De NPF regel voor betere sterrenfotografie

De sterren bewegen. Dat kunnen we zien in onze nachtfoto’s als we te lang belichten. Zo gauw we over een bepaalde grens heen gaan, zijn de sterren geen puntjes meer, maar streepjes. We kunnen met de regel van 600 uitrekenen wat de maximale sluitertijd is om dit te voorkomen. Alleen werkt dit tegenwoordig niet meer. Maar er is iets anders: de NPF regel, die ik in dit artikel aan bod laat komen. Dus, wat is de NPF regel voor betere sterrenfotografie?

Geschatte leestijd: 9 minuten

We zien de sterren als schitterende puntjes aan de hemel. Als we die willen fotograferen, mogen we niet te lang belichten. De sterren draaien namelijk een heel rondje door de hemel in 24 uur. Omdat we de sterren alleen ‘s-nachts zien, als het donker is, moeten we daarmee rekening houden met onze belichtingstijd. Maar als die belichting te lang is, krijgen we streepjes.

Soms willen we die streepjes, en imiteren een extreem lange sluitertijd voor prachtige sterrensporen. Maar soms wil je dat juist niet.

Kijk voor het fotograferen van sterrensporen naar mijn tutorial:
Sterrensporen fotograferen – deel 1

De Regel van 600

Van oudsher is er de Regel van 600. Een regel die uit het analoge tijdperk stamt, die zegt dat je het getal 600 moet delen door je brandpuntsafstand om de maximale sluitertijd te berekenen, waarbij sterren sterren blijven, en geen streepjes.

Lees meer over de regel van 600 in mijn blogartikel:
Sterren en geen sterrensporen: de regel van 600

Deze regel geldt niet voor elk deel van de hemel. De sterren draaien rond de Poolster, dus de sterren die dicht bij de Poolster staan hoeven minder afstand af te leggen om een rondje rond die ster te draaien, dan de sterren die er ver vanaf staan. Denk maar aan een karrenwiel. De spaken bij de as draaien even hard als bij het wiel zelf, maar het rondje is kleiner waardoor de snelheid bij de as niet zo groot is als bij het wiel.

Of de Regel van 500, of zelfs 400?

Met de komst van de digitale sensoren is de resolutie zo enorm toegenomen, dat deze de analoge negatief of positief film ver overtreft. Door deze enorme resolutie zijn kleinere bewegingen van de sterren te onderscheiden, waardoor er sneller streepjes ontstaan.

Hierdoor is de regel van 600 niet goed meer van toepassing. Daarom adviseer ik tegenwoordig om eerder de Regel van 500, of zelfs 400 te gebruiken, dan de Regel van 600. Hierdoor krijg je kortere sluitertijden, zodat de kans op sterren in plaats van streepjes groter wordt. En toch…

De NPF regel voor betere sterrenfotografie

We hebben een betere regel nodig voor het berekenen van de maximale sluitertijd voor sterrenfotografie. Een regel die rekening houdt met de resolutie van je sensor. Of beter gezegd, die rekening houdt met de onderlinge afstand van de pixels zelf. Hier is de NPF regel voor.

De formule komt van Frédéric Michaud en de Société Astronòmique du Havre. Het is een hele complexe regel die rekening houdt met heel veel variabelen. De letters NPF staan voor:

• N = diafragma (in optische natuurkunde staat N voor diafragma)
• P = de pixel dichtheid, de afstand tussen de pixels onderling
• F = brandpuntsafstand.

De regel zegt de de langste sluitertijd in seconden uitgerekend kan worden met de volgende formule

T [sec] = ( (35 x N) + (30 x P) ) / F

Hiervoor moeten we het getal P, de pixel dichtheid wel even uitrekenen. Dit doen we door de breedte van de sensor te delen door het aantal pixels in die breedte, vermenigvuldigd met 1000 micrometer (µm)

Een voorbeeld berekening

Ik neem mijn Canon EOS 5D mark IV als voorbeeld, een 30 mp sensor die een resolutie heeft van 6720 x 4480 pixels. De afmeting van de sensor is is 36 x 24 mm.

