DSLR 적응하기 - 노출

  카메라에 손떨림방지 기능이 없어서 매우 힘들다. 전문가용이라더니만 매우 직관적이며(익숙해지면 편하긴 하지만 처음에 불편함) 포럼을 보니까 오토모드는 없는 것으로 생각하라질 않나, 여러모로 힘들기 그지없다. 카메라의 명성에 누가 될까 봐 주문해놓은 슬링백이 도착하면 어서 나가서 연습해야겠다. 사실 내가 카메라를 찍으면서 조절하는 값이라고는 조리개값, 셔터속도, ISO가 전부인데 영 쉬운 일이 아니다. 차라리 수동초점과 화이트밸런스는 감으로라도 익히지. 오늘 이 글을 쓰는 것을 계기로 노출 3요소에 대한 이해를 키워야겠다.

열려 있는 조리개구멍을 통해(APERTURE) 일정 시간만큼 셔터가 열려 센서가 노출되며(SHUTTER SPEED) 센서는 상을 받아들이는 민감도(ISO)를 가진다. 이것이 노출의 3요소의 기본 개념인데 사실 딱 드는 생각은 처음 M 모드를 접했을 때와 같다. 그래서 뭘 어쩌란 말인가?

- 빠른 물체를 찍을수록 셔터속도를 빠르게 한다.

- 느린 물체를 찍는다면 셔터속도를 느리게 해도 되는데 흔들림에 주의하고 이럴 때에는 삼각대가 필요하다.

- 렌즈의 초점거리에 따라서 손으로 들고 찍을 때 블러가 생기는 한계 셔터속도가 있다. 이보다 느리게 찍을 때에는 반드시 삼각대를 사용한다.

- 사진의 심도를 낮게 하려면 조리개를 확장해야한다.

- 사진의 심도를 깊게 하여 모든 정보를 담으려면 조리개를 확 조여야 하지만 빛이 적게 들어오므로 셔터속도를 늘려야 한다.

- 어두우면 ISO를 늘리지만 노이즈에 주의한다.

이 정도를 알면 초보이긴 하지만 노베이스 왕초보는 아니라고 생각하는데 저 3요소가 서로 통합이 안된다. 아래와 같은 프리셋을 기억하며 하나하나 조절해서 찍으면 길가다가 보는 귀여운 강아지는 놓치란 말인가? 그래서 전문가들은 빠른 순간을 찍을 때에는 셔터속도를 우선하는 T 모드, 정적인 사물을 많이 찍을 때에는 조리개값을 우선하는 A 모드를 사용한다고 하는데. 아무리 조리개 우선, 셔터속도 우선 설정 하면 나머지 값을 자동으로 내 준다고 해도 그노출설정이 납득이 가야하지 않겠는가. 많은 거 이해하는 것도 아니고 조리개값, 셔터속도, 감도, 노출값 딱 4가지만 표시되는데 그 개념 좀 이해하고 찍고 싶은 생각이 들어서 각 개념에 대해서, 그리고 개념 사이의 관계에 대해서 더 많이 알아보고자 한다. 

우선 조리개. 조리개가 열린 정도인 APERTURE는 조리개값을 통해 측정되는데 조리개값이... 영어로 f-number, focal ratio, f-ratio, f-stop, 또는 relative aperture라고 다양하게 불린다. 다른 것은 모르겠지만 focal ratio라는 말을 통해서 초점비, 무엇의 비율인고 보니 입사동공(entrance pupil)에 대한 렌즈의 초점거리(focal length)의 비율이다. 원래는 여기서 이해하는 것을 포기했겠지만 오늘은 작정했으니 더 알아보겠다.

벌써 초점거리와 입사동공이 무엇인지부터 모르겠다. 초점거리는 중학교 때 배우기라도 했지 입사동공은... 자세한건 생략하지만 조리개 지름이라 생각하면 편하다.

