望遠鏡與天文攝影
星云的照片真美呀！這些色彩是真實的嗎？
大家經常能在網上看到漂亮的星云照片,，我們也經常會推送這種照片,。有人不禁會問,，照片上這么豐富而美麗的顏色,，是真實的嗎,？
圖1. 哈勃空間望遠鏡拍攝的獵戶座大星云核心區(qū)照片
（圖片來源：NASA,，ESA,，Hubble Legacy Archive,；后期處理：Francisco Javier Pobes Serrano）
我們知道，光學三原色為RGB（紅綠藍）,，它們通過不同比例混合,，就能呈現出我們看到的各種顏色。那么,，數碼相機如何拍攝彩色照片呢,？相機的圖像傳感器其實只能感受到光信號的強弱，所以如果不經過特殊處理的話,，拍到的照片應該是黑白的,。但是，在傳感器前加入RGB濾鏡（拜耳濾鏡）,，傳感器就知道紅,、綠、藍三種光線的強度分別是多少了,，再通過算法將這些信息混合,，就得到了彩色照片。
天文攝影,，如果直接使用彩色相機進行拍攝的話,，得到的天體顏色，當然是真實的,，這樣的照片也叫真彩色照片,。只不過，這些顏色信息特別暗弱,，只能通過長時間曝光拍照呈現,。如果肉眼直接通過望遠鏡觀測一些暗弱的天體，基本上是不可能看到顏色的,。
好一些的天文相機,，以及科研級的天文相機，都是黑白的,，要想拍攝彩色照片,，需要在傳感器前輪流使用特制的RGB濾光片分別拍攝不同顏色通道的照片，后期在電腦上進行復雜的處理,，才能得到彩色照片,。
還有一種彩色照片，叫做偽彩色照片。偽彩色照片是怎么來的,？一開始是出于科研目的,，有時候科學家對天體的真彩色不感興趣，更關注某些元素發(fā)射的特定波段的發(fā)射線強弱,，比如SII,、Hα、OIII這些波段,，于是他們使用對應波段的濾光片拍攝天體的照片,。拍完以后的素材，除了用來科研以外,，是不是也可以弄漂亮一點用于對公眾展示呢,？于是，有人把這些波段的照片,，分別作為R,、G、B的顏色通道混合在一起,，這樣得到的彩色照片,，就叫偽彩色照片。照片的顏色不是真實的,，不同顏色體現的是對應波段發(fā)射線的強弱,。不過，這樣的照片意外的好看,，所以很多天文愛好者也開始拍攝這樣的照片,。這種照片最開始是哈勃空間望遠鏡的團隊搞出來的，所以這樣的偽彩色又有一個俗稱叫“哈勃色”,。
圖2. IC1795魚頭星云
（圖片來源：北京天文館2019天文攝影師大賽,；作者：付崢）
隨著后期處理理念的進步和技術的發(fā)展，現在真彩色和偽彩色也有一定程度融合的趨勢,。比如,，某個星系的照片，總體上是真彩色的,，但為了體現星系旋臂上的發(fā)射星云,，一定比例混入了Hα通道的數據（這個通道下發(fā)射星云的表現力最好）。又比如,，為了體現一個天體的復雜,，有時會把可見光信號、紅外信號甚至射電信號混合在同一張圖上,，這樣的圖就既是真彩色，又是偽彩色的了,。
圖3. 開滿小紅花的宇宙島
（圖片來源：北京天文館2020天文攝影師大賽,；作者：廖睿）
比如,，圖1的照片，作者沒有詳細說明數據來源的波段和后期處理的方法,，不過看起來應該是真彩色的,。圖2是典型的哈勃色星云照片。而圖3這張旋渦星系M33的照片,，是一張典型的真彩色混合Hα通道信號的照片,，Hα信號主要為了體現旋臂上小紅花狀的發(fā)射星云。
即便是最簡單的RGB真彩色照片,，也會因為白平衡的設置,，或者后期處理的風格問題，導致同一個天體,，不同人拍出來顏色會有一些 差別,。
所以，我們欣賞一張美麗的天文照片時,，不用過于糾結它的顏色是否真實了,。我們更需要知道，不同的顏色,，代表了不同波段信號的強弱,，以及后期處理者的個人風格。