Notice - 얄팍한 상식 수준에서 다루는 비전문적이고 깊이 없는 포스팅이므로 숨겨져 있을 오류와 논리적 비약, 수다쟁이의 헛된 망상에 주의가 필요하다.
디지털 이미지 센서의 구조에서 빼놓을 수 없는 부분이 전자 셔터가 아닐까 싶다. 일응 셔터라는 개념에서 보면 이미지 센서와는 무관해 보이지만, 전자 셔터의 작동은 이미지 센서 상에서 전자적 제어에 의해 구현되고 전자 셔터의 성능이나 종류, 특징 또한 디지털 이미지 센서의 구조 및 작동 방식과 밀접하게 관련되어 있다. 수다는 기술적인 부분을 순화해서 더 쉽게 접근하도록 해야 할 듯하다. 언제나 서두에 밝혀두는 것이지만, 전혀 전문적인 지식이 포함되지 않고, 문과적 사고방식으로 겉핥기 식이며 이해 수준 낮은(다루는 주제의 수준이 낮은 것이 아나라 설명하고 풀어나가는 것에서의 허섭함) 수다라서 일부 기술적인 부분은 두루뭉술하게 넘어갈 수밖에 없으므로 이를 읽는다면 이런 어설픔으로 인한 한계와 피치 못할 사정도 감안하는 아량이 필요하지 싶다.
카메라와 렌즈의 구조 초기에 아나로그 필름 카메라의 구조에서 포컬 플레인 셔터와 렌즈(또는 리프, 센트럴) 셔터에 대해서 포스팅한 바 있으므로 이를 참고하는 것이 좋겠다. 셔터의 존재 이유와 셔터 스피드의 개념을 이해해 두자.
기계식 셔터 중에 전기적 제어 장치로 작동하는 셔터를 ‘전자(식) 셔터’라고 잘못 칭하는 경우가 있는데, 전기적 제어로 작동하는 기계식 셔터(또는 전자 제어식 셔터-electronically controlled shutter)는 기계식 셔터의 개량형이라 하겠다. 따라서 전자 제어식 셔터는 큰 범주에서는 기계식 셔터로 분류하고 현재 이미지 센서를 사용하는 디지털 카메라에서 셔터의 구분은 기계식 셔터 / Mechanical shutter와 디지털 이미지 센서에서의 전자(전자식) 셔터 / electronic shutter로 구분하는 것이 더 알맞다.
<카메라와 렌즈의 구조 II> 카메라 셔터의 종류 -포컬플레인 셔터와 렌즈 셔터 / Construction of camera - Focal Plane shutter & Central shutter )
문득 가을이 되니 계절의 변화에 깨달음과 조급함을 얻은 베짱이 마냥 정신이 번쩍 든다. 그간 미루어두었던 일을 처리하느라 블로그 포스팅에 신경을 쓰지 못한 듯하다. 기회가 되면 한번 제대로 다루어 볼 생각..
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디지털 카메라의 셔터는 전자식 셔터만 있는 유형, 기계식 셔터만 있는 유형, 전자식과 기계식이 모두 있는 하이브리드형 셔터 유형의 카메라로 구분할 수 있다. 구분의 큰 실익이 없다. 아래에서 보다 자세히 설명하겠지만, 전자식 셔터만 있는 유형은 보통 영상을 찍는 용도의 캠코더나 콤팩트 카메라 또는 모바일 기기의 카메라 폰 모듈 등이다. 기계식 셔터만 있는 디지털카메라의 유형은 스틸 이미지 카메라 등에 즐겨 사용되는 방식이었는데 최근 출시되는 제품에서는 스틸 이미지 촬영에만 특화된 카메라 등에서만 사용되는 추세다. 이유는 라이브 뷰(촬영 시 실시간으로 촬영될 화면을 볼 수 있는 기능) 지원이 일반화되었고 이를 구현하기 위해서는 전자 셔터가 필요하기 때문이다. 그리고 하이브리드 셔터 방식은 기계식 셔터와 전자 셔터의 장점을 모두 구현하기 위해 최근 출시하는 대부분의 디지털카메라에 적용되고 있다.
여기서 몇가지 의문을 가지지 않을 수 없다. 이전 필름 카메라에서는 필름이 빛에 노출되는 것을 막고 촬영 순간에만 노광 되도록 하기 위해서 카메라 내부는 암실이 되고 빛이 들어오는 통로의 개폐를 위한 장치 즉, 기계식 셔터가 필수적인 장치였지만, 필름과 달리 디지털 이미지 센서는 켜고 끌 수 있어서 빛에 노출되는 것은 별 문제가 없고 셔터 셔터 스피드는 전자 셔터의 제어로 구현 가능한데 디지털카메라(이미지 센서)에서 왜 기계식 셔터가 필요할까? 이에 대한 답을 아래에서 찾아보자.
