Leica M240可以拍銀河嗎?(中文版)

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拍攝銀河需要的曝光深度:
要用數位相機拍銀河前首先要明瞭拍攝銀河所需要的曝光深度，因為銀河的亮度等級約是LV-8(關於LV亮度分級的方式請參閱 ”What are LV and EV” 一文)，所以要拍到清楚的銀河，在光圈大小為F/2.8的情況下，機身的ISO設定至ISO6400時，曝光時間採用30秒就可以拍攝到亮度足夠的銀河(關於銀河的拍攝設定請參看 ”How to photograph the Milky Way” 這一文)。所以鏡頭的光圈至少要能夠達到F/2.8，而機身至少要能夠進行ISO6400 30秒的曝光，這兩點就是拍攝銀河的基本規格，相機與鏡頭如能達到這樣的規格在拍設星空的時後就能游刃有餘，而關於鏡頭的焦段選用與機身的選擇，就端看拍攝者要得到什麼樣的視角與成像清晰度而定了。

Leica M240可以拿來拍攝銀河嗎?
由拍攝銀河對機身規格的基本需求來看(ISO6400 30秒曝光)，就可以瞭解到Leica M240本來是無法拍攝銀河的，因為Leica M240在ISO6400下的最長曝光時間只有8秒(ISO6400時使用B快門啟動後8秒後會強制自動關閉快門)，也就是說使用M240拍攝銀河會有曝光嚴重的不足的問題。那使用M240要如何才能拍到清楚的銀河呢?有個方法，就是先在拍攝時使用RAW檔記錄，然後使用影像編輯軟體Lightroom將曝光不足的部分用增加曝光(增加EV值)的方式將曝光補償回來，再輸出JPG。但是這樣子做能維持原來的背景雜訊嗎?是要用哪個ISO檔來曝光後再進行增加EV補光的效果會最好呢?下面我們進行了一些室內的模擬拍攝，期望能找到合適的ISO值與曝光時間。

首先我們來看對照組Olympus E-PL6的模擬曝光結果：
我們在室內將所有的主要光源都關閉，對於一面DVD櫃進行ISO6400 30秒的長時間曝光，以模擬室外拍攝銀河的曝光深度，以下是將拍攝的RWA檔以Lightroom輸出的JPG圖檔：

以下是上圖的100%截圖：

接下來是Leica M240的模擬曝光結果：
因為Leica M240在高ISO下有最長曝光時間的限制，所以我們以下分以ISO6400 8S、ISO3200 8S、ISO1600 8S、ISO800 15S、ISO400 30S來進行曝光，然後在Lightroom下分別加光2EV、3EV、4EV、4EV、4EV之後再輸出JPG圖，結果的100%截圖如以下：

ISO6400 8S +2EV:

ISO3200 8S +3EV:

ISO1600 8S +4EV

ISO800 15S +4EV:

ISO400 30S +4EV:

比較Olympus E-PL6與Leica M240的模擬拍攝結果：
經由以上的測試模擬拍攝，我們很清楚的看出Leica M240的幾張模擬拍攝中唯有ISO400 30S這一個曝光設定經由Lightroom增光4EV後的結果可以和Olympus E-PL6　ISO6400 30S的曝光結果可以相互匹敵，下面將再次比較這兩個結果：

Olympus E-PL6 ISO6400 30S全幅：

Leica M240 ISO400 30S +4EV全幅：

Olympus E-PL6 ISO6400 30S 截圖：

Leica M240 ISO400 30S +4EV截圖：

仔細的比較以上兩個結果的色飽和、細節、對比、暗部雜訊、亮部雜訊等差異，我們認為M240在色飽和、細節上明顯勝過E-PL6，對比則無顯著的差異，雜訊方面兩者則顯現出不太一樣的雜訊特性，E-PL6的雜訊是偏向白噪點，而M240的雜訊則是屬於色斑噪點，仔細的比較其雜訊強弱後得知M240的雜訊略小於E-PL6。
 

