Notice - 얄팍한 상식 수준에서 다루는 비전문적이고 깊이 없는 포스팅이므로 숨겨져 있을 오류와 논리적 비약, 수다쟁이의 헛된 망상에 주의가 필요하다.
수동(Maual focus) 렌즈 이종교배에서 적절한 포커싱(초점 조정)은 선명한 이미지를 얻기 위해서는 필수적이다. 수동 포커싱의 방법에 대해서는 이전 포스팅에서 다루었으니 이번 포스팅에서는 극단적인 스냅 촬영과 캔디드 포토 촬영이 가능한 과초점 거리를 이용한 방법과 이를 실현하기 적절한 렌즈의 선택(초점거리-화각과 관련되어 있다), 포커싱에서 과초점 거리 활용 시 주의점에 대해 알아보자. 피사계 심도나 존 포커싱에 대한 기본적인 이해가 수동 초점 맞추기에는 많은 도움이 되므로 이에 대한 설명이 필요하다면 아래 링크의 포스팅을 참조하는 것이 좋겠다.
<올드렌즈와 디지털카메라의 이종결합 I> 수동 초점 (Manual Focusing) - 수동 렌즈로 초점 맞추기 / Using old lenses on digital cameras & MF focusing
이번에 포스팅하고자 하는 내용은 아주 기본적이고 너무도 뻔한 내용이다. 이는 수동 초점 카메라나 수동(MF) 렌즈를 처음 경험하시는 분들을 위한 내용이므로 이미 사용에 익숙한 분들에겐 '뜯고 맛보고'할 내용..
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▶ 과초점 거리 (Hyperfocal distance)의 정의
렌즈가 피사체에 초점을 맞출 때 그 지점을 중심으로 전방에서 후방까지 일정한 거리가 심도의 범위 안에 있어 초점이 맞게 되는데 이때 피사계 심도가 무한대까지 초점이 맞는 거리를 과초점 거리라고 한다. 과초점 거리에 초점을 맞추면 과초점 거리의 약 1/2 위치에서부터 무한대까지 초점이 맞는데 이것을 응용한 것이 고정 초점 카메라이다.
출처> 영화사전 '과초점 거리'
과초점 거리는 렌즈의 피사계 심도의 범위 이내에서 후방 한계심도를 무한대에 맞추어서 일정 거리(전방 한계심도)부터 무한대 거리 영역까지 초점이 맞게 되는데 이때의 거리를 일컫는다. 장황하게 글로 설명하는 것보다는 실제 렌즈에 피사계 심도계와 조리개 수치를 대입하여 과초점 거리에 대해 이해해 보자.
아래 이미지의 값을 예시로 과초점 거리를 구해보면, 먼저 F 16(붉은 원)의 조리개 수치일 때 피사계 심도계 상의 해당 조리개 수치인 16 인덱스와 거리계 인덱스 ∞를 정위치시킨 상태에서 렌즈의 거리계 기준점 인덱스와 거리표 시계 상의 일치하는 거리(파란 원)가 과초점 거리이다. 아래 이미지의 과초점 거리는 약 2.4m이며 근초점 거리(전방심도한계)는 이 기준점 2.4m x 1/2 한 1.2m가 되고 원초점 거리(후방심도한계)는 무한대까지다. 따라서 과초점 거리는 2.4m에 포커싱을 맞추면 전방 1.2m부터 무한대 구간까지 모두 초점이 맞는 영역 즉, 존 포커싱 구간이 된다. 어려운 것이 아닌데 굳이 설명하자니 말이 꼬인다.
주 1) 이미지 상의 과초점 거리 텍스트 양쪽의 화살표는 Ctrl +V의 잘못된 사용으로 인한 것이므로 가볍게 무시하자. 인간미 넘치는 실수이자 게으름이다.
과초점 거리를 수식으로 표하면 아래와 같단다.
그런데 왠지 말로 풀어쓰는 것보다 더 이해가 안 되는 듯하다. 실전을 빙자한 '그림'으로 알아보자.
과초점 거리는 일차적으로 렌즈의 조리개 값에 연동하고 렌즈의 초점거리(화각)의 영향 또한 지대하게 받는다.
주 2) 아래 수치는 위의 수식의 계산에 기반한 것이 아니고 피사계 심도계의 수치를 대략적으로 대입한 값이다. 피사계 심도계를 이용하여 과초점 거리를 구하는 것의 예시이므로 수치상의 오차가 있을 수 있는 대략적인 값임을 밝힌다. 사실 일반적인 용도의 촬영에서 피사계 심도계를 사용한 대략적인 사용이 더 실용적이다. 하지만 전문적/상업적 목적(일례로 전시용 풍경 작품 또는 내셔널지오그래피 사진)이라면 정확한 과초점 거리를 구하기 위해 위의 수식을 활용하거나 아래에서 소개할 어플(스마트폰 앱)을 사용하길 권한다.
