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셔터의 특성

리프 셔터는 필름 전체에 동시에 노출을 주는 반면, 포컬플레인 셔터는 고속 셔터에서 여러개의 부분 노출을 연속적으로 중첩시킨다. 두 셔터는 각각 단점이 있는데 포컬플레인 셔터의 경우에는 한 부분이 노출되고 이어서 다른 부분이 노출될 때 피사체가 움직인다면 약간 다른 위치에 노출이 일으나 상의 왜곡이 일어난다.

피사체가 움직일 경우 포컬플레인 셔터는 이미지의 운동 방향에 따라서 서로 다른 종류의 상의 왜곡이 생길 수 있다. 고속의 셔터 속도를 사용할 때 셔터막의 구멍에 의한 필름의 노출 부분은 아직 노광되지 않은 피사체의 부분과 다른 시간에 필름상이 맺힌다. 왼쪽 아래 그림은 셔터의 주행 방향이 피사체의 주행 방향과 반대이므로 이미지가 압축되어 나타나며 오른쪽 아래 그림은 셔터의 주행방향과 피사체의 주행방향이 같아서 이미지의 늘어져 보이게 된다.

카메라는 고정되어있고, 포컬플레인 셔터는 가로로 주행할 때 움직이는 자동차를 촬영한다고 하면, 자동차의 앞부분을 촬영할 때와 뒷부분을 촬영할 때는 서로 다르며 이 시간차 동안 자동차를 움직이고 그 결과 필름에 기록되는 자동차 이미지는 셔터의 주행방향과 피사체의 주행방향에 따라 압축되거나 늘어져보인다. 이러한 현상은 자동차 바퀴를 촬영할 때 극명하게 드러나 둥근 모양이 아니라 타원형으로 나타난다. 셔터의 주행 방향과 피사체의 주행방향이 서로 반대방향이면 바퀴는 압축되어 보이며 그 방향이 서로 같은 방향이면 바퀴는 늘어진 타원형으로 보이게된다. 셔터막이 세로주행식이면 바퀴의 아래쪽과 위쪽이 노출 시간 차로 인해서 바퀴는 지끄러진 타원형으로 나타나며 카메라도 피사체를 따라 움직이게 되면 아주 재미있는 이미지가 만들어지기도 한다. 리프 셔터는 필름 전체에 동시에 노광되므로 바퀴는 회전방향과 움직이는 방향으로 흐릿하게 보이게 된다.

Jacques Henri Lartigue, Grand Prix of the Automobile Club of France, 1912.
이 사진은 포컬플레인 셔터에 의한 상의 왜곡 현상을 확연하게 보여준다. 자동차의 타원 모양은 타이어의 아래쪽이 노출될 때와 위쪽이 노출될 때 차가 움직였다는 것을 보여준다(네가티브에서는 이미지가 거꾸로 기록됨). 똑같은 원리가 왼쪽에 있는 구경꾼들에게도 적용할 수 있다. 작가는 자동차 방향으로 카메라를 노출중에 이동시켜(패닝, panning) 왼쪽으로 기울어진 상을 보인다.


플래쉬 동조(Synchronization with Flash)

셔터의 동작과 플레쉬의 발광 순간은 정확하게 동조되어야 플레쉬의 빛에 의한 적당한 노출을 얻을 수 있다. 셔터와의 동조는 플레쉬의 종류에 따라 달라지는데 가장 일반적인 전자 플레쉬의 X 동조와 플레쉬 전구의 M, S, FP 등의 방식이 있다. 전자 플레쉬를 사용할 경우 빛의 발광 시간은 1/500초에서 1/50,000초 정도가 아주 짧은데 이 때 셔터는 완전히 열려있어야 한다. 리프 셔터에서는 고속에서도 셔터가 완전히 개방되어있는 순간이 존재하지만 포컬플레인 셔터의 경우에는 플레쉬가 발광하는 순간 셔터가 완전히 열려있어야 하는 최고 동조 속도가 한정되며 그 속도는 일반적은 커튼형식의 경우 1/60, 1/90초 정도이며, 금속막을 사용하는 경우 1/125, 1/250초 정도 된다. 최고 동조 속도 이상의 셔터 속도에서 플레쉬를 작동시킨다면 필름의 일부분만 노광되게 된다.

전자 플레쉬를 사용할 때 셔터가 느리게 작동하더라도 실제 노광되는 시간은 플레쉬의 발광 시간이 될 것이다. 예를들어 발광 시간이 1/1,000초라면 필름의 유효한 노광 시간은 1/1,000초가 되는 것이다. 물론 실제 셔터가 열려있는 시간동안은 플레쉬 빛 이외에 존재하는 빛에 의해서 필름은 감광이 되지만, 일반적으로 플레쉬를 사용하는 환경이라면 이러한 빛들은 플레쉬의 빛과 비교할 때 무시할만큼 적은 양일 것이다. 따라서 아주 순간적으로 발광하는 플레쉬를 사용하면 움직이는 피사체를 완전히 정지시킬 수 있게 된다. 셔터의 최고 동조 속도에서도 플레쉬의 발광은 순간적으로 일어나기 때문에 반드시 셔터의 작동과 플레쉬의 작동은 동조되어야 하는 것이다. 리프 셔터의 경우 모든 셔터 속도에서 완전 개방되므로 항상 플레쉬는 동조될 수 있기때문에 스튜디오 촬영이나 상업 사진인 경우 포컬플레인 셔터보다 더 선호되기도 한다.

