초보자 대상 DSLR 카메라 기초-노출/조리개/심도

노출, 조리개, 심도, 셔터스피드, 감도(ISO)… DSLR 카메라 사용자라면 한번 쯤 들어봄직 한 단어다. 각종 카메라 매뉴얼이나 교육 자료에 단골처럼 등장하는 이상의 카메라 용어는 DLSR 카메라의 성능을 활용하는데 중요한 역할을 한다. 사진을 ‘빛 그림’이라고 표현하는 것은 노출, 조리개 등 빛을 조절하는 카메라 기능에 따라 극명한 결과물의 차이를 보이기 때문이다.
본보에서는 DSLR 카메라를 이제 막 구입한 초보 유저를 위해 노출과 이를 결정짓는 조리개와 심도, 감도의 의미와 활용법을 살펴보고, 추후 조명 세팅부터 RAW 파일 관리까지 DSLR 카메라 유저를 위한 컬럼을 구성한다. - 편집자 주 -

Part 1.노출과 감도(ISO), ‘어두운 곳에서도 자유롭게 촬영하자’

▲ 노출 부족 사진(좌), 적정 노출 사진(중) 노출 과다 사진(우)

▲ 감도 ISO100(좌)과 ISO800(우)으로 촬영한 사진

노출이란 카메라의 셔터와 조리개로 빛의 양을 조절해 이미지 센서에 빛이 전달되는 것을 의미한다. 이미지 센서에 도달한 빛의 양이 적당해서 양질의 사진이 나오면 이를 ‘적정 노출’이라 하고, 반대로 빛의 양이 부족하면 ‘노출 부족’, 빛의 양이 많은 상태를 ‘노출 과다’라고 표현한다. 이러한 적정 노출의 개념은 절대적인 값으로 정의할 수 있는 것은 아니다. 사진가의 판단에 따라 적정 기준이 다르기 때문이다. 피사체와 촬영 환경에 따라 적정 노출보다 노출이 부족한 사진이나 노출 과다의 사진이 더 좋을 수도 있다는 의미다. 하지만 일반적으로 누가 봐도 적당한 밝기를 가진 사진을 적정 노출의 기준으로 삼고 있다.
노출을 결정하는 요소는 크게 조리개와 셔터스피드, 감도(ISO)가 있다. 조리개와 셔터스피드는 후에 언급될 예정이다.

감도, 필름이 빛에 반응하는 감광도
감도(ISO)란 필름이 빛에 반응하는 민감 정도 즉, 빛에 필름이 변하는 속도(감광도)를 수치화한 것이다. 흔히 감도 수치를 나타내는 ISO가 감도만을 의미하는 것은 아니다. ISO는 ‘International Standards Organization’의 약어로 ‘국제 표준화 규격’을 뜻한다. 즉, ISO100 이라 함은 필름 또는 이미지 센서가 갖는 빛의 감광도가 국제 표준화 규격 100에 해당한다는 의미다. 디지털 이전 필름시절에는 DIN/ASA 또는 ISO 등의 이니셜 뒤에 숫자를 표기해서 필름의 감도를 표현했다. DIN은 독일 표준 규격, ASA는 미국 표준 규격을 뜻하며, 오래된 필름 카메라는 필름의 감도를 카메라에서 설정할 때 ISO 대신 ASA로 표기하기도 한다.
감도가 100에서 200으로 200에서 400으로 한 단계씩 변할 때 마다 빛에 반응하는 감도가 2배 높아진다. 숫자가 높을수록 감광도가 높아져서 감도를 높게 설정하면 광량이 부족해도 촬영이 가능하다.
그러나 감도가 높은 것이 무조건 좋은 것만은 아니다. 감도가 높아지면, 필름의 입자가 커져 사진이 거칠어지는데, DSLR 카메라의 경우 고감도에서 노이즈가 발생하는 현상과 같은 이치다.
DSLR 카메라는 필름대신 CCD나 CMOS 같은 디지털 촬상소자를 사용하는데, 이 센서들은 빛을 전기적 신호로 받아들이는 역할을 한다. 이러한 전기적 신호가 이미지 프로세서를 거쳐 이미지화 되는데, 센서가 빛에 노출되면 열이 발생하기 시작하고, 발열이 일정한 수준을 넘어서면 노이즈가 발생하게 되는 것이다.
감도를 한 단계 높일 때마다 센서는 2배씩 증가한 빛의 데이터를 처리해야 하기 때문에 센서에 발생하는 열도 증가한다. 발열은 곧 노이즈로 연결돼, 고감도 촬영 시 노이즈는 디지털카메라의 최대 취약점 중 하나였다. 그러나 최근엔 이미지 처리 엔진의 성능이 향상되면서 고감도에서도 노이즈를 억제할 수 있는 제품들이 다양하게 출시되고 있다.