주3) 아래 피사계 심도와 과초점 거리는 35mm 필름 카메라의 풀프레임(FF)을 기준으로 한 것이며, APS-C 규격이나 (마이크로) 포서드 등 크롭 이미지 센서를 사용하는 카메라에 이종 교배할 경우에는 과초점 거리와 피사계 심도의 범위가 일치하지 않는다. 환산 화각으로 변환하면 근사치의 값을 얻을 수 있다.
주4) 이미지 상의 과초점 거리 텍스트 양쪽의 화살표는 Ctrl +V의 잘못된 사용으로 인한 것이므로 가볍게 무시하자. 지우고 다시 하기에는 너무 귀찮다.
주5) 허용 착란원 및 허용 한계 착란원 등의 용어가 사용되고 있는데 이에 대해서는 제일 아래에 링크된 포스팅에서 관련 설명이 있으므로 참고하자.
- 초점거리 29mm 렌즈에서 조리개 f 8일 때 과초점 거리는 2.4m, 근초점 거리 1.2mm, 존 포커싱 구간은 1.2m~무한대이다.
- 초점거리 29mm 렌즈에서 조리개 f 16일 때 과초점 거리는 1.2m, 근초점 거리 0.6mm, 존 포커싱 구간은 0.6m~무한대이다.
- 초점거리 35mm 렌즈에서 조리개 f 8일 때 과초점 거리는 4.8m, 근초점 거리 2.4mm, 존 포커싱 구간은 2.4m~무한대이다.
- 초점거리 35mm 렌즈에서 조리개 f 16일 때 과초점 거리는 2.4m, 근초점 거리 1.2mm, 존 포커싱 구간은 1.2m~무한대이다.
- 초점거리 50mm 렌즈에서 조리개 f 8일 때 과초점 거리는 9.6m, 근초점 거리 4.8mm, 존 포커싱 구간은 4.8m~무한대이다.
- 초점거리 29mm 렌즈에서 조리개 f 16일 때 과초점 거리는 4.8m, 근초점 거리 2.4mm, 존 포커싱 구간은 2.4m~무한대이다.
위의 과초점 거리와 근초점 거리, 존 포커싱 구간의 수치를 보면 대략 짐작할 수 있다. 광학 설계는 고도의 수학적 연산을 기반으로 하는 것이니 각각의 수치는 수학적 계산에 의해 맞아떨어지는 값이므로 뭔가 관련 계산식이 보이는 듯하다. 하지만 수학은 머리 아프니 너무 깊게는 들어가지 말자.
▶ 심도계가 없는 렌즈의 초점 거리 (Hyperfocal distance)의 계산
최근의 AF 렌즈에는 피사계 심도를 나타내는 인덱스 등이 없는 렌즈가 대부분이다. 자동으로 초점을 잡아주므로 일반적인 상황에서는 과초점 거리를 굳이 계산하여 적용할 이유는 없다. 하지만 근경에서 무한대 영역까지 심도가 깊은 풍경사진 등을 촬영할 때, 자동초점이 무한대에 맞춰지면 근거리의 피사체의 경우에는 또렷한 상을 얻지 못하는 때(과초점 거리가 무한대에 맞춰지는 경우)가 있는데 근처의 특정 물체에 초점을 잡는 등의 편법을 쓸 수는 있겠다) 수동으로 과초점 거리를 활용하여야 할 때가 있다. 이 경우에 위의 수식에 대입하여 과초점을 구할 수도 있겠지만, 수학은 머리가 아프다. 때는 바야흐로 스마트 폰의 시대이니 어플을 이용하여 과초점 거리를 구해보자. 무료로 쓸만한 앱으로 'hyperfocal'이 추천할 만하다.
▶ 과초점 거리 (Hyperfocal distance)의 활용
너무 내용이 길어지니 간략히 다뤄보자. 과초점 거리를 응용하여 자신이 초점이 맞는 영역을 지정하여 사용할 수 있는 것이 무엇보다 큰 장점이다. 전방 2m 이내의 물체는 아웃포커싱으로 처리하고 2미터부터 무한대에 이르는 범위를 또렷한 초점으로 촬영하는 등의 설정이 가능하다.
과초점 거리는 한편으로 조리개를 조여서 존 포커싱의 범위를 최대한 확장하여 사용할 수 있고, 근초점 거리부터 무한대까지 모든 구간에 초점이 맞는 상태, 즉 팬 포커싱 촬영이 가능하여 대체로 심도가 깊은 사진을 찍을 때 활용되는 경우가 많다. 따라서 깊은 심도를 필요로 하는 풍경, 스펙터클한 자연경관, 깊은 심도를 표현하여야 하는 사진 등에 활용도가 높다.