때로는 플레쉬 빛 이외의 빛의 양도 무시못할 경우도 있는데 이러한 경우를 슬로우 셔터라고 부르며 플레쉬 빛에 의해서 움직이는 피사체는 완전히 정지된 이미지를 만들고 나머지 빛에 의해서 약간 흐릿한 이미지가 필름에 기록된다. 특히 피사체의 밝은 부분은 흐릇하게 잔영이 맺히게 되고 독특한 효과의 이미지를 만들 수 있다.

상업적으로 사용되는 플레쉬 전구는 사용하는데 주의를 요하는데 그 이유는 플레쉬가 발광하기 시작하여 최고의 발광에 이르기까지 상대적으로 많은 시간이 걸리게 되며 이런 경우 셔터의 작동은 적당한 시간 후게 작동해야 적정 노출을 얻을 수 있다. 이러한 시간적 여유없이 셔터가 작동한다면 노출 부족이 발생한다. 따라서 가장 일반적인 플레쉬 전구는 M(medium-speed) 동조나 포컬플레인 셔터의 경우 FP 동조를 사용하게 된다. FP 발광은 최대 발광 시간동안 셔터가 주행한다.

플레쉬 동조
(A)전자 플레쉬의 발광 시간은 아주 짧기때문에 그림에서 순간적인 펄스로 표시되고 직선으로 표시된 셔터의 작동 시간안에 발광할 수 있도록 동조된다.
(B)플레쉬 전구의 발광시간은 상대적으로 길기 때문에 최대 발광 부근에서 셔터가 작동할 수 있도록 동조되어야 적정 노출을 얻을 수 있다.
두 그림으로부터, 전자 플레쉬의 경우 저속의 셔터를 사용하더라도 노출 과다가 되지 않는 것을 알 수 있는데 대부분의 노출은 전자 플레쉬의 발광 시간 동안만 이루어지기 때문이며 플레쉬 전구에서는 저속 셔터를 사용하면 노출 과다가 되기 쉽다.

플레쉬를 사용하는데 있어 가장 중요한 것은 플레쉬의 종류에 따라서 적절한 동조를 해야하는 것이다. 플레쉬 전구를 사용할 경우 M 동조를, 전자 플레쉬를 사용할 경우 X 동조를 사용한다. 또한 포컬플레인 셔터를 사용할 때는 반드시 최고 동조 속도 이하에서만 작동시켜야 한다.

셔터 효율(Shutter Efficiency)

이상적인 셔터는 순간적으로 완전히 개방되고 순간적으로 완전히 닫혀야 하지만 이러한 셔터의 제작은 질량을 가지고 있는 기계의 구조상 구현이 불가능하다. 저속 셔터에서는 이러한 문제가 무시할만큼 그 영향이 작아지지만 고속에서는 문제를 일으킨다. 여기서 셔터의 효율은 이상적인 셔터와 비교할 때 셔터의 실제 성능을 표시한다.

셔터 효율
직사각형 모양의 이상적인 셔터의 작동과 사다리꼴 모양의 실제 셔터의 작동을 나타낸다. 아래 그림은 저속 셔터에서의 작동으로 상대적으로 큰 차이점이 없으며 효율이 높아지지만 윗그림은 고속에서 셔터가 열리고 닫힐때 소요되는 시간때문에 효율이 떨어진다.

위 그림은 전형적인 리프 셔터의 작동을 나타낸다. 직사각형은 이상적인 셔터의 동작을 나타내며 사각형의 왼쪽 수직선는 순간적인 셔터의 열림을 표시하며 수평선은 셔터가 완전히 열려있는 상태를 나타내며 오른쪽 수직선은 셔터의 닫힘을 나타낸다. 실제 셔터는 개방되는데 약간의 시간이 걸리므로 경사진 수직선으로 표시되고 마찬가지로 닫힐 때도 경사지게 표시되어 사다리꼴 모양의 작동 그래프가 만들어진다. 셔터의 움직임이 빠를수록 이상적인 셔터의 작동과 비슷하게 된다. 실제 셔터와 이상적인 셔터의 작동에서 두 면적의 비를 셔터 효율이라고 한다. 전형적인 리프 셔터의 효율은 대략 60~90% 정도다.

실제 효율은 작동 환경에 따라서 달라질 수 있는데 그 첫번째 요인은 노출 시간이 길어질수록 두 면적의 차이가 줄어들어 효율이 높아지게 된다. 실제로 리프 셔터의 노출 시간이 1초나 1/2초 정도가 되면 효율은 95% 이상이 된다.

두번째 요인으로는 조리개 값에 영향을 받는다. 조리개가 조여져 있을 때는 완전이 열리고 닫히는 시간이 적게 걸린다. 따라서 셔터의 효율은 조리개가 조여졌을 때 높아진다. 그러나 셔터가 개방 조리개에서 교정(calibration)되어 있다면 조리개가 열려질수록 정확성(accuracy)는 높아진다. 실제로 f/16에서 셔터 속도의 조절 오차는 10% 정도가 되지만, f/7에서의 셔터 조절의 오차는 아주 정확해진다.

포컬플레인 셔터를 사용할 때는 효율과 정확성은 그 구조상 조리개의 영향을 받지 않는다. 그러나 셔터 효율은 셔터막의 주행 거리와 속도에 영향을 받는다. 이상적인 포컬플레인 셔터는 필름면에 존재하는데 실제로는 그렇게 제작될 수 없으며 기술의 발전으로 셔터막의 위치가 필름면에 가까이 위치하고 작동 속도가 높아져서 최근의 기술은 상당히 높은 효율과 정확성을 가지고 있다. 리프 셔터와 마찬가지로 저속의 셔터 속도에서는 물론 높은 효율이 보장된다.

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