天文摄影的入门器材, 照片由海洋拍摄，经授权使用
天文摄影是一个很大的领域。如果想入门天文摄影，首先需要做一系列基本决策。这些决策会决定你未来的发展方向以及投入的资金。简单来说，我们需要弄清楚自己想要什么。关于这个问题，需要从几个维度进行分析：题材、拍摄目标、器材选择以及前期方式（例如打野或远程）。接下来，我们将逐一讨论这些关键决策。
题材
关于天文摄影的题材，通常可以分为三类：星空、行星和深空。这些不同的题材会导致不同的器材需求，以及对环境和后期技巧的不同要求。星空摄影主要是指包含地景的天文摄影，例如常见的银河拱桥、银河雪山等。在技巧上，星空摄影更接近传统摄影，更强调构图和创意。与深空和行星摄影不同，星空摄影在相同的拍摄对象下，可以呈现出更多的创意。
星野摄影通常使用广角镜头和传统的单反数码相机。在某些情况下，为了突出银河中的红色发射星云，可能会对相机进行改造，例如去掉UVIR滤镜。由于星野摄影的器材相对较轻，焦段较广，对赤道仪的要求也较低。然而，它对环境的要求较高，因为拍摄的主题是银河，很多时候需要地景美观且光污染较小。有时候，星空摄影还会涉及到人像，例如加入光源和道具的星空人像，这样的作品也非常好看。
另一个常见的天文摄影题材是行星摄影。虽然名字是行星摄影，但它也包括日面和月面的拍摄。其他常见的目标包括木星、土星和金星。行星摄影强调分辨率，也就是把行星拍得清楚。因为行星通常很亮，所以信噪比不是问题，也不太受光污染影响。但尤其重要的是要把行星的细节拍出来。因此，从光学原理出发，它对望远镜的口径要求很高，对视宁度（大气扰动）的要求也很高。行星摄影比较适合在市内拍摄，但通常需要特别大的镜子，比如大佬们一般是20寸起步。
第三个题材是深空摄影，它主要拍摄的是相对于整个银河来说非常小的目标，如星团、星系、星云等。这些目标虽然相对于整个银河很小，但相对于行星来说很多都很大，比如仙女座大星系有六个满月那么大。所以在大多数情况下，分辨率都不是问题。但是因为这些目标都很暗，所以深空摄影非常强调信噪比，对光污染很敏感，但对视宁度的要求在大多数情况下都不高。
那么如何在这三种题材中做决策呢？我的建议是多看一些作品，先搞清楚哪些题材的作品会让你觉得卧槽牛逼，然后再选择能让你兴奋的方向。这是因为天文摄影实在是太难了，搞清楚什么能让自己充满激情，可以让自己在长时间里保持兴趣，从而坚持下去。比如说，你对深空摄影感兴趣，那可以在里面再细分一些小方向。比如你对高分辨率摄影感兴趣，如果一个小星系能把其中的细节拍得特别清楚，你会特别兴奋；或者对高信噪比的摄影感兴趣，比如一个看似空无一物的空间，如果长时间曝光之后会发现里面有很多暗云，你看到这个会特别兴奋；或者说你对科学发现感兴趣，当你发现了一个别人都没有拍过的新星云的时候，你会很开心。这都会带来不同的玩法。所以我的建议是，第一步先搞清楚什么东西会让自己兴奋，然后再针对它来配置器材。
网络社区
在给出具体的器材推荐之前，我想先介绍一下在哪里可以欣赏天文摄影作品，因为这样可以保持热情，同时弄清楚自己真正想要的是什么。通常有三种地方可以看到优秀的天文摄影作品：
第一个是网上的天文社区，国内有巡星客和ZWO天文社区，国外有Astrobin等。这些天文社区通常都有精选和每日一图等推荐图片，可以在里面找到让你觉得牛逼的图片，找到自己喜欢的方向。同时，大佬们一般会列出拍摄参数和器材，可以在里面寻求灵感。当你想要拍摄某个特定目标时，可以通过搜索看大佬们拍的这个目标是什么样子，这样可以让你大概知道参数和器材应该如何配置，同时在后期处理和构图方面也有一定的参考。