아래 기계식 셔터에 대한 정의는 대부분 '초점면'/포컬 플래인 셔터 중심으로 기술되었다. 물론 렌즈/센터럴 셔터 또한 기계식 셔터의 한 종류이고 기능 또한 크게 차이를 보이지 않는다. 따라서 별도의 언급이 없더라도 기계식 셔터는 대부분의 경우 포컬 플래인 셔터 중심으로 기술되었다. 단 기계식 셔터에 렌즈 셔터를 포함하여도 큰 문제는 없어 보인다.
▶ 디지털 카메라(이미지 센서)와 기계식 셔터
이론상으로 전자 셔터는 기계식 셔터의 모든 기능을 대체할 수 있지만, 이를 상용의 카메라로 제조하는 데 있어서 몇 가지 문제를 가지고 있다. 이는 촬영된 이미지 품질에 대한 요구 기준이나 이미지 센서의 설계/제조 방식에 따라 차이를 보이기도 해서 항상 모든 카메라에 기계식 셔터가 필요한 것은 아니지만, 촬영된 이미지의 화질을 일정 수준으로 유지하는 측면에서 분명한 효용이 있다. 예를 들면 이미지 센서의 픽셀에 잔존하는 전하로 인해 발생하는 노이즈(리셋 노이즈) 억제나 장노출 노이즈 리덕션 등의 기능과 직접 관련 있다. 즉, 이미지 센서에서 촬영 순간 정확한 데이터를 얻기 위해서는 이전의 데이터를 모두 비우고 완전한 초기 상태를 유지할 필요가 있다. 빛에 반응하는 센서이므로 촬영 전 빛을 차단하여 암흑 상태 만들어 이미지 센서 내부 (포토다이오드 내의 전하 등)를 완전하게 비우는 방식이 가장 탁월하고 따라서, 기계식 셔터는 촬영 직전에 이미지 센서 전면을 (렌즈를 통해 조사되는 빛을 물리적으로 빛으로부터) 차단하는 기능을 선막이 수행하고 이어서 초기화된 이미지 센서의 표면에 설정된 셔터 스피드에 따라 계폐하여 정확한 데이터를 얻는데 일조한다. 장노출 노이즈 리덕션은 장노출로 인해 이미지 센서 픽셀에서 발생하는 열로 발생하므로, 장노출 촬영이 종료 직후 기계식 셔터막이 닫힌 암흑 상태에서 동일한 노출 시간만큼 작동해서 핫픽셀을 확정하고 해당 픽셀에 대한 보간 방식으로 노이즈를 줄이는 방식을 취하기 때문에 기계식 셔터가 필요하다.
이미지 센서의 픽셀에 잔존하는 전하로 인해 각 픽셀 기준 전압의 불균형으로 인해 발생하는 노이즈를 리셋 노이즈라고 한다. 이와 관련한 내용은 별도의 수다에서 다루었다. 아래의 링크에서 '리셋 노이즈' 그리고 '장노출 노이즈 리덕션'에 대해서 참고하는 것이 도움이 되지 싶다.
<카메라와 렌즈의 구조 47> 디지털 카메라의 노이즈 - 이미지 (사진) 노이즈의 발생 원인과 종류/ Noise of a digital camera II -Causes of Image noise
Notice - 상식 수준에서 다루는 비전문적이고 깊이 없는 포스팅이므로 숨겨져 있을 오류와 논리적 비약, 수다쟁이의 헛된 망상에 주의가 필요하다. 노이즈는 카메라뿐만 아니라 전자 신호를 다루는 기기에서 빠짐..
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<카메라와 렌즈의 구조 52> 장시간 노출 NR(노이즈 감소) 작동 방식과 효과 / Long Exposure noise reduction
Notice - 얄팍한 상식 수준에서 다루는 비전문적이고 깊이 없는 포스팅이므로 숨겨져 있을 오류와 논리적 비약, 수다쟁이의 헛된 망상에 주의가 필요하다. 디지털 카메라에 내장된 노이즈 감소
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그리고 기계식 셔터의 효용은 CMOS 이미지 센서의 판독 속도 문제가 관련이 깊은데 이는 아래 전자셔터 작동 방식에서 자세히 다뤄 보자.
기계식 셔터를 사용하므로써 단점도 있다. 첫째 제조 비용의 상승과 카메라 내부에 셔터 박스 설치 공간이 필요하여 소형화가 어렵다. 둘째, 셔터 작동으로 인한 작동 충격은 미러 쇼크와 동일하게 촬영 결과물의 화질에 악영향을 주고, 무음 촬영이 어렵다. 그리고 물리적 셔터 스피드의 한계로 고속 셔터 스피드에 한계가 있다. 마지막으로 영상 촬영에서는 기계식 셔터는 관여하지 않아서 '꿔다 놓은 보릿자루' 같이 생뚱맞은 장치가 되곤 한다.
