天文攝影

John William Draper在1840年拍攝了史上首張天文照片。那是一張月球照片。他的兒子 en:Henry_Draper Henry Draper在1880年率先拍攝獵戶座大星雲。那是第一張深空天體照片。

近十年數碼相機的大行其道，另外相關的影象處理與擷取技術之躍進，已有相當傳統底片之愛好者轉而以數碼感光設備之照相機作為天文攝影之工具，呈現的影象無論清晰度與層次感亦比傳統底片有很大進步，數碼天文攝影亦以成為主流天文攝影項目之一。

一幅成功之天文攝影照片具有一定的欣賞價值，部分作品更可用作科學研究。例如流星雨照片可供天文學家推算出流星雨輻射點的準確位置，部分超新星爆炸甚至記錄在感光板上多年方由學者辨認出來。

在天文攝影出現前，目視描繪成為文字描述以外唯一的記錄方法。可是描繪存在主觀性的缺點。同一觀測對象，不同的人描繪會得出相去甚遠的結果。而天文攝影客觀性較高。此外它可同時間記錄天體多項資料，包括光度、顏色等資料。

過去的觀測只能靠肉眼與望遠鏡達成。可是仍有極大量的天體不為肉眼所見，部分是由於極為暗淡的關係，另一原因是肉眼無法看到可見光譜以外的電磁波。針對前者可通過長時間曝光，來自暗淡天體的光線可以累積在感光元件（傳統底片或光電耦合元件）上。一般而言，曝光時間愈長，能記錄到的暗淡愈 多天體愈多。至於要拍下可見光譜以外的電磁波，通過特別的感光材料，就可以把天體的各種輻射記錄下來。以不同波長拍攝同一天體，可觀測到該天體的各種細節。

由於拍攝的對象大多十分暗淡，天文攝影需要較長曝光時間。此外拍攝地點的選擇十分重要。在光害嚴重的都市進行天文攝影會倍添困難，拍出來的效果不會太理想。天文愛好者會到遠離都市的地點如高山進行拍攝。天氣是能否進行拍攝的一大因素。薄霧和雲層都足以令拍攝無法進行。即使氣象部門能預測天氣狀況，也無法或不會預測雲量的變化。溫度對器材和拍攝者都有影響，低溫會令電池的電量提早耗盡，影響相機操作；長時間暴露於冷空氣中亦足以凍傷拍攝者。

拍攝過程中可能會使用到特殊器材。但就照相機的性能要求而言，天文攝影對照相機的性能要求比日常攝影要低得多。

天文攝影可以是一項對體力和知識的挑戰。天文攝影往往在夜間進行，而且長時間熬夜。器材搬運是另一項艱巨的事。部分器材如天文望遠鏡往往不輕，而且拍攝地點因遠離光害，需選擇偏遠地點，交通公具未必能直達。拍攝者可能要駕車到拍攝地點附近再搬運器材。要拍攝天文照片，拍攝者本身需要一定的天文知識。例如要熟知拍攝天體的位置與出沒情況，和拍攝的方法。

目標定得太高往往是失敗的源頭，特別是拍攝者本身沒有所需的知識和技術；期望過高往往是放棄的原因，特別是拍攝者本身對照片作出不設實際的幻想；但成功的喜悅卻無可比摸擬。

天文攝影不一定需要天文望遠鏡，簡單如裝在三腳架上的照相機已經可以拍攝。照相機方面，由135單鏡反光機到6x9大底片相機都可以作天文攝影。但一部適合拍攝各類天體和天象的照相機應具備下列特點：

有多級快門及B（Bulb）快門以長時間之曝光 可更換鏡頭及可接駁望遠鏡 重量輕 綜觀上述條件，135單鏡反光機可說是最適合於各類天文攝影。最好購置一根帶鎖扣的快門線，可以減小振動干擾，也可以代替B門或T門進行長時間暴光。

底片方面，若拍攝太陽的話可選用如ISO 25的低速底片。至於要拍攝月球、日食或月食可用ISO 100至400度的中高速底片。而拍攝星野、銀河、星雲、星系或彗星可選用ISO 400的高速高速底片甚至是ISO 3200的超高速底片。適合天文攝影的彩色底片方面，正片有柯達 Ektachome E200和富士 Provia 400F，負片有柯達 Ektapress 800和富士 Press 800。黑白底片有柯達 T-MAX 400和T-MAX P3200。