Part 2. 심도와 노출 결정에 결정적인 역할을 하는 조리개
조리개와 심도

▲ <그림1> 조리개 값에 따른 렌즈 직경의 변화

조리개란 렌즈에 장착되어 빛의 양을 조절하는 막이다. 조리개 값은 ‘F/○’로 표시되는데 F수치는 렌즈의 초점거리를 조리개가 만들어낸 직경으로 나눈 값이다. 예를 들어 직경 50㎜ 렌즈가 조리개에 의해서 직경 12.5㎜로 열려 있다면 50/12.5=4 즉, F/4의 조리개 값이 나오게 되는 것이다. 반대로 직경 100㎜ 렌즈를 F2로 열게 된다면 조리개 직경은 50㎜로 열려 있는 것이다. 따라서 <그림1>처럼 조리개 수치가 작을수록 조리개 직경은 크게 열려 많은 빛이 통과하게 되고, 반대로 조리개 수치가 클수록 조리개 직경은 작아져 빛의 양이 줄어들게 된다.
이러한 조리개는 무한한 수치를 가질 수 있겠으나 일반적으로 사용하는 표준 조리개의 수치는 F/1.4, F/2, F/2.8, F/4, F/5.6, F/8, F/11, F/16, F/22이다. 이러한 표준 조리개 수치를 한 단계씩 변경하면 각각의 렌즈로 통과하는 빛의 양은 두 배로 늘거나 반으로 줄어들게 된다. 즉, 조리개 F/2.8을 한 단계 아래인 F/4까지 조이면 조리개 구멍은 1/2로 좁혀져 빛의 양은 절반으로 줄고, F/4를 한 단계 위인 F/2.8로 개방하면 조리개 구멍이 두배 넓어져서 빛의 양도 그만큼 늘어나게 된다. 즉, 조리개를 개방하면(수치가 작아지면) 렌즈를 통과하는 빛의 양이 많아지기 때문에 더 빠른 셔터스피드를 확보할 수 있게 된다.(셔터스피드에 관한 내용은 추후 ‘셔터스피드’편에서 언급할 예정이다)
이처럼 조리개 값의 변화는 렌즈를 통과하는 근본적인 빛의 양을 조절해 사진의 밝고 어두움을 정하는 가장 중요한 요소라 할 수 있고, 또한 사진의 피사계 심도(깊이) 즉, 사진에서 초점이 선명하게 맞는 범위를 결정짓는 중요한 요소다.
<사진1>에서 F/2.8로 찍은 사진은 가운데 피사체에만 초점이 정확하게 맞았고, F/8과 F/11로 조리개를 조여가면서 촬영한 사진은 가운데 피사체를 기준으로 앞뒤로 더 많은 영역에서 초점이 맞은 것을 확인할 수 있다. 이때 F/2.8로 찍은 사진을 ‘심도가 얕다’ 또는 ‘아웃포커싱’ 이라고 표현한다. 반면 F/11로 찍은 사진을 ‘심도가 깊다’라고 표현하며, ‘팬포커싱’이라고도 한다.
이러한 피사계 심도는 같은 조리개 값을 가진다 하더라도 렌즈의 초점거리, 이미지 센서의 크기, 피사체와 카메라의 거리, 피사체와 배경의 거리 등 촬영 환경에 따라 달라지는데, 피사체와의 거리가 일정할 때에는 렌즈의 초점거리가 짧을수록 심도가 깊어지고, 멀수록 심도는 얕아지며, 렌즈의 초점거리가 일정할 때에는 피사체와 카메라의 거리가 멀수록 심도는 깊어지고, 가까울수록 심도는 얕아진다. 즉, 망원렌즈의 최대 망원 초점거리로 피사체에게 최대한 가깝게 다가가 조리개를 최대한 개방해서 촬영하면 가장 얕은 심도의 사진을 찍을 수 있다.
특히, DSLR 카메라가 많이 보급되면서 인물사진에 있어서 인물에는 선명하게 초점이 맞고 배경에는 초점이 맞지 않아 배경이 뭉개져 인물을 더욱 돋보이게 하는 ‘아웃포커싱’기법에 대한 일반인들의 관심이 높아져 심도에 대한 내용을 이미 많은 DSLR 활용 책들에서 다루고 있다. 하지만 어떤 책이든 심도에 대한 내용을 한마디로 요약하자면 ‘날리고 싶다면 열어라’이다.
그렇다면 왜, 조리개를 개방하면 배경이 흐려지고 초점이 피사체에게만 맞을까?
바로 착란원의 원리 때문이다. 한 점에서 나온 빛은 렌즈를 통과한 다음 한 점(촬상면/필름/DSLR 이미지 센서)에 모이기 마련인데, 렌즈의 수차 등에 의해 한 점으로 상을 맺지 못하고 일정한 크기의 흐려진 원으로 맺힌다. 이러한 원을 착란원이라 하며, 이렇게 표현된 가장 작은 원 또는 점이 정확하게 초점이 맞는 부분이다. 이러한 착란원이 일정 수준 이상 커지면 우리의 눈은 초점이 맞지 않다고 느끼는데, 이를 ‘허용 착란원’이라 하고, 동일한 조건에서 조리개를 조이면 허용 착란원의 영역이 커지는 효과를 가져오게 된다.

