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NPF规则:拍摄星空仅需一条公式,即可高精度测量最长曝光时间

NPF规则:拍摄星空仅需一条公式,即可高精度测量最长曝光时间

NPF规则:拍摄星空仅需一条公式,即可高精度测量最长曝光时间

当我们观察夜空中的星星时,我们会将每一颗星星都看作是锐利的光点。所以当我们拍摄时,通常会把它们记录成点星。但是由于地球的自转,星星似乎在夜空中产生移动。往往在较长的曝光中,我们会看到这些恒星的轨迹出现在我们的图像中,就像是一个个的小蝌蚪。

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想要通过长曝光拍摄出锐利的星空,一个最为常见的经验法则是用500除以焦距,计算出可用的最长曝光时间,也被称为500法则。有时出于你传感器的不同大小,也会使用600规则或400规则以及其他一些参数。但是我们发现这并不是一个非常准确的规则。

其实所谓的500规则是针对于胶片摄影时期,使用较高ISO下的35mm胶片而设计的规则。但目前的数字传感器分辨率远远高于胶片。该规则并不考虑像素密度以及光圈和衍射的问题。该规则被极力推广的原因,仅仅是因为相对容易被记住以及简单的运算。

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为了大大提高星空摄影的快门速度控制精度,近些年通过一些职业摄影师的不断努力,我们终于迎来了一种高精度的计算模式,这就是NPF计算规则。虽然这一模式相对复杂,但是对于一些追求高质量拍摄的摄影师来说,这的确是一个不错的选择。在本文我们将从它的原理出发进行深入了解,并通过一些案例掌握它在实际拍摄中的使用。

如何使用NPF规则?

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使用现代数码相机为了获得最佳或更准确的结果,您需要更精准的曝光时间,并且必须考虑焦距和光圈以及传感器尺寸和分辨率。

所以,在NPF规则中:

  • N代表光学系统中的光圈。
  • P用于代表光点或像素密度或像素间距(两个像素之间的距离)
  • F为焦距

实际的计算公式为:

(35xN+30xP)÷F=以秒为单位的快门速度

即:

(35x光圈+30x像素间距)÷焦距=以秒为单位的快门速度

注意:P(像素间距)=相机传感器的物理宽度(以毫米为单位)÷以像素为单位的宽度x1000以微米为单位测量( μm)。

因此,例如,对于尼康D750相机

  • 传感器尺寸为35.9x24.0 mm
  • 最大图像尺寸为6016x4016 像素

所以像素间距P=(35.9÷6016)×1000 微米=5.967≈5.97微米

假设,要在D750相机上使用24mm的F/2.8的镜头,根据NPF规则进行计算,快门速度将大致等于{(35×2.8)+(30×5.97)} ÷24≈{98+179}÷24秒≈11.54≈12秒

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如果我们使用500规则计算曝光时间,那么它将是500÷24=20.8≈21秒。使用此设置打印或在移动设备放大去看的图像,会显示一些星轨而不是点星。

为什么要加入分辨率的计算?

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随着传感器分辨率的提高,这将导致像素密度的增加,星轨的出现将在像素级变得更加明显。因此,随着分辨率的增加,需要减少曝光时间以消除星轨。

在这里我们还需要了解一个概念,即像素容差。这是我们在图像中选择容忍的运动像素的任意数量。7像素的像素容差意味着画面中的星星将移动最多7个像素的距离以获得建议的快门速度。较大的像素容差将产生较长的星轨,而较小的像素容差将产生较短的星轨。

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我个人对星空摄影的可接受像素容差约为7像素。对于最常见的相机分辨率(大约1600-2400百万像素)而言,在常用的显示器上以100%观看时,7像素的像素容差几乎不可察觉。即使打印出来,在正常观看距离下,7个像素容差也并不明显。想要更精确的星空的摄影师可以使用更低的像素容差,但是由于减少了快门时间会导致曝光噪点更大。(较少的光=较低的信噪比=更多的噪点。)大约3个像素的像素容差通常会产生几乎完美的效果。

在日常拍摄中的实际测试

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理论很好。但实际的拍摄才是我们真正运用知识的地方。

此次我们选择在郊外的沙丘上进行拍摄(主要目的是为了避开城市光污染),我们还选择了一个传感器较大且像素较高的尼康Z6和一颗IRIX 15mm F/2.4镜头。

500规则:500/15mm = 33秒

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这是我使用500规则进行的拍摄,它给了我33秒的快门速度(实际拍摄使用快门为30秒)。这迫使我使用F/2.4的光圈和3200的ISO。在Lightroom的标准视图中看起来很好,如果发布到社交媒体上没有任何问题。然而,100%的放大后会显示相对明显的拖尾,像素容差大约为15左右。

NPF规则=17.26秒

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在NPF规则下,给出的快门为17.26秒,在实际的拍摄中我们使用为20秒的快门速度,最终我们的ISO为6400,光圈依旧是最大光圈F/2.4。在100%放大中星星仍然是圆的,但是有点长圆形,在进一步的放大中我觉得这个结果也是完全可以接受的,实际的像素容差大约为6左右。

结语

NPF规则:拍摄星空仅需一条公式,即可高精度测量最长曝光时间

更先进的计算为我们提供了一个相对精确的快门时间。

通常情况下,您可以在全画幅相机上使用“500规则”,在APS-C相机上使用“400规则”,而在M4/3相机上使用“250规则”。虽然这会产生较大的将像素容,但同时也产生了更长的快门时间,提供了更好的曝光环境。当您想要将星星的拖尾最小化到非常特定数量的像素内时,使用NPF规则进行计算的优点就尤为明显。

对于最终不同计算方式的选择,您可以根据自己可接受的像素容差范围,在后期的拍摄实验中确立。如果您还有其他的想法以及疑问,欢迎下方评论区留言。

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