尖峰對決之太陽的閃光光譜

9月7日，APOD刊登了天體物理博士秦雨靜拍攝的日全食光譜攝影作品。人們紛紛驚呼，真是劍走偏鋒的神作！

什麼是閃光光譜？

當貝麗珠出現的一剎那，人們驚嘆的是照片中的鑽石環，而科學攝影師知道，這是拍攝太陽閃光光譜唯一的機會，因為此時光譜儀中會出現一系列明亮的發射線，那是太陽色球的貢獻，從中可以探知太陽元素的秘密。閃光光譜那也曾是天文學屆的一顆鑽石，因為氦元素的發現，最早就是在太陽閃光光譜中找到的一條明亮黃線（HeI D3），也因此之故，氦元素取了太陽的名字，拉丁語Helium。

拍攝 / William Chin

其實如果解析度足夠，曝光正確，我們得到的遠不止這些，還有H-alpha、beta、gamma線，近紫外的Ca HK線，還有鈉線鐵線鎳線鈦線等等，如果設備足夠好，還有機會拍攝到日冕的紅線和綠線兩條發射，其中所含納的信息遠不止一張日全食照片那麼簡單。

在以往，閃光光譜的拍攝是專業領域的事情。在我國，早在1941年中山大學就拍攝了日全食的閃光光譜，而在1980年，由北京天文台、紫金山天文台、南京天儀廠、北京師範大學、北京天文館組成的聯合觀測組獲取了高解析度的閃光光譜，其中譜線數量達到一千多條。但對於業餘天文攝影家來說，拍攝難度就有些高了，在上世紀中期，一些國外的業餘天文學家手冊中提到，這種拍攝相對比較專業，業餘拍攝難以涉足，但在不久之後，越來越多的攝影師開始嘗試這個題材。

秦雨靜的故事：

這次追日食很早就在我的計劃之中，然而拍攝太陽色球層光譜則是暑假期間才開始準備的。閃光光譜在上世紀初是研究太陽結構和性質的方法，這次的拍攝可以說是在向這些先驅們致敬。

拍攝閃光光譜時，需要在相機鏡頭或望遠鏡上加裝透射光柵或稜鏡作為色散元件，將不同波長或色彩的光投射到感測器的不同位置處。準備以此作為題材時，我搜尋過愛好者們拍攝的類似的照片。許多愛好者使用閃耀光柵濾鏡，然而這種方法零級的太陽像與光譜之間相對的曝光深度難以控制，同時兩者之間存在一段較寬的黑暗的區間（例如 https://apod.nasa.gov/apod/ap131115.html）。為凸顯光譜中的細節，並考慮到構圖的需要，我嘗試以長焦鏡頭（Canon EF 400/5.6）在全食階段對太陽直接成像，而光譜則來自於鏡頭一側加裝的 45° 傾斜的反射光柵（150 l/mm，閃耀角 2.2° @ 500 nm）。一級光譜被鏡頭前的一片 45° 橢圓鏡反射到鏡頭成像的光路中，而零級像與其他級的光譜則處於照片的視野之外。直接成像的太陽與光譜之間的相對位置，則可以通過若干枚螺絲精確調整。為保證太陽和光譜都能曝光準確，我以光柵和反射鏡的效率及索尼 A7r2 的譜響應曲線做過簡單估算，並在直接成像的光路前加裝中性灰濾鏡（B+W 86 mm ND 0.6 / 4x）。裝置除部分金屬件，均為 3d 列印組裝而成，可以整體旋進鏡頭前的濾鏡螺紋口上。這樣的設計難免因為雜散光和 45° 橢圓鏡的遮擋而降低對比度，但在構圖和曝光方面的控制則更為自由。

我於 19 日晚間從 Tucson 乘機抵達俄勒岡州的 Portland。當地機場便遇到許多穿著天文相關 T 恤，拖著一堆器材的愛好者。與同行的好友會合後，次日我們一起駕車前往 Cascade 山脈東側的 Madras。觀測地 Solartown 是一片農田中開拓出的汽車營地，聚集著全美及世界各地的愛好者。我在偏食階段把儀器組裝調試好，在取掉濾鏡後的片刻抓緊修正曝光補償，然後在食既和生光前後開足馬力連拍抓到這一片刻。因為有過兩次追日食的經驗，而且這次的拍攝計劃僅此一項，當時並未因為興奮或者緊張而出什麼失誤。雖然因為薄雲和煙霾，當天的可見度稍差一些，但拍攝本身比較順利。觀測地聚集數萬愛好者，附近還有一處機場，因此見到許多富有創意或者瘋狂的玩法。值得一提的是，Madras 西側的傑斐遜山（Mt Jefferson）會提前片刻進入月影，全食前目睹西側的山峰逐漸暗下去，也是有趣的經歷。

返程在離開 Madras 時雖然遇到兩小時多的堵車，但輕鬆不少。照片則是返回 Tucson 之後才處理的。因為日食是動態的過程，太陽和月影間存在相對運動，直接疊加食既、食甚和生光的三張照片，月影和光譜必然會有錯位。挑選過三張較好的原片後，我分別以月影和光譜中的日珥對準疊，再將疊加的兩張照片合成為最終的版本。

秦雨靜

亞利桑那大學天文系在讀博士生，研究方向為星繫結構，動力學和星族演化。96，97 年在觀測過兩次次大彗星和一次日偏食後為天文愛好者。古典音樂和傳統攝影技術的發燒友。

2017年8月21日的日全食，是近百年來第一次可以橫穿整個北美洲的日全食。日全食這一特殊天象本身具有極好的新聞效應，日全食觀測是一項大眾參與度很高的天文活動。為鼓勵國內外攝影愛好者積极參与觀測、拍攝2017年日全食，進一步推進天文、文化攝影事業的發展，也為廣大愛好者提供一個展示才華、分享作品的平台，《中國國家天文》雜誌攜手香港謝瑞麟珠寶，聯合策劃、舉辦「2017日全食主題攝影賽」。

主辦：《中國國家天文》雜誌 香港謝瑞麟珠寶

承辦：奧思創文化傳媒（北京）有限公司

特別支持：杭州天文科技有限公司（Celestron星特朗、Meade米德、星達Sky-Watcher）、廣州博冠光電科技股份有限公司、北京光速視覺科技有限公司（QHYCCD）、北京時間的風景文化發展有限公司、探索科學（Explore Scientific）中國辦事處

協辦：中國虛擬天文台、騰訊科普、上海天文博物館、NASA中文、牧夫天文網、夜空中國、EasyNight、中國星空攝影聯盟、星緣山風隊、清華校友攝影協會

一、作品要求

參賽攝影作品主要包括以下專題：

1、天文篇

日全食特寫攝影，記錄日全食發生的過程及其瑰麗和精彩瞬間。其中包括微視頻和延時攝影，以動態形式展現日全食的過程和變化。

2、活動篇

反映日全食觀測的盛況，捕捉日全食觀測及相關活動中的花絮和特寫。其中包括微視頻和延時攝影。

3、藝術篇

主要是日全食發生時天、地景結合的作品，強調作品的藝術性。

4、風情篇

表現觀測地的歷史文化、自然景觀和風土人情。

二、獎項設置

（日全食天文相關創意飾品由香港謝瑞麟珠寶獨家提供）

提名獎：四類專題各十幅（共計四十幅）

獎品：《中國國家天文》2017全年雜誌一套。

三、參賽規則

1、所有參賽作品的拍攝時間必須是在2017年8月1日至9月1日（北京時間）之間，此期間前後拍攝的作品均不得參賽。

2、作品投稿截止時間為2017年9月15日（北京時間）之前，最終獲獎照片將在2017年10月底公布。

3、參賽作品必須是數碼格式。若作品使用膠片拍攝，則必須轉化為數碼格式。

4、參賽的靜態攝影作品必須是高質量JPEG格式。參賽作品要求提供處理後的原尺寸圖片，長邊像素不小於2000，總像素不小於400萬。

5、參賽的靜態攝影作品均需要註明作品是否單次曝光、是否拼接或疊加而成。可接受的合成照片包含光跡（數碼疊加）、超動態合成（HDR）、不同曝光參數合成和多焦點合成的照片。

6、參賽延時攝影視頻作品為MP4格式，編碼統一為H.264，幀率大於15fps，最大比特率12Mbps。畫面比例統一為16:9，畫幅尺寸 為1280×720以上。總視頻時長不小於30s。

7、所有參賽作品需註明：作品標題、拍攝時間、地點、拍攝器材、拍攝參數，以及作者姓名、地址、聯繫電話、郵政編碼、電子郵箱等。

8、本次主題攝影賽不收參賽費、不退稿。所有參賽作品，舉辦方有權在相關場所、網站、報刊、雜誌、畫冊、展會等和視頻作品中使用，屬非商業目的不另付稿酬。

9、每位參賽者的投稿作品數量不能超過10幅。

10、凡自願參賽者，主辦方均視為同意並遵守以上參賽規則。參賽的作品不得發生侵犯他人之著作權、肖像權、名譽權、虛構事實等法律問題，由此產生的一切權利糾紛和後果均由作者自行承擔責任。

12、本次影賽評委會由國內外知名專家組成，以網評方式評選。

四、評審團隊

國內外天文攝影專家、業內專家、資深攝影師、媒體專家。

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