宇宙的色彩 深空摄影与天文图像处理全解析 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[美] Dr.Travis，A.Rector，Kimberly，Arcand，and ... 著，叶楠，邢晓明 译

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• 深空摄影
• 天文图像处理
• 宇宙
• 摄影技巧
• 图像处理
• 天文观测
• 星云
• 星系
• 数码单反
• 后期制作

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115453396

版次：01

商品编码：12215022

包装：平装

丛书名： 爱上科学

开本：大20开

出版时间：2017-06-01

页数：246

正文语种：中文

编辑推荐

你的iPhone手机里美丽的星空背景图是怎么拍出的？
为什么无心之作“创生之柱”能得到无数公众的惊叹目光？
为什么即使是对天文并不熟悉的普通人也能从照片中切身体会到宇宙之美？
本书将逐一为你揭秘天文图像处理全过程！
这不仅是一本单纯的深空摄影技术指导手册，更是一本大气磅礴的宇宙艺术画册，让我们伴随着作者的故事一起体会宇宙与星空的波澜壮阔。

内容简介

随着经济及技术水平的发展，各种天体的照片越来越多的出现在社会生活的各个角落。它们不仅仅作为各种天文新发现的介绍配图，也常常充当许多图像广告及视频节目的绚丽背景。天文照片不再是自然科学领域的专属，也开始融入社会成为一幅幅精美的艺术作品。关于这些作品背后的故事，不仅是关于天体本身，更重要的是这些天文照片的获取、处理及传播。身负科研重任的各大专业天文台，甚至运行于空间中的哈勃、钱德拉等太空望远镜为何要去耗费宝贵的时间去拍摄这些颇具艺术气息的作品？为什么无心之作“创生之柱”能得到无数公众的惊叹目光？为什么即使是对天文并不熟悉的普通人也能从照片中切身体会到宇宙之美？在本书中三位专业天文工作者会逐一为你娓娓道来。这不是一本单纯的深空摄影技术指导手册，更是一本大气磅礴的宇宙艺术画册，让我们伴随着作者的故事一起体会宇宙与星空的波澜壮阔。本书适合天文爱好者及天文专业人士阅读。

作者简介

特拉维斯·A.雷克托博士（Dr. Travis A. Rector）
阿拉斯加安克雷奇大学的物理学和天文学教授。他利用双子天文台、基特峰国家天文台、国家射电天文台及其他天文台共只做了超过200张天文照片。

金伯利·科沃尔·阿坎德（Kimberly Kowal Arcand）
致力于将NASA的钱德拉X射线望远镜数据进行可视化处理，任职于位于剑桥的钱德拉X射线中心（CXC）。

梅甘·瓦茨克（Megan Watzke）
钱德拉X射线天文台的公众事务官员。因个人和团队工作获得过NASA和史密松学会的嘉奖。她将大部分精力都用来拓展公众对于科学之美的认识。

目录

前言 5
序 6
致谢 7
第一章 人与天文望远镜——望远镜与眼睛的对比 8
眼见为实 8
天文望远镜所作的三件事 10
第二章 这不是自拍照——望远镜和相机是如何工作的 13
光学天文望远镜是如何运行的 13
星光，相机，行动吧！ 17
相机的校准 18
第三章 色彩宇宙：宽带摄影与颜色应用 21
看到真实的颜色 21
如何得到彩色照片 22
天文照片中的色彩 24
宽带滤光片 26
第四章 色彩即知识：科学家能从宽带滤镜中发现什么？ 28
不同颜色的恒星 28
钻石和尘埃 31
星系的颜色 32
第五章 天文图像简史——天文图像的拍摄方法及意义 37
照相底片时代 38
天文台的发展 40
数字相机的崛起 40
在1994年 42
不断向前的未来 44
直到现在 45
第六章 氢的奇迹——如何观测这最重要的元素？ 48
元素周期表第一位 48
恒星的诞生 49
新诞生恒星的喷流 52
颜色的选取 54
第七章 感知红色——如何识别及利用颜色？ 56
眼睛是如何感知色彩的 56
颜色的解释 58
温度的意义 58
近与远 59
并不是数字绘画 61
第八章 窄带成像——由减而加 68
音符之间的空白 69
氧 70
恒星生命殆尽时 71
五十种不同的红色 73
不只是“哈勃色” 75
大质量恒星的爆发 78
第九章 值得铭记一生的夜晚——使用全世界最大的望远镜进行观测 81
这些都是专业级 81
需要预约？ 83
从黄昏到黎明 83
远程观测 84
第十章 彩虹之外——电磁波与不同类型的光 87
电磁波谱 87
射电，射电 89
微波：不止是微波炉 90
红外：你感觉到热吗？ 91
可见光：你能看到的那一小部分 94
紫外：照亮前路 94
X射线：不止在牙医诊所里 95
伽马射线：光的极限 97
见到不可见 97
第十一章 后期处理——天文学家做什么？不做什么？ 103
从数据到图像 104
进入Photoshop 105
清洁图像 106
哪些是不能做的？ 110
第十二章 天体物理中的美学——宇宙的构图 113
照片的清晰度 113
色彩对比度 114
图像构图 119
结构和细节 125
自然的与超自然的 131
图像解剖：创生之柱 135
科学与艺术 136
后记：看到上帝之眼（和手）：想象力与照片中的形象 138
注释 148
资源 150
作者介绍 151

