首先声明：自己并不是什么深空摄影的大神，也是在不断学习的阶段。最近陆续于网络社区发表了一些星系、星云作品，被很多影友在询问相关的技术，所以撰写本文、抛砖引玉。
NGC1499 加州星云
M83南风车星系
文章较长，先说结论：深空类题材所需的知识储备决定了，其更适合理学、工学专业出身且英语好的人。
英语水平
把这一点放在第一个，是因为对英语的要求贯穿了深空摄影的整个流程，而且是刚性的门槛。为了避免读者浪费时间，我决定首先挑明这个问题。
在前期拍摄的时候，大多数国内外的共享天文台官网或者远程操作界面都是英文的。即便是为了方便收费而提供了部分简体中文的介绍内容，其核心的板块依然都是纯英文——主要是因为有太多的专业名词无法逐一转换成统一的中文表述。
智利天文台的官网
此外，深空类题材的后期处理需要用到专门的PixInsight软件，较为小众、目前并没有汉化版，用户只能在纯英文界面进行操作。而且这其中也涉及到“Decovolution”（反卷积）、ChannelCombination（通道混合）等专业术语。
PixInsight界面
而且在相关技术的网站上，例如PSF、Starnet工具的拓展包以及PixInsight官方讨论区，其配套说明书等内容也均是英文。相比于Photoshop这种大众软件、有很多热心群众做汉化翻译工作，深空的PixInsight过于小众、几乎只能靠使用者自己去阅读这些英文资料、完成学习。
Starnet工具官网
PixInsight论坛对于Bug的解决方案
以上过程就决定了，要想尝试深空摄影，首先要过的就是英语语言关，才是后续其他操作的前提。
天文物理知识
深空摄影的拍摄主体是各个不同的天体，所以必须要了解其物理特征。这些知识点有的在高中、大学物理教材中就有所提及，也有的需要专门结合维基百科等平台来补充。
从发光原理到光谱
宇宙中充满了类似太阳的恒星，不仅会因为持续的内部核聚变而发光，其热量也会激发周围广泛存在的H氢元素、O氧元素、N氮元素、S硫元素产生辐射，释放不同波段的光线。这些宇宙光线波段极其宽泛，人类肉眼的可见光只占其很窄的一部分。
可见光的波段范围
很多专业深空相机都是依次添加不同颜色通道的滤镜，比如RGB、SHO，来分别获取宇宙光线于各个通道的信息，然后用PixInsight等软件进行合成，最终得到符合人类视觉效果的深空照片。
恒星
或许有星野摄影经历的影友还能在作品中看到近地的木星、金星等行星。但是到了深空摄影领域，我们将镜头对准遥远的宇宙深处，行星的光线就过于微弱了，几乎能被记录下的都是恒星。
恒星通过内部核聚变，会发出红色、黄色、蓝色的光线，但是不太可能出现绿色。
星云
引用维基百科提供的定义：星云是宇宙尘埃和众多离子体聚集的星际云。由于其普遍能够得到丰富色彩的画面，所以是深空摄影的主要题材。
根据亮度可以分为亮星云和暗星云。
亮星云中：能够靠内部恒星热量激发云气直接电离、发光的叫做“发射星云”，比如NGC7000北美洲星云；只能反射附近恒星、星团光线的，叫做“反射星云”，比如M78奥特曼星云。
M78星云
此外，行星状星云和超新星遗迹也可以归为亮星云的范畴。其产生的过程和发光原理，之后我会单独开个专题去讲。
暗星云则是亮度较低，只不过刚好背后有较亮的恒星等光源，可以通过类似”剪影“的效果被人类观测到，从而判定其存在。最有名的暗星云是IC434马头星云。
IC434马头星云
星系
星系由恒星、星云和宇宙尘埃组成， 是绝大多数人最熟悉的概念。比如我们所处的银河系就是个星系，用普通的广角镜头即可拍下壮观的效果。
地球上拍摄的银河系画面
但“身在此山中”也决定了我们难以看到银河系本身的全貌，只能通过深空镜头拍摄其他星系的全景画面。例如距离我们较近的M31仙女座星系、M33三角座星系都是适合初学者尝试的主体，外形轮廓非常明显、细节丰富。
M31仙女座星系
M33三角座星系
星团
星团是众多恒星的集合体，根据密度和数量可以分为疏散星团与球状星团。但是要想得到较为丰富的画面效果，最好挑选周边刚好有发射星云的星团，比如M45昴星团。
M45昴星团，荧灼天文台
天体编号
想必在阅读前文的过程中，细心的读者已经发现了：于天体俗名之前，往往还有个一串英文字母+数字的编号——这就涉及到天体表的历史和编号方式。
目前有两套常用的深空天体表：
