太阳摄影中的 analemma 日行迹摄影

八字摄影
太阳照相术,

日行迹

太阳在天空中的位置从南北向夏季移动到冬季,从而给我们带来了季节。它还会东西向移动,在秋季提前和冬季末穿过子午线超过 15 分钟(使得未经校正的日晷无法准确计时)。一年中特定时间太阳在天空中位置的图表或照片称为日行迹。日行迹经常出现在地球仪上。它的 8 字形形状来自两个因素的结合:

  1. 地轴相对于绕太阳运行的平面的倾斜度
  2. 地球绕太阳轨道的椭圆形。

上图是太阳日行迹的广角、多重曝光、延时合成照片。天空中的点是从 2005 年 12 月 20 日到 2006 年 12 月 8 日期间大约每两周通过特殊的太阳滤镜在美国东部时间上午 8:02 拍摄的太阳照片。这三道条纹是从黎明到早上 7 点太阳升起的轨迹。美国东部标准时间上午 58 点(三天)。太阳轨迹是通过结合每 20 秒拍摄的数百张单独的数码照片创建的。最后一次太阳轨迹拍摄于 2007 年 6 月 18 日。前景拍摄于 2006 年 10 月。这些曝光也被合并成日行 迹的视频

用于构成上述图像的所有照片都是使用永久固定在一块 大岩石上的数码相机拍摄的。这些数码照片是丹尼斯·迪西科 (Dennis DiCicco) 在 1978-79 年首次使用单张胶片拍摄日行迹照片的为期一年的项目的一部分。我原本打算仅将数码相机用作判断不同天空条件下所需胶片曝光的工具。然而,我很快意识到,在一年的时间里,一张胶片可能会出现很多问题,所以我拍摄了数码照片作为基于胶片的图像的备份。基于胶片的图像如下所示。

日行迹 - 电影

太阳的图像、太阳轨迹以及上述基于胶片的图像的背景都在一年的时间里在单帧胶片上曝光。太阳的曝光是在美国东部时间上午 8:00 进行的,当云层允许时,两分钟后拍摄了匹配的数码照片。有时云迫使我在不同的日子进行胶片和数字曝光。您可以在由数字图像制作的视频中看到我在周围工作了多少云 。风景图像于 2006 年 10 月 8 日在胶片上曝光。太阳轨迹是通过一对堆叠滤镜在胶片上进行长时间曝光拍摄的。我原本希望在胶片上曝光三条太阳轨迹,但天气阻止了这一愿望。数字成像提供的灵活性使我能够将所有三个太阳轨迹添加到最终的数字图像中,扩大视野以包括左侧的房子,并制作相关的日行迹电影

带有镜头光晕的日行迹

日行迹的另一个视图,使用 2006 年 10 月 27 日拍摄的未经过滤的数码帧作为背景。与此类似的图像被用作 美国宇航局 APOD 网站 上展示的 日行迹视频的封面照片 ,并且还出现在 《华盛顿邮报》的“了解更多”页面上。

一种允许在极长的曝光时间内记录天空中太阳轨迹的技术。它结合了针孔摄影和完全创新的相纸使用方法。黑白相纸本身就是感光的。入射光会导致纸张变黑,而不会产生任何化学反应。纸的这种特性早就为人所知,但由于有效灵敏度低而没有得到应用。没有人计划在不使用显影剂和定影剂的情况下对相纸进行曝光。将干纸与针孔相机结合使用,可将曝光时间从一天延长至六个月或更长时间。穿过针孔(直径小于 1 毫米)的光量使太阳图中的移动物体不可见。没有人,街上没有动物,也没有汽车。它只保留在曝光期间一直静止的东西。只有一个记录在案的运动物体是太阳,它留下了一条相互重叠的明亮曲线,被多云时期打破。每行对应一天。每天,太阳都在地平线以上不同高度绘制一条路径。这开启了注册 analemma 的可能性。

技术需要特定的性格:耐心。然而,试图捕捉 analemma 迫使人们走得更远。需要了解必要的登记。对整个项目进行了多方面的深入思考:相机的视野方向、展期、展期、如何解决精准计时、供电等问题。如果这一切都能成功 365 次,那么成功将是可能的。日光成像捕获的 Analemma 是独一无二的:它记录在单个帧上,没有重叠或数字图像捕获。这是有史以来第一次每天曝光。
Analemma – 人类感官无法进入的天球运动的记录。捕捉analemma的能力仅适用于持久、一致、耐心、具有天文知识的人。Analemma 出现在全年、每天和完全同一时间记录太阳在天空中的位置时。这就像每天去健身房:每天肌肉重复相同的动作数千次,从而产生效果。可见效果。结果出来后,工作量可想而知。如同人在草丛中行走。作为砧板的凹槽。几个世纪以来,不同的人将脚放在同一个地方,就像擦旧教堂的石阶一样。为此,您可以比较使用 analemma。

analemma 具有美学和科学价值。视觉上,乍一看,你可以看到天空中一个巨大的八字形。然而,这个数字的形状是由天体力学决定的。根据物理定律,它对宇宙中的所有物体都有效。所有原子、分子、生物、行星、恒星和星系。要了解控制 analemma 形状的机制,需要进行脑力劳动,这会打开存储在宇宙结构中的更深层次的美学领域 [1]。就好像随机散落的玻璃球形成图案一样。稳定且可复制的模式,但仅在特定时刻和特定地点可见,只有知道如何操作的人才能看到看。随机扩散的原子在物理定律下以越来越分层的结构自行组织。不再是单个原子,而是恒星、行星、人,它们是永恒运动规律的主体。地球, 作为行星之一,在这样的轨道上,而不是在另一条轨道上,有这样和没有其他的公转周期,轨道椭圆度,倾角 轴和旋转周期。这些周期和形状会影响 analemma 的形状。数个世纪以来在天空中存在且不变的形状。以长公式和图表的形式呈现形状,仅供选民使用,1979 年 Dennis di Cicco [2] 和一些后来的照片首次记录在照片中。显然,站在月球表面的人比成功拍摄月球表面的人还要多 [3]。更多关于 analemma 的信息可以在维基百科中找到。

analemma的形成理论已经在很多网站上介绍过了,这里就不再赘述了。可以在以下网址找到清晰的说明:www.analemma.com。

[1] – 更高级的读者可以在 Charles H. Holbrow Build Your Own Analemma的论文中追溯控制形状 analemmy 的物理和数学。
[2] – 丹尼斯·迪·西科 (Dennis di Cicco),《揭露 Analemma、天空和望远镜》,57(1979 年 6 月)536-540。
[3] – http://petapixel.com/2011/09/20/more-people-have-walked-on-the-moon-than-have-captured-the-analemma/

地球上的日行迹是阿拉伯数字8的形状,但在其他太阳系天体上则可能不同[4],这是因为每个天体自己的自转轴倾斜角度和公转轨道形状不同的缘故。

以下列表中的“日”和“年”是指各天体自己的朔望日和恒星年:

水星:轨道共振造成一个水星日相当于两个水星年,在地球上每天同一时间观测太阳位置标定的方式只会画出一个点;但可算出一年中任一时候的均时差,仍可画出日行迹。最后会画出一个东西向接近直线的日行迹。
金星:因为金星上的一年稍微少于两个金星日,必须拍摄数年影像完成整个日行迹。形状是椭圆形。
火星:泪滴状
木星:椭圆形
土星:严格地说是阿拉伯数字8的形状,但北方的循环圈很小,因此相当接近泪滴状。
天王星:阿拉伯数字8的形状
海王星:阿拉伯数字8的形状
冥王星:阿拉伯数字8的形状