NPF-Regel vs. 500er-Regel: Scharfe Sterne in der Astrofotografie
Für punktförmige Sterne gibt es zwei Faustformeln — die schnelle 500er-Regel und die präzise NPF-Regel, die Pixelpitch und Blende berücksichtigt.
Die Erde dreht sich, und damit wandern auch die Sterne scheinbar über den Himmel. Belichtet man bei der Astrofotografie zu lange, werden aus Sternpunkten kleine Striche — sogenannte Startrails. Wer einen Sternhimmel mit punktförmigen Sternen einfangen möchte, braucht eine maximale Belichtungszeit, die kurz genug ist, damit die Bewegung im Bild nicht sichtbar wird. Zwei Faustregeln helfen dabei: die altbekannte 500er-Regel und die deutlich präzisere NPF-Regel.
Warum Sterne zu Strichen werden
Die scheinbare Bewegung der Sterne entsteht durch die Erdrotation. Sie ist am Himmelsäquator am größten und nimmt zu den Himmelspolen hin ab. Wie stark sich die Bewegung im fertigen Bild auswirkt, hängt von der Brennweite (je länger, desto schneller wandert der Stern über den Sensor) und von der Auflösung des Sensors ab: Je kleiner die einzelnen Pixel, desto eher überstreicht ein Stern während der Belichtung mehrere Pixel und erscheint als Strich.
Die 500er-Regel
Die klassische Faustformel lautet:
t_max = 500 / (äquivalente Brennweite)
Dabei ist t_max die maximale Belichtungszeit in Sekunden und die äquivalente Brennweite die reale Brennweite multipliziert mit dem Crop-Faktor. Für ein 20-mm-Objektiv an Vollformat ergibt das 500 / 20 = 25 Sekunden, an APS-C (Crop 1,5) hingegen 500 / 30 ≈ 16,7 Sekunden.
Neben der 500er-Regel kursieren auch die 600er- oder 300er-Varianten, die mit anderen Konstanten denselben Ansatz verfolgen. Die 500er-Regel ist schnell im Kopf zu rechnen und für eine grobe Orientierung brauchbar — den exakten Wert für Ihre Brennweite liefert der 500er-Regel-Rechner.
Warum die 500er-Regel zu großzügig ist
Das Problem: Die 500er-Regel stammt aus der Zeit analoger Filme und niedrig auflösender Sensoren. Sie berücksichtigt weder die Pixeldichte moderner Sensoren noch die Blende. Auf einem hochauflösenden Sensor mit sehr kleinen Pixeln überstreicht ein Stern in derselben Zeit deutlich mehr Pixel als auf einem grobpixeligen Sensor. Die 500er-Regel erlaubt dann zu lange Belichtungszeiten, und die Sterne werden bei 100-Prozent-Ansicht bereits sichtbar zu kleinen Strichen — auf dem Kameradisplay oder einem kleinen Druck fällt das oft erst spät auf.
Die NPF-Regel
Die NPF-Regel wurde entwickelt, um genau diese Schwächen zu beheben. Sie bezieht drei Größen ein: die Blende (N, daher das „N“), den Pixelpitch (also die Größe eines einzelnen Pixels, „P“) und die Brennweite (F). Eine gebräuchliche Form lautet:
t_max = (35 × N + 30 × p) / f
Dabei ist N die Blendenzahl, p der Pixelpitch in Mikrometern und f die reale Brennweite in Millimetern. Den Pixelpitch erhält man aus der Sensorbreite geteilt durch die horizontale Pixelzahl, umgerechnet in Mikrometer.
Die NPF-Regel liefert in der Regel deutlich kürzere — und damit realistischere — maximale Belichtungszeiten als die 500er-Regel. Sie trägt der Tatsache Rechnung, dass:
- eine offenere Blende durch die Lichtbeugung kleinere Sternscheibchen erzeugt, sodass etwas mehr Bewegung toleriert wird;
- kleinere Pixel die zulässige Belichtungszeit verkürzen, weil ein Stern schneller über mehrere Pixel wandert;
- längere Brennweiten die Bewegung vergrößern und damit die Zeit verkürzen.
Es existiert auch eine „akkuratere“ NPF-Variante mit zusätzlichen Faktoren, doch die obige Form ist für die Praxis ausreichend. Den genauen Wert für Ihre Kombination aus Blende, Pixelpitch und Brennweite berechnet der NPF-Rechner.
Der Einfluss der Deklination
Beide Regeln gehen vom ungünstigsten Fall aus, also von Sternen am Himmelsäquator, die sich am schnellsten bewegen. Sterne nahe dem Himmelspol (in der Nähe des Polarsterns auf der Nordhalbkugel) bewegen sich langsamer, sodass dort längere Belichtungszeiten möglich wären. Genauere Berechnungen berücksichtigen die Deklination des fotografierten Himmelsausschnitts über einen zusätzlichen Faktor. Für die meisten Aufnahmen ist es jedoch sicherer, vom ungünstigsten Fall auszugehen.
Wann welche Regel?
Die Wahl hängt vom Anspruch und vom Verwendungszweck ab:
- 500er-Regel: schnell, gut für eine erste Schätzung, ausreichend, wenn das Bild nur klein gezeigt wird oder etwas Bewegungsunschärfe in den Sternen toleriert wird.
- NPF-Regel: präziser, empfehlenswert bei hochauflösenden Sensoren, großen Drucken, 100-Prozent-Ansicht oder hohem Anspruch an punktförmige Sterne.
In der Praxis bewährt sich ein zweistufiges Vorgehen: Mit der 500er-Regel verschafft man sich vor Ort schnell eine Orientierung, und für das ernsthafte Ergebnis prüft man mit der NPF-Regel nach. Häufig liefert die NPF-Regel nur etwa die Hälfte bis zwei Drittel der Zeit, die die 500er-Regel zulässt — ein deutlicher Unterschied, der über scharfe oder leicht verwischte Sterne entscheidet.
Praxistipps
Wer mit der NPF-Regel zu kurze Belichtungszeiten erhält, um genügend Licht einzufangen, hat mehrere Optionen: eine offenere Blende, eine höhere ISO oder das Stacken mehrerer Aufnahmen, um Rauschen zu reduzieren. Eine Nachführung (Star Tracker) hebt die Zeitgrenze ganz auf, weil sie die Erdrotation ausgleicht — dann werden allerdings irdische Vordergrundobjekte unscharf. Letztlich ist die maximale Belichtungszeit immer ein Kompromiss zwischen punktförmigen Sternen und ausreichender Belichtung.