星野攝影：星軌拍攝攻略

陳海瀅、楊勇、章佳杰

接下來的幾期，我們將循序漸進地介紹星野攝影中不同主題的拍攝思路和技法。本期，首先談談星軌拍攝。

星軌攝影雖然具有很強的表現(xiàn)力，其實對拍攝條件要求較為寬松：它不需要復雜的器材，一臺普通的單反相機甚至家用數(shù)碼相機即可；不需要苛刻的暗光環(huán)境，在燈火通明的市區(qū)也能拍攝；不需要復雜的后期操作，專業(yè)星軌軟件操作起來簡單快捷。所以說，星軌很適合作為星野攝影的起步題材，讓影友了解星空，熟悉拍攝方法。

星軌的形成

由于太陽、月亮、恒星和行星每日東升西落，地球的自轉軸指向北天極（地軸和天球于北方相交的一點，即北半球星空旋轉的虛擬中心點）。因此，當我們以地面為參照物，星體的運動就勾勒出以北天極為圓心的千萬個同心圓弧軌跡，這就是星軌。地球每24小時自轉360°，星空也相應地每小時圍繞北天極“旋轉”15°，因此從星軌圓弧的張角就可以推算出其累計曝光時間，如圖01《長城與北天星軌》中星軌弧線劃過約30°，可以推算出其曝光約為兩小時。

東方和西方的星體距離北天極較遠，在同樣的時間內劃過的角度相同而距離更長，因此軌跡顯得較為平直，這種接近線狀的星軌經(jīng)常被人們誤認為流星雨。實際上這二者有很大區(qū)別，流星雨的密度遠遠不如星軌，并且流星的軌跡都相交于輻射點，而非星軌的同心圓弧狀，東西方向的星軌呈現(xiàn)出斜上下方的運動，能很好地體現(xiàn)繁星從地平線上升起或落下的軌跡。

運用疊加法

如今，數(shù)碼技術的發(fā)展為我們提供了更多選擇，星軌的疊加拍攝法就是其中之一。疊加拍攝是指相同位置和焦距的情況下，連續(xù)拍攝多張曝光時間相對較短（一般在10～30秒）的照片，然后再使用軟件將這些連續(xù)拍攝的照片疊加合并生成星軌。如圖04《長城上的星空》就是疊加拍攝而成。

使用疊加法，首先可以避免感光元件在長時間工作時，熱噪聲顯著增加，因為采用間斷曝光，使感光元件獲得冷卻機會。但人們很快發(fā)現(xiàn)，疊加法除了能減少噪點，獲得更細膩的畫面之外，還有著多種顯著優(yōu)勢：

1.成功率高：長時間曝光時，最擔心畫面中出現(xiàn)強光源，如遠方駛過的汽車，近處劃過的頭燈，因好奇而照向鏡頭的手電等。各種強光刺激，都會使數(shù)小時的曝光毀于一旦。使用疊加法可以減少很多顧慮，即使在曝光過程中鏡頭意外受到強光刺激，也只會干擾到個別照片，很容易在后期中去除，不至于使整個拍攝前功盡棄；

2.參數(shù)選擇靈活：星軌照片的曝光要用ISO、光圈、快門時間這3個參數(shù)來控制天空、地景、星軌這3個元素之間的亮度比例關系。長時間曝光實際上限定了快門時間，使能調整的參數(shù)只剩下2個，不夠靈活；而疊加法沒有這樣的限制，可以供攝影師在更寬廣的空間內進行多樣化的創(chuàng)作；

3.對光環(huán)境要求低：使用疊加法拍攝，可以壓縮單張曝光時間來控制天空背景的亮度，從而減少月光和燈光對畫面的影響，使得即使在月夜或是燈火通明的城市上空也能拍出輝煌燦爛的星空；

