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星轨怎么拍:比亮合成的张数与拍摄时间计算

星星围绕北极星画圆的照片,如今主流做法不是拍一张长曝光,而是连续拍几百张几十秒的照片,再用“比亮合成”连接起来。本文介绍拍摄时间与圆弧角度的关系、各种曝光时间所需的张数、不让星轨断开的间隔设置方法,以及存储卡和电池的估算。

什么是比亮合成

比亮合成是把多张照片叠加,每个像素只保留最亮值的合成方法。单张照片中星星只是点或短线,把连续拍摄的照片叠加后,星星的路径就连成了长长的星轨。

  • 单张曝光短,天空不容易发白
  • 中途有飞机或车灯入镜,去掉那一张就能消除
  • 可以抑制长时间曝光增加的热噪点
  • 中途起云,也能用已拍的张数做成作品
  • 同样的素材还能做成延时视频

也有用 B 门打开快门 30 分钟到几小时的传统方法,但数码相机存在噪点和天空亮度的问题,所以比亮合成已成为主流。

拍摄时间与圆弧角度

星星以北天极为中心,约 23 小时 56 分钟转一周。每小时约 15.04°,所以星轨圆弧的角度基本由拍摄时间决定。焦距和拍摄方向会改变星轨在画面上的长度,但角度不变。

拍摄时间圆弧角度视觉效果
30 分钟约 7.5°短线,容易看出星星的颜色差异
1 小时约 15°清晰的弧线,推荐初次尝试
2 小时约 30°圆的 1/12,北方天空开始呈现同心圆
3 小时约 45°圆的 1/8,有气势
4 小时约 60°圆的 1/6,长夜的正式作品

画一整圈(360°)约需 24 小时,所以一次拍摄不可能形成完整的圆。即使在冬季长夜拍 10 小时,也只有约 150°。想加强同心圆的印象,就把北极星放在画面靠中央的位置,并以 2 小时以上为目标。

各种曝光时间所需的张数

张数 = 拍摄时间 ÷(曝光时间 + 间隙)。间隙是拍完一张到开始下一张之间的时间,用于写入存储卡,也是间隔设置的余量。

曝光时间 + 间隙间隔1 小时的张数2 小时的张数
30 秒 + 1 秒31 秒116 张232 张
20 秒 + 1 秒21 秒171 张342 张
15 秒 + 1 秒16 秒225 张450 张
10 秒 + 1 秒11 秒327 张654 张

如果只想要星轨,曝光 30 秒所需的张数最少。星轨的目的就是让星星移动,所以没有 NPF 法则那样的秒数限制。不过单张曝光越长,天空越亮,在有城市灯光的地方要缩短到 15~20 秒,并降低 ISO。F2.8、30 秒时,非常暗的天空约 ISO2000,郊外约 ISO1000,有月光时约 ISO500。

星轨断开的原因在于间隙的长度

合成的星轨像虚线一样断开,是因为前后两张之间快门有关闭的时间。以曝光 30 秒为例,未曝光时间的比例随间隙长度变化如下。

间隙未曝光时间的比例1 小时的张数(曝光 30 秒)
1 秒约 3.2%116 张
3 秒约 9.1%109 张
5 秒约 14.3%103 张

以原始大小查看时断开不明显的,是间隙在曝光时间几个百分点以内的情况。曝光 30 秒时,间隙定在 1 秒左右。间隙太短,写入跟不上,可能跳过一张,所以事先试拍 10 张左右确认间隔。

不同方向的星轨形状

相机朝向星轨形状
北以北极星为中心的同心圆
南以南天极为中心、向下张开的弧线
东向右上方(南侧)斜着上升、接近直线的线条
西向右下方(北侧)斜着下沉、接近直线的线条
正上方北侧是弧线,南侧是接近直线的线条,两者混合

北方天空在相同时间内星轨较短,画面中容易看出圆的形状。东方和南方天空星星移动较快,同样 1 小时也会形成较长的线条。用广角镜头朝北时,北极星的高度与拍摄地的纬度大致相同(东京约 35°),可作为构图的参考。以上方向以北半球为前提。

存储卡容量与电池的估算

2400 万像素相机的 RAW 每张约 26MB。曝光 30 秒、间隙 1 秒拍 1 小时是 116 张,约 2.9GB;2 小时约 5.9GB;3 小时约 8.8GB。同时记录 JPEG 还会增加,请准备可用空间 32GB 以上的存储卡。

  1. 1

    根据拍摄时间算出张数

    在星空摄影计算器的“星轨·延时摄影”标签页输入曝光时间、间隙和拍摄时间,就会显示张数、圆弧角度和存储卡容量。

  2. 2

    设置间隔拍摄

    用相机的间隔拍摄功能设置拍摄间隔(曝光时间 + 间隙)和张数。没有间隔拍摄功能的相机,可以用连拍模式加锁定快门线来拍。

  3. 3

    做好电源和防止镜头起雾的准备

    寒冷的夜晚电池消耗快,使用 USB 供电或电池手柄就不会中途停止。拍摄几小时的话,镜头加热带也必不可少。

同样的素材也能做成延时视频。30fps 时 116 张约 3.9 秒。以视频为主要目的时如何考虑张数,请参阅星空延时摄影的设置。

常见问题

用比亮合成拍星轨需要多少张?
曝光 30 秒、间隙 1 秒时,1 小时 116 张,2 小时 232 张。曝光 15 秒时 1 小时 225 张。决定效果的是拍摄时间而不是张数,1 小时约 15°、2 小时约 30° 的圆弧。
星轨为什么像虚线一样断开?
主要原因是每张之间的间隙太长,或者长时间曝光降噪开着。曝光 30 秒时,间隙定在 1 秒左右,长时间曝光降噪务必关闭。
用星轨画一个圆要多少小时?
星星约 23 小时 56 分钟转一周,完整的圆需要整整一天,一次拍摄画不出来。1 小时约 15°、4 小时约 60° 的圆弧。把北极星放在中心,短时间也能有同心圆的感觉。
拍星轨的 ISO 和光圈是多少?
F2.8、曝光 30 秒时,非常暗的天空约 ISO2000,郊外约 ISO1000,有月光约 ISO500。不需要像银河那样拍摄微弱的光,所以可以用较低的 ISO。
单张长时间曝光和比亮合成哪个好?
数码相机推荐比亮合成。长时间曝光天空容易发白,热噪点也会增加,中途进入的飞机或车灯也无法去除。比亮合成只要去掉有问题的那几张即可。

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