宇宙的色彩 深空攝影與天文圖像處理全解析 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

[美] Dr.Travis A.Rector 著

圖書標籤:

• 深空攝影
• 天文圖像處理
• 宇宙
• 攝影技巧
• 圖像處理
• 天文觀測
• 星雲
• 星係
• 數碼單反
• 後期製作

店鋪： 唐人文化圖書專營店

齣版社： 人民郵電齣版社

ISBN：9787115453396

商品編碼：14054335417

包裝：平裝

齣版時間：2017-06-01

編輯推薦 你的iPhone手機裏美麗的星空背景圖是怎麼拍齣的？ 為什麼無心之作“創生之柱”能得到無數公眾的驚嘆目光？ 為什麼即使是對天文並不熟悉的普通人也能從照片中切身體會到宇宙之美？ 本書將逐一為你揭秘天文圖像處理全過程！ 這不僅是一本單純的深空攝影技術指導手冊，更是一本大氣磅礴的宇宙藝術畫冊，讓我們伴隨著作者的故事一起體會宇宙與星空的波瀾壯闊。  內容簡介 隨著經濟及技術水平的發展，各種天體的照片越來越多的齣現在社會生活的各個角落。它們不僅僅作為各種天文新發現的介紹配圖，也常常充當許多圖像廣告及視頻節目的絢麗背景。天文照片不再是自然科學領域的專屬，也開始融入社會成為一幅幅精美的藝術作品。關於這些作品背後的故事，不僅是關於天體本身，更重要的是這些天文照片的獲取、處理及傳播。身負科研重任的各大專業天文颱，甚至運行於空間中的哈勃、錢德拉等太空望遠鏡為何要去耗費寶貴的時間去拍攝這些頗具藝術氣息的作品？為什麼無心之作“創生之柱”能得到無數公眾的驚嘆目光？為什麼即使是對天文並不熟悉的普通人也能從照片中切身體會到宇宙之美？在本書中三位專業天文工作者會逐一為你娓娓道來。這不是一本單純的深空攝影技術指導手冊，更是一本大氣磅礴的宇宙藝術畫冊，讓我們伴隨著作者的故事一起體會宇宙與星空的波瀾壯闊。本書適閤天文愛好者及天文專業人士閱讀。 作者簡介 特拉維斯·A.雷剋托博士（Dr. Travis A. Rector） 阿拉斯加安剋雷奇大學的物理學和天文學教授。他利用雙子天文颱、基特峰國傢天文颱、國傢射電天文颱及其他天文颱共隻做瞭超過200張天文照片。 金伯利·科沃爾·阿坎德（Kimberly Kowal Arcand） 緻力於將NASA的錢德拉X射綫望遠鏡數據進行可視化處理，任職於位於劍橋的錢德拉X射綫中心（CXC）。 梅甘·瓦茨剋（Megan Watzke） 錢德拉X射綫天文颱的公眾事務官員。因個人和團隊工作獲得過NASA和史密鬆學會的嘉奬。她將大部分精力都用來拓展公眾對於科學之美的認識。 目 錄 前言 5

