화소(pixel). 이미지센서(image sensor). 렌즈(lens)
⊙ 화소 pixel
사진의 화상을 구성하는 최소 단위인 화소(pixels . 畵素)가 낮으면 화질이 거칠어 큰 사이즈로 인화가 불가능하고, 이미지의 세부적(detail) 부분을 섬세하게 묘사 할 수 없다. 역으로 화소가 높으면 크게 인화할 수 있고, 이미지를 섬세하게 묘사 할 수 있다.
작은 사이즈 인화물이나 모니터용 사진이이라면 보편적인 600만 화소급도 볼 만 하지만, 대형 사진이나 정밀한 그래픽을 요하는 경우는 화소가 높을 수록 결과물이 좋다.
필자의 경험상 A4 사이즈 이상의 인화물이라면 800만 화소 이상이 좋고, 1m급 이상의 초대형 인화용이 목적이라면 화소가 더 높을수록 화질(畵質)이 좋아 진다. 화소(pixel)는 디카의 품질을 나타내는 주요 척도가 되기도 하는데, 무조건 화소만 높다고 고품질의 화질을 만들어 주지 않는다.
화소수에 걸맞게 이미지센서의 크기가 크야 한다.
이미지센서(Image senso)인 CCD혹은 CMOS의 크기가 상대적으로 크고, 화소수가 높아야 고품질의 이미지를 만들수 있다.
디카로 찍은 사진의 화질은 단순히 화소수에 비례하는 것이 아니고, 사용되는 렌즈나 반도체 센서(CCD, CMOS) 크기와 성능, 디지털처리 방식에 따라 많은 변수가 있기 때문이다.
디카는 필름 대신으로 빛에 반응하는 반도체 센서인 CCD혹은 CMOS를 사용 한다.
반도체센서는, 빛양을 감지하는 회로들로 구성되는데 그 회로의 하나하나가 화소(pixels)이다.
반도체센서(CCD, CMOS)에 화소(pixels)가 1,400만개 집적하면 1,400만 화소 카메라라고 한다. 실화소수와 유효화소수의 오차로 차이가 있지만, 화소수는 사진의 크기를 나타낸다. 예를 들어서 1,400만 화소의 KODAK SLR-n(1:1 full frame) 기종으로 이 카메라의 최고 해상도로 찍으면 얼마만큼의 인화물을 만들 수 있을까?
KODAK SLR-n의 최고 해상도는 4,500(폭) × 3,000(높이) pixels이다.
실화소수는 13,500,000(4,500 × 3,000 pixels) 화소이고, 유효 화소수는 약 14,000,000 pixels 이다.
13,500,000 pixels이란 13,500,000개의 점으로 이루어진 이미지를 만들어 낸다는 뜻이다.
약 6백만화소의 디카로 찍은 이미지는 6백만개의 점으로 이루어지기 때문에 이미지센서(CCD, CMOS)의 크기가 같은 조건이라면 1,400만 화소의 디카가 6백만 화소의 디카보다 약 2배 정도 고화질의 이미지를 만든다고 말 할 수 있다. 1천4백만, 6벡만 화소의 두 기종으로 동일한 피사체를 동일한 조건으로 촬영한 이미지를 1,000×600pixels 정도의 작은 이미지는 컴퓨터 화면상으로 차별화 되지 않지만, 원본 크기로 보거나 인화하면 화질이 뚜렷이 구별된다.
⊙ 이미지 센서 image sensor
이미지센서(image sensor)의 크기는 디카의 가격을 결정하는 주요한 요소이며
화질과 관계가 크다.
디지털 일안 반사식 DSLR(DSLR·Digital Single Lens Reflex) 기종에 장착된 이미지센서는 대부분 CCD와 CMOS를 사용하는데 이것의 크기는 화질과 렌즈의 화각을 좌우 한다.
35mm필름 사이즈(24 x 36mm)와 동일한 크기의 1:1 풀프레임(full frame) 이미지 센서를 장착한 디카는 필름 카메라에 사용하던 렌즈를 마운트하여도 화각의 변함이 없이 그대로이다.
