Notice - 일반적인 상식 수준에서 다루는 깊이 없는 포스팅이므로 숨겨져 있을 오류와 논리적 비약, 수다쟁이의 헛된 망상에 주의가 필요하다.
▶ 필름 또는 이미지 센서 규격과 렌즈 초점거리(focal length)와 화각(angle of view 또는 field angle)의 관계
디지털 이미지 센서의 다양한 크기와 다양한 포맷 규격의 카메라들로 장착된 렌즈의 초점거리와 화각의 관계가 모호하다. 더구나 줌 기능 등이 결합하게 되면 더 아리송해진다. 이 문제는 비단 디지털카메라에만 국한된 것은 아닌 데, 필름에도 다양한 규격이 존재하였고 즐겨 사용하는 포맷에서의 렌즈 초점거리와 화각 문제를 경험적으로 체득하거나 아니면 가장 익숙한 필름 규격의 초점 거리별 화각에 환산 방식을 통해 대략적으로 정리할 수밖에 없었다.
이와 관련해서 이미 훌륭하게 정리된 기존 자료도 꽤 많은 편이라 굳이 포스팅으로 다룰 생각은 없었는데, 최근 하프 프레임 카메라에 관심을 가지고 이리저리 웹-서핑을 하다 보니 뜻밖에 이 부분에서 혼란을 겪는 경우를 어렵지 않게 보게 된다. 이와 관련해서 간단한 코멘트와 환산 비율 등을 정리하여두면 좋을 듯해서 수다를 시작해 본다. (무엇보다 주말의 잉여스러움에 무엇이라도 해보고 싶었다)
- 하프 프레임 카메라의 렌즈 초점거리와 실제 화각 (환산 화각)
하프 프레임 카메라에 장착된 렌즈의 초점거리에 대하여 혼돈을 겪는 경우가 흔한 듯하다. 종종 하프 카메라 렌즈에 표시된 초점거리를 35mm 규격 카메라의 초점거리로 그대로 적용하거나 착각하여 실제 촬영되는 화각보다 넓은 화각으로 생각하는 경우가 있는 듯하다. 하프 프레임 카메라는 35mm 소형 필름 프레임 36mm x 24mm의 절반(하프) 24mm x 18mm 정도의 면만을 사용한다. (실제 캐논 하프 프레임 데미 시리즈의 시야 조리개 역할을 하는 필름실의 사각 개구를 실측하면 23.6mm x 17.3mm 정도에 해당한다.) 실측 크기는 APS-C 규격 (23.6mm x 15.7mm)과 거의 유사하다.
따라서 APS-C 규격의 카메라에 35mm 프레임 렌즈를 장착했을 때 실제 촬영되는 이미지의 크기, 즉 환산 초점거리 또는 화각과 같은 계산법으로 구할 수 있다. (렌즈의 초점거리 x 1.5) 따라서 하프 카메라에 일반적으로 장착되는 28mm 초점거리의 렌즈는 실제 촬영 시에 35mm (풀 프레임) 필름 (또는 135 필름) 규격으로 환산하면 약 42mm 초점거리에 해당하며, 30mm 초점거리 렌즈는 45mm 정도에 해당한다.
일반적으로 화각은 수평 화각과 수직 화각으로 구분된다. 필름이나 촬상소자 면은 가로와 세로 화면 비율이 서로 다르다. 렌즈의 초점거리 별 화각은 주로 넓은 수평(가로) 화각을 말한다. 따라서 가로 사진의 경우 좌우 화각에 비해 세로 화각은 좀 더 작다.
가장 널리 쓰이는 35mm 필름 규격 카메라에 적용되는 렌즈의 초점거리와 그 화각에 매우 친숙하고, 따라서 50mm 초점거리를 갖는 렌즈에 대해서 표준 렌즈라는 확고한 선입관을 가지고 있다. 하지만 렌즈의 초점거리가 결과물에 구현하는 화각은 촬상소자(필름 또는 디지털 이미지 센서)의 규격에 따라 다르다. 35mm 포맷(36 x 24mm)에서는 50mm가 약 46˚ 화각(Diagonal angle of view)을 보여주지만 645 또는 6cm x 6 cm 포맷에서는 약 80mm 초점거리가 46˚ 정도의 화각을 보여준다. 필름 규격이 점점 커지는 중/대형 프레임 포맷일수록 동일한 화각을 갖는 렌즈의 초점거리는 더 길어진다. 그리고 반대의 경우, 하프 프레임 (또는 APS-c) 규격에서는 약 33mm 초점거리가 46˚의 화각에 해당한다.
