幸运成像是什么

维基 问答 2022-05-13 07:40:27 阅读(...)

幸运成像是用于天文摄影的一种成像技术。它采用多次短时间(100毫秒或以下)曝光,然后挑选其中受大气影响最少的部分照片进行移动和叠加,生成一张图像。

幸运成像(lucky imaging 或 lucky exposures)是用于天文摄影的一种成像技术。它采用多次短时间(100 毫秒或以下)曝光,然后挑选其中受大气影响最少的部分照片进行移动和叠加,生成一张图像。

幸运成像 lucky imaging

用于天文摄影的地基成像技术都会受到大气噪声的干扰,长时间曝光无法得到清晰的图像,幸运成像技术部分消除了大气噪声的影响,可以合成出比太空望远镜拍到的更加清晰的图像,而且费用低于太空望远镜。

在行星摄影中,“幸运成像”可以通过短时间曝光的来固定大气视宁度最佳时的天体影像。再利用后期工具软件将那些视宁度不佳时拍摄的单帧影像剔除,选择最佳的单帧影像进行叠加。显然,这比使用较长时间曝光拍摄的行星影像更加清晰。因为大气视宁度总是在不断变化,只有曝光时间足够短,才有可能遇到视宁度最佳的拍摄窗口。但短曝光的单帧影像信噪比很低,因此需要通过所谓的“短曝多叠”来累积曝光时间,以获得足够高的信噪比。

随着数字影像传感器技术的发展,“幸运成像”技术逐渐被应用于深空天体摄影。但在深空天体摄影中“幸运成像”技术就不单单是为了把握转瞬即逝的大气视宁度了。

传统的深空天体摄影需要采用高精度的跟踪装置和相机长时间曝光。单张影像曝光时间有可能是几分钟,也有可能是几十分钟。如此长的曝光时间不仅仅是对相机的考验,同时也是对望远镜的支架系统、跟踪装置、导星系统、光学结构等等多方面的考验。因此在传统的深空天体摄影中对于整套器材有着较高的性能要求。

另一方面,对于恒星这样的点光源,光学系统在焦平面上的成像不是一点,而是一个很小的亮斑。又称艾里斑。艾里斑的外围是多级衍射环。其能量分布以艾里斑最大,衍射环越靠外侧(级数越高)能量分布越小(图一)。于是我们会发现,随着曝光时间的增加,拍摄到的星点会变得粗大(图二)。这里除了有视宁度的因素之外,最主要的就是拍摄到了级数更高的衍射环。对于小口径、大焦比的望远镜来说,这一现象更加明显。根据艾里斑半径的经验公式:r=1.22λf/D。这里 f/D 就是望远镜的焦比,显然,焦比越大,艾里斑的半径越大,衍射环的半径也越大。

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