갤러리 | 공지 | 게시판 | 자료실 | 강좌/사용기 | B&W | 美醜

       

 

초점과 심도 (Focus and Depth Of Field)

카메라와 피사체와의 거리가 달라지면 렌즈의 위치에서 정확한 초점이 맞는 거리도 변하게 된다. 가까운 피사체의 선명한 초점이 맺히는 거리는 멀리 떨어진 피사체의 선명한 초점이 맺히는 거리보다 더 뒤쪽에 놓이게 되므로 렌즈의 초점을 맞추는 것은 선명한 이미지를 만들기 위해 렌즈와 필름의 거리를 조절하는 것을 말한다. 소형, 중형 카메라의 경우 초점 조절은 렌즈 경통에 부착된 링을 돌려서 맞추게 되며 대형 카메라는 앞판이나 뒷판의 위치를 이동시켜 벨로우즈의 길이를 조절하여 초점을 맞추게 된다.

초점
멀리있는 피사체의 이미지는 렌즈에 가깝게 초점이 맺히므로 그 크기는 상대적으로 가까이 있는 피사체의 이미지보다 작아진다. 초점 기구는 필름과 렌즈의 거리를 조절할 수 있도록 되어 있어 피사체의 거리에 따라 적절하게 조절할 수 있도록 되어있다.

정확한 초점면은 한개가 존재하지만 그 앞, 뒤로 약간의 공간도 어느정도 정확한 초점이 맞게 된다. 여기서 초점의 정확한 정도는 특정 사진에서 요구되는 선명도의 기준에 따르거나 확대 인화되는 정도에 의존한다. 이러한 초점이 맞는 구간을 심도(depth of field)라고 하며 렌즈의 특성상 조리개를 조으면 심도는 증가한다. 그래서 카메라에 가까이 있는 피사체 뿐만아니라 떨어져 있는 피사체의 초점도 정확히 맞추려면 작은 조리개(큰 조리개값)을 사용한다.

심도에 영향을 미치는 요인은 조리개 뿐아니라 렌즈의 초점거리와 피사체와 카메라의 거리도 영향을 미친다. 심도를 깊게 하기 위해서는 초점거리가 짧은 렌즈를 사용할 수 있으며, 피사체를 카메라로부터 멀리 배치할수도 있다. 즉, 조리개, 렌즈의 초점거리, 그리고 피사체의 거리를 조절하여 적당한 심도를 만들 수 있게 된다. 대형 카메라의 경우에는 기본적인 심도를 실질적으로 바꿀수는 없기 때문에 렌즈와 필름면을 조절하여 피사체의 중요한 면과 선명한 초점이 생기는 면을 일치시키는 방법을 사용한다.

심도에 영향을 미치는 세가지 요인은 다음의 원칙에 따라서 결정한다.

  1. f수가 2배가 되면(f/8에서 f/16), 심도도 2배가 된다.
  2. 피사에와의 거리를 2배로 증가시키면 심도는 4배가 된다. 거리를 3배 증가시키면 심도는 9배가 된다(심도는 거리의 제곱에 비례한다).
  3. 렌즈의 초점거리를 반으로 줄이면, 심도는 4배가 된다(심도는 렌즈의 초점거리의 제곱에 반비례한다).

