光害環境下 EAA 最佳濾鏡實測:短曝光測試究竟顯示了什麼

前言

電子輔助天文觀測(Electronically Assisted Astronomy,簡稱 EAA)是利用相機將望遠鏡的即時影像傳送到外接螢幕上。相較於目鏡觀測,它有實質的優勢:影像對每個人都對好焦、不受眼鏡影響、非常適合幼童、年長者與行動不便的觀測者,而且在大多數深空天體上能呈現細節更豐富的彩色影像。一年內舉辦了約 90 場 EAA 活動後,有個問題不斷被問起:在光害地點觀測時,哪款濾鏡對各類目標能產生最佳效果?

為什麼濾鏡對 EAA 很重要

EAA 觀測通常分為兩類目標:寬頻天體,例如星系、疏散星團與球狀星團;以及窄頻目標,例如行星狀星雲與發射星雲。這次的目標是找出濾鏡在短曝光——也就是即時 EAA 觀測所用的那種曝光——下的比較結果,而非長時間疊合的天文攝影。

整篇文章有一個重要但書:這不是針對深空天文攝影的建議,因為後者透過大量疊合曝光能累積多得多的總光量,濾鏡的表現也會截然不同。在單張短曝光下,結果相當出乎意料。

測試設置

使用了兩組望遠鏡配置。第一組是 Celestron C9.25 Edge HD SCT 搭配 Hyperstar,操作於 f/2.2,相機為 ZWO 183MC Pro,在光害等級 bortle 7 的後院拍攝,當晚是上弦後六天的月亮。四天後改用 Tech 140 f/7 折射鏡搭配 Apex L 焦距縮減鏡,操作於 f/4.6,相機為 ZWO 2600MC Pro,當晚是十日齡的月亮。兩組設備都架在 AM5 載台上做導星,通常在導星誤差優於 0.5 角秒時才開始曝光,且絕不超過一角秒。

目標包括 Celestron 上的 M13、M51、M27 與 NGC 7000,以及折射鏡上的 M11、M101、M31 與 Wild Duck Cluster。流程很簡單:每換一片濾鏡就重新對焦,等待導星穩定,然後在較快的系統拍一張 60 秒單張,或在較慢的系統拍一張 120 秒單張。未拍攝任何校正值。

寬頻目標:不加濾鏡、L-Pro 還是 Antlia?

在星系、球狀星團與疏散星團上比較了三種條件:不加濾鏡、Optolong L-Pro,以及 Antlia RGB Tri-Band Ultra 濾鏡。L-Pro 的賣點是在星系、反射星雲與球狀星團上提供更好的色彩平衡與光害抑制;而 Antlia Tri-Band RGB Ultra 則針對拍攝同類目標的 OSC 彩色相機,具備優異的halo抑制能力,並可用到 f/2 的快速系統。

令人意外的是,兩款寬頻星雲濾鏡在短曝光下衰減的光太多,即使有月亮也一樣。在 EAA 條件下的寬頻目標上,不加濾鏡的表現與 L-Pro 或 Antlia 一樣好。

星雲目標:L-Enhance 對決 NBZ

針對行星狀星雲與發射星雲,比較中再加入了兩款雙頻濾鏡:Optolong L-Enhance,一款為 DSLR 彩色 CMOS 與單色 CCD 相機設計的雙波段濾鏡;以及 IDAS NBZ,可強化氫 alpha 與氧 III 的對比,並能容納快速光學系統上的濾鏡光譜偏移。

L-Enhance 在行星狀星雲與發射星雲上都有不錯的表現。NBZ 在行星狀星雲 M27 上明顯勝出,但對北美星雲衰減了過多光線,使其在短曝光的發射星雲上不如 L-Enhance 有效。

NBZ 在累積足夠積分時間時仍然是出色的濾鏡,但對於快節奏的 EAA 式曝光,它在明亮的行星狀星雲上最能發揮。一個實用小提示:L-Pro 與 L-Enhance 設計上可在相同或非常接近的對焦點運作,因此在寬頻與窄頻目標之間切換可以省去重新對焦的時間。

撐起成果的後製工具

即使是單張曝光,後製仍然關鍵。AstroFlat Pro 在初始拉伸後立即處理漸層去除與平場產生,幾乎取代了每一張發布影像中的校正值。接著比較了兩款降噪與銳化外掛:Topaz DeNoise AI 與 RC Astro 的 NoiseXterminator。

在這次測試中,NoiseXterminator 整體產出較好的降噪與銳化結果,不過測試只使用了一組固定設定,而且 Topaz 在太陽攝影降噪方面仍明顯表現更好。不同的資料集可能產生不同的結果。

選購建議

對於在光害地點進行 EAA 的觀測者,最簡單的結論依然成立:寬頻目標不需要濾鏡;L-Enhance 是星雲用途上更全能的雙頻選擇;NBZ 則保留給明亮的行星狀星雲或較長的積分。把 L-Pro 與 L-Enhance 搭配使用是聰明的組合,因為共用的對焦點能在即時觀測時加快換濾鏡的速度。軟體方面,NoiseXterminator 在深空工作上證明了自身價值,而 Topaz DeNoise AI 仍是處理太陽影像的較佳選擇。

結論

短曝光改變了濾鏡的算式。能在疊合天文攝影中發揮神奇效果的濾鏡,可能反而壓抑了單張 60 秒的影像;這次勝出的組合是對焦點匹配的 L-Pro 加 L-Enhance、用於漸層處理的 AstroFlat Pro,以及負責收尾的 NoiseXterminator。請讓濾鏡配合你的曝光方式,而不是只聽行銷話術。