雖然在明亮月光的映照下，沒能好好欣賞到英仙座流星雨的風採。但你知道嗎，我們熟悉的老面孔——月亮，也可以拍出不一樣的色彩！在一般情況下，我們拍攝月球表面的細節時只能得到近似黑白的的圖像，而近年來的一些技術讓愛好者們也可以拍出彩色的月球，並揭示出月球表面的一些礦物學特性。
月球 攝影 / 虞駿1967年，法國天文學家魯道繪製了一張月面圖，與以往月面圖不同的是，這張圖是有顏色的。魯道細緻觀察了月球上不同位置的顏色，並將這種顏色差異放大著色。這可能是世界上唯一一張真彩色的月球手繪圖。在這張圖中，我們可以看到月球上幾個顏色相對豐富的區域：比如靜海和澄海的顏色存在顯著的差異，柏拉圖環形山和虹灣附近也比較複雜，再有就是阿里斯塔克斯撞擊坑周圍的顏色比較顯著。月球真的可以有顏色嗎？為何我們看上去月球是黑白的呢？
月球為何黑白？
無論如何去看，月球表面總是缺乏顏色的。當我們使用天文望遠鏡去拍攝月球，除了在月升或月落這短暫的時間內，月亮會因大氣的瑞利散射而呈現橙紅色外，正常拍攝的月亮幾乎無一例外，並看不出什麼顏色。阿波羅登月任務在月球表面拍到的照片也同樣沒有鮮豔的色彩，嫦娥探測器拍回的最新照片中色彩也很單調。
這是由於月球表面的巖石並沒有地球上那般豐富，玄武巖、角礫巖是月球上常見的巖石，它們的顏色或黑或灰，或者黑白相間，有些帶有些淡淡的褐色，也就是說顏色區分並不大，所以我們用正常手段去進行拍攝，是無法拍出彩色月球的。現在我們能夠找到的所謂「彩色月球」照片，基本是高度或者其他信息的假彩色圖像。
1967年，法國天文 學家魯道繪製的彩色月球全月面彩色圖像的拍攝
那麼業餘月球攝影是否可以將月球原本單調的顏色進行強化區分呢？近幾年一些業餘天文攝影師嘗試了一種彩色月球的拍攝方法，這種方法的根本原則是在保證色彩平衡不變的情況下，加強照片的飽和度，從而將月球的色彩強化。原理簡單，然而在實際操作中，這種拍攝手法卻並不簡單。
首先的問題來自照片的信噪比，如果用普通彩色單眼相機進行單次拍攝，得到的照片信噪比不足以進行色彩加強處理，因此需要進行多張疊加。在實際拍攝中多使用9至16張進行疊加。第二個問題來自於單眼相機的照片格式，普通的JPG格式只能記錄8位灰階，RAW模式也只能記錄12-14位灰階，因而在後期處理時會出現灰階和色階的斷裂，相對而言，採用RAW拍攝的後期空間較大。
第三個問題來自於白平衡，受到單眼相機感光器響應曲線的影響，當進行飽和度增加操作時，白平衡輕微的不準確就會帶來整體的偏色，解決方式一般為在增加飽和度的同時，逐漸調整色彩平衡，讓月面整體儘量處於一種中性灰的狀態。解決了以上三個問題，大多數人可以比較簡單地拍攝到全月面的彩色圖像，然而這並不是這種拍攝方法的終極追求。
經過色彩增強處理後的全月面圖 攝影 / Pierre月球細節的多光譜攝影
月球之上，一些地方有著複雜的地質故事，這讓它周圍的礦物分布產生一定特性。雖然月球礦物的顏色區分輕微，但這種輕微的差異可以通過多光譜攝影揭示出來。所謂多光譜攝影，是指用多個中等帶寬，或叫較窄帶寬的濾光片對月面同一區域進行成像，因為月面每一種礦物的光譜特性並不相同，所以找到這種礦物的特徵波長，再用對應的濾光片進行拍攝就可以將這種礦物的分布凸顯出來。
專門拍攝月球多光譜影像的相機被稱為多光譜相機，具有近紅外拍攝的功能，常見的有miniCAM6F等設備，其配套有相應的多枚濾光片，如1008nm近紅外、910nm近紅外、750nm近紅外、415nm可見光等。更長波段的濾光片有時也會使用到，如1250nm、1550nm等，但這需要專業的近紅外相機才能完成，對於業餘月球攝影而言，900nm附近已經是拍攝極限了。
miniCAM6F 多光譜相機 供圖 / QHYCCD首先在可見光波段，在415nm和750nm的反差可以很好反應氧化鈦的分布，而氧化鐵的分布則需要用750nm和950nm的反差來描述。因此用415nm、750nm和950nm就可以完成簡單的月球礦物分布的彩色圖像拍攝。另外一些礦物的光譜存在吸收帶，於是採用相應波段的拍攝可以反映這些礦物的分布，比如玄武巖的吸收帶在950-1000nm，輝長石的吸收帶在950-970nm，橄欖石的吸收帶在1100nm，而月球上常見的斜長巖則在紅外區域沒有明顯的吸收帶。
在獲得了不同波段圖像之後，需要對各個波段進行合成處理，處理方式有兩大類，一類是分通道合成後進行顏色增強，另一類是將不同波段強度比值得出，然後將不同比值進行偽彩色處理，這樣的處理已經屬於利用偽彩色來反應礦物分布的拍攝法了，與本文所介紹的色彩增強反應月球礦物分布有所不同，在此不過多介紹。
不同礦物的光譜響應曲線
不同通道合成的效果對比 供圖 / Maliński值得拍攝的月面區域
有了拍攝思路和拍攝技巧，如何選擇月面上合適的位置進行拍攝呢？讓我們回到1967年魯道繪製的月面圖，這張圖給了我們很多啟發，我們首先關注到阿里斯塔克斯環形山周圍。阿里斯塔克斯撞擊坑是月面最為明亮的結構之一，它的顏色也是最為顯著的，撞擊坑周圍的高地呈現明顯的黃色——這幾乎是可以用肉眼覺察到的一處顏色，被稱為「伍德斑」——1922年，伍德發現這個區域的光譜類似於地球上火山噴出的硫磺物質，而撞擊坑周圍的月海區域，則應呈現不明顯的藍色。
色彩增強之後的阿里斯塔克斯環形山附近 攝影 / Alberto Fernando、José Ribeiro、Filipe Alves
色彩增強之後的哥白尼環形山 供圖 / maxpho澄海和靜海這片區域的顏色截然相反，也是拍攝的好目標。靜海呈現藍色，澄海呈現棕黃色，而且靜海中還有一些藍色的區域向澄海延伸。雨海的顏色構成也相對複雜，雨海的東部角落是棕色的，在雨海中還有藍色和棕黃色的斑斑點點。
色彩增強後的阿里斯塔克斯環形山以及「伍德斑」供圖 / maxpho文轉自：漫步宇宙/qqtaikong博科園｜科學、科技、科研、科普