De pixel dichtheid is dus (36 / 6720) x 1000 µm = 5,36 µm

Wanneer ik een 16mm objectief gebruik met een diafragma van f/2,8, kan ik met de NPF formule de maximale sluitertijd uitrekenen.

( (35 x 2,8) + (30 x 5,36) ) / 16
=
(98 + 160,8) / 16
=
16,2 seconden

Om de andere regels ter vergelijking te hebben, de Regel van 600 levert een sluitertijd van 37,5 seconden op, de Regel van 500 een sluitertijd van 31,25 seconden, en de Regel van 400 zegt 25 seconden.

Wil je weten wat resolutie voor invloed heeft? We kunnen dezelfde rekensom doen met de Sony A7R IV, met een 61 mp full frame. De pixel dichtheid is bij een dergelijke resolutie 3,75 µm. Met de NPF regel komen we dan op een maximale sluitertijd van 13,1 seconden. Je ziet, dat het verdubbelen van de resolutie betekent dat je ongeveer 3 seconden korter kunt belichten.

De declinatie mee nemen in de berekening

In feite zijn we er nog niet. In feite moet ook rekening houden met de positie van de sterren ten opzichte van de poolster. Of beter gezegd, de afstand van de hemelevenaar. Deze afstand wordt de declinatie genoemd. Hoe groter de declinatie, hoe dichter het bij de Poolster staat. Een positie op de hemelevenaar is 0°, en op de Poolster is deze 90°.

Zelf de NPF regel uitrekenen, of hulp inroepen?

De NPF regel is zo ingewikkeld dat je deze niet zomaar even kunt uitrekenen als je de camera moet instellen. Je moet ten eerste al de pixeldichtheid weten of uitrekenen. Of je doet dit vooraf, en maakt een handig lijstje met daarin de brandpunt afstanden en diafragma’s die je op je camera voor sterrenfotografie gebruikt.

Photopills voor de NPF regel

Gelukkig kunnen we de hulp inroepen van handige apps. Een daarvan is de app Photopills, die ik ook al genoemd heb met de voorbereidingen van de Perseïden meteoren regen. Deze app heeft de mogelijkheid om gebuik te maken van de NPF regel voor het uitrekenen van de juiste sluitertijd.

Klik in de tab Pills de optie Spot Stars aan. Je krijgt dat een menu waar je alle benodigde informatie kunt invullen. Er is geen kennis nodig van resoluties of pixel dichtheid van je camera. In de app kun je gewoon je camera uit de lijst kiezen, en vervolgens je brandpuntafstand en diafragma invullen.

Photopills biedt ook de mogelijkheid om rekening te houden met de positie van de sterren ten opzichte van de hemelevenaar, de declinatie. Je kunt dit handmatig invullen, of je gebruikt de ingebouwde Augmented Reality functie.

qDslrDashboard; een gratis alternatief

Je kunt ook als alternatief een gratis app gebruiken, indien je Photopills niet hebt. Dit is qDslrDashboard, waar je bij de optie Rule 600 de sensor grootte, resolutie, diafragma en brandpuntsafstand kunt invoeren. Je moet deze informatie dan wel ter beschikking hebben.

Voor qDslrDashboard kun je vinden op de website:
https://dslrdashboard.info/v3-5-3-desktop-download-available/

Het mooie van deze app is, dat je ook de declinatie kunt ingeven, maar deze heeft niet de beschikking over een Augmented Reality optie.

Hou het simpel, en gebruik de Regel van 500, of 400

Ik kan me voorstellen dat het een heel gedoe kan zijn om dit soort ingewikkelde regels te gaan gebruiken. Zelfs met een app. Mocht je het heel erg simpel willen houden, gebruik dan toch de Regel van 500 of 400. Hoewel de NPF regel beter en nauwkeuriger is, kun je nog prima uit te voeten met de oude regels.

Heb je echter een hele hoge resolutie, dan kan het zinvol zijn om alleen nog de NPF regel te gaan gebruiken.