▲ <그림2> 조리개 F/2.8의 영역을 간단하게 표현했으며(위), 허용 착란원의 범위가 좁은 것을 알 수 있다. 조리개 F/11의 영역을간단하게 표현한 그림(아래)에는, 허용 착란원의 범위가 넓다.

<그림2>를 보면 렌즈와 조리개를 통과한 광원이 이미지 센서에 상으로 맺힐 때, 타원이 이루는 영역이 우리가 느끼는 초점의 한계 즉, 허용 착란원의 최대 크기라 가정하면, 위의 F/2.8의 그림보다 조리개를 더 조인 아래 F/11의 그림에서는 이 허용 착란원의 범위가 앞뒤로 넓게 분포돼있는 것을 알 수 있다.
이와 같이 피사체와의 거리가 같다고 가정했을 때 조리개를 개방하면 허용 착란원의 범위가 좁아져 초점이 맞게 되는 영역이 좁아, 주 피사체의 뒷배경과 앞배경이 흐려지게 되는 것이고, 조리개를 조이면 앞뒤의 배경과 주 피사체 모두 초점이 맞은 것처럼 보인다.
이처럼 조리개는 이미지 센서나 촬상면에 들어오는 빛의 양을 물리적으로 조절하며, 사진에서 초점이 맞는 구간(심도영역)을 결정하는 중요한 역할을 한다.

