Johan van der Wielen ~ Nature Photography

Nachtfotografie deel 6: sluitertijd: 400 regel & NPF regel

Nachtfotografie wordt steeds populairder. Met de steeds betere camera’s wordt de nachtelijke hemel ontdekt en gaan natuurfotografen naar buiten om het nachtelijke licht te vangen. Foto’s van sterrenhemels, Melkweg, de maan en sterrensporen prijken op steeds meer tijdlijnen. Maar hoe doe je dat nou in de nacht?

De nacht donker, dus hele lange sluitertijden. Helaas heb je dan een probleem, omdat de aarde draait zie je al de sterren bewegen. Er zit dus een max. aan de mogelijke sluitertijd maar hoe bepaal je nou die maximale sluitertijd?

Een overdreven voorbeeld (2 minuten belichting) waarbij de sterren sporen trekken door de draaiing van de aarde.

Maximale sluitertijd: 400 regel

De aarde draait continu om zijn eigen as. Voor ons is dat niet zichtbaar maar de aarde gaat een stuk sneller dan je zou verwachten. Dat ontdek je als je in de nacht gaat fotograferen. Omdat de sterren niet draaien krijgt je bij een lange sluitertijd de draaiing van de aarde in beeld: de sterren beginnen sporen te trekken, ze zijn niet meer zichtbaar als puntjes maar als ovaaltjes of zelfs kleine streepjes. Hoe verder je inzoomt hoe sneller dit effect zichtbaar wordt .

Je kunt dus niet een oneindig lange sluitertijd gebruiken als je de sterren als stippen wilt vastleggen, een stilstaande sterrenhemel. De maximale sluitertijd zonder het draaiingseffect is dan ook afhankelijk van de gekozen brandpuntsafstand. Ook de cropfactor van je camera is van belang, immers, een kleinere sensor zorgt voor een grotere vergroting en daarmee sneller zichtbaar wordend draaiingseffect.

Er zijn diverse rekenregels ontwikkeld om te bepalen hoe lang je sluitertijd mag zijn afhankelijk van brandpuntsafstand en gebruikte camera. In de analoge tijd werkt gewerkt met de 500 regel. Met de komst van hogere resolutie digitale camera’s is deze omgevormd tot de wat conservatievere 400 regel.

Per camera en brandpuntsafstand kun je de maximaal acceptabel sluitertijd als volgt berekenen:

    \[ max.\; sluitertijd = \frac{400}{(brandpuntsafstand \times cropfactor)} \]

Rekenvoorbeeld 1

Nikon D5600 APS-C camera (1,5x crop) met een 18mm brandpuntsafstand:

    \[ max.\; sluitertijd = \frac{400}{(18 \times 1,5)} = 15" \]

Rekenvoorbeeld 2

Olympus OM-D E-M10 Mark II, MFT camera (Micro Four thirds, 2x crop) met een 12mm brandpuntsafstand op f/2.8:

    \[ max.\;sluitertijd = \frac{400}{(12 \times 2)} = 16,6" \simeq 17 \]

Rekenvoorbeeld 3 (zie foto’s)

Canon 5D Mark IV Fullframe camera (1x crop) met een 80mm brandpuntsafstand:

    \[ max.\; sluitertijd = \frac{400}{(80 \times 1)} = 5" \]

Sterrenbeeld Orion met fullframe camera en 80mm brandpuntsafstand.
100% uitsnedes van vorige beelden, je ziet dat vanaf 8″ (beter nog vanaf 13″) de sterren streepjes worden.

Ga vooraf alvast thuis rekenen met jouw eigen spullen om te kijken tot welke sluitertijd jij mag belichten voor een stilstaande sterrenhemel.

Beter: NPF regel

De 400 regel werkt eenvoudig maar is toch nog wat beperkt. Immers, de sluitertijd is ook afhankelijk van de hoek die je maakt t.o.v. het draaipunt van de aarde en de locatie op aarde. Daarnaast gaat de 400 regel uit van een soort standaard camera terwijl een camera met meer mega pixels eerder last zal krijgen van de draaiing wegens een grotere resolutie.

De ingewikkeldere NPF regel houdt wel rekening met de resolutie van je camera (bron: Frédéric Michaud). De NPF regel werkt als volgt:

    \[ max.\;sluitertijd = \frac{35 \times diafragmawaarde + 30 \times pixel\; pitch}{brandpuntsafstand} \]

NPF staat voor N (dimensieloos diafragmagetal), P (pixel pitch) en F (focal length, ofwel brandpuntsafstand).

