在一幅优秀的摄影作品中同时拍摄到地景和夜空，实际上并非难事。 从巴西海岸外的一个小岛上看去，银河系高高地悬挂在椰子树之上。柔和的海浪打破了小岛的宁静，轻轻地冲刷着海边细小的沙粒。当我站在照相机旁边时，这无数的沙粒就在脚下，我正试图拍摄头顶上无垠的星海和脚下宁静的大地。
这种同时拍摄美丽大地和星空的尝试就是所谓的地景天文摄影。在天文领域中，使用现成的照相机和镜头拍摄夜景已经获得了极大的成功。地球上的如画风光加上天上的点点繁星，让观赏者置身于十分虚幻的宇宙之中。这些大视场照片经常可以揭示出令人惊叹的天文和大气现象，而这些现象通过小视场的望远镜是不可能拍摄到的。我们常常把宇宙想象成天文学家的实验室，但是这些天体画作会让我们想起夜空也是大自然的一个基本组成部分，当然，连我们也是。
在夜景摄影中达到艺术和科学之间的平衡，是地景天文摄影中颇具挑战性的课题，然而如果拍摄成功，这些照片将为你带来肉眼观测的极致体验。
合适的地点，合适的时间
现在的夜景天文摄影家们处在一个追求自己爱好的最好的年代。当我在上个世纪90年代初开始从事摄影时，摄影还是一项复杂多变的工作。在经过了长达数月的反复尝试后，我用一台单镜头反光相机成功地拍摄到了第一张天空照片。当时，我必须找出那些最好的胶片和曝光底片，同时还得找到可以信得过的胶片冲洗室。而现在有了数字技术，在曝光完成后，相机的液晶屏马上就可以呈现出精细的大地和天空的图像。
与望远镜天文摄影相比，夜景拍摄属于一个很低端的工作；你不需要大量的高科技装备就可以实现。一台照相机、一个三脚架，再加上一根快门线，这些不仅是你的入门装备，而且是夜景天文照片摄影师的几乎全部家当。照片的后期处理也不麻烦，因为你所要拍摄的作品，和肉眼可以看到的景象几乎一样。
你的仪器装备要尽可能地简单，这同样可以帮助你应对地景天文摄影中的真正挑战——在合适的时间，到达合适的地点。很大一部分准备时间应该用于前往边远的地区、寻找独特风景和等待合适的时机。除非你特别地幸运，否则你是永远不可能在自家院子里拍摄到最美的夜景的。在公路上有电线、街灯和其它都市生活的符号，这些往往会令美妙的夜景失色。在合适的时间到达合适的地点，这通常需要细致的计划，其中还包含了与夜空有关的知识。
在夜里寻找最佳的夜景组合时，最简单的装备不仅可以让你活动自如，也可以让你在繁星满天的夜里享受惬意的时光。我常用的拍摄器材仅有两台相机：一台用于我在整个夜里变换位置时拍摄静止的画面，而另一台则用来延时连续拍摄。这些装备恰好可以装进我的双肩包里。
拍摄队伍的规模也是需要考虑的因素之一。在我一个人的时候，我会尽量避免夜间的拍摄活动。而且当我在很远的地方拍摄时，我会让一些人知道我在哪里。但另一方面，庞大的队伍也有其问题，包括被太多的三脚架绊倒，有时照片中还会出现大量的相机闪光。在拍摄天体照片时，由两、三个人组成的小组应该是最合适的。
选择自己的装备
要想拍摄出世界级水平的夜景照片，最重要的工具就是你的照相机。尽管一些晨昏时刻的摄影佳作可以用小型的数码相机拍摄，但是用它们进行严格意义上的地景天文摄影是不切实际的。这些相机的夜间敏感度充其量也就是中等。最新一代的傻瓜相机号称安装了1200万甚至更高像素的光敏元件，这乍听上去很不错。但这些探测元件安装的像素极小，并不适合用来拍摄夜景，后文中我将对此加以解释。此外，小巧的傻瓜式相机只有一个简单的变焦镜头，它们通常拍摄速度很慢，而且边缘像质很差，这使得在图像四角处出现扭曲的星像。
对于夜景摄影来说，最好的选择就是数码单反相机（DSLR）。这种相机与傻瓜相机比起来，有着非常多的优点，包括高敏感度、可更换镜头组、可自主设置曝光速度和光圈、手控快门模式（这几乎没有曝光时间的限制）和可以保存照片动态范围的RAW文件模式。目前，大多数数码单反相机都有实时取景功能，这就可以在屏幕上进行对焦，同时可以显示夜空中最明亮的星星，极大地简化了对焦的过程。
数码单反相机对光线非常敏感，甚至比过去最好的胶片都敏感得多。与几年前生产的相同感光度的相机相比，最新款的相机除了可以调节感光度设置以实现比傻瓜相机更快地拍摄，还可以更好地降低噪声。改变相机的感光度设置并不会真正地增加相机对光线的敏感度，它只是放大了相机上CMOS探测器的电子读出信号。这种放大通常会以增加图像噪声为代价。
实际上数码单反相机光敏感度与许多因素有关，例如相机传感器的量子效率（QE，quantumefficiency）。它是传感器记录到的光子数与入射光子数的比值。人眼的量子效率范围是1%～5%。数码单反相机的量子效率峰值大约为30%～40%。量子效率是随着光谱而变化的，取决于击中探测器表面的光子波长。相机的Bayer色彩滤波矩阵上的红、绿、蓝三色滤光器有着不同的量子效率。