▶ 전자 셔터 / Electronic shutter
- 전자 셔터의 기본 작동 방식과 장단점
전자 셔터의 작동 방식은 픽셀에 빛에 수광하는 시간을 전자적 제어로 조절하는 방식이다. 즉, 빛을 수광하는 동작 시간을 켜고 끄는 제어/조절을 통해 셔터 스피드를 구현한다.
먼저, 간략하게 전자 셔터의 장점과 단점에 대해 정리해 보자.
전자 셔터는 기계식 셔터의 물리적인 작동 방식이 아니라 전자식의 켜고 끄는 작동 방식이므로 셔터 쇼크(진동)가 없고 셔터 소리도 없다. 그리고 기계식 셔터가 가지는 물리적인 속도 한계에 구애받지 않아서 더 고속의 셔터 스피드 구현도 가능하다. 그리고 기계식 셔터에 비해서 더 세밀한 여러 단계의 셔터 스피드를 구현할 수 있는 장점도 있다.
단점은 픽셀에 누적된 빛 정보로 인한 노이즈가 발생할 가능성이 높고, 롤링 셔터의 경우, 전자 셔터의 느린 판독 속도로 인한 젤로 현상 등의 문제점이 있으며, 순간광(플래시) 조명과 함께 사용할 수 없다.
- 전자 셔터의 종류 (이미지 센서의 판독/Readout 방식)
글로벌 셔터 / Global shutter
이미지 센서상의 모든 픽셀 정보를 한 번에 판독(readout)하는 방식이다. 이미지 센서 상면의 픽셀 간 판독 속도의 차이로 인해 발생하는 젤로 현상을 방지해서 움직이는 사물을 왜곡 없이 정확하게 표현하는 용도로는 매우 훌륭하지만 센서의 설계가 복잡해지고 노이즈 증가, 다이내믹 레인지 축소 그리고 제조 비용이 높아지는 문제 등을 가지고 있다. 일반적으로 CCD 센서는 글로벌 셔터 방식이다. (단, CCD 센서 정보를 처리하는 과정에서 행의 순서에 따라 순차적으로 증폭/변환하는 과정을 거치기도 한다) CCD 데이터 처리 과정의 방식에 관해서는 달리 논하지 않을 생각이다. 제조 비용의 문제, 데이터 처리 속도 등으로 CCD 센서에도 이미지 센서 픽셀 행의 순서로 순차적으로 전송하는 방식(interline transfer CCD)을 취하기도 하지만, 셔터의 작동 메커니즘상 모든 픽셀 정보를 판독하는 시점은 동시에 이루어지므로 구분의 실익은 크지 않다.
CMOS 센서에서도 글로벌 셔터를 구현하는 것이 가능한데, 이를 위해서는 일반적인 CMOS 센서에 추가적 장치(각 픽셀 마다 캐퍼시터-capacitor- 장치 추가)가 필요하고 이는 복잡한 구조로 이루어져 설계 및 제조 난도가 높고 제조 비용을 대폭 상승시킨다. CMOS 센서에서 글로벌 셔터 방식에 대한 자세한 내용은 롤링 셔터의 단점과 관련한 포스팅에서 별도로 다루자.
롤링 셔터 / Rolling shutter
이미지 센서 상의 픽셀 정보를 행의 순서로 순차적으로 판독하는 방식이다. 롤링 셔터 방식은 순차적으로 데이터를 처리할 수 있어서 용량이 큰 고화소, 고해상도 이미지 정보를 처리하는데 적절하지만, 이 또한 단점을 가지고 있다. 즉, 행을 구분하여 순차적으로 판독하므로 전체 이미지 센서 픽셀 행간의 판독 시차가 발생하는 문제가 있다.
롤링 셔터 방식의 전자 셔터는 픽셀 면을 행으로 순차적 판독하므로 순간광 플래시(조명)과 전자 셔터는 (동조 셔터 스피드와 관계없이) 연동할 수 없고 따라서 롤링 셔터 방식을 사용하는 이미지 센서의 카메라에서는 전자 셔터 모드에서 플래시를 사용할 수 없다.(CCD 이미지 센서의 글로벌 셔터라면 사용 가능) 강제로 발광하고 전자 셔터로 촬영한다고 해도 판독 속도의 시차로 인해 전체 프레임 중 일부만 촬영되므로 정상적인 이미지 출력이 불가능하다.