《星辰的低语：超越视界的宇宙探索》 序言： 人类仰望星空，自古以来便被那无垠的黑暗和点缀其间的璀璨光芒所吸引。从远古的星象图腾到如今的射电望远镜，我们对宇宙的求知欲从未停歇。然而，遥远星辰的真实面貌，往往隐藏在肉眼无法触及的深邃之中，需要借助科技的桥梁，才能窥探其惊心动魄的美丽与奥秘。本书《星辰的低语》并非仅仅是冰冷数据的堆砌，更是一场关于理解、关于发现、关于用智慧之眼捕捉宇宙脉搏的视觉盛宴。它将带领我们超越日常的感知极限，走进一个由光线、粒子和难以置信的尺度构成的宏大叙事。 第一章：星空的邀请——为何要探索遥远的宇宙？ 浩瀚宇宙，自诞生之初就以其神秘莫测的姿态激发着人类的好奇心。我们身处一颗渺小的行星之上，周围是无尽的黑暗，却点缀着亿万颗恒星，它们各自承载着自己的故事，诉说着宇宙的演化。探索宇宙，不仅仅是为了满足单纯的求知欲，更是为了理解我们在宇宙中的位置，认识生命的起源与可能性，以及寻找宇宙中最根本的规律。 从古希腊哲学家对天体运行的朴素观察，到伽利略的望远镜革命，再到现代太空探测器和地面大型天文台的建立，人类对宇宙的探索步伐从未停止。每一次科学技术的进步，都为我们打开了新的视野，让我们能够看到更远的距离，更细微的结构，更古老的信号。我们之所以要探索遥远的宇宙，是因为它承载着关于“我们是谁”、“我们从哪里来”、“我们将往哪里去”这些终极问题的线索。宇宙中的星系碰撞、恒星诞生与死亡、黑洞的吞噬，这些宏大的宇宙事件，都在以一种我们尚未完全理解的方式，塑造着我们所处的世界，甚至是我们自身的存在。 本章将回顾人类探索宇宙的漫长历程，从古代文明对星辰的敬畏与想象，到近代天文学的科学奠基，再到二十世纪以来天体物理学的飞速发展，梳理出人类认知宇宙的脉络。我们将探讨为何对宇宙的探索具有其内在的价值，以及它如何推动了科学技术的进步，启发了哲学思考，甚至改变了我们对自身在宇宙中地位的看法。理解探索的意义，是踏上这场视觉旅程的第一步。 第二章：捕捉光之痕迹——望远镜的演进与宇宙的观察 宇宙中的信息，绝大多数以电磁波的形式传递给我们，其中可见光是我们最直观的感知方式。然而，宇宙的距离是如此遥远，以至于许多天体发出的光线微弱得如同蜡烛在风中摇曳。因此，望远镜成为了我们“看见”宇宙的眼睛。 本章将深入剖析望远镜这一人类最伟大的科学仪器之一的演进史。我们将从最早的折射望远镜和反射望远镜讲起，了解它们的工作原理、光学极限以及在早期天文学发现中的关键作用。随后，我们将聚焦于二十世纪以来，特别是近几十年来，大型地面望远镜的突破性进展。例如，凯克望远镜、甚大望远镜（VLT）以及即将建成的三十米望远镜（GMT）和巨型麦哲伦望远镜（ELT），它们如何通过巨大的镜面直径、先进的光学技术和自适应光学系统，克服大气扰动，获得前所未有的清晰度和分辨率，从而捕捉到遥远星系、系外行星乃至宇宙黎明时期的微弱信号。 此外，我们还将探讨太空望远镜的独特优势。哈勃空间望远镜的革命性贡献，它摆脱了地球大气的遮蔽，拍摄了无数令人惊叹的宇宙图像，深刻地改变了我们对宇宙的认知。接着，我们将展望下一代太空望远镜，如詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）等，它们将如何通过红外观测，穿透宇宙尘埃，探索宇宙的早期历史，寻找系外行星的大气成分，甚至搜寻地外生命存在的迹象。本章将不仅仅是介绍望远镜的类型和技术参数，更会揭示这些仪器如何成为我们延伸感官，理解宇宙的翅膀，以及它们所带来的每一个重大发现背后，都是技术突破与科学求知的完美结合。 第三章：超越可见光谱——不可见光的宇宙信使 我们肉眼所能看到的可见光，仅仅是电磁波谱中极小的一部分。宇宙中蕴藏着无数的秘密，通过无线电波、微波、红外线、紫外线、X射线和伽马射线等不可见光，才能得以揭示。这些不同波长的电磁波，携带了关于宇宙不同物理过程、不同天体形态以及不同演化阶段的信息。 