这里我要插一句私货，我个人觉得国内社区在这方面比国外社区好很多。Astrobin想要参加每日一图评选的话要交钱，但它的服务质量在业内的名声并不好，因为几年前它出现了一次数据库丢失的事故，导致很多人的高分辨率图像找不回来。近年来，它又与很多中国摄影师产生冲突，封停了大量中国账号，对来自中国IP上传的评论和图像都要单独审核。直到最近，在大家的抗议下才逐渐放开。所以我个人建议，在可能的情况下，还是在巡星客和ZWO天文社区中进行发布。
第二个可能的来源是论坛，国内有牧夫，国外有Cloudy Nights，都是比较不错的BBS。但一般来说，我感觉国外的论坛讨论更加深入，也有一些大佬在上面发图。所以在这些论坛上，不仅可以看到优秀作品，还能学习到一些更深入的关于原理方面的讨论。
最后一个高水平图像的来源是各种比赛，比如格林威治天文台每年会有一次天文摄影的相关比赛。参加这个比赛和学习其中的获奖作品都是非常有意义的。可以看看大佬们是如何从构思、执行、后期处理到包装文案的，非常有启发。
深空摄影需要的器材
在弄清楚自己的需求之后，就可以开始选择更多的器材。这个系列的文章假设你对深空摄影感兴趣，如果对行星或星野感兴趣，可能需要查阅其他资料。下面我们会简要介绍几个主要的器材部件，帮助初学者入门。更多的原理分析和选购指南可以参考后续详细的文章，我们会为每个具体组件单独撰写文章进行详细讲解。
赤道仪
第一个组件是赤道仪，它可能是整个深空摄影中最重要的部分。赤道仪的主要作用是跟踪天空中移动的星星，因为地球在自转，所以星星会移动。如果在深空摄影时直接将相机架在三脚架上拍摄，星星就会因为运动而会拉线。赤道仪让望远镜跟随星星移动，使相机和星星保持相对静止，避免了星点拉线。
赤道仪是最重要的组件，是因为它往往是深空拍摄中最容易出问题的部件。这并不是因为质量不好，而是因为深空摄影对精度要求非常高。在现代CMOS和中等焦距镜头下，一个像素往往只有一点几角秒的分辨率。这意味着赤道仪即使稍微受到风吹或动一点点，星星在传感器上就会滑出一两个像素甚至更多的距离，这对成片来说非常有害。因此，选择一个好的赤道仪非常重要。
从另一个角度来说，赤道仪也是整个系统中最重的组件，因此它对保持兴趣非常重要。如果入门时就购买了一个七八十斤重的赤道仪（包括重锤），每次出摊前都会有很大的心理压力，纠结挣扎很久才决定是否出摊，以及出摊一两个小时是否值得等等。这会很快消磨掉热情。因此，赤道仪的精度和重量可能是两个最重要的决策指标。
相机
第二个关键组件就是相机。作为成像的核心部分，相机的重要性不言而喻。一般来说，传统的单反相机也可以用来拍摄天文照片。对于初学者，我建议先用自己的相机尝试拍摄，看看是否对天文摄影感兴趣。如果确实感兴趣，再进一步投资购买专门的天文相机。
天文相机相较于传统单反相机有两个主要改进。首先，它具有更好的温度控制，可以将温度降至环境温度的35度以下，甚至更低。这样做的好处是，因为相机的暗电流（热噪声）与温度呈指数关系，所以降低温度后，热噪声会大幅减少，从而使得拍摄出的照片噪点更少。
第二个改进是，天文相机的CMOS前面的UVIR滤镜被移除，这意味着它对天文摄影中最常见的红光波段具有更高的敏感性。此外，许多天文相机是黑白相机，与传统彩色相机相比，黑白相机具有更大的灵活性。换句话说，黑白相机在很多情况下拍摄一张照片的效果相当于彩色相机拍摄一点几甚至两张照片。
综合这些因素，天文相机可以最大限度地提高信噪比，尽可能多地捕捉光子，同时不会产生太多噪声。
主镜
第三个非常重要的组件是主镜，也就是望远镜。一般来说，使用普通的相机镜头进行拍摄也是可以的。我建议初学者在刚开始接触这个领域时，先用手头已有的器材进行拍摄。如果用相机镜头的话，100毫米、200毫米、400毫米都可以进行深空摄影，只要选择合适的目标就好。光圈也不用特别大，比如用佳能的400 f/5.6 EF口镜头就可以拍摄出非常惊艳的摄影作品。