35mm필름 사이즈(24 x 36mm)보다 작은 이미지센서가 장착된 중급 이하 DSLR은 필름 카메라에 사용하던 렌즈를 마운트하면 그 렌즈의 원래 초점거리에서 제공하는 화각의 화상을 전부 수용하지 못하고 잘려 화각이 손실 된다.
코닥, 콘탁스,캐논에서 1:1 풀프레임(full frame) 이미지 센서를 탑재한 기종들을 출시 했지만, 코닥, 콘탁스 모델은 단종 되었다.
1:1 풀프레임(full frame) 이미지센서를 탑재한 DSLR은 35mm 필름 사이즈와 크기가 같은 만큼 필름 카메라에 사용하던 렌즈의 화각과 심도를 그대로 찍을 수 있어 풍경 사진등 광각촬영 등에 유리하다.
그러나 1:1 풀프레임(full frame) 이미지센서를 탑재한 DSLR은 가격이 장난이 아니다. 경차 한대값 이상의 고가로 비싸다.
CCD크기가 35mm필름보다 훨씬 큰 48mm×36mm 크기(총화소수2,170만 )의 CCD가 장착된 중형 디카 SLR Mamiya ZD는 그 값이 중형차 한대값인 14,OOO,000원대 이다.
이 카메라의 최대 해상도(5356pixel×4056pixel)로 촬영하여 72(픽셀/인치) 해상도로 인화하면 가로188.95cm ,세로 143.09cm의 큰사진으로 인화 할 수 있다. 이미지센서(CCD, CMOS)가 작으면 아무리 화소가 높아도 화질이 좋아지지 않는다.
작은 이미지센서나 큰 이미지센서에 똑같이 800만개의 화소를 집적할 수는 있다. 좁은 공간에 많은 사람이 복잡하게 들어가면 서로 부딪치는 등 행동이 자유롭지 못한 것처럼, 작은 이미지센서에 빼곡히 화소를 집적하면 한 화소가 CCD에서 차지하는 면적이 작아 빛을 받아들이는 양이 적어진다.
센서는 일정한 밝기를 유지하기 위해 CCD에서 받아들이는 신호를 증폭하게 되고, 모든 화소들이 동일한 양의 빛을 받아들이는 것이 아니므로, 증폭 과정에서 화소별로 차이가 생겨 이미지에 노이즈를 발생하여 화질을 저하 시킨다.
이와같이 한 화소가 CCD에서 차지하는 면적이 작아지면 화소 하나 하나가 빛을 받아 들이는 면적이 작아져 선명한 화질을 얻기가 어렵다.
이와 반대로 이미지센서가 크지면 화소 하나 하나가 빛을 받아 들이는 면적이 크져서 인접 화소의 영향을 받지 않고 빛을 충분히 제대로 받아드려 화질이 좋아진다. 이처럼 이미지센서가 크고 화소가 높으면 좋은 성능의 디카로 만들어 지지만 가격이 비싸져 소비가 줄어들어 경제논리에 맞지 않아서이다.
실제로 KODAK에서 출시한 1:1 풀프레임(full frame) 이미지 센서를 탑재한 기종인 SLR-n이 성능이 우수했으나 가격면에서 경쟁력이 떨으져 단종되었다고 볼 수 있다.
1,000만화소의 컴팩트 보급형 디카의 화질이 이미지센서가 상대적으로 큰 400만 화소의 DSLR보다 화질이 떨어지는 것은 당연하다.
결론적으로 좋은 사진은 이미지센서의 크기에 상응하는 화소가 높아야 얻어질수 있다는 점에 유의 하여야 한다.
여유만 있다면 CCD크기가 35mm필름보다 훨씬 크고(48mm×36mm),화소수가 무려 2,170만인 중형 디카인 SLR Mamiya ZD가 좋지만 그 값이 무려 14,OOO,000원대 이다.
