暗場、平場與偏置場：它們究竟修正了什麼

每一篇天文攝影教學都叫你拍暗場、平場、偏置場。幾乎沒有一篇告訴你每一種去掉的是什麼，於是大多數人要嘛出於迷信三種都拍，要嘛出於困惑三種都跳過。兩者都是錯的，而且錯得不一樣重——三種裡有一種遠比另外兩種重要，而它不是初學者通常先開始的那一種。

以下是每種影格實際的作用。

你的感光元件用三種方式說謊

相機的感光元件回報的不是落在它上面的光。它回報的是落在上面的光加上一組誤差，每種校正影格針對其中一種特定誤差。

它加入熱。 每個像素即使在全黑中也會因熱能累積電荷，速率大約每 6〜7 °C 加倍。在 300 秒曝光裡，這累積成一個和天空無關的真實訊號。更糟的是速率因像素而異——有些像素比鄰居熱得多，那些彩色斑點就是這麼來的。

它有暗角，也會積灰。 光學系統送到畫面中央的光多於四角，通常多 20〜40 %。感光元件視窗或濾鏡上的灰塵會投下柔軟的灰色甜甜圈。兩者都不在天上，但都在每一張影格裡。

它有偏移量。 相機在每個讀值上加了一個固定的底座，讓雜訊永遠不會被截到零。這個底座也不是完全均勻的——裡面有微弱的圖案。

暗場修第一項。平場修第二項。偏置場修第三項。

重要的是平場

如果你只拍一種校正影格，拍平場。這和大多數人的做法相反，也是初學者能得到的單一最大品質提升。

原因是暗角和灰塵陰影是 乘法性的、而且很大。四角 30 % 的衰減不只是讓四角變暗——它撐得過拉伸，而拉伸會放大它。當你把暗淡的星雲從背景拉出來，你也把暗角拉了出來，最後畫面中央出現一團亮斑，任何梯度去除都無法完全修好。灰塵甜甜圈也一樣：它們以柔軟的暗環出現在你正想看到暗淡訊號的地方。

相較之下，暗場處理的是疊圖已經部分處理的東西。平均夠多影格，隨機熱雜訊就以張數的平方根下降。熱像素不會被平均掉——但可以用統計方式處理，稍後會回來談。

平場也是最容易拍、最不佔晴夜時間的。你不需要黑暗。把望遠鏡對準均勻照明的表面——暮光的天空、罩在鏡頭前後面有燈的白 T 恤、顯示白畫面的平板——曝光到直方圖落在滿刻度的三分之一到一半。二十到三十張綽綽有餘。

關鍵規則：平場必須在與亮場相同的對焦、相同的旋轉、相同的光學配置下拍攝。 如果你重新對焦或轉動相機，灰塵相對於畫面移動了，你的平場就比沒用更糟——它會把甜甜圈印在錯的位置。在拍攝結束、碰任何東西之前拍。

暗場：有用，但在短曝光下被高估

暗場是關閉快門的曝光，和亮場有同樣的時間、溫度、增益。減掉它，就同時去掉平均熱訊號和「哪些像素比較熱」的固定圖案。

兩個條件讓暗場真正有價值：

• 長曝光。 300 秒時熱的貢獻很可觀。10 秒——Seestar 或 Dwarf 拍的長度——時它常低於讀出雜訊，減掉它得到的很少。
• 冷卻相機。 暗場只有在溫度相符時才有效。−10 °C 的專用天文相機能產生可重複的暗場，用好幾個月。一台夜裡從 18 °C 開始、4 °C 結束的單眼則不行——最後拍的暗場描述不了最初拍的影格。

最後這點是大家跌倒的地方。非冷卻單眼的暗電流會隨相機在夜裡降溫而改變。減掉不相符的暗場可能增加雜訊而非減少，因為你是拿一張有雜訊的影格去減另一張，熱訊號甚至沒有正確抵消。

如果你用非冷卻相機拍短曝光，跳過暗場完全合理。你不是偷懶；你是拒絕一個對你的資料並不乾淨適用的修正。

偏置場：通常可以忽略的那一種

偏置場是相機能拍的最短曝光，快門關閉。它只捕捉電子偏移量，別無其他。

偏置場在你縮放暗場時有用——用另一個曝光時間拍的暗場庫、以數學方式調整。這需要把固定偏移量從隨時間變化的熱訊號中分離，而偏置場提供的就是這個。

如果你拍的是和亮場同長度的相符暗場，偏置已經在暗場裡了，減暗場就一起減掉了偏置。另外拍偏置場不會多任何東西。

偏置場很便宜——一百張不到一分鐘——所以沒有強烈理由反對拍。但如果你站在寒風裡猶豫要不要拍，該跳過的就是這一種。

那熱像素呢？

這裡標準建議悄悄失靈了。暗場去掉的是感光元件 可預測 產生的熱像素。它去不掉隨機落在某一張影格的宇宙射線，對從不拍暗場的廣大人群更是毫無作用。

熱像素值得認真對待，因為疊圖不會去掉它。平均九十張在 (1204, 883) 都有熱像素的影格，你得到一張在 (1204, 883) 有熱像素的疊圖。然後對位在影格間旋轉視場，把這個靜止的缺陷抹成一道短短的彩色條紋——正是那種讓一張原本不錯的影像看起來很業餘的瑕疵。

它們可以改用統計方法找到。訣竅是分辨缺陷和星點，因為兩者都又小又亮。判別依據是 星點不是一個像素：光學系統把點光源散在好幾個像素上，所以真正的星有明亮的鄰居。熱像素孤零零的。把每個像素和它八個鄰居的中位數比較，並依鄰居彼此的差異程度調整閾值——平坦天空上的熱像素周圍，鄰居高度一致；星核周圍，鄰居是星本身的肩部，變化很大。這個區別讓你能去掉一個、留下另一個。

Akastroid 會在對位前對每張影格自動做這件事，不管你有沒有拍暗場。它刻意保守——八個 sigma——因為代價不對稱。漏掉一個熱像素是一個斑點。去掉一個星核是任何方法都救不回的資料。

實用的答案

如果你時間有限、手很冷：

1. 一定拍平場。 二十到三十張，拍攝結束時、碰對焦之前。這是最大的單一收益。
2. 相機有冷卻或子曝光很長時拍暗場。 溫度、增益、時間要相符。二十張是合理數量。
3. 建立暗場庫時拍偏置場。 否則可有可無。
4. 不要把晴夜浪費在校正上。 亮場是無法替代的部分。平場可以在黎明拍，暗場可以蓋上鏡頭蓋在室內拍。

而如果你完全沒有校正影格，還是照樣處理。一疊去了梯度、清了熱像素的未校正亮場，是一張真正的照片。對從未收集的資料做完美的校正，不是。