大众摄影

如何科学地拍摄星轨照片

李召麒 2018-6-6 大木神

众所周知,星野摄影是一个非常艰苦的拍摄历程,在这里我们特别邀请到了星空摄影大赛的优胜者李召麒先生在我们的微信公众号内,将自己的星野拍摄经历以及拍摄方法分为六期和大家系统的来讲解拍摄历程,敬请关注星野拍摄之科学摄影栏目。

 

◆栏目目录

1、如何科学地寻找观星摄影地以及准备拍摄装备

2、如何科学地拍摄星轨照片

3、如何科学地拍摄银河拱桥、拱月

4、如何科学地拍摄与处理流星雨

5、如何科学地拍摄月全食

6、如何科学地后期处理星空照片

 

李召麒

清华大学摄影队,曾任清华天文协会会长。专注于科学摄影的研究与教程的普及,如研究晚霞、云海、晨雾丁达尔光预测,星空摄影教程系列等,较知名的有《如何科学地***》系列等。2017年中,多幅天文摄影作品刊登于《美国国家地理》、《中国国家天文》等媒体,部分作品展览于纽约、北京、上海等地。2017年中多次获国外与国内各类星空摄影奖、杰出摄影青年等。

 

前言

 

上期我们讲到了—如何科学地寻找观星摄影地,但是,看上去想要拍到星空非常难。但其实并不全是,星野摄影中有一个非常适合入门的拍摄题材—星轨。

用照片记录时间的流逝有很多方法,比如慢门可以使得瀑布雾化、云彩拉丝、车流形成轨迹。

 

SIGMA 14mm F1.8 DG HSM | Art

F2.8 | 1/3s | ISO100

 

而在星空摄影中,星轨是用来记录时间流逝很好的方法。同时,星轨还有很多优点:

 

星轨优点

 

1、对于没有银河的时候,普通星空值得关注的点不多,星轨可以较好的填充画面。

2、对光污染条件要求不高,晴朗的城市里也可以拍出漂亮的星轨,大月亮的野外也可以拍摄星空。

3、对器材要求不高,几乎随便一个相机都可以拍摄星轨。

 

 

星轨的原理

 

星轨其实是我们的地球自身自转的反射。地球相对背景恒星以整圆形式旋转,旋转一周时间大约为 23 小时 56 分钟。

因此,从地球角度观测,所有的恒星以整圆的形式旋转移动并最终回到最初的位置,这个周期也被称为恒星日。

SIGMA 8mm F3.5 EX DG CIRCULAR FISHEYE

F3.5 | ISO800 | 快门1小时星轨合成

 

这意味着,如果你抬头仰望头顶天空中的恒星,会发现它们在夜空中移动。靠近两极的恒星会产生最小的圆,而靠近地球赤道的恒星则会产生最大的圆。恒星,就像白日里的太阳一样,每夜每晚从夜空东边移动到西边。每颗恒星每小时大约向西移动 15 度。

星轨其实是圆弧,或者部分圆,随着时光的流逝,它们在永不停歇的转圈移动。 

8mm F3.5 这支鱼眼镜头拥有 180° 宽广视角,并能实现圆形鱼眼效果。由于鱼眼镜头的景深非常深,依靠取景器难以确定焦点。但是适马这支 8mm 鱼眼镜头的自动对焦非常的精准,在昏暗的夜空环境下也可提供精确的合焦。由于镜头视角的特殊性,拍摄这一类的星轨题材能够使画面更具震撼的视觉冲击。

 

不同角度的星轨样子(以北半球为例)

从星轨的原理我们可以知道,如果朝北拍摄星轨,我们可以得到同心圆的星轨。

SIGMA 18-35mm F1.8 DC HSM | Art

F5.6 | ISO400 | 快门1小时星轨合成

 

这支镜头是适马出了名的牛头,因为通常这个焦段的变焦镜头最大光圈也就 F2.8 左右,但是这支镜头的光圈达到了惊人的F1.8。我的拍摄中经常会带一台 APS-C 的备机,以应变不同的拍摄环境和轻便的要求,F1.8 的大光圈特别适合夜晚星空的拍摄。不过好的星空作品需要一些前景做主体,APS-C 的画幅景深比全幅要宽,所以在上面的这张照片中,我只需要把光圈设定在 F5.6 就能拍摄出前景和星轨都清晰的星轨作品。

 

如果我们朝东西拍摄,星轨呈现条状:

SIGMA 14mm F1.8 DG HSM | Art

F5.6 | ISO200 | 快门1小时星轨合成

*好友付浩拍摄

 

如果我们朝南拍摄,我们可以得到向下的圆弧状:

SIGMA 14mm F1.8 DG HSM | Art

F2.8 | ISO400 | 快门1小时星轨合成

 

如果朝头顶拍摄:

SIGMA 14mm F1.8 DG HSM | Art

F5.6 | ISO400 | 快门1小时星轨合成

*好友付浩拍摄

 

无论是拍摄超广角下的星空或其他天体,有了这支大光圈镜头即可不必牺牲 ISO 感光度便能获得较快的快门速度。作为一支覆盖 35mm 全画幅的 14mm 超广角镜头,SIGMA 14mm F1.8 DG HSM | Art 的最大光圈突破了常规的 F2 ,达到了 F1.8 ,对那些一直在寻找一支“超广角高速镜头”的用户来说可以说正是期待已久的一支镜头。虽说 14mm 是某些变焦镜头所覆盖的焦段,但是在那些需要较高快门速度的场景下,亦或是例如拍摄萤火虫群等需要控制虚化和光轨的场景下,F1.8 的大光圈巨大优势就显现出来了。

当然除了这些焦段,各位也可以根据喜好与构图选择合适的星轨。

 

 不同焦段的星轨样子

 

除了拍摄方向会影响星轨的样子,不同焦段的镜头拍摄出来的星轨也不一样。

 

鱼眼:

SIGMA 8mm F3.5 EX DG CIRCULAR FISHEYE

F3.5 | ISO800 | 快门1小时星轨合成

 

广角:

SIGMA 14mm F1.8 DG HSM | Art

F3.5 | ISO800 | 1/8s+1小时星轨合成

*两张叠加

中长焦:

SIGMA 24-70mm F2.8 DG OS HSM | Art

F5.6 | ISO100 | 快门5分钟单张+20分钟星轨合成

 

在中长焦下,拍摄同样的时间可以拍摄到更长的星轨,同时,焦距越长星轨更接近于直线。由于大光圈标准变焦镜头常常会被当作挂机头,并需要频繁使用,所以 SIGMA 24-70mm F2.8 DG HSM | Art 时刻会挂在我的机身上。该镜头的镜筒包含了大量金属,而外部移动部件则采用了耐热胀冷缩的热稳定复合材料。这种结构不仅有助于使镜片发挥更出色的光学性能,而且还使镜头更可靠耐用。

 

寻找合适地景

 

对于星轨来说,星轨不过是填充背景星空的元素,画面大多十分接近,所以,比拼的焦点转向了地景。

几乎只要是白天看得好看的风景都可以用来作为地景。所以选择范围非常的广,我这里提供一些例子,不必拘泥于此。

比如,拍摄普通星空常用的地景:

高山、花草、树木、人、动物、建筑。

 

SIGMA 14mm F1.8 DG HSM | Art

F1.8 | ISO400 | 1/30s+1小时星轨合成

 

有一些比较有趣的方法值得尝试:

道路光轨配合星轨▼

SIGMA 14mm F1.8 DG HSM | Art

F2.8 | ISO400 | 快门1小时星轨合成

 

湖泊的反射▼

SIGMA 14mm F1.8 DG HSM | Art

F2.8 | ISO800 | 快门1小时星轨合成

*好友付浩拍摄

 

星轨由于对光污染要求不高,所以不单单是野外的建筑,很多市内的建筑、雕塑也可以作为拍摄的前景▼

SIGMA 14mm F1.8 DG HSM | Art

F2.8 | ISO800 | 1/10s+1小时星轨合成

 

还有一些思路可以尝试,比如屋内拍窗外、比如加一块镜子拍星轨反光、比如铁道星轨等等……

最后补充一点,利用好光污染有时候会产生很不错的效果。光污染常常可以给人物加一个剪影效果,突出了主体。

如下图▼

SIGMA 24-70mm F2.8 DG OS HSM | Art

F5.6 | ISO100 | 快门5分钟单张+20分钟星轨合成

 

寻找合适器材

 

小贴士1必须

◆ 相机,由于大多情况下,星轨的拍摄参数为低感光度+长曝光,所以星轨对相机要求不高,至少能手动设置曝光的均可。

◆ 快门线,拍摄星轨需要连续拍摄较长时间,使用快门线来控制曝光。如果相机自带间隔曝光,快门线可以省略。

◆ 镜头,一般拍摄星轨广角为主,其他焦段根据需要使用。

◆ 三脚架,机子需要稳定。

◆ 其他:衣服、帐篷、睡袋、防潮垫、暖手宝、登山鞋等;郊区冷,郊区山上很冷、长时间在郊区山上非常冷,一定要做好保暖措施。

 