本章将带领读者认识这些“隐形”的宇宙信使。我们将从射电望远镜开始，介绍它们如何捕捉来自脉冲星、类星体、星际气体云等天体的无线电信号，揭示宇宙的宏观结构和动力学过程。接着，我们将探索红外天文的魅力，理解红外线如何穿透星际尘埃，让我们看到被尘埃遮蔽的恒星诞生区、原行星盘以及年轻的星系，它们是宇宙中最活跃的“育儿所”。 X射线和伽马射线天文，则是探索宇宙中最极端、最剧烈现象的窗口。我们将了解黑洞吸积盘、超新星爆发、中子星以及宇宙射线源如何产生高能的X射线和伽马射线，这些高能辐射为我们提供了理解极端物理条件下的物质行为和能量释放机制的线索。通过介绍帕克太阳探测器、钱德拉X射线天文台、费米伽马射线空间望远镜等一系列先进探测器，我们将看到如何利用这些不可见光，拼凑出宇宙更完整、更生动的图像。本章的核心在于展现，不同波段的观测是如何相互补充，共同构建起我们对宇宙多维度、全方位的认知图景，每一个波段的“低语”，都讲述着宇宙中一个独特的篇章。 第四章：星尘的低语——揭示天体物理的奥秘 宇宙不是静止的画布，而是充满活力、不断演化的舞台。恒星的诞生与死亡、星系的形成与碰撞、黑洞的形成与活动，这些天体物理现象构成了宇宙最壮丽的图景。理解这些现象，需要我们深入到物理学的最前沿。 本章将聚焦于天体物理学的核心概念和最新进展。我们将从恒星的生命周期讲起，探讨恒星的形成过程，它们如何点燃核聚变，以及最终的归宿——白矮星、中子星或黑洞。我们将深入了解黑洞的性质，包括事件视界、奇点以及吸积盘产生的辐射，并介绍黑洞对周围时空的影响。 星系的形成与演化，是宇宙学中的一个重要课题。我们将探讨宇宙大爆炸后的早期宇宙如何形成第一批星系，以及星系是如何通过合并、碰撞而不断成长和改变形态的。本章还将介绍暗物质和暗能量这两个对宇宙结构和演化至关重要的神秘成分，它们占据了宇宙的大部分质量和能量，但我们对它们的本质仍然知之甚少。通过介绍脉冲星、引力波探测等前沿研究，我们将看到科学家们如何利用各种天文现象，挑战我们对物理定律的理解，并不断拓展我们对宇宙的认知边界。本章将以一种易于理解的方式，揭示天体物理学的迷人之处，以及它如何帮助我们理解宇宙的宏大叙事。 第五章：聆听宇宙的共鸣——系外行星的探索与生命的可能性 “我们是孤独的吗？”这个问题一直困扰着人类。系外行星的发现，无疑为我们解答这个问题带来了新的希望。在遥远的星系中，存在着数以亿计的行星，其中一些可能拥有适宜生命存在的条件。 本章将详细介绍系外行星的探索历程与方法。我们将从最早的系外行星发现讲起，回顾开普勒空间望远镜等任务如何通过凌日法、径向速度法等技术，发现了成千上万颗系外行星。我们将了解不同类型的系外行星，如“超级地球”、“热木星”、“迷你海王星”等，以及它们形成的机制。 更重要的是，本章将聚焦于寻找“宜居带”内的系外行星，以及分析它们的大气成分。通过分析系外行星大气光谱中的特征信号，科学家们试图寻找生命存在的“生物标志物”，例如氧气、甲烷等。我们将介绍詹姆斯·韦伯空间望远镜等下一代观测设备，它们将如何为我们提供更精细的大气观测数据，从而更准确地评估系外行星的宜居性。本章将以一种充满希望的视角，探讨宇宙中生命存在的可能性，以及我们如何通过不断进步的观测技术，一步步接近这个可能改变人类历史的答案。 结语： 《星辰的低语》带领我们进行了一场穿越时空的视觉与思想之旅。从仰望星空的好奇，到望远镜的精密构造，再到不同波段光的揭示，以及天体物理学的深邃奥秘，直至对地外生命的展望，每一个章节都如同一次新的发现，一次对宇宙更深层次的理解。宇宙的色彩，不仅仅是我们肉眼所见的缤纷，更是隐藏在光线背后，由物理定律、物质形态、能量流动所构成的宏大交响乐。希望本书能够激发您对宇宙探索的持续热情，用更广阔的视野去感受星辰的低语，去追寻属于我们自身的宇宙奥秘。