拍攝天文照片的方式因題材而異，不一而足，但可歸為三大類：固定攝影、追蹤攝影和放大攝影。

固定攝影可說是最簡單的天文攝影方法，不需要望遠鏡，基本上只需要一台照相機和三腳架。有時會用快門繩（Cable Release）。大部分的照相機都可作固定攝影，重要的 是照相機可以作較長時間的曝光（1秒以上）。其中以具有B快門的135單鏡反光機最為合適，若配合快門繩（而且是按下時可自動鎖上的）的話可以作數以小時計的曝光。部分單鏡反光機在沒有電池的情況下B快門都可操作，例如著名的Nikon FM2。在數以小時計的曝光期間，使用電子快門的照相機會消耗相當的電量。若電源耗盡的話，快門會關掉，曝光中止。至於一般數碼相機的最慢快門只有數秒至一分鐘，可以拍攝一些星座照片。若要拍攝星跡(Star trails)的話，單鏡反光機會比較合適。

照相機性能要求不高。測光表、自動對焦、自動曝光和自動過片等功能都不需要。當然，拍攝日食時這些功能還是需要的。但一般拍攝對象如星座、星跡和流星雨時，這些功能沒有用得著的地方。

幾乎所有的單鏡反光機都可轉換鏡頭，可視拍攝目的轉換鏡頭。只要鏡頭的光圈不要太小即可。鏡頭的焦距數值愈小，視野愈廣，能拍攝到的天區範圍愈大。有些人建議新手使用標準鏡頭，因為其價錢一般都較便宜，而且質素普遍不俗。定焦鏡頭的光學質素一般都較變焦鏡頭為佳。

拍攝時，先把照相機固定在三腳架上，對焦時請確保焦點在無限遠（鏡頭上標記為∞）。需注意的是部分自動對焦鏡頭的無限遠標記與真實的無限遠位置不符。快門調至B，對著要拍攝的天區，按下快門曝光即可。

固定攝影有許多的可拍對象，星座、星跡、日/月蝕、流星甚至是極光和都可以用固定方法拍攝。

以固定攝影拍攝明亮的行星和星座，只需要5至30秒的曝光即可。拍攝時請把鏡頭的光圈開至最大（或收細一級），鏡頭由魚眼鏡至標準鏡頭皆可。若環境許可的話，可嘗試以ISO 800、1600甚至是3200拍攝。數碼相機用家可在正式拍攝前試拍一張照片觀其效果，接著以不同的曝光組合拍攝。由於於星空不停由東向西轉動，若要保持恆星呈點狀，就必須限制曝光時間；曝光時限請見這裡。

追蹤攝影又稱跟蹤攝影。由於地球本身的自轉產生了我們頭上天體的周日視運動。從以上的一張固定攝影的照片我們可以得知，當相機固定曝光時間長到一定程度時，星星就會拉線，從而便不能形成清晰的星點。其實不論時間長短，都會有一定程度的拉線，但時間如果很短的話，是完全看不出任何的拉線現象的。拍攝較亮的天體，如太陽、月亮等，曝光時間可以很短；但是要拍攝較暗弱的天體，如深空的星雲、星系等，就必須延長曝光時間使感光系統收集到足夠的星光而顯現出來。若想得到一張星點清晰不拉線的天文攝影作品，在曝光時間足夠的同時，就需要有一台儀器通過與地球自轉的相反方向旋轉而抵消周日視運動。我們稱這種儀器為“赤道儀”。一般上赤道儀分為德式赤道儀和日式赤道儀。追蹤攝影一般需要導星，這是一項與對焦並稱為天文攝影兩大難點的技術。它一般需要有一個比攝影焦距長的鏡頭，通過檢測該鏡頭內的影象，使被導的星始終在視場內同一點，從而可以準確地抵消掉視運動。近年來，電子化與自動化的技術使追蹤攝影不必永遠與導星如影隨形了，好多現代化的赤道儀已經可以連接到電腦，通過軟體或網路控制，就可以達到準確運行赤道儀的目的。在赤道儀的技術發展方面做到世界前列的廠商有高橋、Meade、Celestron和Vixen等。他們許多產品都有較高的準確性與便捷性，尤其是高橋的赤道儀，已成為全世界天文愛好者最青睞的赤道儀產品，並成為行業指標，天文愛好者都以擁有以上著名廠家的產品（不僅是赤道儀）而倍感自豪。