▲ <사진1>3장의 사진 모두 피사체와 동일한 거리와 광원 하에서 조리개 값만 변경해 촬영했다.(적정 노출을 위해 조리개 우선 모드에서 셔터스피드는 자동으로 설정될 수 있게 촬영했다.(사진의 좌로부터 F/2.8, F/8, F/11)

Note
정확하고 자세한 내용은 광학기초 등 전문 광학 이론들을 공부해야 하고, 각종 공식들을 동원해 설명할 수 있겠으나 본 편에서 ‘착란원’을 언급한 이유는 단순히 ‘왜 조리개를 개방하면 배경이 흐려질까?’하는 의문을 풀기위해 기초적이고 간단한 내용만 소개했다.

취재 / 김재일 기자

Photo & Book
사진학 강의(제9판)

바바라 런던, 존 스톤 공저, 조윤철 역 / 포토스페이스 / 2008년 3월25일 / 3만5천 원
원서 : Photography

사진을 배우고 싶다면 꼭 읽어야 할 책. 복잡한 구조와 기능을 가진 사진 매체의 작동 원리를 명료하게 설명하는 이 책은 사진의 메커니즘과 표현의 응용 기법부터 사진의 평가와 시각적인 인식의 방법, 사진의 역사, 현대사진의 감상 등을 담고 있다. 풍부한 도해와 사진, 간결하고 명료한 해설로 초보자도 읽기 쉬운 책이며, 2008년도 개정판에는 디지털 이미징과 CD사진 포맷, 웹 페이지 설계 등 최신의 기술적 항목이 보강되었다.

사진 기초의 길잡이
최군성, 김현중, 안용훈 공저 / 보고사 / 2007년 9월20일 / 1만4천 원

다소 오래된 책이긴 하나 아날로그와 디지털 사진 촬영 시 반드시 알아야 할 메커니즘과 촬영의 기초적인 원리와 이론, 화면구성, 인물사진, 풍경사진, 플래시 등 사진 제작에 직접적으로 도움이 될 내용들을 중심으로 이해하기 쉽게 설명
하고 있다. 각 파트마다 저자들이 학생들을 대상으로 강의한 내용과 실습과제, 그리고 국내외의 자료들을 수록하고 있어이론과 실기의 체계적인 정리가 필요한 사람들에게 적합한 필독서다.

뛰어난 사진을 위한 DSLR의 모든 것
브라이언 피터슨 저, 김문호 역 / 청어람미디어 / 2007년 5월14일 / 1만7천 원
원서 : Understanding Digital Photography

세계적인 사진교육가 브라이언 피터슨의 세 번째 책으로, 디지털카메라 유저들을 위해 DSLR의 기초부터 디지털 암실에 이르기까지 디지털 사진에 대한 내용들을 충실히 담았다. 먼저 픽셀과 파일 포맷, 화이트밸런스 등 디지털 사진의 가장 기초적인 부분을 쉽게 설명하고 디지털 사진가들이 흔히 빠지기 쉬운 함정들인 구성과 노출 문제를 집중적으로 다루면서 창조적인 이미지 제작에 대한 시야를 넓혀 준다.


만지작만지작 DSLR 카메라로 사진 찍기
류동현 저 / 루비박스 / 2008년 4월30일 / 9천 원

DSLR 카메라를 사용하는데, 가장 기초적이고 주의해야 할 부분만 ‘10개’의 항목으로 나누어 손쉽게 사진 찍기를 익힐 수 있도록 구성했다. 저자는 촬영 자세, 셔터 속도와 조리개의 특징, M 모드 등 10가지 기초사항을 통해 DSLR 카메라의 특성을 이해하도록 하고 있다. 또한 기본적인 DSLR 카메라에 대한 기능과 촬영 방법 외에도 우리가 처음 DSLR 카메라를 접할 때 생소한 용어(이미지센서가 무엇인지, 이미지센서의 크기, 픽셀 등)를 여러 항목으로 나누어 책을 읽어나가면서 차근차근 알아나가도록 배려했다.