4.星軌更密集顯著：疊加法允許使用較大的光圈和較高的ISO，這可以充分發(fā)揮感光元件的潛力，拍攝出比肉眼所見更加密集而顯著的星軌。

此外，疊加法連續(xù)拍攝的多張照片，可以直接作為素材制作延時攝影，通過視頻展現(xiàn)斗轉星移的景象，一舉兩得。

前期工作

拍攝星軌的器材除了相機和鏡頭外，只需要一個較為穩(wěn)定的三腳架，以及用于多次連續(xù)曝光的快門線（可編程快門線或者具有鎖定功能的普通快門線皆可）。對固件比較熟悉的愛好者則可以使用Magic Lantern等提供更豐富控制功能的第三方固件來實現(xiàn)連續(xù)拍攝。由于疊加法需要拍攝的照片數(shù)量較多，我們應準備足夠容量的存儲卡，而長時間曝光和夜晚的低溫也對電池形成了一定考驗，備用電池或者相機外接電源是必要的。

如果拍攝在野外進行，一般需要頭燈、手電等照明工具和基礎的戶外裝備，同時要注意做好保暖工作；在移動設備上安裝Star Walk等星圖應用也可以幫攝影師更好地了解星空和尋找到拍攝目標。

準備工作中也包括對拍攝時間的規(guī)劃：月相對星空有巨大影響。一般而言，如果希望拍攝到較暗較純粹的天空背景，可以選擇新月前后，缺憾是地景不易表現(xiàn)出細節(jié)；如果想更好地兼顧天空和地景，農(nóng)歷初三到初五前后的娥眉月以及二十五到二十七前后的殘月階段是較為合適的時間。疊加法讓我們在不同的月相條件下都可以拍攝星軌，甚至不用去刻意回避月光，如圖5《海上月升》，作者有意將星軌和升起的明月同時納入畫面，形成了神秘、幽靜的影調。

從剛入夜的黃昏到天微亮的黎明，都是拍攝星軌的可行時間。選擇不同的時段會帶來畫面基調的差異，黎明和黃昏時，曙暮光的影響并未完全消退，天空背景在長曝光下會顯現(xiàn)出一定色彩，微亮的天空也給地面的景物提供了足夠的照明，有助于更好地展現(xiàn)細節(jié)。與此相對，在天文昏影結束后、天文晨光開始前的星軌拍攝，背景會呈現(xiàn)出較為濃重的黑色，星點的數(shù)量和色彩會得到凸顯，最能展現(xiàn)繁星的壯美。此外，在黃昏時段，天空中只有較亮的星能被看到，隨著天空背景亮度慢慢降低，稍暗的星會逐漸顯露出來，這時拍攝的星軌會呈現(xiàn)出軌跡由細變粗、星點由少變多的漸變狀態(tài)，而黎明階段則正好相反。

三個基本參數(shù)

拍攝星軌需要選擇恰當?shù)溺R頭焦距，準確對焦并合理設定曝光參數(shù)。

不同焦距的鏡頭都可以用來拍攝星軌，焦距的選擇直接決定了畫面的構成。一般而言，16毫米到24毫米（135相機等效焦距，下同）的超廣角鏡頭在星軌攝影中應用較多，寬廣的視角能夠容納大范圍的天空，并將北極星納入畫面，使北天星軌的同心圓弧形狀更為完整和震撼。

拍攝星軌要求準確對焦，由于一般使用較大光圈，景深很淺，星點的微小失焦最后會明顯反映在畫面上。在黑夜里，相機的自動對焦系統(tǒng)往往不能正常工作，我們需要進行手動對焦；特別需要注意的是，出于機械結構方面的考慮，一般鏡頭對焦標尺上的“∞”標記并不嚴格對應真正的無窮遠，因此，若要實現(xiàn)星點的準確合焦，簡單地參照標尺或者將對焦環(huán)擰到盡頭都是達不到要求的。對焦時，一定要利用數(shù)碼相機的實時取景功能，選擇天空中較亮的星，使其出現(xiàn)在視場中心，將實時取景比例放大至最大后，手動旋轉對焦環(huán)，將星點仔細調整到最小，實現(xiàn)合焦。如果相機沒有實時取景功能，可以手動對焦在“∞”標記的附近，用較高的ISO和最大光圈對準天空有亮星的區(qū)域進行數(shù)秒鐘的曝光，之后在顯示屏上放大影像查看對焦效果，如此微調焦點幾次后，記錄合焦效果最好的位置。對焦完成后，在拍攝過程中要注意避免觸動鏡頭的對焦環(huán)，并且應不斷確認合焦狀態(tài)。endprint

使用疊加法拍攝星軌，一般可以用中等ISO（例如200～800）配合鏡頭的最大光圈以及單張10～60秒的快門時間。這3個參數(shù)的搭配，首先要保證天空背景處在合適的亮度，在此基礎上可以通過改變光圈來調整星軌的形態(tài)。星體是點光源，其明暗受光圈的影響更大，而天空背景這樣的面光源受到的影響相對較小。因此，在天空亮度相同的曝光參數(shù)組合中，光圈越大，拍攝出的星軌就越粗越明亮。附圖展示了使用f/2.0 ISO 100和f/8.0 ISO 1600這2組參數(shù)拍攝的星軌，從局部對比可以看出，二者天空背景的亮度基本相同，而f/2.0拍攝的星軌更加明亮，色彩也表現(xiàn)得較為顯著。

星軌拍攝中，單張照片的曝光時間選擇是較為靈活的，一般在其他參數(shù)之后進行設定。需要注意的是，當曝光時間達到幾秒鐘，足以讓星體拖出軌跡的情況下，繼續(xù)延長曝光時間只會增加天空背景的亮度，而星點的亮度卻很少增加。因此，如果在城市等天空背景較亮的地方拍攝星軌，為了仍然能夠使用較大光圈，可以將單張的曝光時間縮減至10秒或更短，這樣雖然增加了拍攝張數(shù)，但保障了星軌的顯著性；而在野外等天空背景較暗的地方，單張曝光時間可以延長至1分鐘或更多。

通過現(xiàn)場試拍并查看影像，我們可以調整優(yōu)化并最終確定3個基本參數(shù)，在此基礎上，還需要確定累計曝光時間，這直接決定了星軌的長度。一般而言，焦距越短，累計曝光時間應越長；使用超廣角鏡頭時，畫面視角寬廣，往往需要1小時以上的曝光時間才能將星軌表現(xiàn)得較為明顯；而如果使用標準鏡頭面向東方拍攝，只需要20分鐘就能獲得足夠的星軌長度。在拍攝前，攝影師可以構想星軌在畫面中所占的位置，并據(jù)此確定累計曝光時間，建議在有條件的情況下適當多曝光一些時間，這樣會留有較大的后期選擇余地。

在全部參數(shù)都確定好的情況下，我們可以使用編程快門線設定曝光時間和張數(shù)后開始拍攝，也可以將相機設于連拍狀態(tài)，鎖定快門線后開始連續(xù)拍攝。星軌的曝光過程中，攝影師可以相對放松，但要留意相機的電源和存儲，確保其處于拍攝狀態(tài)。

拍攝完成后，在電腦上可以使用專門的星軌工具Startrails或者Photoshop、Matlab等軟件對照片進行疊加生成星軌，具體的后期手法我們將在后續(xù)的文章中詳細介紹。

地景的選取

星野攝影對光環(huán)境要求十分寬松，地景選擇也就更為多種多樣，從自然風景到城市建筑，都能成為與其搭配的對象。北極星經(jīng)常作為星軌照片的中心，其位置選擇尤為重要，精心設計的構圖會為畫面增色不少，如圖09《北京展覽館夜景》，作者在構圖上將建筑的尖頂與北極星重合，使其似乎成為了星軌圍繞旋轉的中心，巧妙的聯(lián)起了天空和地面。endprint