초점거리 35mm 이상의 광각화각에서 깊은 심도 표현이 가능하므로 존 포커싱의 범위도 매우 광범위하게 확대된다. 이 원리를 이용한 고정 초점 (Fixed focusing) 카메라나 렌즈도 많이 등장하였다. 80~90년대 흔히 볼 수 있던 1회용 카메라나 화상 카메라 렌즈 초점 구동이 없는 핸드폰, 스마트폰, 노트북 등의 내장 카메라 등에 응용된다.
그리고 스냅촬영, 캔디드 촬영 등 수동 렌즈를 이용한 촬영에 이만한 방법이 없다. 이종교배 등에서도 수동 렌즈로 초점 맞추기에 어려움을 겪는 경우에 좋은 해법이 될 수 있다.
▶ 과초점 거리 (Hyperfocal distance)의 활용시 주의할 사항
과초점 거리와 존 포커싱을 활용하여 근경부터 원경에 모두 초점이 맞는 상태는 수동(MF) 렌즈를 사용하는 경우나 M모드 촬영에 있어서 최근의 고성능 AF 카메라에 못지않은 쾌적한 촬영 환경을 만들어 준다. 수동 포커싱의 부담이 없으므로 구도나 노출에만 신경 쓸 수 있는 장점도 있고, (디지털카메라에 이종교배라면 노출도 자동으로 놓고 구도에만 신경 쓸 수도 있다) 뛰어노는 아이들이나 순간적인 상황에도 빠른 대응이 가능하다. 이런 팬 포커싱 촬영에 주력하다 보면 (렌즈의 초점거리/화각에 따라 차이는 있겠지만) 조리개를 많이 조이게 된다.
조리개 수치를 f/16이나 그 이상의 수치로 조이게 되는 경우, 35mm 필름 판형 렌즈의 경우 '회절현상(Diffraction of light)'에 의해 이미지의 품질(해상도)에 저하가 올 수 있다. 이는 빛의 파동 성질에 의해서 좁은 구멍을 통과한 빛이 상호 간섭에 의해 한 곳으로 모이지 못하고 넓게 퍼지는 것에 기인한다.
35mm 필름평판의 렌즈를 기준으로 이미지 해상도 저하의 정도는 조리개 f/16일 때 약 10%, f 22에서 약 30% 정도의 손실이 발생하므로 너무 과하게 조리개를 조이는 것에 주의하는 것이 좋다. 그리고 촬상면(필름 또는 이미지 센서)의 프레임 크기가 작아질수록 회절은 더 낮은 조리개에서도 발생할 수 있다. 이에 대한 내용은 별도 포스팅을 참고하자.
그리고 위에서 잠시 언급하였듯이 35mm 필름 평판 규격의 카메라와 렌즈, 촬상소자(이미지 센서) 등에 근거한 값이므로 풀프레임 규격에 적절한 수치이다. APS-C 규격이나 (마이크로)포서드 등 크롭 이미지 센서를 사용하는 카메라에 이종 교배할 경우에는 과초점 거리와 피사계 심도의 범위가 일치하지 않는다. 환산 화각으로 변환하면 근사치의 값을 얻을 수 있다.
끝으로 과초점 거리를 활용하면 초점 맞추기의 모든 문제를 해결할 수 있는가에 대해 첨언하지 않을 수 없는 부분이 있다. 바로 초점 정확도와 관련한 문제이다. 과초점 거리나 존 포커싱의 개념은 필름 카메라 시대에 정립되었다. 그 기준은 필름의 해상력과 필름 시대에 일반적인 크기의 현상과 사용 례에 근거하고 있는데, 디지털 시대에도 이 기준이 통용될 수 있는지와 AF 카메라의 포커싱의 정밀 기준과의 상대적 비교에 대해 언급하지 않을 수 없다. 결과만 간단히 기술하면 최신 AF 카메라의 포커싱 정밀도에 비해 존 포커싱, 과초점 거리의 초점 정확도는 엄연한 차이가 존재한다. 즉 초점이 맞는다라고 정의하는 엄격한 잣대가 필름 시대의 잔재에서는 훨씬 관대하다. 따라서 촬영한 이미지의 확대가 간편한 디지털 시대에서 포커싱의 정밀함에 있어서 AF와 좀 차이가 있는데 이에 대한 자세한 내용은 아래 포스팅에서 다시 한번 다뤄보자.
<올드렌즈와 디지털카메라의 이종결합 X II> 수동 초점 맞추기 3 - 초점 심도와 허용 한계 착란원 / Depth of focus & circle of confusion
수동 초점 맞추기는 여러모로 어렵다. 촬영 시에는 초점이 맞아 보였는데 촬영 후 결과물을 확대해 보면 초점이 안 맞는 경우가 꽤 많다. 이런 불만과 불편은 특히 디지털카메라에 수동 렌즈를 이종 장착할 때 자..
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