천체 사진의“600 규칙”은 무엇입니까?
답변:
별이 움직입니다. 다른 움직임과 마찬가지로 노출 중에 센서에서 얼마나 많이 움직이는 지에 대한 관심이 있습니다. 단일 픽셀 내에서만 발생하는 움직임은 센서가 캡처 할 수있는 움직임이 아닙니다. 즉 움직임이 정지 된 것처럼 보입니다.
그러나 노출 중에 움직임이 여러 픽셀을 가로 질러 점을 찍으면 움직임이 흐릿하게 보입니다 (이 경우에는 별 흔적). "600의 규칙"과 같은 규칙은 대부분의 초점 거리에 대해 거의 동일한 동작 흐림 효과를 생성하는 노출 시간을 제공한다는 점에서 휴대용 노출의 "1 / 초점 길이 규칙"과 유사합니다.
파생은 매우 간단합니다.
- 하늘은 24 시간 동안 360도 회전하거나 초당 0.0042 호 회전합니다.
- 풀 프레임 카메라와 24mm 렌즈를 가정하면 가로보기는 73.7 도입니다. ( wikipedia의 화각 기사 참조 )
- 24Mpx 센서 (6000x4000, 예를 들어 Nikon D600)를 가정하면 73.7 도는 6000 개의 수평 픽셀로 투사되어 도당 81.4 픽셀을 제공합니다.
- 24mm 렌즈를 가정하면 "600의 규칙"은 600 / 24mm = 25 초의 노출을 제공합니다.
- 25 초 안에 하늘이 ~ 0.1도 이동합니다.
- 24mm 렌즈가 장착 된 24Mpx 풀 프레임 카메라의 경우 0.1 도는 8.5 픽셀로 변환됩니다.
600 규칙에 따르면,이 8.5 픽셀은 스타 포인트가 스타 트레일로 바뀌기 전에 허용 가능한 최대 이동 흐림을 나타냅니다. (이것은 규칙이 말한 것입니다. 8 픽셀 스미어가 특정 목적에 적합한 지 여부는 다른 논의입니다.)
400mm 렌즈를 같은 공식에 꽂으면 노출 시간 동안 최대 1.5 초의 노출 시간과 7.3 픽셀의 움직임이 발생합니다. 따라서 정확한 규칙은 아닙니다-초점 거리에 따라 흐림이 약간 다릅니다. 그러나 경험 상으로는 거의 비슷합니다.
동일한 24Mpx 해상도 (예 : Nikon D3200)의 1.5x 자르기 센서를 사용하고 초점 거리를 사용하여 동등한 시야각을 제공하는 경우, 예를 들어 16mm 초점 거리, 37.5 초 노출 시간 및 12.7 픽셀 흐림이 있습니다. 50 % 더 흐릿합니다.
이 경우, 자르기 센서 카메라의 "400의 규칙"은 전체 프레임 예제의 "600의 규칙"과 동일한 흐림 효과를줍니다.
실제 초점 길이가 아닌 동등한 규칙을 가진 "600의 규칙"(또는 더 작은 분자를 가진 더 엄격한 버전)을 사용하는 것이 좋습니다. 그러면 규칙은 더 작은 센서에 대해 동일한 결과를 제공합니다. (예 : 1.5x 크롭 센서에서 16mm는 풀 프레임에서 24mm에 해당합니다. 최대 노출 시간을 계산하려면 "16mm 실제"초점 거리 대신 "24mm 환산"을 사용하십시오.)
다른 별들은 지구를 기준으로 다른 속도로 움직입니다. 가장 빠른 움직임은 천구의 적도를 따르는 반면 , 천구의 극 별 (북반구의 폴라리스)은 거의 움직이지 않습니다.
이 그림에서 wikimedia commons의 효과를 볼 수 있습니다. Polaris는 중간에 고정 된 점으로 나타나는 반면 다른 별은 그 주위를 돌고 있으며 Stars Trail의 길이는 Polaris와의 거리에 따라 증가합니다.