초점거리라는 말은 광학계, 렌즈나 거울 등에서 쓰는 말인데 카메라를 잘 다루고 싶으므로 렌즈에 대한 생각만 해 보겠다. 초점거리 f의 정의는 무한대에서 광학계로 평행한 빛이 들어올 경우 굴절되어 어느 한 부분에 맺힐 때 그 위치에서부터 렌즈의 중심까지의 거리이며 동일 매질 내에서는 일정한 렌즈 고유의 값이다. 렌즈 중심에서 물체까지의 거리를 p, 상 까지의 거리를 q라고 했을 때 1/f = 1/p + 1/q가 성립한다. 아까 정의의 경우 빛이 무한대에서 들어온다고 가정하여 p가 무한이 되었으므로 f=q가 된다. 어떤 빛은 수렴하는 렌즈를 만나서 앞에 한번 모인 후 발산할 것이고 어떤 빛은 발산하는 렌즈를 만나서 그냥 퍼져버리므로 마이너스 값의 초점거리를 가질 것이다.

초점거리가 짧다는 것은 팍 꺾는다는 말이므로 굴절/발산시키는 힘이 좋다는 것이다. 반대로 초점거리가 길다는 것은 그보다는 덜 굴절/발산시키는 것이 되겠다. 그렇다면 카메라에서의 초점거리의 의미는 무엇일까? 어떤 물체에서 카메라 렌즈군으로 빛이 입사해 들어와 우여곡절을 겪고 센서에 맺혀서 우리가 뷰파인더, LCD 등으로 보게 된다. 아까 단순 렌즈과 비교해 생각해보면 물체가 보인다는 것도 상이 맺힌다는 것도 알겠는데 이 렌즈군이라는 광학계의 중심이 무엇인지를 모르겠다.

위에서 카메라에 평행하게 들어온 빛이 이동하는 모식도를 보면 광학계의 중앙에서 모이는 점이 광학계의 중심이 된다고 한다. 자세한 것은 멘탈이 바스락거려서 잘 모르겠다. 따라서 어쨌든 위 그림에서 초점거리는 빛이 평행하게 들어오므로 렌즈군 내에서 수렴하는 점에서 센서까지의 거리이다. 이것이 카메라에서의 초점거리의 의미이다.

여기에서 화각을 이해하기 위해서 센서에서 바깥으로 빛을 쏘아 내보낸다고 생각해보자. 초점거리가 점점 늘어난다고 한다면 센서는 그대로고 센서에서 시작해 수렴하는 점이 렌즈 바깥쪽으로 이동하므로 직관적으로 렌즈 바깥으로 퍼져나가는 빛의 각도가 점점 가파라질 것이고 비추는 영역이 점점 좁아질 것이다. 이것이 초점거리가 늘어날수록 화각이 줄어드는 이유이다.

이 정도이면 렌즈군이란 광학계의 초점거리에 대해서는 이해가 된 것 같다. 이제는 위에서 말했던 f-stop = 초점비 = 조리개값인 초점거리/입사동공(=조리개 지름)으로 돌아가서 생각해보겠다.

애초에 왜 스탑이란 말이 카메라에서 사용되는걸까? 우선 광학계에서 스탑이라는 것은 광선을 막는 물체를 말하는데 조리개가 렌즈로 입사하는 광선을 막는 역할을 하기 때문이다. 조리개 스탑(aperture stop)과 촬영장 스탑(field stop)으로 나뉘며 전자가 내가 다루려는, 입사하는 빛을 막는 조리개 세팅이다. 또 다른 스탑의 뜻은 광량이나 노출량의 단위로 사용되는데 한 스탑을 늘리는 것은 수치의 2배이며 한 스탑을 줄이는 것은 수치의 1/2배를 한다. 카메라에서 잘 보이는 EV(exposure value) unit이 바로 1 스탑과 같은 말이다. 이 단위를 아까 말한 조리개 세팅에 적용한 것이 바로 f-stop인 것이다.

