作者@雅痞张（本文中图片如无特别标注均来源于@雅痞张）
在之前的文章中，我们聊了天文摄影的光谱和改机，而这篇文章中，我们将更近一步，聊聊天文摄影的滤镜。
上次我们展示了电磁波谱图（上图），在这张图片里面，我们说到了波长在380-780nm的电磁波叫做可见光。为了阻止相机采集到不可见光，我们一般会用滤镜来阻挡这些光线，但是相机内置的滤镜为了日常拍摄需要，通常把宇宙中大量存在的Hα等波段的可见光线也给阻隔了，改机实际上就是取下或替换原本相机中内置的滤镜。
【什么是天文滤镜？】
大家通常所理解的滤镜大概是下图那样子的
而我们说的滤镜是这样的滤镜：
【为什么要用滤镜？】
因为我们使用的相机感光元件本身只具备感受黑白的能力，我们需要使用特定颜色的滤镜，让它感受某种特定颜色的光，再进一步按照三原色原理合成彩色。我们常见的彩色相机，实际上是在只能感受黑白的感光元件上增加了一个拜耳阵列（就是微型红绿蓝滤镜），再配合机器内置的插值运算，一次性的拍摄出彩色图像。这部分内容，我们暂时不做展开。
在日常摄影中，我们经常会使用中灰滤镜、减光镜、渐变镜实现特殊的拍摄效果，例如为了避免天空过曝，我们使用渐变滤镜，压暗天空的亮度，保证地面也能得到充分曝光；而使用柔焦镜则可以拍摄朦胧柔美的人像。在天文摄影中也是这样，我们经常出于特定的目的，或者为了拍摄特定的目标而使用某些滤镜。
【滤镜有几种？】
一般来说，结合之前的光谱图，我们根据带宽和用途将常用滤镜进行分类：
1. 宽带滤镜：最常见的就是UV/IR CUT滤镜了。这两个滤镜就是将紫外线和红外线采用一刀切的方式过滤掉，只让可见光波段通过，被相机采集。通常黑白相机所使用的LRGB滤镜，也可以归为此类宽带滤镜。日常摄影经常使用UV镜，因为在胶片摄影时代，胶卷对紫外光很敏感，所以通常要在镜头前加入这个滤镜，防治紫外线摄入而影响感光，但是现在的单反时代，在内置滤镜的加持下，这个滤镜已经失去了滤光的作用，相反因为在天文摄影中会引入奇怪的光晕，我们强烈建议在天文摄影前，摘掉UV镜。
像下图就是三种滤镜的波长通过率分布图，图中红线为普通单反内置滤镜的光谱通过率，可以看出波长600nm以上的红光通过率开始低于50%，蓝线为改机的UV/IR CUT滤镜的光谱通过率，600nm-700nm波段的红光都可以大量通过，标注H-Alpha的竖线代表这种滤镜只能通过宇宙中常见的氢离子的发射线，为656.3nm的红光，这样的滤镜因为透过的光谱很窄，我们就称之为窄带滤镜，而前两者就是宽带滤镜。
读图小技巧：横轴表示的是光线的波长，不同的波长代表不同颜色的光。
纵轴表示的透过率，100％说明全透过，0％说明不透明。
图中的曲线就代表各种滤镜对不同波长光线的透过情况。
2. 光害滤镜：为了阻挡人造光而制作的滤镜。人造光源对于天文摄影来说简直是致命打击，好在人类使用的光源大多是利用特定元素产生的光，比如高压钠灯，这些元素发出的光线的波长会集中在某个波段，我们只要用一个过滤这些波段的特质滤镜就可以解决光污染的问题，常见的有宇隆光电的Lpro、UHC、ClearSky滤镜、STC的Astro Nightscape、Astro Multispectra、日本IDAS的LPS P2等等。但是随着LED这种全波段光源的普及，甚至于有的厂商专门开发出了模拟太阳光，覆盖360~780nm的全光谱LED，光害滤镜越来越难在城市地区起到作用了。
