哈勃望遠(yuǎn)鏡拍攝的照片其實是黑白的，而NASA用PS把照片變成了彩色…

在三千光年外的貓眼星云中，一顆垂死的恒星綻放出了生命中最后的光芒，經(jīng)歷三千年的時間，這一幕恰好由哈勃望遠(yuǎn)鏡“看到”并呈現(xiàn)在大家的眼前。

哈勃望遠(yuǎn)鏡自1990年發(fā)射至今，已服役20多年的時間，在此期間，哈勃望遠(yuǎn)鏡拍攝了許多宇宙的標(biāo)志性照片，比如著名的創(chuàng)世之柱，還有開頭我們提到的貓眼星云等，讓我們見到了人眼遠(yuǎn)無法企及的宇宙美景。

但實際上，這些色彩鮮艷的宇宙景象，哈勃望遠(yuǎn)鏡一次也沒有見到過。它拍下的宇宙圖像其實并非彩色的畫面，而是黑色與白色的陰影。

這是因為哈勃望遠(yuǎn)鏡的攝像機(jī)使用了特殊的電子探測器，也就是CCD探測器（電子耦合器件），這種探測器可以感受來自宇宙光線的波譜范圍，卻無法呈現(xiàn)入射光的顏色。

此外，哈勃望遠(yuǎn)鏡的拍攝的主要原理是依據(jù)反射光的亮度，對于數(shù)千光年外的宇宙物體，黑白影像才是最直觀清晰的。

給黑白照片上色的NASA

哈勃拍攝的這些原始數(shù)據(jù)會傳回到NASA地面天文臺，然后交由天文學(xué)家用于研究。

但如果天文臺直接將這些原始照片數(shù)據(jù)放出來，絕大部分人都看不出其中所包含的天體結(jié)構(gòu)和信息，出于對大眾的考慮，NASA決定“美化”一下，給照片上點顏色，因此現(xiàn)在我們所見到的出自哈勃的宇宙照片，其實都是NASA使用PS合成的彩色照片。

但這樣子做，NASA豈不是在欺騙大眾嗎？明明哈勃傳回來的照片是黑白的，你卻“擅自”為照片上了色，并且NASA要如何保證為每個區(qū)域上的顏色是準(zhǔn)確的呢？

還是要回到哈勃望遠(yuǎn)鏡，雖然它拍出的照片是黑白的，但這些照片都包含了上色信息。

其實來自天文物體的光具有多種顏色，每種顏色都對應(yīng)一種特定類型的電磁波，而前面我們也提到了，哈勃望遠(yuǎn)鏡的CCD探測器可以感受光的波譜范圍。

因此哈勃望遠(yuǎn)鏡可以檢測出所有可見光波長，以及更多的人眼不可見的波長，比如紅外線與紫外線。

而在不同波長的光線中，天文物體看起來也是不一樣的，為了記錄不同波長下的天文物體，哈勃上面還使用了特殊的濾光器。

濾光器有寬帶也有窄帶的，寬帶濾光器可以讓多種的顏色通過，比如光譜中整個紅色區(qū)域或是整個綠色區(qū)域；窄帶濾光器則只會允許某一種光帶通過，一般是原子級別。

有了濾光器，哈勃望遠(yuǎn)鏡就可以拍攝同一個天文物體在不同波長下的畫面，這些記錄了特定波長的原始照片數(shù)據(jù)傳回NASA后，接下來就到了他們“PS”團(tuán)隊的表演時間了。

在此之前，還要給大家簡單介紹一下RGB三原色，RGB即是代表紅、綠、藍(lán)三個通道的顏色，這個標(biāo)準(zhǔn)幾乎包括了人類視力所能感知的所有顏色，是目前運用最廣的顏色系統(tǒng)之一，也是NASA上色的基礎(chǔ)。

首先來個簡單的，以土星照片為例，研究人員會根據(jù)“寬帶濾波”法，先將哈勃傳回的寬帶濾光器照片分為長、中、短三個不同波長段。

然后根據(jù)波長段對應(yīng)的位置為三個黑白圖像分配顏色，其中長波分配紅色，中波是綠色，短波是藍(lán)色。

將這三張照片通過PS合成后，就得到了“真彩色”照片，但這種方法只適合顏色不多且周圍環(huán)境簡單的天文物體。

而我們的宇宙存在著許多星云和星系，這些天文物體顏色與環(huán)境都更加復(fù)雜，這時候研究人員只能靠追蹤宇宙中不同氣體的顏色來進(jìn)行圖片“上色”了，這種方法稱為“窄帶濾波”。

比如著名的創(chuàng)世之柱照片，創(chuàng)世之柱由巨大的星云和宇宙塵埃組成，這些星云中充滿了氫元素、氧元素和硫元素。

哈勃通過窄帶濾光器記錄了這些元素的窄光帶，由于元素電子躍遷釋放出來的能量波長是不一樣的，因此不同的元素之間也會產(chǎn)生顏色的差別。根據(jù)元素光譜，紅色代表硫元素，綠色代表氫元素，藍(lán)色則代表氧元素。

最后用調(diào)色板合成，在確保星云成分正確的同時擁有最高顏色對比度，然后將其合成為彩色照片。

哦對了，出于觀感上的考慮，有時候還會對照片進(jìn)行一下效果增強(qiáng)，比如給星云增加一點光影，給恒星添加更亮的光線等。

這些步驟完成后，一張包含了準(zhǔn)確天文信息的“上色”圖就出貨了，NASA發(fā)布到網(wǎng)上后，就算普通大眾也能看懂這些天文照片了。

在哈勃服役的20多年間，NASA的“PS”團(tuán)隊出產(chǎn)了數(shù)以萬計的絕美圖片，這個團(tuán)隊都有著豐富的天文學(xué)知識，制作的圖片兼具了科學(xué)性與傳播性。

而且，NASA出產(chǎn)的這些圖片都對公眾免費，甚至你在使用的時候不注明來自NASA都沒關(guān)系，因為原始照片是他們拍的，流傳的照片是他們p的，還能有誰問他們要版權(quán)費？他們主要目的是為了圖片能夠更廣泛的傳播。

為照片上色也不光為了大眾，天文學(xué)家們也希望圖片看起來觀感更好。因為宇宙中某處更高的對比度或其他位置的一些亮點可以幫助他們理解星云之間的復(fù)雜結(jié)構(gòu)和關(guān)系。

因此，不要責(zé)怪NASA進(jìn)行一了些照片的處理。

他們正在為科學(xué)而努力著。