在一个黑暗、没有月光的夜里，目前的数码单反相机在感光度ISO 1600时性能很好。这个值能够在最终图像中很好地平衡拍摄速度和噪声。如果你用15毫米镜头将曝光时间限制在30秒内，或是使用大视角的鱼眼镜头曝光1分钟以内，就可以避免产生恒星的尾迹（因为地球自转造成的效应——编者注）。超出这一限制，星星的尾迹就会显而易见。一些新的望远镜支架，如Vixen的“北极屋”（Polarie），以正常速度的一半进行跟踪，就可以在前景和星空之间取得平衡。这样的速率可以避免星星拖出长长的尾迹而进行长时间曝光，同时也不会造成前景的模糊。
在拍摄星轨时，或在晨昏、明亮的月光、较严重的光污染中拍摄时，低一些的感光度如ISO 200到800也可以得到良好的效果。对天空进行短曝光时，低感光度记录下的星星数量较少，也无法捕获银河等暗弱的目标，但也有其优势：噪声较低、动态范围更好、星星的颜色更为饱满。
超大像素的诱惑
决定相机敏感度的另一个重要因素是相机传感器上单个像素的大小。这些微小的、收集光子的小单元就像是收集雨滴的桶一样。像素越大，在被充满，或是色彩达到饱和之前可容纳的光子就越多。尽管新款的相机声称自己的小像素可以提供高分辨率，而且可以捕捉到非常锐利的细节（特别是用望远镜进行行星摄影时），但是它们的敏感度比大像素传感器低，同时小像素在长时间曝光中很容易饱和。在使用高感光度时，快速饱和会导致视野中充满单调的白色恒星，动态范围相对小。 在为天体夜景摄影选择相机时，另一个需要考虑的问题是，你需要一个全画幅传感器还是一个较小的APS规格相机。全画幅传感器需要配能够照亮整个传感器的镜头。这是一个必须考虑的重要因素，因为大多数相机厂商主要是为其APS相机（APS是“Advance Photo System”的缩写，即“先进摄影系统”，定位于业余级，其传感器尺寸相对小，因此降低了成本，这类相机又称“半幅机”。——编者注）提供镜头，这种镜头会使配备了大传感器的全幅相机图像的四边严重变虚。
在选择相机进行天体夜景摄影时，最好的选择当然是佳能5D MarkⅡ和尼康D3这样的全幅相机，但也并不是绝对必需的。在黑暗的天空条件下使用性能良好的广角镜头，曝光30秒，感光度设置为ISO1600，现在的绝大多数APS规格相机仍然可以拍摄到令人惊叹的光辉灿烂的银河。若选择一台APS数码单反相机进行夜空拍摄，要记住避免使用上百万高像素的廉价装备，因为它们非常锐利的白天拍摄性能在日落之后并不能延续。
把镜头当成你的望远镜
即便是最好的数码单反相机，如果装上便宜的镜头也只会拍摄出很一般的图像。你可以考虑在固定焦距的高质量镜头上做些投资。变焦镜头通常难以胜任各种类型的低光度摄影。大范围的变焦镜头，如大多数相机套装中的标准18毫米至200毫米变焦镜头，既可以让你拍摄大视场的星座照片，同时也可以拍摄月亮的特写。但这些复杂的镜头使用了大量的光学器件，而且拍摄的焦比很慢，这限制了你在短时间无尾迹曝光中的拍摄深度。
拍摄夜景照片所需的基本镜头是适用于全画幅相机的15毫米至35毫米的广角镜头，理想的焦比为f/2.8或更快。一个相当的APS规格相机镜头为10毫米至24毫米。这些快速的、固定焦距的镜头是成功拍摄到低光度图像的关键。使用快速的15毫米、焦比f/2.8的镜头，曝光30秒，感光度设为ISO 1600，就可以拍摄出银河系内部暗弱的星云和星团。
在用焦比快于f/2.8的镜头进行拍照时，将光圈缩小1或2级，就可以实现最锐利的聚焦，并且减少图像边缘的像差。例如，一个性能良好的24毫米、焦比f/1，4的镜头就可以将光圈至少缩小到f/2，从而在整张图像上都呈现出良好的星像。
对于天象的特写镜头，如天体的合、食等，需要焦距范围在85毫米至200毫米的长焦镜头。更长的快速超长焦镜头（500毫米或以上）价格十分昂贵，而具有相近焦距的小型高度消色差的折射望远镜，光学性能通常更好，而且更便宜。
老式的拍摄装备
最后，胶片照相机怎么样呢？仍有人在用胶片进行天体夜景摄影（可登录WWW.twanight.org/zakarian）。胶片照相机很便宜，同时也是数码装备的绝佳补充。现在可用的胶片都相对比较慢，但是在晨昏时分、明亮的月光下，以及进行长时间的星轨曝光摄影的效果却是比较好的。采用手控快门的胶片照相机不需要电驱动快门。在二手市场里，中等规格的胶片照相机仍然有售，而且经过讨价还价还可以再便宜些，它们依旧可以拍出绝佳的夜景照片。在专业的照相器材商店或者网上，你还可以买到感光度为ISO 800的中等规格相机的胶片。
以上的小技巧可以让你顺利地拍摄到无数风光秀丽之处的绝美夜空，如天体的合、流星雨、壮丽的银河。天体夜景拍摄是目前业余爱好者们最容易上手，并且最引人入胜的工作之一，它是每个人都可以参与的工作。
——译自《天空与望远镜》（2012年11月号）
（责任编辑：吴蕴豪）