Diafragma en brandpuntsafstand zijn makkelijk in te vullen waarden, de moeilijkheid zit in de pixel pitch, maat voor resolutie (pixel per lengte eenheid). Die kun je als volgt berekenen:

    \[ Pixel\; pitch (in µm) = \frac{1000 \times lengte\;sensor\;(mm)}{aantal\; pixel\; in\; de\; lengte} \]

We kunnen nu dezelfde rekenvoorbeeld erbij nemen om te kijken wat de waarden van de maximale sluitertijd zijn volgens de NPF regel.

Rekenvoorbeeld 1

Nikon D5600 APS-C camera (1,5x crop) met een 18mm brandpuntsafstand op f/2.8:

    \[ Pixel\; pitch\; (in\; \mu m) = \frac{1000 \times 23,6\;mm}{4310\;px} = 5,48\; \mu m\]

    \[ max.\;sluitertijd = \frac{35 \times 2.8 + 30 \times 5,48\; \mu m}{18} = 14,6 \simeq 15" \]

Rekenvoorbeeld 2

Olympus OM-D E-M10 Mark II, MFT camera (Micro Four thirds, 2x crop) met een 12mm brandpuntsafstand op f/2.8:

    \[ Pixel\; pitch\; (in\; \mu m) = \frac{1000 \times 17,6\;mm}{4640\;px} = 3,73\; \mu m\]

    \[ max.\;sluitertijd = \frac{35 \times 2.8 + 30 \times 3,73\; \mu m}{12} = 17,6 \simeq 18" \]

Rekenvoorbeeld 3 (zie foto’s)

Canon 5D Mark IV Fullframe camera (1x crop) met een 80mm brandpuntsafstand op f/2.8:

    \[ Pixel\; pitch\; (in\; \mu m) = \frac{1000 \times 36,0\;mm}{6880\;px} = 5,23\; \mu m\]

    \[ max.\;sluitertijd = \frac{35 \times 2.8 + 30 \times 5,23\; \mu m}{80} = 3,2 \simeq 3" \]

400 vs. NPF regel

Als je deze berekende waarden vergelijkt met de 400 regel dan zie je dat deze redelijk overeenkomen. Hoewel de NPF regel exacter geldt kun je deze voor het gemak vervangen door de 400 regel.

Er echter zijn ook gevallen waarbij de 400 regel en NPF regel ver uit elkaar liggen. Bijvoorbeeld met een Canon 5D Mark IV op 12mm f/2.8. Volgens de 400 regel zou je dan 33,3″ mogen belichten, volgens de NPF regel slechts 21″. Dat scheelt nogal.

In apps als Photopills en PlanIt worden zowel de waarden van de NPF regel als verouderde 500 regel voor jou berekend als je je camera en brandpuntsafstand opgeeft. Dan hoef je niet zelf te rekenen. Neem dan de snelste van de twee waarden om zeker te zijn!

Tip: wil je niet met de ingewikkelde NPF regel werken, neem dan de 400 regel maar wees wat conservatief en probeer altijd iets sneller te zijn dan de berekende maximale sluitertijd.

Fullframe camera op 15mm. Max sluitertijd = 17″ (NPF), gebruikte sluitertijd 8″.
100% uitsnede laat inderdaad zien dat de sterren puntjes zijn.

Overige tutorials nachtfotografie

In deze uitgebreide reeks tutorials over nachtfotografie ga ik in op de volgende onderwerpen:

  1. Voorbereiding – locatie bepaling
  2. Voorbereiding – wanneer en hoe laat?
  3. Wat neem je mee? Materiaal
  4. Compositie en algemene instellingen
  5. Belichting in de nacht
  6. 400 regel en NPF regel
  7. Scherpstelling in de nacht
  8. Sterrensporen

Andere tutorials nachtfotografie

Alle tutorials nachtfotografie

Lees Interacties

Reacties

  1. F.J. Kosterman zegt

    Beste Johan,

    Ben nog maar een beginneling in de astrofotografie, en ben vooral bezig met de 400 – 500 – 600 regel.
    De NPF regel lijkt mij interessant, en wil hem dan ook eens proberen.
    Moet ik met de NPF regel ook nog rekening houden met de cropfactor,
    of is dat hier helemaal niet van toepassing?

    Beantwoorden

    • Johan van der Wielen zegt

      Beste F.J,

      Dank je wel voor je bericht. Nee, bij de NPF hoef je geen rekening te houden met de cropfactor omdat dat reeds verrekend is in de pixel pitch (1000 x lengte sensor (mm) / aantal pixel in de lengte), daarin zitten grootte sensor èn aantal pixels.

      Succes, Johan

      Beantwoorden

Geef een reactie

Je e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *