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그것이 알고 싶다~
궁금한 카메라 상식 !
조리개는 어떻게 심도를 조절하나
카메라를 처음 구입하고
카메라에서 자동으로 지정해 주는 노출로 사진을 찍다가 조금 더 사진에 관심을 가지게
되면 수동모드 라는것을 알게되고 적정노출의 의미와 조리개와 노출시간의 상관관계를
공부하게 된다. 조리개는 렌즈의 사용면적을 조절하는것이고 노출시간은 센서(혹은필름)에
빛을 비추는 시간을 조절하는 것으로 두 개를 적절히 조정하여 적정노출을 하면 허옇게 뜨거나
어두컴컴하지 않은 적정노출의 사진을 얻을 수 있다는 것이다.
적정노출에 자신이 생기면서 다음에 관심을 가지게 되는 것은 멋진 모델이 쨍하게 초점이
맞았는데 뒷배경은 아주 부드럽게 흐려져 있어 모델만이 멋지게 사진상에서 강조되는
사진이라던지 바로 눈앞에 있는 고추잠자리와 멀리의 배경이 전부 초점이 맞아 가을분위기의
표현이 잘되어있는 사진 등을 보면서 흉내내 보면 생각대로 표현이 잘 안 되는 경우가 발생하게
된다.
주변에 사진을 좀 안다는 지인에게 묻게되면 간단하게는 초점 맞은 곳만 선명하게 하려면
조리개를 확 열고, 먼곳과 가까운곳을 다 선명하게 찍으려면‘조리개를 최대한 조여라’라는
이야기를 한다. 자~ 지금부터 조리개가 사진에 미치는 효과에 대해 철저하게 파헤쳐 보자.
■ 글 이혁기
피사계심도
피사계 심도란, 사진상에서 초점이 잘 맞고 있는 것처럼 보이는 영역의 간격이다.
이론적으로는 사진용 렌즈에 대해서는 초점 맞춘 곳은 단 하나의 평면이지만 일반적으로 그
앞뒤로 충분히 초점 맞은 것 처럼 선명한 상을 보여주는 거리 범위가 있다. 그 범위를 피사계
심도라고 부른다.
피사계심도는 왜 발생할까?
센서의 픽셀크기가 무한히 작다면 가장 작은 점을 포착하겠지만 유감스럽게도 센서의
허용착란원의 크기(이미지프로세싱을 거쳐 한점으로 인식되는 크기로 정확히는 촬상면의 허용
착란원 크기라고 함)는 수 미크론의 크기를 가지므로 그것보다 렌즈에서 온 빛의 다발이
작아지면 카메라는 작아진 것을 못 느끼게 된다. 즉 초점을 맞춘 곳의 앞뒤로 어느 정도
범위에서는 초점이 맞은 것으로 인식하게 된다. 이때 앞뒤 어느 정도 범위라는것이 바로
초점심도이다.
초점이 맞은 것으로 보이는 범위가 좁으면 초점심도가 얕다고 하고 넓으면 초점심도가
깊다고 표현한다.
조리개가 심도를 변화시킨다
이러한 현상들은 피사체에서 나와 렌즈를 통과하는 빛의 면적에 따라서 영향을 받는다. 아래
그림에서는 조리개의 크기에 따라 심도의 범위가 변하는 것을 알 수 있다.
착란원
카메라에서 하나의 점으로 인식되는 최대 크기의 원.
심도
렌즈와 센서간의 거리를 이동해도 착란원 크기보다 빛의 다발이 작아 센서가 하나의 점이라고
인식하는 범위.
두 착란원의 거리만큼 렌즈와 센서의 간격이 변해도 초점이 맞은 것으로 촬영된다.
초점거리, F넘버와 피사계 심도
일반적으로 피사계 심도는 렌즈의 촛점거리, F넘버, 허용 착란원의 크기에 의존한다.
구체적으로는 아래와 같이 수식으로 표현된다.
* 과촛점거리의 계산
먼저 무한대의 피사체에 핀트를 맞추었을 때 피사계 심도의 끝에 아슬 아슬하게 들어가는
거리인 과촛점거리를 계산한다. 과촛점거리를 H, 렌즈의 촛점거리를 f, 렌즈의 F넘버를 N,
허용 착란원의 직경을 c로 하면 그 관계는 다음과 같이 된다.
이 값을 가지고 일정거리의 피사체에 초점을 맞추었을 때 피사계 심도의 전후 위치를
계산한다. 피사체의 거리를 s, 피사계 심도의 앞부분을 DN, 뒷부분을 DF로 하면 아래와
같이 된다.
상기의 식에서 , 피사계 심도는 렌즈의 초점거리가 짧을 수록, 또한 조리개를 좁힐수록
깊어진다. (주* 그렇다고 무작정 초점거리를 짧게 하면 왜곡과 화각문제가 있고, 조리개를
지나치게 조이면 빛의 회절현상에 의해서 화상품질에 문제가 발생한다.)
또한 렌즈의 초점거리가 길고 조리개를 열어줄수록 심도는 얕아지게 된다. 이 원리를 사진에
적용하면 다음과 같은 사진으로 표현된다.
▲GX-20 + 85mm F1.4 1/1000sec
▲GX-20 + 85mm F5.6 1/60sec
피사체와의 거리가 심도를 변화시킨다.
심도는 렌즈가 동일하다면 피사체와 렌즈의 거리에 따라서 변한다.
피사체가 가까울수록 심도가 얕고 피사체가 멀수록 심도가 깊다.
즉 같은 노출 조건하에서는 가까이 다가가서 찍을 수록 배경이 흐려진다는 것이다.
(물론 가까이 갈수록 전신->상반신->얼굴 등으로 찍히는 범위는 좁아지지만 배경은
점점 더 흐려진다.)
극단적으로 심도가 얕아지는 매크로사진
피사체에 접근하여 세밀한 사진을 찍기위한 매크로 렌즈라면 가까워진만큼 더욱 심도는
얕아지게 된다.
예로서 100mm매크로렌즈로 잠자리, 나비나 벌 등의 피사체에 100mm정도 거리에 접근하여
촬영한다면 심도는 극단적으로 얕아져 F16으로 조이더라도 1~2mm 이내로 정확히 맞추지 않으면
뿌옇게 흐려져 버리고 만다. 그래서 손으로 들고 촬영하는 경우 AF를 잡더라도 몸이나 손의
흔들림에 의해서 초점이 어긋나는 경우가 자주 발생하므로 삼각대 사용하는것을 권하는 것이다.
사진에서는 메뚜기의 눈에 초점을 맞추었는데 턱은 심도 범위에서 벗어나 흐려져 보이고 있다.
▲GX-20 + 60mm F22 1/180sec | 