그러니까... 조리개가 얼마나 열려서 빛을 받아들이는지를 계산하려고 초점거리/조리개 지름으로 계산한다는 말이다. 광량 1스탑을 올린다는 말은 곧 광량을 2배로 늘린다는 것이며 조리개의 열린 면적을 2배로 한다는 것이다. 따라서 조리개의 지름을 루트2배 한다는 것이다. 반복해보자, 조리개 세팅을 1스탑 올린다는 말은 광량을 2배로 하기 위한 조리개 세팅을 바꾼다는 말이므로 곧 조리개 지름을 루트2배 늘린다는 것이다. 그러면 렌즈에 f/N이라 적는 법은 또 무엇이란 말인가? 그게 위에 적은 초점거리 f / 입사동공 = 조리개 지름 D인 것이다. 우리가 f-stop을 f/2.5라 적었을 때 바로 2.5는 조리개지름을 의미하는 것이다.

카메라별로 조리개 한 스탑 사이에 중간단계가 있을 수 있는데 루트 2 만큼이 한 스탑으로 빛을 2배 혹은 1/2배 조절해준다는 것을 떠올리면 헷갈리지 않을 것 같다.

조리개를 조이면 심도가 깊어져서 멀고 가까이 있는 사물들이 함께 보이고 조리개를 개방하면 심도가 얕아져서 초점을 맞춘 사물 외에는 날릴 뿐 아니라 심지어는 초점을 맞춘 물건 안에서도 원근이 느껴지며 일부 영역을 날릴 수 있으니 적당히 열어야 한다. 그런데 왜일까? 렌즈의 한계 때문에 수차(aberration)가 생기고 빛의 특성 때문에 회절(diffraction)이 일어나서 그 결과 심도와 보케 등등이 생긴다고 한다. 자세한 탐구는 생략한다.

너무 조이면 화질이 저하되는데 빛의 회절 때문이라고 한다. 이것 역시 참고만 할 뿐 자세한 탐구는 생략한다.

다음으로 셔터속도는 조리개값보다 이해하기가 편하다. 셔터를 열어서 센서를 노출시키는 것이니까 당연히 시간에 비례하여 광량이 증가할 것이다. 셔터속도에서의 광량 1스탑 올리는 것은 셔터속도를 1/2배, 내리는 것은 2배 하는 것이므로 계산도 딱 맞다. 사진의 심도를, 선명도를 조절하기 위해서 조리개를 확 열었으면 셔터속도를 빠르게 하면서 전체 광량을 일정하게 할 수 있겠다.

광량은 광량이고 셔터속도가 가지는 독보적인 특징은 셔터가 열리는 시간, 센서가 노출되는 시간을 조절함으로써 빠른 물체 또는 짧은 시간에 일어난 현상을 순간포착할 수 있으며 아니면 길게 노출해서 상에 잔상을 남기는 효과 등을 조절할 수 있다는 것이다. 따라서 보통 생각의 흐름은 빠른 걸 찍고 싶어 셔터속도를 확 늘리고 그에 따라 조리개(D)를 늘린다 즉 조리개 값(f/D)을 줄인다는 등으로 생각할 수 있다.

그런데 여기서 좋은 사진을 얻는데 꽤 중요하다고 생각하는 함정이 있다. 적당적당한 것이 좋다고 노출시간을 길게 해 버렸다가 손떨림에 취약해질 수 있다는 것이다. 그것을 보정하기 위해서 있는 것이 삼각대를 비롯한 촬영보조기구지만 손으로 촬영하기 적절한 한계촬영속도는 항상 염두해 둘 필요가 있다.전문가들의 의견에 따르면 초점거리의 역수 만큼의 노출시간이 흔들림으로부터 비교적 안전한 한계라고 한다. 물론 촬영습관이나 경험에 따라 그 노출시간의 2배까지도 손으로 흔들리지 않게 찍는 사람이 있고 초보자에게는 오히려 그로부터 1/2만큼도 흔들릴 수 있겠지만 말이다. 따라서 내 70mm 렌즈로 촬영할 때에는 1/70초...는 설정에 없으니까 1/60이 안전선이라고 생각하면 되는 것이다. 물론 180mm 짜리를 사용할 때에는 손으로 들기에 무겁기도 하겠지만 셔터속도 역시 1/180초 정도는 생각하는게 좋다.