但是，普通的摄影镜头有两个问题。第一个问题是它的像差纠正往往是兼顾近摄和远摄的，但实际天文摄影的时候，针对的是无穷远处的点状光源。因此，二者光学设计时的目标就不太一样，导致虽然这个镜头在拍人的时候拍离你五六米远的人的时候特别清楚，但是当你对准几十光年远的星星的时候，它就会有各种各样的问题，比如星点不圆等等，在幅面边缘尤其严重。
第二个问题是它的镜头很多的钱和光学设计能力花在了焦外，自动对焦，减重等其他方面，这一方面会进一步削弱无穷远处的画质，另外一方面又让你花了冤枉钱。所以，同样画质的望远镜一般会比镜头要便宜很多。从这个角度来说，选择望远镜主要是一个更加经济且画质更好的选择。当然，在同样的预算下，望远镜的画质可以做得更好，或者它的口径可以做得更大。
控制系统
在天文摄影系统中，有两个非常重要的电子系统：第一个是控制系统，第二个是导星系统。控制系统是指现代天文摄影与传统风光摄影的不同之处，即所有操作都是在相机中完成的。在传统摄影中，你需要手动转动三脚架指向某个地方，然后按动快门，相机会进行曝光成像并将结果存储在SD卡上。而专门的天文摄影则是通过电脑控制的，因为涉及的操作非常复杂。以拍摄猎户座大星云为例，现代的系统不需要你手动寻找目标，而是你直接告诉电脑想拍摄的对象，猎户座大星云。然后电脑会自动控制望远镜转向目标，拍摄一张图像，与已知的星图进行对比，判断望远镜指向的位置是否正确。如果不正确，计算两者之间的差值，进一步指挥望远镜修正指向。这个过程叫做"goto"，而拍摄一张图片并与已知星图对比的过程叫做解析。通过类似"goto"和解析这样的操作，我们可以利用电脑大幅简化天文摄影的步骤，将精力集中在需要创意和技术的部分。
控制系统主要提供goto，解析功能，以及制定拍摄计划等辅助工作。常见的控制系统有两种：一种是基于树莓派的盒子，如ZWO和QHY两家的控制盒子；另一种是基于NUC等工控电脑的Windows系统。前者门槛较低，后者天花板较高。个人建议可以先从盒子开始入门，等到发现盒子无法满足需求时，再尝试电脑。作为器材党老法师，肯定不会只局限于一种器材，市场上的各种器材都会尝试。所以，先从盒子开始入门，保持兴趣后再开始折腾电脑和不同的变种。
导星系统
导星系统的主要作用是提高赤道仪的跟踪精度。通常，取决于不同的原理，赤道仪的跟踪精度在20角秒到5角秒之间。对于深空摄影来说，这样的精度是不够的，因为一般的系统每像素的分辨率已经在1角秒左右，甚至更低。所以，星点会出现明显的拖线。
为了解决这个问题，一般采用导星这种方法。也就是说，我们使用另一个小望远镜和小相机不断地拍摄天空中的星星。在这个过程中，每隔一两秒钟就分析一下视野中的星星是否有移动。如果有移动，说明赤道仪的跟踪出现了一些微小的偏差。电脑会控制赤道仪进行一些微小的修正，以补偿刚才通过导星系统观察到的星点移动。通过这种方式，可以实现几乎无限制的曝光，让赤道仪的精度达到0.5角秒甚至更高，从而彻底解决拖线问题。因此，如果想进行严肃的深空摄影，比如实现5分钟到10分钟的单帧曝光，导星系统是非常重要的。
年轻人的第一套器材
对于新手来说，推荐的天文摄影器材取决于预算、兴趣等因素，但有几个原则是不变的。首先，兴趣是最关键的。天文摄影技术难度很大，过程中会遇到很多问题，这可能会打击萌新们的兴趣。很多人在购买天文摄影器材后，因为拍出的照片效果不好或者搬起来太重了，热情很快就消磨完了。因此，新手在选择器材时，应该追求保持兴趣，而不是出大片。
基于这个原则，我建议新手做以下四件事：
- 选择APO折射望远镜。折射望远镜不需要什么调整（比如光轴和后截距）就可以有比较好的画质，且体积和重量较小，对赤道仪的压力也较小。比如锐星的65PHQ就是个不错的选择。
- 选择谐波赤道仪。谐波赤道仪相比传统赤道仪，体积和重量更小，很多情况下不需要重锤，便于携带，有助于保持兴趣。比如ZWO的AM5，EM31 Pro都是不错的型号。预算充足的可以考虑彩虹RST-135e。