放大攝影跟直焦點攝影一樣，都是屬於追蹤攝影，只是曝光時間比較短罷了。但是放大攝影受制於外在影響很大，是所有天文攝影中最不好拍、最不容易拍到好作品的一種攝影法。

放大攝影的裝備

放大攝影的裝備與直焦點攝影的裝備重複性蠻大的。不過放大攝影不用導星，可以省下一筆導星裝備的費用，另外再增購放大攝影用的接筒即可。

相機部份：數碼單反相機，快門線．

望遠鏡部份：任何一型望遠鏡（以大口徑、長焦距為佳），高精度赤道儀．

其餘相關配件：放大攝影筒，放大投影用目鏡，記錄用具．

望遠鏡當然是愈大愈好，這是真理，而且焦距長的比較好，這是因為焦距長比較容易提高放大倍數。另外，放大攝影需要利用目鏡來把天體的影像放大，而放大攝影用的目鏡與一般目視的目鏡不同，用放大投影專用的目鏡拍出來的品質會比較好，但相對的，目鏡的價錢也比較高。

⒈放大攝影的對象

放大攝影主要是拍攝行星及太陽、月球表面上的局部，例如太陽黑子或是月面上的某個火山坑。這是因為行星的視直徑很小，如果只用望遠鏡的焦距來拍，相片上的行星會小到只是一個點，無法看出行星的表面，所以必須要用目鏡來把行星的影像放大，才能看出行星表面的模樣或變化。不過也曾經有人用低倍目鏡放大來拍行星狀星雲，會這樣做主要是鑒於望遠鏡焦距不足，拍出來的星雲太小。這種拍法相當困難，沒有相當經驗是很難拍好的。

⒉放大攝影的方法

放大攝影的先前準備動作與直焦點攝影是一樣的，都是先架好儀器（可以不架導星裝備），做好平衡，對正極軸，然後找到目標，取景測光完畢后就可以按下快門了。唯一跟直焦點攝影不同的是相機的裝法，相機並不是直接裝上望遠鏡的。在望遠鏡與相機之間必需要有一個能銜接這二者，並且能裝上目鏡的一個接筒，筆者稱這個東西叫放大攝影接筒。在望遠鏡之後先接上放大攝影接筒，再接上相機。接筒內先放入低倍目鏡，找到要拍的天體后，再換上高倍目鏡，然後取景對焦測光按快門。很簡單，對不對？

⒊放大攝影的問題

如果這麼簡單就好了。在地球上，我們需要空氣才能生存，但就是這個大氣層，嚴重干擾了天文觀測和攝影。我們先知道二件事：一、空氣的擾動會使得星點搖晃，造成畫面的不清晰。二、焦距短的看的範圍廣，焦距長的看的範圍窄。放大攝影之所以要用目鏡來放大，就是因為望遠鏡的焦距不夠長，必須利用目鏡的放大功能來等效於焦距的延長。那焦距一長，看的範圍就很小了，所以只要有一點點的空氣擾動，在望遠鏡內就會很明顯。因此，要拍到一張好的放大攝影作品，除了實力外，還得會察老天爺的臉色。

放大攝影的第二個問題是赤道儀的追蹤精度。如上面提的，行星太小，所以要用目鏡來放大（也就是延長焦距）。當我們放大的倍數極大時，延長的焦距大約都有數萬mm，這麼長的焦距，如果赤道儀的極軸對的不準或赤道儀追蹤精準度不夠，不要說曝光只有幾秒，就算短到一秒內都會影響到拍攝天體的清晰度（也就是解像力）。再加上適合拍放大攝影的望遠鏡口徑都不小，所以一台"夠份量"的赤道儀是極必需的。

第三個問題比較怪，是震動的問題－不是地面或望遠鏡的震動而是相機反光鏡的震動。單反反光式相機機內都有一面反光鏡，在按下快門的那一瞬間反光鏡會彈起，這個動作會造成相機的震動（或說是望遠鏡的震動），愈暗的天體對這個動作愈不敏感，但對行星或月面的影響就不小了，所以如果相機的反光鏡能彈上並鎖住然後再曝光，這種相機才比較適合放大攝影用。

第四個問題是對焦。當我們用高倍目鏡把行星放大后，行星會變得很暗，非常難對焦。除了使用比較亮的對焦屏之外，就只能多拍來累積經驗了。

以上的問題現在有一個解決的方法，就是用高感度。我們可以用四百度甚至八百度的膠捲來拍行星或月面，仍然可以得到很好的效果，並且可以利用高感度來縮短曝光時間，克服大氣擾動及追蹤誤差的問題，可以說是一舉數得。

天文攝影一般都指光學天文攝影，從拍攝的天體講主要分三個方面：太陽系內星體細節攝影、星座和流星雨攝影、深空星雲攝影。