当前资讯!【深空摄影】平场亮场暗场偏置场，场场场场都是甚么用？

快不认识“场”这个字了==

在上一篇文章的前期步骤中我提到了要拍摄很多组照片，包括“亮场”、“暗场”、“偏置场”、“平场”，并且后期还要对它们一通操作才能获得叠加的初步图像以供后续处理。当时写得比较简略，今天来详细说说这些“场”们分别都是什么，又有什么作用呢~

(资料图片)

深空摄影与其他类型相比，由于拍摄的天体大多遥远且黯淡，需要长时间曝光来捕捉细节，为了提高清晰度获得更好的图像质量，除了拍摄天体本身，还要拍摄额外的数据用来降低干扰噪声。简单来说，这么多的“场”就是这些额外的“数据”被用来降噪。

在此之前，几个概念先明确（非数学严肃定义和论证下的话语描述）。

图像：图像其实就是数据。RAW格式即为相机通过感光元件记录下的物体每个像素点的原始数据，可以理解为包含量化光子信息的数据矩阵。RAW格式的预览其实就是机内通过某种形式的数据解码来呈现像素点RGB还原来供人眼理解识别。目前相机传感器CMOS常用的阵列为RGGB bayer，这是为了模拟人眼对绿色的高敏感度，所以传感器记录的绿色信息会偏多。每个像素点其实只能记录一种颜色数据（R/G/B），然后根据算法，通过相邻像素记录的其他的两种颜色数据去“猜”出每个像素点的RGB值从而完成debayer解码过程进而表现出可被人眼识别的“图像”。

信噪比（SNR）：信号与噪声的比值。SNR=S/N。在本文语境下，信号S就是指图像中我们希望获取的天体RGB光子数据，噪声N一般包括，环境噪声（光污染，突发的干扰etc）；设备固有噪声（热噪声，电子元件噪声etc），这些都会混在拍摄的数据中一起干扰每个像素点的数据值。其中热噪声是由电子无规则热运动生成的，其与环境温度，曝光时间都呈正相关，深空摄影一般累计曝光时间都以小时计算，所以热噪声的影响不可不考虑。对于一组数据信号，信噪比越高，数据质量越高，承载的有效信息越多，所以，目标就是不折手段的提高信噪比！

暗角：严格意义上的暗角是无法被避免的。产生暗角的主要原因就是边角的成像光线与镜头光轴有较大的夹角，造成边角失光也就产生了暗角。感光元件CMOS的面积是一定的，那么从各处发出的光线通过镜头照射到感光元件上的光线强度是随着照射角度的增加而减弱的。

——————终于进入正题——————

亮场（light）：所拍摄含有天体本身的原图。一般是一组图像，尽可能单张长曝光（根据所用设备，以不拖影为准），张数越多越好，用来后期叠加。

暗场（darks）：拍摄完亮场后立刻拍摄。方法是保持和亮场同样的参数（快门、光圈、焦距、ISO）和设备，仅盖上镜头盖拍摄，数量一般是亮场的一半及一上。为了保持cmos相似的温度状态，拍完一组亮场最好相应拍摄一组暗场。

上面所说，深空天体需要长曝来叠加每个像素点的有效数据，在有效数据增加的同时，热噪声也随曝光时长被叠加进来。暗场主要是用来后期去除图像上的热噪声。

偏置场（biases）：盖上镜头盖，调整相机至最短曝光时间，其余不变，拍摄亮场一半以上的图像。

因为内部电路电流的干扰，相机在无信号（光子）输入，极短曝光下也会呈现出特殊的条纹图案，即为相机偏置图案，反映的是相机固有电路的干扰噪声。每次开机后偏置电流噪声可能会变化，所以偏置场最好也和亮场同时拍摄。

平场（flats）：打开镜头盖，维持焦段、ISO、光圈不变，对着亮度均匀的物体（平场板、照亮的白墙、阴天的天空etc）调整曝光至不过曝，拍摄一组平场，数量也是亮场一半以上。

平场主要用来修正光学镜头的自身缺陷，包括暗角、灰尘、漏光等。也可以一定程度改善光污染，以期获得曝光均匀的图像。

——————小结——————

深空摄影的全部都是围绕着提高信噪比来努力的。在日常拍摄中，相机接收的信号是远大于噪声的，在深空中涉及的所有噪声都可以被忽略，我们仅仅需要关注如何拍摄好这个话题即可。然而在深空拍摄中，天体们由于距离迢迢，无不黯弱异常，相机传感器能够接收到的光信号很多时候跟噪声混杂在一起，难以分辨。单张长曝光是为了获取更多的天体信号，多张叠加本身也是降噪的一种方式，能够去除单张图像中的随机噪声，其余热噪、偏置噪声、光学影响造成的数据偏离，都要通过这些仔细拍摄的“场”们来校准修正，这些全部也构成了深空预处理的重要组成部分。

——————一点废话——————

在动笔这篇之时，我只是想记录一下自己对深空预处理的一点理解以及对这几种不明觉厉名词的备忘。写到中间却突然想起来这个“场”字，之前从来没有想过这些为什么叫xx场呀！只是跟着惯例叫下去。“场”的定义大致是物体在空间的分布，惯用时空的函数来描述，这么一看倒是也挺贴切，原来早在一切的开始前，前辈们已经用命名暗示了深空拍摄的真谛：数字信号处理（DSP）！！！！死去的记忆它突然攻击我！！！！！

关键词： 曝光时间 感光元件 有效数据