摄影 / 夜空

星轨计算器:NPF快门与堆栈方案

使用500法则和完整NPF规则估算未跟踪拍摄点状星星的快门时间。根据赤纬、单帧曝光时间和间隔,规划有意拍摄的星轨弧线,并计算帧数和总拍摄时间。

星轨计算器:NPF快门与堆栈方案: 使用精度因子k = 1的完整NPF表达式和粗略的500法则。堆栈规划器假设天球赤道处的运动速度为每小时15度,并按cos(赤纬)进行缩放;帧数向上取整为整帧,且不添加最后一个间隔。 完全在浏览器中本地运行,文件不会上传到服务器。

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点状星星:最长快门估算

500法则20.83秒
完整NPF,k = 14.35秒
500 rule: t = 500 / (f × crop)
NPF: t = (16.9N + 0.10f + 13.7p) / (f × cos δ)

NPF使用以mm为单位的实际焦距和以微米为单位的像素间距。像素间距等于传感器宽度(mm)× 1000 /图像宽度(像素)。精度系数k = 1是更严格的设置。NPF给出的时间通常比500法则更短,但先后关系取决于输入值。请检查测试帧;这些法则只是对未跟踪相机的估算。

NPF公式:Frédéric Michaud,勒阿弗尔天文学会。

有意轨迹:堆栈规划器

帧数233
起始到起始间隔31秒
总拍摄时间120.37分钟

目标需要120分钟。完整帧数覆盖约30.092度,快门开启时间为116.5分钟。最后一帧之后不会添加间隔。

Rate ≈ 15 × cos δ degrees/hour
Target seconds = arc / rate × 3600
Frames = ceil((target seconds + gap) / (shutter + gap))
Total seconds = frames × shutter + (frames − 1) × gap

弧线表示天球上的角路径长度,按cos(赤纬)缩放,而不是绕天极的旋转角度。15度/小时的模型是近似值。镜头投影会改变可见轨迹的长度。间隔可能留下点状轨迹;长曝光降噪可能增加额外间隔。

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NPF与500规则

Frédéric Michaud,勒阿弗尔天文学会,《NPF规则》:https://sahavre.fr/wp/regle-npf-rule/。完整公式:t = k(16.9N + 0.10f + 13.7p) / (f cos δ),其中此处k = 1。N是光圈,f是以mm为单位的实际焦距,p是以微米为单位的像素间距。作者的页面还介绍了500规则,即500 /(裁切系数乘以焦距)。

天空的视运动

美国海军天文台,恒星时:https://aa.usno.navy.mil/data/siderealtime。恒星大约每个恒星日自转一周。规划工具使用每小时约15 degrees的请求模型;其余弦缩放表示沿赤纬圈的路径长度,而不是绕天球极点的位置角。间隔会中断星轨。

使用方法

  1. 输入焦距、裁切系数、光圈、像素间距和赤纬。
  2. 比较点状星星适用的500法则和完整NPF估算结果。
  3. 设置目标角路径长度和帧间隔,规划有意拍摄的星轨。

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常见问题

为什么需要像素间距?

像素越小,越早能看出运动。以微米为单位的像素间距,等于传感器宽度(毫米)乘以1000,再除以图像宽度(像素)。计算NPF时请输入实际焦距;裁切系数仅用于500法则。

目标弧线指的是围绕天极旋转吗?

这里指的是天球上的角路径长度。该路径会按cos(赤纬)减慢;围绕天极的旋转角度是另一种度量。镜头投影也会影响最终照片中的星轨长度。

NPF是否总是比500法则更短?

不是。对于现代相机设置,NPF通常更严格,但两者的先后取决于光圈、像素间距和赤纬。这些只是估算值,请检查一张测试曝光照片。

为什么赤纬限制在90度以下?

余弦模型在天极处会趋近于零运动,使估算时长变得没有上限。目前支持-89.9到89.9度的数值。

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