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【星空摄影】光污染与光害滤镜
(2016-10-06 09:56:09)
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杂谈 |
光污染问题最早于二十世纪三十年代由国际天文界提出，他们认为光污染是城市室外照明使天空发亮造成对天文观测的负面的影响。后来英美等国称之为“干扰光”，在日本则称为“光害”。全国科学技术名词审定委员会审定公布对天文光污染的定义：影响光学望远镜所能检测到的最暗天体极限的因素之一。通常指天文台上空的大气辉光、黄道光和银河系背景光、城市夜天光等使星空背景变亮的效应。我就把光害比喻为“火盆”吧，浩瀚的天空，笼罩在“火盆”之中，虽然展示的城市的繁荣发展，但却常常让爱好者望空兴叹。
在城市中拍摄深空银河，深空天体，一般我们都希望能够有足够长的时间曝光，但是背景光大大限制的曝光的时间，而使用了滤镜后，有选择的滤除光害，可以有效的抑制背景光，允许有足够长的曝光时间，对于天体特定波长的发射线仍然是高透的，通过长时间曝光，提高星云对比度，再现星云的细节。这篇文章只讨论常用光害抑制滤镜。
滤镜拒绝哪些光，透过哪些光？
1、滤镜拒绝了哪些光？
滤镜主要是滤除了城市人造光污染，天光（skylight）和辉光（glowlight）。关于人造光，主要是由Na灯和Hg灯组成，属于线状谱，其发射线主要是：
2、滤镜透过哪些光？
滤镜主要是使发射星云，行星状星云以及超新星遗迹等线状谱的光透过,，其线状谱对应发射点波长：
使用滤镜后天空背景被抑制很好，几乎是黑色，且没有橙色溢出，而对城市光源有很好的抑制作用，从侧面证明了滤镜对城市光污染有很好的截止作用，值得一提的是，加了滤镜之后，明显曝光不足，这是因为滤镜属于干涉滤镜，对于连续光谱是有减光作用，减少了细节。
（备注：很多同好提到的改机，是因为原来的低通滤镜在Ha 656nm波段透过只有25%左右，天文改机主要是使红色发射线，Ha、NII以及SII高透，因为星云中富含大量的氢元素（红色），可以提高拍摄效率以及得到更多星云的细节）
了解所拍摄目标的特性：
夏季银河（图由著名爱好者杨航拍摄，使用5D3，135/2镜头，后期拼接而成）
1、夏季银河Milky Way--全光谱天体
银河是由无数暗星(恒星)的光引起的，属于全光谱的天体，而滤镜是过滤光的，因此拍摄这类题材，搭配改机可以得到更多的信息，并且最好选择光害小的地方进行拍摄，若是因环境所限，有光污染的地方，所选择的滤镜也尽量是仅仅过滤光害而保留更多细节，比如Optolong的L-Pro低色偏多通带星空滤镜，滤镜过滤光害的影响，保留更多的细节，影像色偏更小。
银河之心（局部）由香港著名的星空摄影师不动明王（Vincent Cheng）在香港使用L-Pro低色偏星空滤镜拍摄。左（L-Pro滤镜叠加31张），中（L-Pro滤镜单张），右（无滤镜单张）。
2、冬季银河Milky Way--全光谱天体
冬季银河（图由著名爱好者@有翅膀的眼睛拍摄，使用6D mod，24mm，L-Pro低色偏星空滤镜，后期拼接而成）
淡淡的冬季银河，周围却分布着许多神秘的红色发射天体，远方的光污染有些许的影响，但是通过搭配改机，和L-Pro低色偏星空滤镜，可以保证过滤了部分光污染而整体画面的颜色不偏，同时又可以提高红色星云的对比度。对于冬季银河，以及冬季银河的局部目标而言，庞大的巴纳德环，加州……这些红色的天体会让你更加痴狂于星空。
更多的广域银河作品请移步：http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjM5MDY4NzMxNg==&tempkey=JZxj31mMlj6EEdwGEgisUECh
3、发射星云--线状谱天体
发射星云（Emission nebula）由星际气体组成的发光的云，大部分的发射星云都有90%的氢，而典型的氢α则是能量最集中的，也就是656nm，冬季银河周围的神秘红，也就是该波段的能量，而大部分的单反，则把该波段的透过率降低到了25%左右，这也就是需要进行改机的原因。
还记得夏季银河中心那个红色的目标吗？是的，这是M8礁湖星云，事实上，这是一个典型的发射星云，而且颜色是如此的鲜红，放大后，就如下图：这才是M8礁湖星云本身的颜色哦。
