次「埋單」就數以萬計俯拾皆是。也許他們對天文攝影太過渴求了,因此入門不久就「心高手低」,基本功還未學好就想「跳級」學習攝影一些難度甚高的天文攝影主題,於是就不知從那裡聽見一些「謠言」:

「……要影靚既……天文相,就要改裝部相機」

加上基於歷史及本地因素,不少初學者就一窩蜂買了其中一個大牌子的相機面不改容地去把它「閹」了,由於此做法會令原廠保用失效,因此部份初學者索性購買該牌子「天文攝影專用」的型號。實情是:到底有沒有必要這樣做?做這件事前,大家不如先了解一下為甚麼會出現改裝這個問題。

數碼相機的核心就是感光晶片,視乎採用的半導體技術,即CCD(感光藕合元件)或CMOS(互補式金屬氧化物半導體),簡單點講就是數碼相機裡記錄影像的靈魂,而影像就來自物件發射出來的光線。對一般人而言,「光線」就是日常生活我們單憑肉眼見到的光,但自然界裡其實有很多我們看不見的光線,它們被統稱作「電磁波(Electromagnetic Spectrum)」,大致上它們可分為:

無線電波(radio wave,即收音機或電視信號)、微波(microwave,普遍作通訊用)、紅外線、可見光(即大家肉眼所見的)、紫外光、X射線及伽傌射線。

在菲林年代,只要在菲林塗上不同種類的化學劑,就能捕捉物件在不同波段的影像,例如醫院裡用的X光片就是捕捉X光的影像,而一般人所用的菲林當然是捕捉可見光。與菲林不同的是,數碼感光晶片的特性是可以同時捕捉不同波段的影像,因此在普通的DSLR裡,為了確保拍攝出來的影像與肉眼所見的相同,在晶片前會加上一塊濾鏡,隔阻「不必要」的波段以免「干擾」成像。而這些「不必要」的波段,就是除可見光外的所有波段。故此,這塊濾鏡就是「UV-IR cut」濾鏡,即濾走紅外線以下、紫外線以上的波段。下圖就顯示了一般DSLR的濾鏡的透光率(transmission)與波長(wavelength,即顏色)的關係,400微米(nm)代表紫色,而700微米代表紅色,即由右至左代表可見光裡紅橙黃綠青藍紫七色。

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圖右的就是UV-IR cut 濾鏡。

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濾鏡透光率與波長(顏色)的關係

實際上,濾鏡的設計並不能做到「非透即擋」的效果,即不能完全透光(100%)或完全遮擋(0%),反而是一個漸變的過程,即一條斜線。一般的DSLR內置的UV-IR cut濾鏡,考慮到實際需要,加上人眼對紅色的反應並不如其他顏色般敏感,為貼近肉眼所見的效果,在紅色的一段裡(600微米左右),透光率會逐步下降至零,直至離開可見光(700微米)為止,如藍線所示。原本這設計並無不妥,但在天文攝影某些情況下,此設計卻成為致命傷。

天文攝影的其中一種對象叫星雲(nebula),即在宇宙裡會發光的氣體,這種天體又大致分為兩類:瀰漫星雲(diffuse nebula)及反射星雲(reflection nebula),前者受來自宇宙其他地方的輻射激發而發出紅光,其原理就像以前廣告的霓虹燈一樣,而這些紅光只有一個特定的波長:656.3微米(用一般人明白的術語:深紅色),即上圖的綠色虛線位置,而這款光線又有一個特別名稱:H-alpha。

大家不難發現,DSLR內置濾鏡在這位置的透光率只剩下約四分一,因此一般的DSLR拍攝這類天體的曝光時間需要正常的四倍,極為不利。所以約十年前開始,不少外國天文攝影發燒友自行把這塊濾鏡拆走,換上其他廠商供應的「clear cut」濾鏡,其透光率就如圖中紅線所示,其在H-alpha的位置透光率達95%,經自行改機後拍攝星雲紅色區域的表現會大大改善,但拍攝日常生活的主題卻會嚴重偏紅。廠方改機在靭體裡會作出調校,情況會好一點,但拍攝深紅色的物件時仍會有少許分別。

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改機前(左)及改機後(右)拍攝星雲的效果

基於歷史因素,大多數的第三方廠商在生產這些自行改裝配件時,只會提供其中一間相機大廠的型號,而另外一間大廠就零支援,而前者更已提供官方的改機版本,加上香港不少人的天文知識不足,於是就一窩蜂不由分說購買該大廠的相機,以為一定要用該大廠的相機才可以進行天文攝影!

寫到這裡,大家應該會明白,任何牌子的相機只要經過廠方或自行「閹割」,一樣適合天文攝影。

可惜的是,筆者一向沒有羊群心理,因此這部被「閹」的相機早年很少得到第三方廠商的支援(現在已有改善了),因此當中遇到不少困難,但最終也一一克服,而拍攝出來的效果更令筆者喜出望外。在下一集裡,筆者將介紹一下自行「閹」機的心得,及解釋甚麼情況下才真正需要經改機後的DSLR。

話時話,這間大廠幾時會回應特立獨行的天文愛好者,提供一部廠方改裝的相機,適合拍攝星雲之餘又可以作日常生活用途,方便一下貧窮的筆者?

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1 comment

  1. Bacco To

    Hi Huey,

    I sent an email to your email address at starinfo@astrolink.hk on 18 March 2015. Did you receive it and await your valuable advice ?

    Thanks
    Bacco

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