原創(chuàng)科普文章：改造“天文攝影“手機(jī)

編輯：康 艷 審核：楊鵬斌

（張培華）智能手機(jī)已經(jīng)成為日常生活中不可或缺的工具，它的功能不僅僅停留在通訊上，很多人已經(jīng)開始把它作為攝影的主要設(shè)備。天文攝影是對(duì)設(shè)備要求比較高，用手機(jī)進(jìn)行天文攝影有一定難度。本文介紹了一種改造手機(jī)用于天文攝影的方法，借鑒了直焦攝影的原理，讓標(biāo)準(zhǔn)鏡頭就能發(fā)揮長(zhǎng)焦鏡頭的作用，增加了設(shè)備的便攜性，減輕了攜帶設(shè)備拍攝的負(fù)擔(dān)。文章詳細(xì)介紹了手機(jī)的拆卸、改造的過程，也展示了拍攝效果，具有一定的參考價(jià)值。

隨著科技的進(jìn)步，一些手機(jī)已能進(jìn)行初級(jí)的天文攝影。盡管質(zhì)量不如相機(jī)，但是非常便攜，也容易操作。

用手機(jī)拍攝天文照片，還多停留在星軌、星野和對(duì)望遠(yuǎn)鏡目鏡攝影中，但如果對(duì)手機(jī)進(jìn)行簡(jiǎn)單的改造，它甚至可以用于深空天體的拍攝。

手機(jī)的攝像頭模塊實(shí)際上就相當(dāng)于相機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)+對(duì)焦系統(tǒng)+傳感器，攝像頭模塊的工作原理大致為：景物通過鏡頭（LENS）生成的光學(xué)圖像投射到圖像傳感器表面上，然后轉(zhuǎn)為電信號(hào)，經(jīng)過 A/D （模數(shù)轉(zhuǎn)換）轉(zhuǎn)換后變?yōu)閿?shù)字圖像信號(hào)，再送到數(shù)字信號(hào)處理芯片（DSP）中加工處理，轉(zhuǎn)化為圖像格式再傳輸?shù)酱鎯?chǔ)或顯示設(shè)備。

手機(jī)攝像頭模塊結(jié)構(gòu)示意圖

手機(jī)攝像頭模塊的改造并不難，需要能卸手機(jī)螺絲的螺絲刀和鋒利的刀片。刀片最好是老式單面刃的剃須刀片，既鋒利又有足夠的強(qiáng)度，也可以用類似的小刀代替。

拆卸手機(jī)常用的單面剃須刀片

下面以努比亞z17mini為例，介紹一下改造步驟。

一、取出SIM卡座

二、卸掉固定螺絲

這款手機(jī)的固定螺絲只有兩個(gè)，都在手機(jī)底部。

三、撬開后蓋

選擇手機(jī)的一個(gè)角，把刀刃插在屏幕與后蓋之間的縫隙內(nèi)，然后一點(diǎn)點(diǎn)撬動(dòng)。這個(gè)步驟需要耐心，爭(zhēng)取撬開后蓋而不留痕跡。當(dāng)后蓋完全松動(dòng)后，小心打開它，不要分得太大，里面還有排線連接的，防止扯斷。

四、卸掉鏡頭

把攝像頭模塊從頂端掀起來，可以看到在它最下面是一層膠布，再上面是一層塑料板。這塊塑料板上安裝的就是攝像頭的CMOS和線路板。用小刀把它撬開，就和上面的鏡頭組以及對(duì)焦系統(tǒng)分離了。努比亞Z17mini有兩個(gè)攝像頭，可以保留其中一個(gè)用于日常攝影。卸鏡頭也用小刀撬，很容易分開。

五、攝像頭固定框內(nèi)消光處理

卸下鏡頭后，攝像頭固定框內(nèi)露出了金屬框，反光嚴(yán)重?？梢哉迟N黑色植絨紙消除反光。

六、攝像頭復(fù)原

七、開機(jī)檢驗(yàn)

在改造的過程中，難免會(huì)出現(xiàn)些問題，比如CMOS落上了明顯的灰塵、觸電接觸不良等。這些問題在開機(jī)后都能夠發(fā)現(xiàn)。不要等到一切恢復(fù)后再檢查，如果發(fā)現(xiàn)問題又要卸螺絲、開后蓋等，比較麻煩。