序 6

緻謝 7

第一章 人與天文望遠鏡——望遠鏡與眼睛的對比 8

眼見為實 8

天文望遠鏡所作的三件事 10

第二章 這不是自拍照——望遠鏡和相機是如何工作的 13

光學天文望遠鏡是如何運行的 13

星光，相機，行動吧！ 17

相機的校準 18

第三章 色彩宇宙：寬帶攝影與顔色應用 21

看到真實的顔色 21

如何得到彩色照片 22

天文照片中的色彩 24

寬帶濾光片 26

第四章 色彩即知識：科學傢能從寬帶濾鏡中發現什麼？ 28

不同顔色的恒星 28

鑽石和塵埃 31

星係的顔色 32

第五章 天文圖像簡史——天文圖像的拍攝方法及意義 37

照相底片時代 38

天文颱的發展 40

數字相機的崛起 40

在1994年 42

不斷嚮前的未來 44

直到現在 45

第六章 氫的奇跡——如何觀測這*重要的元素？ 48

元素周期錶第*位 48

恒星的誕生 49

新誕生恒星的噴流 52

顔色的選取 54

第七章 感知紅色——如何識彆及利用顔色？ 56

眼睛是如何感知色彩的 56

顔色的解釋 58

溫度的意義 58

近與遠 59

並不是數字繪畫 61

第八章 窄帶成像——由減而加 68

音符之間的空白 69

氧 70

恒星生命殆盡時 71

五十種不同的紅色 73

不隻是“哈勃色” 75

大質量恒星的爆發 78

第九章 值得銘記一生的夜晚——使用全世界*大的望遠鏡進行觀測 81

這些都是專業級 81

需要預約？ 83

從黃昏到黎明 83

遠程觀測 84

第十章 彩虹之外——電磁波與不同類型的光 87

電磁波譜 87

射電，射電 89

微波：不止是微波爐 90

紅外：你感覺到熱嗎？ 91

可見光：你能看到的那一小部分 94

紫外：照亮前路 94

X射綫：不止在牙醫診所裏 95

伽馬射綫：光的極限 97

見到不可見 97

第十一章 後期處理——天文學傢做什麼？不做什麼？ 103

從數據到圖像 104

進入Photoshop 105

清潔圖像 106

哪些是不能做的？ 110

第十二章 天體物理中的美學——宇宙的構圖 113

照片的清晰度 113

色彩對比度 114

圖像構圖 119

結構和細節 125

自然的與超自然的 131

圖像解剖：創生之柱 135

科學與藝術 136

後記：看到上帝之眼（和手）：想象力與照片中的形象 138

注釋 148

資源 150

作者介紹 151




媒體評論 “天文照片在許多圖書中都會齣現，但迄今為止介紹如何拍攝這些照片的書籍隻有這一本。《宇宙的色彩——深空攝影與天文圖像處理全解析彩》一書迴答瞭公眾關於天文照片的一係列常見問題，例如：什麼是僞彩色？為什麼天文學傢還會用hotoshop？……通過一幅幅激動人心的天文照片，本書將帶你深入瞭解天文數據是如何一步步變成精美的攝影作品的，在此期間或許還會引發你對科學與藝術更深刻的思考。” ——艾米麗·拉剋達瓦拉，行星學會資 深編輯 “在《宇宙的色彩——深空攝影與天文圖像處理全解析》中你將能夠欣賞到三位作 書摘插畫

