精确测量焦距方法（拍摄星空仅需一条公式）

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。

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。

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。

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

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？

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。

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

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

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

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

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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