초점 거리와 화각 (Focal Length & Diagonal angle of view)
▶ 초점 거리별 화각 (35mm 필름 평판) ▷ 출처> http://academy-of-photography.com/understanding-lenses-focal-length-vs-f-stop-explained/ 시야나 시각, 화각에 대한 추가적인 정보는 아래 링크를 참고하자...
surplusperson.tistory.com
▶ 시야 조리개와 화각의 관계 / FOV와 AOV
한 걸음 더 들어가 보자. 렌즈의 초점거리는 렌즈의 제 2 주점에서부터 촬상면까지의 거리를 말한다. 렌즈의 초점거리는 화각을 결정하는 유일한 요인이 아니다. 화각 결정의 또 하나의 요인은 카메라의 촬상 소자(이미지 센서 또는 필름)의 규격/판형이며 각각의 규격에 따라 촬영되는 이미지의 범위는 서로 다르다. 예를들면 같은 초점거리의 렌즈(50mm라고 가정하자)를 장착하고 35mm 풀프레임 카메라와 APS-C 카메라로 촬영하면 각각의 이미지에 촬영된 시야 범위가 다르고, 35mm 풀프레임 카메라에서 APS-C 보다 약 2배 더 넓은 면적의 시야 범위로 촬영될 것이다. 즉, 렌즈의 초점거리와 카메라에 사용되는 촬상 소자의 크기라는 두 요인에 의해 시야범위 또는 화각(FOV/AOV)이 결정된다.
35mm 프레임 규격에서 초점거리를 화각과 각각 대응하여 고정적인 수치처럼 사용하지만, 이는 35mm 풀프레임에 적용할 때만 의미가 있는 상대적인 값이다. 따라서 최근처럼 다양한 크기의 디지털 이미지 센서를 사용하는 경우, 초점거리를 35mm 풀프레임의 카메라에 맞게 정의된 화각이란 점을 간과하고 초점거리 = 화각의 의미로 사용하는 것은 실제와 맞지 않고 혼란을 가져온다.
카메라의 특성상 화각을 결정하는 '시야 조리개' 역할은 보통 촬상면의 크기로 결정된다. 즉, 필름 촬상면의 면적을 줄이면 화각/시야범위가 좁아진다. 하지만 그 반대의 경우로 촬상소자의 크기(면적)를 마냥 널리면 무한정으로 화각이 넓어지는 것은 아니다. 일정한 초점거리를 갖는 렌즈가 구현할 수 있는 범위는 한정되어 있고 이를 렌즈의 이미지 서클이라고도 한다. 이를 초과해서 넓어진 촬상면에는 개구에 의해 비네팅이 발생하는데, 이때는 개구(주로 입사구의 테두리)가 시야 조리개 역할을 한다고 할 수 있다. 실제에서는 35mm 프레임 카메라에 APS-C 전용의 렌즈 등을 장착하였을 때 촬영 결과물에 발생하는 비네팅 등이 좋은 예가 될 수 있겠다.
렌즈의 입사부를 통과해서 사출부로 나오는 원형의 상을 이미지 서클 (Image circle)이라 칭한다. 이미지 서클 중 일부가 촬상소자에 결상하는데, 촬상소자의 모양과 크기가 상의 크기와 화각/시야범위를 결정하는 '시야 조리개'가 된다. 카메라 제조사에서는 촬상소자의 프레임 크기(포맷 규격)에 맞춰 렌즈를 설계하여 보다 광학적 성능과 구면의 크기, 제조 비용 등을 고려하여 최적화하여 제품을 설계하지 싶다.
일반적으로 판형이 커지면 렌즈는 더 큰 이미지 서클을 만들어야 한다. 따라서 렌즈의 구성요소를 더 크게 설계하여 이미지 서클의 크기를 증가시켜야한다. 반대로 작은 소형 포맷 규격일수록 이미지 서클의 크기가 작아도 상관없어서 광학계 구성 요소의 크기는 더 작게 만드는 것이 가능하다. 따라서 촬상소자의 크기가 클수록 동일한 시야 범위를 촬영한다는 조건하에 각각의 렌즈는 판형이 클 수록 상대적으로 긴 초점거리를 사용할 수 있고, 판형이 작을수록 짧은 초점거리로 설계/제작 할 수 있다.
쉬운 내용을 너무 복잡하게 설명한 듯하다. 정리하면 초점거리와 화각은 고정된 값이 아니라, 편의상 35mm 풀프레임 규격을 기준으로 이해하기 쉽게 비교하여 사용하는 상대적인 값이다.
▶ 35mm 풀프레임 규격을 기준으로 한 환산 화각 (Lens equivalent chart)
35mm 필름(135 필름) 프레임을 기준으로 한 환산 화각은 사실 큰 의미를 지니는 개념은 아닐 수 있지만 실용적이긴 하다. 친숙한 35mm 프레임에서 렌즈의 초점거리와 화각을 이용해서 다른 포맷 규격에도 치환해서 알기 쉽게 표현한 것에 불과하지만, 화각 또는 시야 범위를 쉽게 떠올릴 수 있는 장점은 있다. APS-C 규격이나 다양한 중/대형 포맷의 초점 거리별 화각을 모두가 경험하여 잘 알고 있지 않으므로 사진에서 가장 일반적인 35mm 규격을 기준으로 한 임의의 값일 뿐이다. 당분간은 이를 대체할 뾰족한 방법이 없어 보인다.
각 포맷별 환산화각을 정리한 이미지로 대신한다. (출처 - 구글링) APS-C나 마이크로 포서드(4/3) 등의 환산비는 이미지 센서의 대각선 비로 정해진다.