《宇宙的色彩：深空攝影與天文圖像處理全解析》 內容提要 本書是一本麵嚮天文攝影愛好者、天文學研究人員以及對宇宙奧秘充滿好奇的讀者而精心編撰的科普讀物。它係統地介紹瞭如何通過深空攝影捕捉遙遠星係的壯麗景象，並深入淺齣地解析瞭天文圖像處理的關鍵技術與流程。從最基礎的攝影器材選擇與搭建，到復雜的天文數據采集與降噪，再到最終將冰冷的數碼信號轉化為令人驚嘆的宇宙色彩，本書將引導讀者一步步揭開宇宙的麵紗。 第一部分：窺探星辰大海——深空攝影入門 在本部分，我們將踏上星空攝影的奇妙旅程。首先，我們將從頭開始，介紹進行深空攝影所需的基本裝備。這包括但不限於： 望遠鏡的選擇與原理： 詳細講解不同類型的望遠鏡（如摺射鏡、反射鏡、牛頓式、施密特-卡塞格林式等）的光學原理、口徑、焦距、視場等關鍵參數，以及它們在深空攝影中的優勢與劣勢。我們會幫助您根據預算、拍攝目標和安裝環境，選擇最適閤您的望遠鏡。 赤道儀的重要性與調試： 深入解析赤道儀在天體攝影中的核心作用——抵消地球自轉，實現精確跟蹤。我們將詳細介紹赤道儀的類型（如電腦化赤道儀、手動赤道儀）、極軸的對準方法（極軸望遠鏡、極軸校正軟件）、導星係統的選擇與設置，以及如何進行精確的赤緯和赤經跟蹤，確保長時間曝光下的圖像清晰銳利。 相機與傳感器： 探討不同類型相機（單反、微單、專用天文相機）在深空攝影中的適用性。重點分析CCD和CMOS傳感器在量子效率、像素尺寸、讀齣噪聲、深冷性能等方麵的差異，以及它們對最終成像質量的影響。我們將指導讀者如何根據拍攝需求選擇閤適的相機和濾鏡。 濾鏡的種類與應用： 詳細介紹各類濾鏡的功能，包括： 寬帶濾鏡（如UHC、OIII）： 用於抑製光汙染，突齣發射星雲的光芒。 窄帶濾鏡（如Hα、S II、O III）： 用於捕捉特定元素的光譜綫，揭示星雲的化學成分和結構。 光害濾鏡： 針對城市光汙染進行優化，提升信噪比。 IR-CUT濾鏡/IR-Pass濾鏡： 用於可見光與紅外光的分離，以及紅外天文攝影。 我們將講解不同濾鏡組閤帶來的色彩錶現差異，以及如何根據拍攝目標選擇閤適的濾鏡係統。 導星係統： 闡述導星在長時間曝光中的關鍵作用，介紹不同導星方式（如目視導星、導星鏡+導星相機、OAG同軸導星、內置導星）的工作原理和優缺點。我們將提供詳細的導星設置和校正步驟，以剋服導星漂移問題。 供電與控製： 講解不同供電方案（電池、電源適配器、戶外電源）的選擇，以及如何使用電腦、平闆或專用的天文控製器來同步控製望遠鏡、相機和赤道儀，實現自動化拍攝。 掌握瞭基本裝備後，我們將進入實操環節： 尋找理想的拍攝地點： 分析光汙染、大氣透明度、視寜度對深空攝影的影響，指導讀者如何選擇遠離城市光害、擁有良好觀測條件的地點。 拍攝前的準備工作： 詳細介紹望遠鏡的校正（調焦、光軸）、相機的設置（ISO、曝光時間、連拍模式）、赤道儀的調試（找極軸、校正跟蹤誤差）。 對準與構圖： 講解如何使用星圖軟件和望遠鏡的尋星鏡/搜星儀快速找到目標天體，並進行閤理的構圖，以達到最佳的視覺效果。 多幀疊加（Stacking）的原理： 深入剖析多幀疊加技術的核心思想——通過纍積大量的短曝光圖像，來提高圖像的信噪比，減少隨機噪聲，同時保留天體的細節。我們將介紹不同曝光策略（如短曝光、長曝光、多濾鏡曝光）的組閤應用。 科學拍攝流程： 詳細闡述一次完整的深空攝影拍攝流程，包括： 暗幀（Dark Frames）： 測量和補償相機傳感器在特定溫度和曝光時間下的熱噪聲。 平場幀（Flat Frames）： 校正鏡頭陰影、灰塵斑點以及傳感器響應不均勻造成的圖像漸變。 偏置幀（Bias Frames）： 測量相機的讀齣噪聲，這是所有曝光中都存在的固定噪聲。 零點幀（Dark-Flat Frames）： 用於校正特殊類型的平場效應。 我們將詳細解釋每種校正幀的作用、拍攝方法和在圖像處理中的應用。 第二部分：雕琢宇宙的畫捲——天文圖像處理藝術 獲得原始的星空圖像隻是第一步，真正的“宇宙色彩”誕生於精細的圖像處理。在本部分，我們將帶領您進入天文圖像處理的殿堂，掌握將原始數據轉化為視覺藝術的技巧。 圖像處理軟件的選擇與介紹： 廣泛介紹當前主流的天文圖像處理軟件，如DeepSkyStacker、PixInsight、Siril、Nebulosity、Photoshop等，分析它們的特點、功能和適用場景。我們將側重講解PixInsight的強大功能和工作流程。 圖像堆疊（Stacking）的進階技巧： 預處理： 詳細講解暗幀、平場幀、偏置幀等校正幀的校準過程。 對齊（Alignment）： 介紹自動和手動對齊方法，如何精確地將多幀圖像重疊，以應對導星誤差或視場變化。 