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使用冷凍CCD的業余天文攝影

許維倚

談起數碼天文攝影，早幾年有很多同好都寫過相應的文章，隨著科技的發展，社會的進步，人民生活水平的提高，我們的天文攝影也越來越多樣化，業余天文愛好者越來越專業。民間天文攝影從一開始的膠片盒子到膠片相機，再發展到普通消費級數碼相機，而后到單反數碼相機，現在業余天文愛好者手里的冷卻天文專用CCD也越來越多了。其實冷卻CCD在天文上的應用比數碼單反的普及要早得多，但是其價格極其昂貴，那時冷卻CCD只出現在一些專業天文臺的望遠鏡上，個人很難買得起，也很少為人所知。冷卻CCD在天文攝影上的應用相對于普通數碼單反相機的好處在于超低穩下CCD曝光熱噪音小，讀出噪音小，輸出數據完全無壓縮，無損壞，對焦方便，后期制作靈活等。所以他的出現引起了天文愛好者的注意，單是極其可觀的價格卻只能忘而此步，21世紀處，一些國外的冷卻CCD相機生產商開始制作了一些相對低端的產品，但是價格相對于普通愛好者還是比較高，那些相對地端的產品折合人民幣也在10萬元左右。國內只有極少數的幾個業余愛好者在使用。直到2007年，由清華大學邱虹云博士設計開發的QHY系列冷卻天文專用CCD在國際市場上出現后，由于QHY系列冷凍CCD相對于其他品牌的天文CCD擁有很大的價格優勢，業余天文CCD市場馬上熱鬧起來。

使用冷凍CCD的天文攝影優勢大概有幾點。

超低溫下CCD成像的熱噪音小，讀出噪音小，也就是信噪比高。

下面是使用單反數碼相機和冷凍CCD分別普通同一個目標，曝光時間都是10MIN。由于冷凍CCD的增益（相當于相機的ISO）讀出數據原始，經過簡單后期后跟數碼單反拍攝時的增益一樣。在圖中我們可以明顯地看到冷凍CCD在噪點方面的優勢。

單反相機：

QHY CCD：

 由于彩色CCD的后期制作和操作相對簡單，所以一般入門級的業余天文愛好者使用彩色CCD的相對多一些，更專業的天文攝影都要使用黑白的CCD，由于黑白CCD靈敏度高，合成彩色照片后像素高，通過黑白CCD配合濾鏡進行不同波段的拍攝和科學研究，業余天文愛好者使用黑白CCD進行天文拍攝也在增加，或者由彩色升級到黑白。

天文專用CCD正逐漸普及，天文愛好者的拍攝水平也越來越高，我們也都漸漸拋棄單反相機，由于QHY CCD的出現，國外SBIG、APOGEE等天文CCD生產廠家長期壟斷的市場局面也將瓦解，我們業余天文愛好者將有更多的機會拍攝出更為震撼的天文作品。

原始數據輸出，圖片質量無壓縮，無損壞，后期制作靈活。

下圖中使用單反數碼相機拍攝的照片使用RAW格式拍攝的10MIN原片，仍然后壓縮，而且數碼相機自帶的軟件已經放大了，照片部分區域曝光已經飽和。使用冷凍CCD拍攝10MIN的原片數據原始，可調的范圍非常大，可以使用一些專業的軟件進行放大比如MaxIm、IRIS、PS等。

單反相機：

QHY CCD：

另外通過專業軟件讀取，由于CCD輸出原片為16位，可以做一些科學研究或者獲得一些有用的信息，比如通過像素讀取曝光天區的面積、通過亮度讀取一些波段的數據等。