评分☆☆☆☆☆

第四段： 这本书的结构安排非常巧妙，它不像一本生硬的教材，更像是一个经验丰富的向导，带着你在天文摄影的迷宫中探索。从最基础的设备选择和前期准备，到复杂的堆栈与锐化技巧，每一步都安排得井井有条，逻辑性极强。我欣赏它对“流程化思维”的强调，让原本感觉零散的步骤变成了一个连贯、可重复的系统。这种系统性的讲解，对于想要从爱好者进阶到半专业水准的读者来说，简直是宝贵的财富。它教会我的不仅是操作技能，更是一种严谨的、面对海量数据时的系统性思考方式，这对任何涉及到复杂数据处理的领域都有启发。

评分☆☆☆☆☆

第三段： 我一直有一个困惑，那就是为什么我拍出来的照片总是“灰蒙蒙”的，跟那些专业天文台发布的大片有着天壤之别？这本书里对图像后期处理的探讨，完全击中了我这个痛点。它不像很多教程那样只教你“点哪里”，而是深入讲解了背后的“为什么”。比如，关于色彩平衡和动态范围的调整，作者的讲解细致入微，甚至提到了不同滤镜对特定星云光谱的影响。我感觉这更像是一堂高级的艺术鉴赏课，教你如何用科学的工具去“绘画”宇宙的画布。读完相关章节后，我立刻尝试调整了我手头的几张照片，效果立竿见影，那种从“平庸”到“惊艳”的转变，带来的成就感是无与伦比的。

评分☆☆☆☆☆

第二段： 说实话，我一开始对“全解析”这三个字有点担心，怕内容太过艰深，读起来会像啃石头一样枯燥。毕竟，天文图像处理的水可深了，各种软件参数、降噪算法，听着就头疼。然而，这本书的叙述方式非常平易近人，它没有直接跳到那些晦涩难懂的技术细节，而是先构建了一个宏大的背景，让我们理解为什么这些色彩和细节对我们观察宇宙如此重要。作者很擅长用比喻和类比来解释复杂的概念，像是给初学者配了一副“心灵的望远镜”，让那些原本遥不可及的知识变得触手可及。尤其是那些关于如何“发现”隐藏在数据中的美感的部分，读起来简直让人茅塞顿开，仿佛找到了通往星空殿堂的密匙。

评分☆☆☆☆☆

第一段： 这本书的封面设计简直是一流的艺术品，那种深邃的蓝色和点缀其中的星云色彩，一下子就把人拉进了宇宙的广袤之中。我个人是那种对天文现象充满好奇，但又常常被复杂的专业术语劝退的爱好者。这本书的排版和视觉呈现真的太棒了，每一个章节的过渡都像是一次星际旅行的导航，让人心生向往。我特别喜欢它对色彩的呈现方式，不是那种生硬的科学图表，而是充满了情感和故事感。感觉作者不仅仅是在讲解技术，更是在分享他对宇宙的理解和热爱。光是翻阅那些精美的图像，就已经是一种享受了，让人忍不住想要立刻拿起相机，去捕捉属于自己的那片星空。那种对美的追求和对细节的打磨，从书的第一页就能清晰地感受到，这绝对是一本值得收藏的“视觉盛宴”。

评分☆☆☆☆☆

第五段： 作为一个资深的书籍收藏者，我非常看重一本书的整体质感和耐读性。这本书的装帧设计非常大气，纸张的厚度和印刷的清晰度都达到了上乘水准。更重要的是，它的内容具有很强的“时间抵抗力”。虽然技术总是在迭代，但这本书所阐述的关于光线、色彩本质以及图像美学的基础原理，是永恒的。我毫不怀疑，即使几年后技术有了新发展，我依然会时不时地翻阅它，寻找那些被时间磨砺过的、关于宇宙之美的真知灼见。这绝不是一本读完一次就可以束之高阁的工具书，它更像是一本值得反复研习的“案头宝典”。