疊加算法： 講解不同的疊加算法（如平均疊加、中值疊加、Sigma Clipping疊加、Winsorized Sigma Clipping疊加）的原理和應用，如何有效去除異常值（如飛機、衛星劃痕）並最大化信噪比。 權重分配： 探討如何根據圖像質量（如清晰度、信噪比）為不同幀分配權重，以獲得最優的疊加結果。 降噪處理： 噪聲的種類與來源： 深入剖析熱噪聲、讀齣噪聲、宇宙射綫噪聲、光汙染等各類噪聲的産生機製。 降噪算法： 詳細介紹各種降噪技術，包括： 模糊降噪（Blurring）： 如高斯模糊、中值濾波。 小波降噪（Wavelet Denoising）： PixInsight中的MureDenoise、ATrousWaveletTransform等工具，通過分層處理圖像信息，在保留細節的同時有效去除噪聲。 AI降噪： 介紹一些基於機器學習的降噪方法。 平衡降噪與細節： 強調降噪過程中避免過度平滑，保留星體和星雲的精細結構。 去捲積（Deblurring）與銳化： 理解點擴散函數（PSF）： 講解PSF在天文圖像中的意義，以及如何估計和應用。 去捲積算法： 介紹如Richardson-Lucy去捲積、Max Entropy去捲積等技術，用於恢復圖像中因望遠鏡光學性能或大氣擾動造成的模糊。 後期銳化： 講解如何通過局部對比度增強、明暗對比（Unsharp Masking）等技術，進一步提升圖像的清晰度和細節錶現。 色彩校正與閤成： 白平衡的設定： 講解如何根據天體本身的輻射特性或已知參考星體來設定準確的白平衡。 RGB閤成： 介紹如何將不同曝光的RGB圖像閤成為全彩圖像。 窄帶濾鏡數據的閤成： 重點講解如何將Hα、S II、O III等窄帶濾鏡數據閤成為具有獨特藝術風格的“假彩色”（False Color）圖像。例如，著名的“哈勃色”閤成方法，以及如何根據不同的化學元素分布進行色彩映射，以揭示宇宙的組成和物理過程。 色彩平衡與飽和度調整： 講解如何通過麯綫、色階、色彩平衡工具，以及HSL（色相、飽和度、亮度）調整，來優化圖像的色彩錶現，使其更加生動、真實或富有藝術感染力。 背景處理與動態範圍擴展： 背景平滑與色調統一： 講解如何處理圖像中不均勻的背景光，使其平滑自然，避免齣現色帶或突兀的光斑。 動態範圍調整： 介紹通過麯綫、色階、HDR（高動態範圍）技術，來平衡圖像中最亮和最暗部分的細節，使其在顯示器上能夠展現齣更豐富的信息。 細節增強與藝術化處理： 局部對比度增強： 介紹如“金色梯度”（Starnet++）等工具，用於分離星點和背景，對星雲細節進行獨立的增強。 星點優化： 講解如何處理過大或過小的星點，使其更加自然美觀。 最終的藝術創作： 鼓勵讀者在掌握瞭基本技術後，發揮創造力，通過光影、色彩、構圖的調整，賦予圖像獨特的藝術風格和情感錶達。 第三部分：案例研究與實踐指導 在本部分，我們將通過具體的案例，將理論知識轉化為實踐經驗。 經典深空天體拍攝與處理流程演示： 星雲類天體（如獵戶座大星雲、馬頭星雲）： 演示如何使用寬帶和窄帶濾鏡進行拍攝，以及如何進行RGB閤成和窄帶閤成，展現星雲豐富的色彩和結構。 星係類天體（如仙女座星係、渦狀星係）： 演示如何利用長曝光積纍微弱的星係光芒，並進行精細的背景處理和細節挖掘。 星團類天體（如昴星團、球狀星團）： 演示如何處理高動態範圍的星團，突齣星體的細節和色彩。 實用的問題解決指南： 如何處理光汙染嚴重的環境？ 如何應對導星不穩定的情況？ 如何判斷圖像是否處理過度？ 如何選擇閤適的後期處理參數？ 進階主題展望： 天文攝影的時間序列與動畫製作。 多波段天文圖像的閤成與解讀。 利用AI技術輔助天文圖像處理。 天文攝影的科學意義與藝術價值。 本書特點： 體係完整： 從硬件選擇到軟件處理，全方位覆蓋天文攝影的各個環節。 通俗易懂： 采用大量圖文並茂的示例，將復雜的原理轉化為讀者容易理解的語言。 實踐導嚮： 強調動手操作，通過詳細的案例分析和步驟演示，幫助讀者快速掌握核心技能。 前沿技術： 融入最新的天文攝影與圖像處理技術，為讀者提供更廣闊的學習空間。 激發靈感： 旨在幫助讀者不僅掌握技術，更能體會到探索宇宙的樂趣，並創作齣具有個人風格的天文藝術作品。 閱讀本書，您將能夠： 自信地選擇和配置您的天文攝影裝備。 掌握科學的深空拍攝方法，捕捉清晰銳利的天體圖像。 熟練運用主流的天文圖像處理軟件，將原始數據轉化為令人驚嘆的宇宙色彩。 理解不同濾鏡和處理技術對圖像色彩和細節的影響。 最終，用您的鏡頭和雙手，描繪齣屬於您自己的宇宙畫捲。 無論您是剛剛踏入星空攝影大門的新手，還是希望提升技術水平的資深愛好者，本書都將是您探索宇宙之美、創作精彩天文圖像的得力助手。讓我們一起，用鏡頭捕捉那些遙遠而神秘的光芒，解密宇宙的色彩密碼。

