Что такое «Правило 600» в астрофотографии? - Фотопедия
45 голосов
/

В этом вопросе упоминается "Правило 600" для избежания следов звезд в астрофотографии.

  • Что это за правило?

  • Как это было получено?

  • Как это следует применять?

Ответы [ 5 ]

51 голосов
/

Звезды движутся. Как и в случае любого другого движения, мы заботимся о том, насколько сильно они перемещаются на датчике во время экспонирования: движение, которое происходит только в пределах одного пикселя, не является движением, которое может зафиксировать датчик, то есть движение выглядит замороженным.

Но когда движение занимает точку на несколько пикселей во время экспозиции, оно будет видно как размытие движения, в этом случае звезда тянется. Правило, подобное «правилу 600», по духу аналогично «правилу 1 / фокусное расстояние» для ручной экспозиции, поскольку оно пытается дать время экспозиции, которое дает примерно одинаковую размытость при движении для большинства фокусных расстояний.

Вывод довольно прост:

  • Небо поворачивается на 360 градусов за 24 часа, или 0,0042 градуса в секунду.
  • Предполагая, что у нас полнокадровая камера и объектив 24 мм, у нас горизонтальный обзор 73,7 градуса. (См. статья Википедии об угле обзора .)
  • При условии наличия датчика 24 Мпикс (6000x4000, например, Nikon D600), эти 73,7 градуса проецируются на 6000 горизонтальных пикселей, что дает 81,4 пикселя на градус.
  • В предположении, что объектив 24 мм, «правило 600» дает 600/24 ​​мм = 25 секунд экспозиции.
  • Через 25 секунд небо сместится на ~ 0,1 градуса.
  • Для нашей полнокадровой 24-мегапиксельной камеры с 24-мм объективом 0,1 градуса соответствует 8,5 пикселям.

По правилу 600 эти 8,5 пикселей представляют максимально допустимое размытие движения, прежде чем точки звезды превращаются в следы звезд. (Это то, что говорит правило. Приемлемость 8-пиксельного мазка для определенной цели - другое обсуждение.)

Если мы подключим 400-миллиметровую линзу к тем же формулам, мы получим максимальное время экспонирования 1,5 секунды и движение 7,3 пикселя во время экспонирования. Так что это не точное правило - размытие немного отличается для разных фокусных расстояний - но, как правило, оно довольно близко.

Если бы мы использовали 1,5-кратный датчик кадрирования с тем же разрешением 24 Мпикс (например, Nikon D3200) и использовали фокусные расстояния для получения эквивалентных углов обзора, мы бы имели, например, Фокусное расстояние 16 мм, время экспозиции 37,5 секунд и размытие 12,7 пикселей. Это на 50% больше размытия.

В этом случае «правило 400» для камеры с датчиком кадрирования даст такое же размытие, как и «правило 600» для полного кадра.

Я предлагаю использовать «правило 600» (или более строгую версию с меньшим числителем) с эквивалентным, а не фактическим фокусным расстоянием, таким образом, правило дает те же результаты для меньших датчиков. (например, 16 мм на 1,5-кратном датчике кадрирования эквивалентны 24 мм на полном кадре; используйте «24-миллиметровый эквивалент», а не «фактическое 16-мм» фокусное расстояние для расчета максимального времени экспозиции.)


Различные звезды движутся с разными скоростями относительно Земли. Самое быстрое движение происходит вдоль небесного экватора , в то время как Полярная звезда (Polaris для северного полушария) на небесном полюсе практически не движется.

Эффект можно увидеть на этой картинке из общего достояния Викимедиа: Polaris появляется как фиксированная точка в середине, в то время как другие звезды вращаются вокруг нее, и длина звездных следов увеличивается с увеличением их расстояния от Polaris.

Star trails around the celestial pole
Источник

Вышеприведенный расчет относится к сценарию наихудшего случая, когда на рисунке изображены звезды, которые движутся вдоль небесного экватора.


Я предполагаю, что вывод 600 состоит в том, что 600 в «правиле 600» зависит от разрешения камеры, размера датчика, того, где в небе вы указываете камеру, и того, что вы считаете приемлемым размытием.

Используйте меньшее число, если вы хотите меньше размытия.

И наоборот, большее число может быть приемлемо, если вы снимаете с близкого расстояния Polaris, используете камеру с низким разрешением и / или нацеливаетесь на выходной формат с низким разрешением.

11 голосов
/

Правило 600 гласит, что для «устранения» следов звезд время экспозиции в секундах должно быть 600, деленное на фокусное расстояние снимающего объектива. Объектив 20 мм может работать до 30 секунд, объектив 300 мм - до 2 секунд.

Конечно (как и любое размытие в движении) вы никогда не устраните следы звезд - вы просто уменьшите след до приемлемого уровня для данного увеличения. Единственное идеальное решение - это «идеально выверенное экваториальное крепление», и такого не бывает.

Этиология сложна, если не невозможна, - вроде как «Рукоятка не медленнее, чем 1 / выдержка фокусного расстояния» - правило большого пальца или общая мудрость, которая работает во многих, но не во всех случаях.

Обсуждение плюсов и минусов (и математики) можно найти здесь: http://blog.starcircleacademy.com/2012/06/600-rule/

Интересное и более общее обсуждение звездных троп можно найти здесь: http://blog.starcircleacademy.com/startrails/

5 голосов
/

Это правило применяется к скорости затвора, которую следует использовать при съемке ночного неба. Правило следующее:

  • При использовании объектива с фокусным расстоянием L для фотосъемки ночного неба с длинной выдержкой (с помощью стационарной камеры) максимальная выдержка, которую следует использовать, чтобы избежать размытия звезд, составляет 600 л / с.

