科学探索|花了100亿美元送上天的相机拍出来的照片居然是“假的”？( 二 ) 花了100亿美元送上天的相机拍

能拍出这么好看的照片，不禁让人感叹这造价 100 亿美元的“照相机”真的是物有所值。
可是实际上，不管是之前的“预告” ，还是后来的图片，所有的太空图片都不是“原片直出”，而是后期加工过的。
首先我们要知道，韦布望远镜的镜头有两种，分别用于观测不同波长的红外射线。

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几代望远镜可拍摄的波长范围，图片来自：NASA
也只有红外相机才能观测到“更深处的宇宙”：

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图片来自：NASA
其中，每个近红外镜头的像素大概是 400 万，中红外镜头更是只有 100 万像素。

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这对比起现在动不动上亿像素镜头的手机都差远了，你说造价 100 亿美元的相机，为啥不整点儿好镜头上去？
但是事实是，官网放出来的星空照片动不动就是 400 多 MB 大小，细节拉满，这又是咋整的？
实际上，在深空摄影中，像素已经不是决定成片质量的关键，也不好拿它与传统摄影进行比较。
首先，韦布望远镜的口径就达到了 6.5 米，红外线收集面积更是达到 25.4 平方米，是一般镜头根本比不了的。

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图片来自：NASA
其次，在太空中，韦布望远镜的拍摄环境接近完全洁净、真空，没有人造光害，也没有大气反射的干扰。
强大的聚光能力，和完美的拍摄环境，就可以有更大的分辨力，自然能保证图片有更多的细节。
但是在太空中拍照还会有别的干扰因素，比如一些时不时出现的高能宇宙射线。
如果抓拍到它，在图片中其实就相当于一个“噪点”，只有那些常亮的光线才是恒星。
所以这些太空望远镜拍摄的时候，都要经过对同一个地方多次曝光，最后把图像堆叠处理，才能“出片” 。
这么做的好处有两个，一个是可以“降噪”，多次对比之后，那些时有时无的亮点就是宇宙射线，一直亮的就是恒星。

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图像堆叠处理，图片来自：NASA
一个是可以提高像素，单张照片 100 万像素，那 100 张拼接起来，不就是 1 亿像素了？
这其实就是“堆栈”，是相机处理照片时候的常规操作了。
这样一通操作之后，我们就能看到类似“预告片”中的那种照片了。

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图片来自：NASA
但是这些照片中的“星芒”看起来也挺烦人的，会掩盖很多照片上的细节，难不成这镜头花了这么多钱，还有光学瑕疵？
其实这东西来自光的衍射现象，是无法避免的，如果要绕开衍射极限，就会造成图片的清晰度下降。
而星芒的形状则是和镜片形状、镜片间隙以及前方的障碍物有关系。

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几代望远镜的镜片对比，图片来自：NASA

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