小贴士2可选

◆ 除雾带:在潮湿的地区镜头会起雾,使用除雾带可以解决这个问题。

◆ 多块电池、储存卡:连续拍摄一整晚,相机很容易没电。储存卡同理。

◆ 红光手电或者头灯,尽量不要使用白光手电,红光手电可以让人眼持续适应黑暗。

◆ 需要注意:在拍摄星轨的过程中,星野赤道仪是不需要的,因为用了星野赤道仪的话,星空就不会形成轨迹了。

选择合适天气

 

星轨拍摄不怕光污染强,但怕有云。如果有云的影响,画面会被云所占据。

所以,星轨拍摄应该选择一个晴朗的天气。

拍摄银河一般要避开月亮,但是,在野外拍摄星轨,如果有月亮反而更好,月亮可以把地景照亮,同时,有月亮的时候星空背景更蓝。

 

SIGMA 14mm F1.8 DG HSM | Art

F1.8 | ISO400 | 1/30s+1小时星轨合成

 

对于雾霾,应该尽量避开雾霾天拍摄,轻微的雾霾可以通过调整参数的设置来解决。

下面,我们就来讲解下星轨拍摄参数。

 

参数设置基础

 

首先,是拍星空基本步骤:开启手动对焦、摘掉 UV 镜、关闭镜头防抖,在大风情况下需将脚架调整到较低位置。

以及!照片选择拍摄 RAW 文件。

总体来说,星轨的拍摄原图是多张长曝光进行浅色叠加。但星轨在不同光污染情况下拍摄参数也不太一样。无法以同样的参数适应所有的情况。

 

一般来说可以分为两种情况:

1、光污染强的城市內:较高 ISO +最大光圈+较短曝光

例如:光圈:F2.8,快门:2-8 秒,ISO 640-1600

2、光污染弱的郊外:低ISO+缩一两档光圈+长曝光

例如:光圈:f4,快门:30 秒,ISO 100-800

 

在光污染较大的市内,地景很亮,如果曝光时间太长,地面便会过曝光。如果ISO / 光圈较小,地景正常曝光下的星点会比较少。为了使得同样的地景亮度下星点更多,一般选择较高 ISO +最大光圈+较短曝光来控制天地曝光与星轨密度。

相反,野外的地面通常很暗,星空很亮的情况下地面还是很黑。所以,我们应该选择低 ISO +缩一两档光圈+长曝光,否则星轨会变得非常密集,不是很好看。

如下图例子,星轨过密,且星点颜色发白▼

SIGMA 14mm F1.8 DG HSM | Art

F2.8 | ISO12800 | 1/5s+1小时星轨合成

 

同时,我们还知道,相机的宽容度随着 ISO 的提高而下降,为了使得星点不过曝,保持有颜色,在野外的环境,应该使用较低 ISO 。

对于总的曝光时间,如果是广角,一般选择 1 小时以上比较合适,一小时以下的星轨有点短。但对于长焦星轨,可以根据焦距长度,减少总的星轨时间。

 

后期叠加

 

1、首先,将 RAW 文件在 PS 打开,适当调整曝光,矫正暗角,但请勿使用镜头畸变矫正(任何形变矫正都可能会导致摩尔纹的出现)。

2、导出成 tif 格式。

3、使用 PS 多边形套索工具将飞机、卫星等选中,右键点击填充,填充颜色为黑色。如果飞机特别多,可以先叠加再使用智能填充,但效果一般。

4、在 mac 下,我一般使用 StarStaX 软件或者 PS 星轨插件

StarStaX下载地址:

https://www.markus-enzweiler.de/StarStaX/StarStaX.html#download

打开软件后导入之前处理完的照片▼

 

右边选择模式,一般选择为Gap Filling,然后点击处理既可▼

 

 

等待一会儿,可以看到星轨逐渐生成▼

在 windows 下,一般使用 startrails 软件或 PS 星轨插件来进行浅色叠加。

startrails软件下载地址:

http://www.startrails.de/html/software.html

与mac版本类似,导入叠加即可。

当然星轨软件有很多,随便选择一个都可以。

5、将成品 tif 文件用 PS 打开进行简易的星空后期处理。

 

 

总结

 

近年来,有些星轨不一定是拍摄出来的,还可以是单张处理出来的放射线星轨,螺旋线星轨,星轨加光点等等。如果当作艺术片,能处理搭配得当,还是可以。但不建议当作严肃的星野摄影来看待。

星轨照片不只是为了一张照片,享受星空,享受拍摄的过程更加重要。

那么?星空摄影中,什么题材最受欢迎呢?

当然是银河拱桥了!

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