Например, если вы используете объектив с фокусным расстоянием 300 мм, если вы используете выдержку затвора (600/300) = 2 с или короче, вам следует избегать видеть звезды в виде линий, а не точек света.

Насколько я могу судить, нет записей о том, кто придумал правило или как оно было получено, однако, скорее всего, оно было бы основано на методе проб и ошибок с использованием 35-мм пленки с изначально более низким разрешением (зернистостью) и меньший допуск (размер кадра), чем у сегодняшних камер, и округление (или уменьшение) до хорошего округления до 600.

Что касается применения, следует соблюдать осторожность. Современные цифровые датчики намного острее, чем 35-миллиметровая пленка, что означает меньшую толерантность, когда дело доходит до размытия в движении. Кроме того, в наши дни большинство цифровых камер имеют сенсоры меньшего размера, чем пленка 36 мм х 24 мм из 35-мм пленки, что означает допуск ДАЖЕ МЕНЬШЕ, поэтому при использовании этих камер с кадрированным датчиком его следует отрегулировать так, чтобы он был больше похож на правило 400 если вы думаете, 600 по-прежнему является допустимым значением для полнокадровых камер, которые спорно). И наоборот, при использовании камер среднего формата можно использовать большее число.

2 голосов
/

Хотя некоторые из этих ответов танцуют вокруг него, ни один из них не указывает, что «Правило 600/500» было получено на основе предположения о стандартном размере дисплея и расстоянии просмотра. То есть: размер дисплея 8x10 дюймов, видимый на 10-12 дюймов человеком с зрением 20/20.

Стандартные условия отображения / просмотра дают круг путаницы около 0,030 мм для пленки / датчика размером 36x24 мм, CoC около 0,020 мм для датчика обрезки APS-C 1,5X и CoC около 0,019 мм для датчика урожая 1.6X APS-C.

«Правило 600» является более щедрым и основано на CoC около 0,050 мм для FF камеры. Некоторые из более широких допусков, вероятно, могут быть основаны на сложности точной фокусировки на звездах с пленочными камерами, которые использовались в то время, когда было получено правило - разделенные призмы бесполезны для помощи в фокусировке на точке, а не на очень многих линиях. Астрофотоснимки дня, снятые 35-мм камерами, были сфокусированы с использованием метки бесконечности на шкале фокусировки объектива (или жесткой остановки на бесконечности , которую имели многие объективы в то время), и, таким образом, звезды на полученном изображении были еще большие размытые круги, чем было бы в случае с правильно сфокусированными точками.

1 голос
/

Стоит более точно рассчитать, как долго вы можете выставляться, прежде чем получите звездные следы. Если вы используете эмпирическое правило и / или методы проб и ошибок до тех пор, пока не получите правильные результаты, вы, вероятно, недооцените максимальное время экспозиции, которое в конечном итоге приведет к большему шуму, так как вы добьетесь получения окончательного изображения менее чем оптимальным путь.

Нетрудно рассчитать максимальное время экспозиции, если вы заранее знаете, какие объекты на небе вы хотите сфотографировать. Объект находится под определенным углом относительно оси вращения Земли, который задается на 90 градусов минус так называемое склонение объекта. Например. если объект интереса - галактика Андромеды, то [вы можете найти здесь] [1], что склонение составляет 41 ° 16 ′ 9 ″, следовательно, угол w.r.t. ось вращения Земли составляет 48,731 градуса. Если поле обзора велико, возможно, вы не хотите, чтобы звездные тропы появлялись к югу от Андромеды, поэтому вам нужно рассмотреть больший угол. Предположим, вы решили, что этот угол будет, и давайте назовем этот угол альфа.

Затем нам нужно знать, какова угловая скорость объекта под углом альфа относительно оси вращения Земли. Если мы проецируем небесные объекты на единичную сферу, тогда расстояние до оси вращения равно sin (альфа). Сфера вращается вокруг своей оси один раз в каждый звездный день, что составляет 23 часа 56 минут 4,01 секунды (это чуть меньше 24 часов, потому что Земля вращается вокруг Солнца, поэтому Земля должна вращаться немного вокруг своей оси, чтобы Солнце было в том же месте). Это означает, что скорость движения объекта:

Омега = 2 пи грех (альфа) / (86164,01 секунды) = 7,2921 * 10 ^ (- 5) грех (альфа) / секунда

Датчик камеры находится в центре сферы, поэтому он находится на расстоянии 1 от точек на сфере, что делает скорость на поверхности сферы также соответствующей угловой скоростью в радианах в секунду.

Угловое разрешение изображения определяется размером пикселя, деленным на фокусное расстояние. Размер пикселя можно рассчитать, взяв квадратный корень из соотношения между размером датчика и количеством пикселей. Типичный датчик обрезки может иметь размер пикселя 4,2 микрометра. Если фокусное расстояние составляет 50 мм, то ограничение углового разрешения из-за конечного размера пикселя, таким образом, составит 8,4 * 10 ^ (- 5) радиан. Разделив это на угловую скорость, Омега дает максимальное время воздействия, выше которого звездные следы становятся видимыми в идеальном случае. В общем случае для пикселей с размером s и фокусным расстоянием f это выражается следующим образом:

T = s / (4,2 микрометра) (57,6 мм / фут) / sin (альфа) секунд

...