（图由台湾著名摄影师黄荣正拍摄，D810A L-Pro滤镜）
而在北半球，另一个比较典型的发射星云，就是NGC7000北美星云，因为形状像北美而得此名，大片的电离氢如瀑布般，长时间的累计曝光，使得该目标层次和细节越发的突出，
（图由台湾著名摄影师黄荣正拍摄，D810A L-Pro滤镜）
发射星云的成分相对而言会比较单一，主要来自氢α656nm附近辐射的波段，而其他波段的成分相对少了许多，氢α波段远离了光害附近影响，拍摄该目标的时候，无光害以及光害重的地方，都是可以使用高对比度的UHC、CLS这类光害滤镜。
4、弥漫星云、星系、星团--全光谱天体
这类天体与银河接近，天体中的成分涵盖了全光谱，所以在环境所限的时候选择这类题材拍摄，需要特别的注意，高对比度的UHC滤镜，过滤了不少细节，也会让画面的整体色偏严重，低色偏的L-Pro滤镜仍可以保留许多细节，但是在光害重的地方，又无法保证长时间的曝光，因此这需要一个平衡点，在光害重的市内，是否可以进行这类题材的拍摄？
狮子座三重星（图由台湾著名摄影师黄荣正拍摄，D810A L-Pro滤镜）
（图由台湾著名摄影师黄荣正拍摄，D810A L-Pro滤镜）
Orion M42猎户座大星云，是一颗弥漫星云，非常大而且明亮，看上去像一头展翅飞翔的火鸟，故亦有“火鸟星云”的称号。这是一个含有复杂的天体成分的星云，发射星云、反射星云、暗星云，使用滤镜拍摄，保留越多的细节，层次感就会越好，这对滤镜的要求就比较高了，因为要求过滤光害，而尽可能的保留更多的细节。
（图由台湾著名摄影师黄荣正拍摄，D810A L-Pro滤镜）
Orion M42猎户座大星云当用更长焦距的望远镜拍摄M42的中心，你会发现里面还有更多神秘的东西，这是来自俄罗斯摄影师，搭配SHO和L-Pro滤镜拍摄的作品。
以上几类是星野爱好者，天文爱好者常拍摄到的几类题材，每一次拍摄前都对所要进行拍摄的题材做一些准备，将会可以更好的应对拍摄。
根据目标选择滤镜：
现在光害滤镜的名字因地区差异以及习惯不一样，叫法也不一样：UHC、CLS、CLS-CCD、L-Pro、V4、deep-sky Filter等都是属于光害滤镜......此次主要以国内昆明宇隆光电技术有限公司生产的OptoLong光害滤镜来做简单分析介绍：
这里让我们再回顾一下，光害点和星云线状谱发射线，了解牢记光害点和星云的发射线，这样才能更有针对性的选择滤镜.
把光害发射线标注出来了，L-Pro的设计把光害点全部反射了，复杂的工艺设计，这在很大程度上体现了镀膜设计水平，这是国内首家自行设计生产的多通带滤镜，人眼看到的颜色由400-700nm波段组成，保留这段波长的细节，相机收集到的信息越多，适用的环境和目标其实也越多。
对于专业的深空摄影而言，L-Pro可以替代LRGB中的L滤镜搭配单色CCD进行创作。
这是最早，也是最常用于深空摄影的滤镜，几乎每个进行深空摄影或者天文目视的爱好者，都会首选的一款滤镜，波段的设计仅允许几条特定的发射线通过，这对于刚刚提到的发射星云是再适合不过的滤镜了。特别是在城市进行深空摄影的时候，然而对于银河一类的全光谱题材，他损失了许多的细节，从而造成影像偏色，这是后期无法修补的。
注：绿色部分是星云重要发射线，黄色部分是城市有害光发射线
由三条曲线可以看得出：滤镜在OIII（496nm、501nm）、Hβ（486nm）和Ha（656nm）以及SII（672nm）频段的透过率极高。而对光害发射线几乎都是阻断的，有很好的抑制作用。
为什么一直强调的Ha 656nm波段呢？在发射星云中，大部分星云富含了大量的氢元素，即Ha（656nm）波段，能量是最强的，所以滤镜保证Ha波段高透极其重要，这样就保证了大部分发射星云有良好的表现。
通过看曲线选择滤镜比通过名字选择更靠谱。
注解：用于天文上的单反，目前主要有四种：
1、单反未改机的，即原始低通本身也带红外截止滤镜，只是Ha 656nm透过25%左右和SII 672nm 8%左右，拍摄星云，红色部分会明显感觉欠曝，蓝色曲线；
2、改机（Mod
3、改机（Mod
4、直接把低通去掉，即裸奔，对焦影响很大，星点肥大，对于测光也有一定影响，红外溢出更明显，拍星空并不建议。
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