위의 계산은 그림에 천상의 적도를 따라 움직이는 별이 포함 된 최악의 시나리오에 대한 것입니다.
테이크 아웃 메시지는 "600의 규칙"에있는 600이 카메라 해상도, 센서 크기, 하늘에서 카메라를 가리키는 위치 및 허용되는 흐림으로 간주되는 항목에 따라 달라진다는 것입니다.
블러를 줄이려면 더 작은 숫자를 사용하십시오.
반대로, Polaris를 근접 촬영하거나 저해상도 카메라를 사용하거나 저해상도 출력 형식을 대상으로하는 경우 더 높은 숫자를 사용할 수 있습니다.
600의 규칙에 따르면 스타 트레일을 '제거'하려면 노출 시간을 초 단위로 600을 촬영 렌즈의 초점 길이로 나눈다. 20mm 렌즈는 30 초, 300mm 렌즈는 2 초입니다.
물론 (모션 블러와 마찬가지로) 스타 트레일을 제거하지 않습니다. 트레일을 주어진 확대에 대해 허용 가능한 수준으로 줄이면됩니다. 유일한 완벽한 솔루션은 "완벽하게 정렬 된 추적 적도 탑재"이며 그러한 것은 없습니다.
병인은 불가능하지는 않지만 어려울 수 있습니다. '1 / 초점 길이 셔터 속도보다 느린 핸드 홀드'와 같은 것입니다. 대부분의 경우에 적용되는 경험이 많거나 일반적인 지혜입니다.
장단점 (및 수학)에 대한 설명은 여기에서 찾을 수 있습니다. http://blog.starcircleacademy.com/2012/06/600-rule/
스타 트레일에 대한 흥미롭고 일반적인 토론은 여기에서 찾을 수 있습니다 : http://blog.starcircleacademy.com/startrails/
이 규칙은 밤하늘의 사진을 찍을 때 사용해야하는 셔터 속도에 적용됩니다. 규칙은 다음과 같습니다.
- 초점 거리 L의 렌즈를 사용하여 밤하늘의 장시간 노출 사진을 촬영할 때 (고정식 카메라 사용) 별의 흐릿함을 피하기 위해 사용해야하는 최대 셔터 속도는 600 / L 초입니다.
예를 들어, 300mm 렌즈를 사용하는 경우 (600/300) = 2 초 이하의 셔터 속도를 사용하는 경우 별을 빛의 점이 아닌 선으로 보는 것을 피해야합니다.
내가 알 수있는 한, 누가 규칙을 만들 었는지 또는 어떻게 파생되었는지에 대한 기록이 없지만 35mm 필름을 사용한 시행 착오를 기반으로했을 것입니다. (프레임 크기)를 오늘의 카메라보다, 반올림 (또는 내림)하여 근사한 600으로 반올림합니다.
신청에 관해서는주의를 기울여야합니다. 최신 디지털 센서는 35mm 필름보다 훨씬 선명하여 모션 블러와 관련하여 허용 오차가 적습니다. 또한, 오늘날 대부분의 디지털 카메라는 36mm x 24mm의 35mm 필름보다 작은 센서를 가지고 있습니다. 즉, 낮은 허용 오차도 있기 때문에 자른 센서 카메라를 사용할 때 400 규칙과 비슷하게 조정해야합니다. 600이 여전히 풀 프레임 카메라에 유효한 값이라고 생각하면 논쟁의 여지가 있습니다). 반대로 중형 카메라를 사용하는 경우 더 많은 수를 사용할 수 있습니다.
이러한 답변 중 몇 가지가 그 주위에서 춤을 추고 있지만, "600/500의 규칙"은 표준 디스플레이 크기와 시청 거리를 가정하여 도출되었다고 지적하지 않습니다. 즉, 20/20 시야를 가진 사람이 10-12 인치에서 볼 수있는 8x10 인치 디스플레이 크기입니다.