第八步：手機(jī)復(fù)原

開機(jī)檢驗(yàn)無誤，就可以關(guān)機(jī)、扣好后蓋、安裝固定螺絲、插上卡座了。這樣，一部手機(jī)就改造好了。

下圖是用改造的手機(jī)加50毫米鏡頭拍攝的月亮。

改造手機(jī)+50/14鏡頭拍攝，photoshop后期處理

這樣的效果接近于用手機(jī)對(duì)著天文望遠(yuǎn)鏡的目鏡拍攝，人們很難相信它是用50毫米的標(biāo)準(zhǔn)鏡頭拍攝的。

改造后的手機(jī)不僅能裝攝影鏡頭，也能裝攝像頭、電影鏡頭等幾乎所有鏡頭，這就大大拓展了手機(jī)攝影的表現(xiàn)力。即使連接攝影標(biāo)頭，也很容易實(shí)現(xiàn)“拍深空”的夢(mèng)想。

標(biāo)頭是“標(biāo)準(zhǔn)鏡頭”的簡(jiǎn)稱，焦距一般為40—60毫米之間，由于光圈大、成像好、價(jià)格低廉，成為了膠片時(shí)代人們購(gòu)買鏡頭的首選。

標(biāo)準(zhǔn)鏡頭用在全畫幅數(shù)碼相機(jī)上，屬于中焦鏡頭；用在aps-c畫幅的相機(jī)上，則變成中長(zhǎng)焦鏡頭；用在手機(jī)上，便成為了超長(zhǎng)焦鏡頭。比如最普及的50/1.4標(biāo)準(zhǔn)鏡頭，安裝在這款改造好的手機(jī)上，就成為了370/1.4鏡頭。當(dāng)然，實(shí)際拍攝和理論計(jì)算稍有區(qū)別。為什么鏡頭焦距會(huì)變長(zhǎng)？這是由于手機(jī)畫幅小造成的。攝影界流行一句話“小畫幅賺長(zhǎng)焦”，在鏡頭焦距一定的前提下，畫幅越小視角越小，就等效于更長(zhǎng)焦距的鏡頭。

努比亞z17mini使用的感光原件為/3.06英寸CMOS，其對(duì)角線為5.867mm。而全畫幅對(duì)角線為43.4mm，經(jīng)計(jì)算，其轉(zhuǎn)化系數(shù)約為7.4.。因此50標(biāo)頭接在上面等效焦距約為370，足夠拍攝一些常見的深空天體了。如果連接上85/1.4鏡頭，就相當(dāng)于使用629/1.4鏡頭在全畫幅相機(jī)上拍攝！

改造手機(jī)+50/1.4鏡頭直出

改造手機(jī)+50/1.4鏡頭拍攝，photoshop后期處理

下圖是我改造手機(jī)拍攝天體的全套設(shè)備

全套設(shè)備正面照

這種改造手機(jī)的方法不僅能“賺到長(zhǎng)焦“，理論上也能提高拍攝質(zhì)量。這一點(diǎn)與照相機(jī)是相同的。

照相機(jī)連接望遠(yuǎn)鏡有兩種拍攝方法，一種是不卸相機(jī)鏡頭的對(duì)目鏡拍攝，另一種是卸掉相機(jī)鏡頭，把望遠(yuǎn)鏡物鏡作為鏡頭拍攝的方法，叫做直焦攝影法。

對(duì)目鏡拍攝時(shí)，光線要透過目鏡、攝影鏡頭中的一系列鏡片，光線的衰減和色差像差都會(huì)加劇。而直焦攝影光損失更小，像差色差也更小，一直以來都是天文攝影的主流。

普通手機(jī)就像那些無法卸掉鏡頭的相機(jī)，只能對(duì)著目鏡進(jìn)行拍攝，而改造的手機(jī)卸掉了鏡頭，就像單反相機(jī)一樣可以進(jìn)行直焦攝影了，效果自然大大提升。事實(shí)上這樣改造的手機(jī)不僅在天文觀測(cè)中的直焦攝影方面有優(yōu)勢(shì)，在顯微攝影中的直焦攝影方面也有優(yōu)勢(shì)。其原理都是一樣的。不過我改造的手機(jī)成像質(zhì)量還達(dá)不到預(yù)期。具體原因有待于進(jìn)一步研究。

任何事物都有利有弊。手機(jī)拍攝深空確實(shí)大大縮減了設(shè)備的尺寸，也降低了設(shè)備的投資，讓更多人能夠享受拍攝深空天體的樂趣。不過它的拍攝質(zhì)量無法滿足專業(yè)需求。但是相信隨著數(shù)碼技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，能拍攝更加專業(yè)的照片的手機(jī)一定會(huì)出現(xiàn)。