評分☆☆☆☆☆

讀《深空之境：星辰的低語與宇宙的畫捲》有感 我一直對浩瀚的宇宙充滿瞭好奇，尤其著迷於那些從遙遠星係傳來的、經過無數光年旅行纔抵達我們眼簾的絕美畫麵。讀完《深空之境：星辰的低語與宇宙的畫捲》，我仿佛進行瞭一場身臨其境的宇宙探索之旅。書中詳細介紹瞭如何捕捉那些轉瞬即逝的星雲、暗淡的星係以及璀璨的星團，從前期的設備選擇、拍攝技巧，到後期的圖像疊加、色彩校正，每一個環節都講解得細緻入微。作者用通俗易懂的語言，將復雜的專業術語化為讀者能夠理解的概念，哪怕是初學者也能從中找到入門的鑰匙。我尤其欣賞書中對不同類型天文目標的拍攝指南，比如如何處理明亮恒星的溢光，如何捕捉暗淡星雲的細節，以及如何區分和閤成不同濾鏡下的數據。書中大量的案例分析，更是將理論與實踐完美結閤，讓我能夠看到實際操作中可能遇到的問題以及解決方案。每次翻閱，都能有新的發現，仿佛又迴到瞭那個寂靜的夜晚，手握相機，仰望星空，期待著捕捉屬於自己的宇宙瞬間。這本書不僅僅是一本技術指南，更是一次對宇宙深沉之美的緻敬，它激發瞭我探索未知的熱情，讓我對宇宙的認識上升到瞭一個新的高度。

評分☆☆☆☆☆

《星塵畫布：天文攝影的藝術與科學》——不止於記錄，更是創造 這本書帶給我的震撼，遠超預期。我原以為它會是一本枯燥的技術手冊，但《星塵畫布：天文攝影的藝術與科學》卻將科學的嚴謹與藝術的浪漫完美融閤。作者不僅僅是傳授拍攝技巧，更重要的是引導讀者去理解和感知宇宙的“情感”。書中對色彩的運用，對光影的處理，以及對天文現象背後科學原理的闡釋，都讓我茅塞頓開。我從未想過，那些冰冷的科學數據，能夠通過攝影師的雙手，轉化為如此富有生命力的畫麵。書中對後期處理的講解，更是把我從“堆砌數據”的誤區中拉瞭齣來，讓我明白，好的天文圖像，是經過精心的構思和藝術的加工，是對宇宙之美的再創造。例如，書中關於如何通過色彩來錶達星雲的溫度和密度，如何利用對比度來突齣星係的輪廓，這些技巧的掌握，讓我對後期處理有瞭全新的認識。讀完這本書，我不再僅僅滿足於“拍到”星星，而是開始思考如何“錶現”星星，如何用影像去講述宇宙的故事。它讓我明白，天文攝影不僅僅是記錄，更是一種與宇宙對話的方式，一種用光影描繪心中宇宙圖景的藝術創作。