표준 디스플레이 / 시청 조건은 36x24mm 필름 / 센서 크기의 경우 약 0.030mm, 1.5X APS-C 크롭 센서의 경우 약 0.020mm, 1.6X의 경우 약 0.019mm 의 혼란 의 원을 생성합니다 APS-C 작물 센서.
"600의 규칙"은 조금 더 관대하며 FF 카메라의 경우 약 0.050mm의 CoC를 기반으로합니다. 더 넓은 허용량은 아마도 규칙이 도출 될 당시 사용중인 필름 카메라로 별에 정확하게 초점을 맞추기 어렵다는 점에 근거 할 수 있습니다. 분할 프리즘은 선에 초점을 맞추기보다는 점에 초점을 맞추는 데 도움이되지 않습니다. 35mm 카메라로 촬영 한 오늘의 천체 사진은 렌즈의 초점 스케일에 무한대 표시를 사용하여 초점이 맞춰졌으며 (또는 당시 많은 렌즈보다 무한대에서 멈춤 ) 결과 이미지의 별은 흐릿한 원보다 포인트가 올바르게 초점을 맞춘 경우입니다.
스타 트레일을 얻기 전에 얼마나 오래 노출 할 수 있는지 더 정확하게 계산하는 것이 좋습니다. 문제가 해결 될 때까지 경험 법칙 및 / 또는 시행 착오 방법을 사용하는 경우 최대 노출 시간을 과소 평가하여 최종 이미지를 최적이 아닌 상태로 생성 할 때 더 많은 노이즈가 발생할 수 있습니다. 방법.
하늘에서 어떤 물체를 촬영할지 미리 알고 있으면 최대 노출 시간을 계산하는 것이 어렵지 않습니다. 물체는 지구의 회전축에 대해 특정 각도에 있으며, 소위 물체의 경사를 뺀 90 도입니다. 예를 들어, 관심 대상이 안드로메다 은하 인 경우 [1 여기에서 찾을 수 있습니다] [1] 편각은 41 ° 16 ′ 9 ″이므로 지구의 회전축의 각도는 48.731 도입니다. 시야각이 크면 안드로메다 남쪽에 별 트레일이 나타나지 않게하려면 더 큰 각도를 고려해야합니다. 각도가 결정되었다고 가정하고이 각도를 알파라고합시다.
그런 다음 지구의 회전축을 기준으로 각도 α에있는 물체의 각속도가 무엇인지 알아야합니다. 단위 구에 천체를 투영하면 회전축까지의 거리는 sinα입니다. 구는 축일마다 한 번씩 23 시간 56 분 4.01 초인 축을 중심으로 회전합니다 (지구가 태양을 중심으로 회전하기 때문에 지구가 축을 중심으로 약간 더 회전해야하므로 24 시간보다 약간 짧습니다) 같은 장소에서). 이것은 물체의 속도가 다음을 의미합니다 :
오메가 = 2 pi sinα / (86164.01 초) = 7.2921 * 10 ^ (-5) sinα / 초
카메라 센서는 구의 중심에 있으므로 구의 점과 1 사이의 거리에 있습니다. 이렇게하면 구의 표면 속도가 관련 각속도 (초당 라디안)로 표시됩니다.
사진의 각도 해상도는 픽셀 크기를 초점 길이로 나눈 값으로 제공됩니다. 픽셀 크기는 센서 크기와 픽셀 수 사이의 비율의 제곱근을 취하여 계산할 수 있습니다. 전형적인 크롭 센서는 4.2 마이크로 미터의 픽셀 크기를 가질 수있다. 초점 거리가 50mm 인 경우 유한 픽셀 크기로 인한 제한 각도 해상도는 8.4 * 10 ^ (-5) 라디안입니다. 이것을 각속도 오메가로 나누면 이상적인 경우에 스타 트레일을 볼 수있는 최대 노출 시간을 제공합니다. 일반적으로 크기가 s이고 초점 길이가 f 인 픽셀의 경우 다음과 같이 지정됩니다.
T = s / (4.2 마이크로 미터) (57.6 mm / f) / sinα 초