像下图所示，竖线为常见人造光源的波长，如汞灯、钠灯，绿色竖线为天体常见的发射光谱，如Hα、Hb、Oiii等，红色曲线代表宇隆Lpro滤镜的光谱通过曲线。它可以既拦截人造光的波段，又让天体发射出来的光线通过，提高了天文摄影的信噪比。
而下面这张图则显示了不同的发光物体的光谱分布，我们看到太阳光是全光谱的，白炽灯的光谱集中在红光波段，高压钠灯集中在光波段，荧光灯有绿色和橙红色两个高峰，LED则类似于太阳光，也是全光谱发光。这种LED灯可以模拟日光光谱，在室内培育植物领域有很大的作用，但是对于天文摄影来说，遇到这样的光源产生的光污染，我们用滤镜是解决不了的。
3. 窄带滤镜：只能让特定的波长通过的滤镜。我们在之前提到宇宙中大量存在的氢离子发射出的656.6nm波长的光线，同样的道理，每一种元素受激发光产生的光谱都是固定的（参见焰色反应），所以我们可以制造出一种只让这个波长光线通过的滤镜，这样一来，就可以避开其他杂光，只采集特定的光线了。但是因为制造工艺的问题，我们通常只能生产出以这个让一定区间的波长通过的滤镜，比如带宽7nm的Hα滤镜，可以通过的就是波长在656.6±3.5nm这个范围的光。一般来说，我们将以某个特定波长为中心、带宽40nm以内范围的滤镜都叫做窄带滤镜。由于窄带滤镜通过的光谱特别“窄”，它也成为了避免光害的一个很好的方法。
4. 特殊滤镜：除去刚才所提的深空滤镜外，我们还会使用一些特殊的滤镜来拍摄行星、太阳，或者特殊场合使用，比如拍摄海王星和天王星常使用IR610滤镜；为了改善视宁度可以使用IR 685/IR 742滤镜（红光或者红外光受视宁度影响很小，使用红色波段的光可以有效提升视宁度）；再有拍摄太阳使用的巴德膜、ND减光镜等也是滤镜，这些都是属于在特殊情况下使用的滤镜。
【滤镜常见问题】
问1：什么情况下需要使用滤镜呢？使用什么滤镜？
答：如果使用裸奔改机、部分深空相机（如ASI 294mc pro）这类没有自带红外紫外截止滤镜的相机时，就需要使用UV/IR CUT滤镜了。尤其是294mc pro，因为索尼在研发此CMOS时主要应用是监控相机市场，因此这个相机在红色波段特别敏感，不使用红外紫外截止滤镜常常出现很严重的色偏。
问2：什么时候使用Lpro、UHC等，什么时候使用UV/IR CUT？
答：在普通情况下，使用UV/ IR CUT就可以了，这样的颜色是最自然的，当轻度光害的时候可以使用Lpro滤镜。对于星野摄影，Lpro滤镜的效果非常好，但是深空摄影中可能会出现一定的色偏，至于UHC，因为这个滤镜在蓝色区域几乎完全截止了，所以基本不推荐使用。至于为什么截止蓝色，或者什么时候使用双窄带，我们下期会再进一步展开。
问3：是不是使用了光害滤镜，就可以在城市拍摄了？
答：不管使用什么滤镜，都不是100%的隔绝人造光害，所以不论使用什么滤镜，我们都不推荐在城市光害严重的地区拍摄，即使可以拍，效率也很低。
问4：为什么你总是用宇隆的图和滤镜做案例？是不是恰饭？
答：不是，是因为穷，买不起更贵的，如果可以的话，欢迎打赏。
最后送上一张天文美图：
天鹅座NGC 6888——眉月星云，使用信达小黑、Asi071cool相机拍摄，累计曝光2.4小时，使用UV /IR CUT滤镜。版权：厦门天文爱好者@丗堺冠軍
