点像の星を撮る──500ルールとNPFルール

星をシャープに写せるかどうかは、手ブレの少なさや運の問題ではありません。突き詰めれば計算です。地球が自転し、空が回転して見える以上、シャッターを開けていられる時間には明確な上限があります。それを超えると、星はセンサー上を移動しすぎて、点ではなく短い線として写ってしまいます。うれしいのは、この上限が焦点距離・絞り・センサーから完全に予測できるということ。それを見積もる方法が2つあります。一方は手早くおおらかで、もう一方は少し面倒ですが、拡大して確認したときにずっと正直です。

なぜ星は流れるのか──空は1時間に約15°動く

すべてはひとつの事実から始まります。地球は恒星に対して1恒星日──約23時間56分──で1回転し、これは1時間あたり約15度の見かけの回転にあたります。遅く聞こえますが、カメラはこれを拡大します。レンズを通すと星は1秒ごとに画面上を少しずつ移動し、1〜2ピクセル以上（あるいはプリントで許容できる以上）動いた瞬間に、点は線へと変わります。

つまり「点像の星」を保つシャッター時間とは、要するにこの問いへの答えです。許容できる範囲を超えて星がぶれるまで、あと何秒か？ 広角レンズほど長い露光に耐えます。1秒あたりに星が画面を占める割合が小さいからです。逆に望遠レンズはこの動きを拡大し、使える時間を大きく削ります。このトレードオフこそが両ルールの原理であり、天の川の撮り方で意図的に星を流すときに弧を描かせるのも、まったく同じ物理です。

500ルール──手早く、簡単で、ゆるやか

古典的な出発点が500ルールです。秒単位での最長露光時間は、およそ500を実効焦点距離で割った値になります。

t_max ≈ 500 / (focal length × crop factor)

クロップファクターは、フルサイズより小さいセンサーを補正するためのものです（多くのAPS-C機で約1.5倍、マイクロフォーサーズで2倍）。小さいセンサーは像の中央を切り出して拡大するため、長いレンズと同じように星の移動が目立つからです。具体例を挙げます。

暗算で済み、そこそこの画素数のカメラでさっと1枚撮るには十分です。ただし、この式が無視しているものに注目してください。絞りと、センサーの画素の詰まり具合です。1200万画素のセンサーも6000万画素のセンサーも同じ答えになりますが、それはおかしい。高画素機は同じ移動量を、より長くはっきりした線として解像してしまうからです。500ルールは、画素数が控えめで小さくプリントしていた時代に合わせて調整されたもの。今日のカメラでは楽観的すぎます。

NPFルール──より厳密で、センサーを考慮し、正確

NPFルールは現代版の補正です。目的は同じままに、500ルールが落としている2つの要素──絞りと画素ピッチ（各画素の物理的な小ささ）──を織り込みます。

t_max ≈ (35 × N + 30 × p) / focal length

ここでNはF値（絞り、例えば2.8）、pはマイクロメートル単位の画素ピッチ──おおよそセンサーの幅（mm）を横方向の画素数で割り、1000を掛けた値です。センサーが高密度ならpは小さく、明るいレンズならNは小さくなります。どちらも許容時間を短くする方向に働きます。いずれも等倍で確認したときに星の流れを見えやすくするからです。（このルールの完全な形では、星の赤緯──天の赤道からの距離──に応じた微調整も加わります。赤道近くの星は最も速く動き、天の極近くの星はほとんど動かないためです。アプリがこれを計算するので、あなたが気にする必要はありません。）

実際の数字を入れてみましょう。20 mm f/2.8のレンズを、画素ピッチが約5.9 µmの2400万画素フルサイズ機に付けた場合です。

t_max ≈ (35 × 2.8 + 30 × 5.9) / 20 ≈ 13.7 s

同じレンズで500ルールは25秒を返しました。NPFは14秒未満と言います。ウェブサイズではどちらも問題なく見えますが、画面上で等倍にすると、25秒のカットには細い線が現れ、14秒のカットは点のままです。センサーが高密度なほど、この差は広がります。これこそが高画素機にNPFが必要な理由です。その解像力が、古いルールでは想定しなかった星の移動をあらわにするのです。

ルールの選び方──そして避けられないトレードオフ

両方を頭の中で扱うシンプルな考え方です。

• 500ルール──手早い暗算。低画素センサーや、常に小さくしか見ないときには十分です。その答えは大まかな上限と考えましょう。
• NPFルール──トリミングする、大きくプリントする、あるいは高画素機で撮るときは必ずこちらを。2つが食い違ったら、短いほうの時間を信じることです。

ただし、短いシャッターには代償があります。センサーに光が当たる時間が減る＝光量が減るので、絞りを開けてISO感度を上げて取り戻すことになり、高ISOはノイズ（暗部のざらついた斑点）を増やします。これが単写での星景撮影の核心的な緊張です。シャープな星か、クリーンで明るいカットか──両立できることはめったにありません。

抜け道がスタック（加算平均）です。ノイズはランダムですが、星や淡い階調はそうではありません。シャープなNPFシャッターでまったく同じ構図のカットを数枚撮り、それらを平均すると、ランダムなノイズは部分的に打ち消し合い、本当の信号は残ります。クリーンさはおおよそ枚数の平方根に比例して向上します（4枚で約半分のノイズ、16枚で約4分の1）。長時間露光の明るさと点像の星を同時に手に入れられるのは、1枚1枚が流れの限界内に収まっているからです。カットとカットの間はカメラを完全に固定し、位置がそろうようにしましょう。

これらをヘッドランプの下で手計算する必要はありません。アプリがあなたのレンズ・絞り・センサーぴったりに500ルールとNPFの時間を計算し、そのほかの夜空向け写真計算ツールとあわせて示すので、最初の1枚を撮る前にシャッターがわかります。

クイックスタート・チェックリスト

• 原因を忘れずに──空は1時間に約15°流れるので、短いほど安全です。
• 500ルールで手早く目安を出す──500 ÷ (焦点距離 × クロップ)。
• 高画素機、あるいはトリミングや大きなプリントの予定があるなら、NPFルールで詰める。
• 2つが食い違ったら短いほうの時間を使い、その分だけ絞りを開けてISOを上げる。
• 明るい星で慎重にマニュアルフォーカスを合わせ、RAWで撮り、三脚をしっかり固定する。
• シャープなシャッターでは暗すぎるなら、同じカットを数枚スタックしてノイズに打ち勝つ。