ISO는 그 의미와는 전혀 무관한 단체명으로 만든 여느 두문문자와 마찬가지로 International Standards Organization의 약자이다. 센서가 얼마나 민감하게 빛을 받아들이냐는 것인데 많이 늘리면 노이즈가 자글자글하다는 특징이 있다. 그게 꼭 나쁜 것 만은 아니라고 한다.

- Freeze motion을 찍으려고 셔터속도를 확 빠르게 하면 적게 들어오는 빛을 보상하기 위해서 ISO를 늘리는 게 좋다.

- Vintage asthetic 효과를 내거나 사진에 노이즈로 인한 질감을 주고 싶으면 확 올려라.

- 삼각대를 사용하면 느린 셔터속도에도 흔들림이 적게 되므로 낮은 ISO를 사용할 수 있게 됨.

- 사진의 심도가 딱히 필요 없다면 조리개를 확장시키고 ISO를 낮출 수 있다.

- 플래시와 같은 보조조명을 사용하면 ISO를 낮출 수 있다.

대략 빛이 많이 들어오는 순간이면 ISO를 낮출 수 있고 질감을 표현하거나 속도를 잡기 위해서 노출시간을 줄이면 ISO를 늘릴 수 있는 것이다. ISO가 낮으면 화질은 좋아지므로 삼각대(무거움/불편함), 적절한 셔터속도(프리징의 포기/손떨림의 위험), 적당한 조리개의 확장(얕은 심도의 포기)을 확보하며 괄호 안의 내용을 감수한다면 화질을 극대화시킬 수 있겠다.

이렇게 조리개값, 셔터속도, ISO를 조절하는 방법은 4가지가 있다. 완전자동(P모드), 조리개값 우선설정(A모드), 셔터속도 우선설정(T모드), 수동(M모드)

위의 것들을 이해하고 난 이후에도 어떤 것이 더 나을까 고민된다. 처음에 적었듯이 전문가들의 의견을 들어보면

- P모드: 조절하는 즐거움을 잃어버리게 된다.

- A모드: 풍경이나 인물을 촬영하므로 대부분의 경우 이 모드를 사용한다. 심도조절에 최우선.

- T모드: 가끔 동적인 이벤트가 일어나면 확 스냅하기 위해서 사용한다. 모션 조절에 최우선. 얼릴 수도 흐릴 수도 있다.

- M모드: 원하는 모든 것을 설정할 수 있지만 촬영의 골든아워를 놓칠 수 있다는 단점이 있다.=시간이 더 오래 걸린다. M모드에서는 노출값이 계산되어 나오므로 그에 따른 보정을 마치고 나서 두어번 정도 시험촬영을 할 시간이 확보되는 것이 좋다.

여기까지 이해를 했으면 이제는 최종적으로 센서에 도달하는 광량을 이해해보자. 왜냐하면 이 모든 과정이 우리가 원하는 바를 얻으면서도(속도를 멈추고 늘리고 싶으면 셔터속도를, 심도를 조절하고 싶으면 조리개값을 조절하여) 적절한 광량을 조절하기 위해서이다. 아래와 같은 프리셋을 그냥 경험으로 때려넣는 경우도 있겠지만 무언가 수학적인 계산이 개입된다면 더 기분이 좋을 것 같다.

결국 센서에 도달한 광량이 얼마나 많아서 사진이 얼마나 밝은지에 대한 생각은 노출량 즉 EV unit으로 계산해서 생각할 수 있다. 아래 표를 보기 전 생각해야 할 전제는, 카메라는 상을 고정하기 위해서 빛을 받아들여야 한다는 것이다. 그런데 우리가 카메라로 조절하는 3요소 이외에도 외부에서도 빛이 들어오게된다! 그래서 M 모드에서 광량이 적당한지 측정해서 그만큼 보정을 해 주는 것인데, 그 광량을 머리로 이해하고 몸으로 느껴보는 것이다.