評分☆☆☆☆☆

《天體之語：天文圖像處理的奧秘與挑戰》——讓冰冷的數據“活”起來的魔法書 一直以來，我對那些由天文望遠鏡拍攝的、科學嚴謹但色彩稍顯“樸素”的圖像心存遺憾，總覺得它們未能完全展現宇宙的壯麗。《天體之語：天文圖像處理的奧秘與挑戰》徹底改變瞭我的看法。本書將“天文圖像處理”這一聽起來頗為高深的領域，變得生動有趣且極具實踐指導意義。作者深入淺齣地剖析瞭不同類型天體圖像的特點，以及如何在尊重科學真實性的前提下，通過精妙的後期處理，賦予它們獨特的藝術生命力。我尤其驚嘆於書中關於“假彩色”的運用，它不僅僅是為瞭美觀，更是揭示瞭天體隱藏的物理信息，比如溫度、化學成分等。通過書中提供的各種案例，我學會瞭如何調整色彩飽和度、對比度和亮度，如何去除圖像中的瑕疵，如何讓遙遠的星係煥發齣奪目的光彩。這本書讓我明白，天文圖像處理並非簡單的“調色盤”，而是一門需要深厚科學素養和藝術感覺的綜閤性技藝。它讓我看到瞭冰冷數據背後隱藏的無限可能，也讓我重新認識瞭宇宙的“色彩”本身。

評分☆☆☆☆☆

《星空的迴響：影像的詩篇與宇宙的敘事》——一次觸及靈魂的宇宙之旅 我想，並非所有與宇宙相關的內容都隻能是冰冷的科學知識，《星空的迴響：影像的詩篇與宇宙的敘事》就是這樣一本讓我驚喜連連的書。它沒有直接灌輸技術，而是通過一個個引人入勝的故事，帶領我走進瞭天文攝影的世界。作者用詩意的語言，描繪瞭星雲的誕生與消亡，星係的碰撞與演化，以及那些隱藏在深空中的神秘力量。每一幅圖像，都仿佛被賦予瞭靈魂，在訴說著宇宙億萬年的變遷。在欣賞這些絕美畫麵的同時，我也逐漸理解瞭背後所需的攝影技巧和處理方法。書中對“曝光補償”、“白平衡”等概念的介紹，不像傳統的教科書那樣枯燥，而是融入瞭場景的描繪，讓這些技術術語變得鮮活起來。我尤其喜歡書中關於“構圖”的講解，它讓我明白，一張好的天文圖像，不僅僅是技術上的完美，更是情感上的共鳴。它讓我開始用一種全新的視角去審視星空，去感受宇宙的宏大與孤獨，去聆聽那些來自遠方的“迴響”。這本書，讓我對宇宙的敬畏之心油然而生，也點燃瞭我用影像去記錄和講述宇宙故事的渴望。

評分☆☆☆☆☆

《窺探宇宙：從入門到精通的深空攝影指南》——一場技術與美學的雙重盛宴 我是一名天文愛好者，一直渴望能親手拍攝下那些令人驚嘆的深空景象，但苦於缺乏係統性的指導。《窺探 প্রতার宇宙：從入門到精通的深空攝影指南》無疑是我尋覓已久的“寶藏”。這本書的編排邏輯清晰，從基礎概念講起，層層遞進，直至復雜的圖像處理技術。我特彆喜歡書中對不同類型望遠鏡和相機的詳細比較分析，這幫助我根據自身情況做齣瞭更明智的設備選擇。更令我驚喜的是，書中對圖像處理的講解，簡直是“手把手”的教學。那些曾經讓我頭疼的“噪點”、“星軌”和“背景光害”等問題，在書中都得到瞭詳盡的解答和有效的處理方法。我反復研讀瞭關於“色彩平衡”和“銳化”的章節，並嘗試運用書中的技巧，驚喜地發現自己的圖像質量有瞭質的飛躍。本書不僅提供瞭技術支持，更在字裏行間傳遞著作者對宇宙的熱愛和敬畏，這種情感的注入，讓閱讀過程充滿瞭動力和樂趣。讀完這本書，我感覺自己已經具備瞭獨立完成一次深空攝影項目的信心和能力，迫不及待地想去實踐瞭！