⊙ 렌즈 Lens
디지털 일안 반사식 카메라인 DSLR(DSLR·Digital Single Lens Reflex) 기종은 렌즈의 선택이 대단히 중요한 문제이다.
렌즈의 성능은 일반적으로 초점거리(mm)와 구경비(F)를 따져서 가늠한다.
렌즈가 하나로 고정된 컴팩트 카메라의 렌즈 성능은 광학 줌이 중요 한다. 광학줌은 말 그대로 얼마만큼 확대해서 사진을 찍을 수 있느냐는 척도로 원거리 물체를 당겨서 가까이서 찍은 효과를 낼 수 있지만 화질 저하 등의 단점도 있다. 의도대로 사물을 표현하기 위해 수시로 렌즈를 바꾸어 가며 촬영하는 DSLR기종은 렌즈의 초점거리가 매우 중요하다.
사람이 사물을 보는 눈의 화각과 비슷하게 보여지는 초점거리는 약 50mm로 이 화각을 표준으로 삼아 이보다 수치가 적으면 광각, 수치가 높으면 망원 렌즈로 분류 한다.
초점거리가 50mm인 표준 화각의 렌즈는 인간의 눈으로 본 그대로를 묘사하고, 이보다 초점거리가 짧은 광각렌즈는 화각이 넓어 사물을 넓게 표현하나 왜곡이 심하다. 그리고 표준 보다 초점거리가 긴 망원렌즈는 화각이 좁아지고 사물을 당겨서 찍기에 좋다.
그리고 필카는 초점거리가 35mm이하인 렌즈들을 광각으로 분류했지만 이미지 센서가 35mm 필름보다 작은 DSLR 카메라에서는 보통 18mm 이하에서 광각효과를 거둘 수 있다.
DSLR 마니아라면 누구나 느끼는 공통점이지만 렌즈 압박을 많이 받는다. 초점거리 별로 단초점 렌즈나 줌렌즈를 구비하여 활용하면 좋지만 고가의 렌즈들을 갖추기가 어려운 문제이다.
렌즈 제작 기술의 발달로 지금은 줌렌즈도 단초점 렌즈 이상으로 성능을 발휘하기 때문에 초보 마니아들은 똑똑한 줌렌즈 하나만 갖추어도 즐거운 사진 취미를 즐길 수 있다.
필자의 경우에도 두자리수의 각종 렌즈들을 갖추고 있지만 특별한 목적이 아니면 줌렌즈를 활용하여 표준,광각,망원 사진을 찍는다.
그 다음으로 렌즈의 성능을 가늠해볼 수 있는 것은 구경비(口徑比)이다.
구경비는 F2와 같이 대문자 F와 숫자를 함께 표기하여 나타낸다.
F수치가 적을수록 조리개가 많이 개방돼 빛을 많이 받아들여 셔터스피드 확보에도 유리하고, 심도를 더 얕게 조절할 수 있어 Outfocus(배경 흐림) 효과도 커진다. 아웃 포커스란 조리개치를 낮추어 초점이 맞은 부분은 선명하고 주변은 초점이 맞지 않아 화상(畵像)이 흐릿하게 나타나도록 촬영하는 기법이다.
구경비(口徑比)란 렌즈의 직경과 초점 거리와의 비를 나타내는 수치로 직경이 1이고 촛점거리가 그의 1.4배의 거리에 있다면, 1:1.4이며, F1.4라는 밝기가 된다.
고로 구경비가 크면 촛점거리에 비해 구경이 작으니까 어두우며, 구경비가 작으면 촛점거리에 비해 구경이 크므로 밝은 렌즈가 된다.
이와같이 렌즈가 커서 많은 빛을 모을 수 있는 밝은 렌즈일수록 좋은 것은 당연하다.
F8은 F4보다 숫자로는 두배이나 밝기에선 1/4배로 떨어진다. 왜냐면 밝기는 빛이 통과하는 렌즈의 면적에 비례하고 면적은 구경의 제곱배이기 때문이다.