梅西耶天体表。由法国天文学家梅西耶于18世纪首先发表，整理了110个从地球观测都是比较亮的深空天体，也是适合普通天文爱好者关注的主要目标。其编号方式就是M+1~110的数字组合。
梅西耶天体表合集
NGC\IC天体表。这是由英国天文学家德雷尔基于前人观察的数据、在19世纪末编纂的新总表，简称NGC；之后他又出版了NGC的两份补充材料作为索引目录，简称IC。
相比于梅西耶天体表包含的110个天体数量，NGC\IC随着技术进步、历经扩充，如今包含13957个天体（2019年数据）。可以说，梅西耶天体表是NGC\IC天体表所包含的一个子集。
如果说梅西耶天体表的目标由于较亮而适合普通天文爱好者观察，那么NGC\IC天体表的目标则是专业天文学研究人员的重要参考。
一般习惯而言，如果是梅西耶天体表所列的110个目标，那么优先“用M+数字”来标注；而梅西耶天体表以外的目标，则用“NGC\IC+数字”来编号。
工学知识
具体而言，深空摄影会涉及到以下几个课程的内容：
1、数字电路、模拟电路。
用普通的单反相机拍摄常规题材，主要难度在于寻找好的构图和创作思路，基本不会遇到极为严重的噪点情况，降噪也能直接交给Photoshop中智能插件——所以摄影师不用专门去了解电子元件的工作原理。
而深空摄影的情况则相反：都是直接怼着星空素材去拍，构图其实不是很重要。而来自宇宙的微弱光线被相机感应器接收，最大的问题就是产生大量噪点、坏线，“信噪比”是首要解决的问题。
相应的，深空题材会有Dark（暗场）、Flat（平场）和Bias（偏置场）文件专门用来进行降噪。而搞清其工作原理，就要首先有一定的数字电路、模拟电路知识，知道光学—电学信号的转换过程和电子元器件的工作状态。
数字电路+模拟电路
2、信号与系统、计算方法。
在后期PixInsight处理中，围绕信噪比的问题还有很多的操作要完成。
例如可以用于锐化、降噪的MMT工具，就是把画面通过频率来划分，然后给不同频域设置对应的参数——这就是信号与系统的基本逻辑（或者复变函数中也有提到）。
信号与系统，工科生的福音书
此外相同参数的反复迭代操作，也是被开发者推荐作为画质的保障。要理解这一点，就要参考计算方法课程中的内容，不然就真的只能光记住一个结论了。
3、高等数学。
除了基本的线性函数和上文所提到的频域、迭代工具，PixInsight的后期处理还会涉及到卷积、反卷积的算法，这都需要一定程度的高数知识才能较好地理解运算的逻辑。
宇宙的尽头一定是数学
一个额外的地方，就是关于后期处理软件的学习。如果影友之前有MATLAB等工具的学习、使用经验，再去上手PixInsight会相对感觉容易很多。
工科生的神器MATLAB
传统修图知识
深空摄影毕竟依然是摄影，虽然有众多专门的降噪、锐化工具，但还是有一些和Photoshop处理常规题材过程大同小异的操作。如果本身就有对图片处理较为熟练，那么仅需简单适应性练习就能掌握PixInsight中的对应功能。
比如Curve对应就是Photoshop中的“曲线”工具、ChannelCombination对应着“通道合成”、ColorSaturation对应着“饱和度”，只是操作界面有所不同而已。
与PS类似的曲线工具
美学知识
“技术决定下限，审美决定上限”，这句话在深空摄影领域依然是成立的。
在尊重客观科学规律的前提下，深空天体的明暗、色彩调整依然有较大的空间，得到不同美感的画面。这些美学内容在其他系列教程已经有了详细阐述，本文不再重复。
深空摄影的真正魅力
为啥深空题材能如此让人上瘾，一个可以放在明处的原因就是其展示了宇宙的深邃与壮观。生活中烦恼的事情，处理完一张深空照片，顿时可以看开很多。
“心怀宇宙”孙连成
另一个暗处的原因就是玩深空之后、很少再遇到滥竽充数的大师。
常规题材只要拿个相机、按个快门也能拍出来，至于作品到底美不美，就是“人嘴两张皮”的事情。一些人水平稀烂，但是靠运作、包装也能以“大师”自居、去唬住不懂行的小白。而深空摄影则是纯粹的理工科，你会就是会、不会就是不会，知识水平不够就什么东西都做不出来。
本文总结
这是一篇充满理工科直男气息的科普文章。
深空摄影对于众多学科知识储备的要求，决定了其在所有题材之中，技术层面最困难的一个。然而也正是如此的高门槛，决定了作品的高回报——每一张深空作品的完成，都能起到“净化心灵”的作用哈哈哈！
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