여기서 심도는 항상 '적당한' 선명도와 관련된 용어로 사용됨을 명심해야 하는데 실제로 정확한 초점면은 유일하다. 적당한 선명도는 네가티브를 확대할 때 영향을 미치며 최종 인화물을 감상하는 거리와도 관련된다. 즉, 인화물을 1.5미터 거리에서 감상할 때는 충분한 선명도를 보여주지만 독서할 때의 거리에서 감상한다면 인화물은 충분히 선명하게 보이지는 않게 될 것이다. 이러한 조건을 감안하여 표준적인 심도는 결정된다. 조리개를 조으면 심도가 증가하는 이유는 다음 그림과 같다. 정확한 초점이 맞았을 때는 피사체의 한 점은 필름에도 점으로 나타나야 하는데 그렇지 못할 경우에 점은 작은 원판 모양으로 나타나며 그것을 혼란원(circles of confusion)이라고 한다(엄밀하게 이야기한다면 렌즈의 회절(diffraction)에 의해서 실제로 필름면에는 점으로 나타나는 경우는 없다). 혼란원의 크기는 조리개를 조으면 줄어들게되며 이미지는 선명하게 보인다. 여기서 정확한 초점을 결정하는 혼란원의 크기를 한정하면 정확한 초점이 아니더라도 초점이 맞는것으로 생각할 수 있다. 렌즈의 조리개를 충분히 작게해서 초점이 맞는 것으로 고려하는 혼란원의 크기가 되었을 때 그 위치는 설정된 조리개값에서 심도안에 존재하게된다. 비슷한 내용으로 렌즈의 초점거리를 줄이거나 피사체의 거리를 증가시키면 혼란원의 크기를 감소시키며 알맞은 심도를 얻게된다. 심도를 고려할 때 사용하는 혼란원의 표준적인 크기는 최종 인화물에서 0.25~0.13mm 정도이므로 네가티브에서는 더 작아지며 35mm에서 그 크기는 대충 0.025mm정도가 된다.

심도
서로 다른 거리에 존재하는 점은 렌즈 뒤 서로 다른 위치에 초점이 맺힌다. 중간점에 초점을 맞추었을때 멀리있는 점은 필름면 앞에 초점이 맺혀 그 뒤에 있는 필름에 닿을 때는 작은 원판 모양으로 나타나며 가까이 있는 점의 초점은 필름면 뒤에 맺혀 역시 원판 모양으로 나타나게 된다.
(A) 조리개를 개방하였을 때 원판은 크기(circles of confusion)는 커진다.
(B) 조리개를 조였을 때는 원판의 크기가 줄어들어 점과 같이 보일 수 있게 되며 심도가 증가하게 된다.


심도 눈금

대부분의 렌즈에는 심도 눈금이 표시되어 있으며 심도표도 제공하고 있다. 렌즈 경통에 표시되어 있는 심도 눈금은 특정 f값에 대해서 쌍으로 표시되어 있다. 만일 조리개값을 f/22로 설정했다면 그기에 해당하는 눈금을 찾아서 그 사이에 있는 거리 숫자가 정의된 선명도를 가지는 심도가 된다.

이 심도 눈금은 먼저 심도를 정하고 조리개값을 결정하는데도 사용할 수 있다. 주피사체의 위치가 1.8m와 4.5m 사이에 있다면 이 두 거리를 포함하는 f값 눈금을 찾아서 선택하면 된다.

심도 눈금

심도 눈금을 자세히 살펴보면 정확한 초점 거리에서 가까운쪽 심도 한계가 항상 먼쪽 심도 한계보다 짧다는 것을 알 수 있는데 이것으로부터 심도의 일반적인 특징을 살펴볼 수 있다. 대부분의 경우 심도의 가까운 쪽 한계에서 먼쪽 한계의 1/3지점에 정확한 초점을 맞춘다.

일반적인 상황에서 필요하다면 가까운쪽의 초점을 정확히 맞추고 먼쪽의 초점은 희생한다. 가까운 피사체의 초점이 맞지 않으면 보는 사람이 불편하게 느끼기 때문이다. 물론 아래 사진에서와 같이 예외는 있다.

캐롤라이나 방직 공장 - 루이스 하인(Lewis Hine)

때로 주피사체를 강조하기 위해서 심도를 얕게해서 배경을 주피사체와 분리시킬 수 있다. 이런 경우 작은 f값을 사용하거나 장초점 렌즈 혹은 피사체의 거리를 가깝게하여 배경을 흐리게 한다(out focus).