- 우선 배경에 있는 그라데이션은 각각 EV value, 노출값, 스탑을 의미한다. 표 상단에 계산식으로 나와있다.

- 대각선으로 뻗은 직선은 현재 카메라 외부의 빛의 상태, EV number를 의미한다. 이에 대해서는 글 마지막 표에 나와있다. 작열하는 태양이 EV 16, 구름이 해를 가리는 정도에 따라서 완전히 자욱한 경우인 EV 12까지 외부 광량이 줄어든다. 해가 지거나 그늘에 있는 사물은 EV 11이 된다. 해진 직후에는 EV 10에서 9까지 확보된다. EV 8은 야간에 발광하거나 캠프파이어 등 빛을 많이 반사하는 물체에서 측정된다. 야간에 놀이동산이나 밝은 가정 인테리어는 EV 7, 6, 보통 가정 인테리어는 EV 5다. 또 학교 강당이나 교회 강당, 캠프파이어의 빛에 비친 사물도 EV 5이다. EV 4는 밝은 가로등, EV 0은 흐릿한 인공조명 하에 있는 경우이다. 더 자세한 경우는 표를 참조하면 된다.

- 따라서 해당 외부광량의 상태일 때 대각선에 걸치게 셔터속도와 조리개값을 조절하면 정상 노출, 그 아래로 조절하면 노출 부족, 그 위로 조절하면 노출 과다가 된다. 역시 위 모든 경우에서 ISO 변경으로 스탑 조절을 할 수 있다.

@ 프리셋

1. 밝은 대낮에 움직이는 사람을 스냅: 1/125, f/22, ISO 100 or 1/250, f/16, ISO 100

느리게 움직이는 사람은 1/125, 달리는 사람은 1/250으로 freeze할 수 있다. 밝은 대낮에 EV 16이므로 태양이 밝다면 f/22와 f/16부터 시작해서 자욱한 경우 EV 12에 해당하는 조리개값 f/5.6과 f/4까지 조여볼 수 있다. 그런데 위에 적었듯이 조리개를 너무 조이면 회절이 일어나기도 하므로 직사광선에서 달리는 사람을 제외하면 조리개는 적당히 풀어주는 것이 좋겠다.

2. 저녁 가로등이 비치는 길거리 아래 앉아있는 사람들: 삼각대 필수, f/2.5, 1/2초, ISO 100 ~ 스탑 단위로 조절 가능

우선 셔터속도는 그다지 중요하지 않겠다. 심도에 따라서 조리개값만 조절해주고 밝은 가로등 아래 있는 물체는 EV 4의 값을 가지므로 그에 맞게 설정하면 된다. 문제는 이미 상당히 어두운 상태이므로 어떻게 조리개를 열어도 이미 손떨림에 안전한 셔터속도보다 느려지게된다. ISO 100인 상황에서 셔터속도 1/15초 보다 느리게 하거나 조리개값을 f/5.6 아래로 열어야 한다. 내 렌즈의 최대 개방 조리개값이 f/2.5이므로 ISO 100에서 아무리 조리개를 열어도 노출시간 1/2초는 확보해야 적당히 밝은 사진이 나오게 된다. ISO를 800으로 확 열어도 f/2.5에서 1/15초는 확보해야 적정 노출을 확보할 수 있다. ISO 800에서 조리개값을 f/1.4까지 확보할 수 있으면 야간에 손으로도 촬영할 수 있지만 의미없는 생각이다. 

3. 적당한 실내에서 셀카찍기: EV 5 정도이므로 적당히 가로등보다 어느정도 밝은지 따져서 스탑을 변화시키면 됨. 역시 삼각대가 필요하다. 여기서 언급한 내용은 아니지만 구도를 설정한 후 초점 방식을 완전히 알아보아 수동으로 하거나 자동으로 연속적으로 초점을 맞추는 Ac를 설정하고 타이머를 작동시킨다.

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