- 使用盒子控制系统。盒子控制系统可以通过手机APP连接到树莓派控制器，方便进行拍摄。甚至可以在手机上实时叠加拍摄出的图像，分享到朋友圈，一键装逼。比如ZWO的ASIAir。
- 重视后期处理。尽早学习使用专业的后期处理软件，如PixInsight。这个软件比Photoshop更适合处理深空照片，处理后的照片效果会有很大提升，有助于维持兴趣。
总之，新手在选择天文摄影器材时，应该注重兴趣和易用性，逐步提高技能和器材水平。
非主流的施卡入门方法
除此之外，还有一个非主流的入门途径，适用于那些对拍摄行星和深空天体都感兴趣，但暂时还不确定自己想要什么的萌新。具体来说，这套装备与之前的装备几乎相同，唯一的区别是将主镜从较小的APO折射镜更换为类似C8的中型施卡望远镜。这个望远镜的优点是：比较轻；比较便宜；而且灵活性特别大。
更具体地说，这个镜子是一个原生焦距2000毫米，焦比10的长焦镜子，但它可以通过使用各种增倍和减焦镜来实现焦距的灵活变化。它有一种F2的减焦镜叫做Hyperstar，可以用来替换原来的副镜，将其变成一个焦距为400毫米的短焦望远镜。它还可以配置一个2.5倍的增倍镜，将焦距扩展到5000毫米，用来拍摄行星。也可以使用一些平场镜来实现1400毫米的焦距，进行一些中长焦的拍摄。因此，它的焦距范围非常广泛，可以进行各种不同对象的灵活拍摄。
然而，这个望远镜的缺点主要有两点：第一，它本身的画质并不特别优秀，所以可能只适合入门，成为高手之后可能会嫌弃它，到时候还得再转手卖掉；第二，它对调整的要求比折射镜要高，一方面施卡需要进行一定程度的光轴调节，另一方面F/2的减焦镜对后截距的调节也比较苛刻。因此，在使用这种器材时，最好心比较大，最好能够容忍一些光学上的不完美。在确认自己对成像质量没有强迫症之后，再尝试这条路可能会更好。
这种入门器材的错误使用方式
打野和进台
此外，萌新们还需要做一个决策，是选择去打野还是使用远程台。由于深空摄影对环境要求非常苛刻，尤其是光污染稍大时，很多东西拍出来就不明显了。为了追求特别好的暗空环境，通常有两种方法：一种是开车带着器材去乡下拍摄，这个过程叫打野；另一种是使用专门在乡下建的远程天文台，将设备寄过去，台长会帮忙安装调试和维护，然后通过公共电脑远程桌面控制望远镜进行拍摄。这个叫进（远程）台。
打野和远程台各有优劣。打野的好处是，它不仅是一种拍摄手段，同时还是一个享受摄影和交流的过程。一群人驱车到一个地方，搭好器材后，聊天打屁吃火锅，这本身就是在夜空下的一种非常有趣的体验。而且，小孩子通常也会比较喜欢这种露营的过程。但是，由于时间限制，打野通常只能积攒几个小时的曝光时间，如果想要拍出大片，这个时间往往是不够的。远程台的好处是让你能够静下心来，把精力集中在完成一幅作品上。它可以实现很多打野拍不出来的效果。比如，我做的广域巡天工程就必须要在远程台里才能完成，否则我得在外面搭帐篷拍一年才能拍完，这根本不现实。同时，远程台因为选址比较灵活，往往可以在特别暗的地方拍摄，环境比打野的地方要更好。
总的来说，对于刚入门的新手来说，在回答自己需要什么样的器材之前，最关键的是要明确自己想要拍摄的题材以及保持兴趣。从这两个角度出发，选择器材就不会那么困难。我们推荐使用谐波赤道仪搭配Apo小折射镜和盒子控制器，并尽早学习Pixinsight后期技巧来保持兴趣。同时，这也会让你尽早拍出相对有经验的作品，在朋友圈吸引更多人加入。大家一起外出拍摄也有助于兴趣的培养，让你真正享受摄影（器材）的乐趣。
天文摄影的破产器材，照片由海洋拍摄，经授权使用
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