經由這樣的室內模擬拍攝我們認為以Leica M240拍攝銀河是可行的，只是M240曝光後處理的結果僅略微優於E-PL6些許，這樣的些微差異並沒有像前篇我們進行兩者的雜訊特性比較一文中的那麼大(參看”Leica M Typ 240 (M240) CMOS Sensor Noise Review”)，我們認為這是因為M240影像感測器14位元的的ADC期有效位元降至10位元所致，因為M240的室內模擬曝光是以ISO400 30S的曝光深度進行曝光，曝光不足的部分是由Lightroom增加4EV來補足的，這樣的後處理將會減損原有的位元深度4個位元，色斑雜訊的由來很有可能就是ADC的量化雜訊造成的，日後如有機會能以Leica M240實際來拍攝銀河的話，結果會再放上來。

後記:

數位相機ISO值的意義:
為何以上的模擬試拍結果，會讓Leica M240以ISO400 30秒的曝光加4EV後的影像品質比Olympus E-PL6 ISO6400 30秒的曝光還要好呢?這可由前一些日子逛網路時讀到的一篇文章說起:那一篇文章提及現代數位相機機身內的影像感測器的感光度是固定的(偵測最低亮度的能力是固定的)，實際運作時這個感光度並不會隨使用者設定ISO值的不同而有任何差異，其相機只是在使用者設定不同ISO時將感測器的偵測結果加以放大至不同的倍率來因應，之後再將訊號轉換成數位資料交由影像處理器進行後處理，比如說如果ISO200時是放大1倍的話，那如果調整到ISO400的話就是將放大器調成2倍，調整到ISO800的話就是將放大器調成4倍，依此類推，當然放大倍率越高的話影像感測器的輸出雜訊振幅就會越高，就越容易看出所拍攝之影像會有噪點的問題，如果然影像感測器的感度越高就表示其殘留雜訊越低，也就表示放大器能設定在更高的放大倍率而不至有惱人的噪點問題，這也表示能有更高的ISO值可供使用者設定。所以當以Leica M240用ISO400 30S來曝光影像後，再將其輸出的影像資料加以後處理放大16倍(4EV)，這樣的後處理動作並不會增加或是降低其影像感測器的實際感光能力，所以該被記錄下來的影像都已被記錄在RAW檔內了，放大16倍後能顯現出來的影像就應該會被顯現出來，否則就代表該影像已低於影像感測器的感光度了，這樣的影像即便是將ISO調到ISO6400 30S曝光，也是無法顯現出來的，所以只要M240使用的影像感測器的感光度高於E-PL6的感光度，在相同的曝光時間下M240就能記錄到比E-PL6更低亮度的影像訊號(或是說低亮度的影像訊號更不易被雜訊所覆蓋，亦或是畫面的噪點較輕微)，當然這樣的數位放大(後處理加光)並不是可以無限制的放大的，因為當ADC的量化雜訊高過影像感測器的背景雜訊後，背景雜訊將被量化雜訊所取代，也就是前面M240模擬試拍結果中暗部的色斑問題，所以後處理加光4EV(數位放大16倍)已經接近M240後處理的極限了。

為何Leica M240無法以ISO6400進行曝光30秒:
如果ISO值設定的不同只是對應到影像感測器之放大器倍率的不同，那Leica M240為何要限制在ISO6400的最長曝光時間只能到8秒鐘呢?實際的原因我們並不清楚，但是猜測是因為它使用的影像感測器在高放大率下會有過熱的問題，所以要限制其使用之時間，於是就會有我們現在看到的最長曝光時間會隨ISO值設定之不同而不同了，會有這樣的推測是因為我們發現M240在連續拍照多幅高ISO值後的影像其背景雜訊會比冷開時初拍照的結果要高，顯然的該影像感測器還有一些熱噪的問題尚未克服。

關於以Leica M240拍攝銀河的相片請參照:
"Zeiss Biogon 25mm F2.8 Sample Pictures(with Leica M240)"