과초점 거리(Hyperfocal Distance)

무한대 초점을 맞추었을 때 심도의 가까운 쪽 한계를 특정 조리개값에서의 과초점거리(hyperfocal distance)라고 하며 렌즈의 경통에 있는 심도 눈금을 이용하면 쉽게 결정할 수 있다. 초점을 무한대로 맞추고 설정한 조리개값에 해당하는 심도 눈금의 거리를 거리 조절링에서 찾는다. 그런후에 거리 조절링을 돌려 과초점거리에 맞추면 심도는 과초점거리의 1/2에서 무한대까지가 된다. 예를들어 중형 카메라용 80mm 렌즈의 조리개 f/22의 과초점 거리가 6m면, 거리조절링을 6m에 맞추었을 때 심도는 3m에서 무한대가 된다. 모든 렌즈는 과초점 거리에 초점을 맞추면 최대의 심도를 얻는다.

과초점 거리
초점을 과초점거리에 맞추면 심도는 과초점 거리의 1/2에서 무한대까지의 최대 심도를 얻게된다.

심도 눈금을 이용한 과초점 거리 확인
(A)무한대 초점거리에서 조리개 f/22의 과초점 거리는 6m(18 feet),(B)6m(18 feet)에 초점을 맞추면 심도는 3m(9 feet)에서 무한대까지가 된다.


초점 이동(Focus Shift)

단일 렌즈군을 사용하는 교환 렌즈는 일반적으로 조리개를 조으면 초점면이 이동한다. 이러한 초점 이동은 초점 스크린이 어두워져서 확인하기가 쉽지않기 때문에 확인하기위해서 아주 자세하게 살펴야한다. 가장 손쉬운 방법으로는 최대개방 조리개에서 아주 반사율이 높거나 빛나는 피사체에 초점을 맞춘다음, 조리개를 닫아서 확인하는 방법이다. 초점 확인용 확대경을 사용하면 좋은데 작은 조리개에서 초점이 어긋나는 것이 확인되면 다시 초점을 맞추어야 한다. 렌즈의 종류에 따라 조절량을 명시해 두기도 한다. 대부분의 촬영 조건에서는 재초점 조절량은 아주 미세하므로 일반적인 인화 결과물에 미치는 영향은 거의 없다고 봐도 된다. 그러나 접사나 복사 목적의 촬영에서는 조명을 아주 밝게하여 재초점을 해주는 것이 좋다. 초점 이동은 구면 수차(spherical aberration)와 색수차(chromatic aberration)에 의해서 발생하며 색수차는 단색 필터를 사용하여 해결 가능해지나 인화시 원치 않는 결과가 나타날 수도 있다.


적외선 초점

렌즈에는 거리 조절링에는 적외선 필름을 사용할 때 무한대에서 정확한 초점을 맞추기 위한 표시가 되어 있다. 가시 광선에 맞도록 설계된 렌즈는 눈으로 확인되지 않는 적외선의 굴절 정도가 차이가 나며 이를 교정하기 위한 초점 표시가 제공된다. 일반적으로 적외선 초점은 가시광선의 초점에서 약 1/70정도 더 이동시켜야 하는데 그 정도는 렌즈나 대형 카메라의 바닥에 표시되어 있다. 적외선용 필터는 파장이 긴 광선을 걸러서 초점을 교정하지 않도록 하며 어떤 렌즈는 적외선 영역도 설계시 교정되도록 하여 초점 재설정이 전혀 필요없는 종류도 있다.

초점과 심도는 렌즈의 가장 중요한 특징이므로 반드시 이해를 해서 실제 적용시 목적에 맞게 사용하여야 한다. 그러기 위해서는 연습이 매우 중요하며 심도의 영향과 여러 다른 광학적인 특성을 느낄 수 있으면 2차원적인 프레이밍 뿐만아니라 3차원적인 렌즈의 특성을 활용할 수 있는 감각을 개발할 수 있다.

Copyright ⓒ 2005 Meechu All rights reserved
Webdesigned and edited by Freeman
The official domain name is www.meechu.co.kr