CMOS 센서에서는 롤링 셔터가 일반적인데, 이는 CMOS 센서의 작동 방식에 기인한 필연적인 결과라고 할 수 있다. 즉, CMOS 센서는 판독이 완료되어야 노출이 종료되는 방식이기 때문이다. CMOS 센서에서 판독 완료 이전에 노출을 종료하기 위해서는 각 픽셀마다 전압 데이터를 저장할 수 있는 Capasitor/콘덴서 장치가 추가되어야 한다. 그 작고 많은 픽셀 하나하나에 충전장치가 추가되는 복잡함과 제조 난이도, 그 결과 제조 비용 상승은 필연적이다. 각 픽셀에 Capasitor가 추가된 CMOS 센서는 글로벌 셔터 센서 방식으로 작동하고 이 센서 방식이 적용된 Sony F55 등의 시네마 카메라는 매우 고가일 수밖에 없고, 일부 산업용의 특수목적의 CCTV용 (차량 번호 인식 카메라 등) 이미지 센서 등에 제한적으로 쓰인다.
판독 속도에 대한 문제 (CMOS 전자 셔터의 판독 속도)는 여러가지 오해를 불러일으킨다. 1/8000 sec의 셔터 스피드의 전자 셔터는 이미지 센서 전체를 판독하는 시간이 1/8000 sec 속도로 완료되는 것을 의미하지는 않는다. 즉, 전자 셔터의 셔터 스피드(픽셀의 포토다이오드에 빛이 노광 되는 시간)는 1/8000 sec이라 해도 이미지 센서의 전체의 판독을 완료하는 데는 1/60 sec의 시간이 걸릴 수 있다. 이런 노출 설정에서의 셔터 속도와 실제 판독을 완료하는 시간의 차이의 결과로 촬영 이미지에는 (전자 셔터 롤링식) 눈에 띄는 왜곡/변형(Jello efect)이 발생한다. 따라서 일반적인 전자 셔터 사용상 주의할 점은 빠르게 움직이는 피사체나 카메라의 흔들림이 많은 촬영 조건에서는 고속 셔터 스피드 설정에도 불구하고 그리 좋은 결과물(기계식 셔터를 활용한 고속 셔터 스피드 조건 촬영과 달리 젤로 현상으로 인한 심한 왜곡이나 상의 일그러짐이 발생)을 기대하기 어렵다.
그렇다면 이처럼 느린 판독 스피드로 전자 셔터의 고속 셔터 스피드는 어떻게 구현하는 것일까?
글로벌 셔터에서는 아주 짧은 시간 픽셀을 동작 시켜서 고속 셔터 스피드를 구현할 수 있지만, CMOS 센서의 특징은 위에서 언급했듯이 판독이 완료하여야 노출이 종료된다. 따라서 픽셀 면을 위에서 아래로 순차적으로 이루어져 판독 속도가 느린 탓에 고속 셔터를 구현하기가 쉽지 않아 보이지만, 이는 픽셀의 행이 켜지는 시간과 판독 속도와 연동함으로써 가능하다. 즉, 1/16000 sec의 고속 셔터를 구현하기 위해서는 판독이 이루어지는 행에 맞춰 1/16000 sec 만 전자 셔터가 작동하도록 한다. 하지만, 이런 방법은 젤로 현상, 플리커 등 롤링 셔터가 가지는 단점을 그대로 가지고 있으므로 고속으로 움직이는 물체 등의 촬영에는 이미지의 왜곡이나 품질에 문제를 야기하는 경우가 많다.
CMOS 센서에서 (전자) 셔터 판독 속도는 여러 성능(연사 속도나 영상의 프래임-fps- 속도)과 관련있다. 물론 판독 속도만으로 이런 성능이 결정되는 것은 아니다. 판독 속도는 한편으로 데이터 처리 속도와 유사해서 저화소/저해상도라면 판독하는 행의 수가 적어서 더 빠르게 작동할 수 있다. 그리고 센서의 크기가 작을수록 더 빠르게 판독할 수 있는 특징을 보인다. 따라서 카메라 모듈 등의 1/2.4인치 규격의 이미지 센서가 35mm 풀프레임이나 APS-C 규격보다 판독 속도가 더 빠른 경향을 보인다. 이 탓에 일부 카메라에서는 영상 녹화(비디오 모드) 시 센서의 일부분 영역만 축소하여 사용하는 방식을 취하기도 한다.
이왕 시작했으니 한 걸음 더 들어가 보자.
이미지 센서의 판독 속도는 카메라의 기능에 많은 영향을 미친다. 대표적인 경우가 최대 연사 속도, 그리고 영상 촬영에서의 FPS와 직결된다. 물론 최대 연사 속도의 경우 기계식 셔터를 사용하는 경우에는 셔터의 물리적인 속도도 중요하지만 (기계식 셔터의 반응 속도는 생각보다 매우 빨라서 연속 촬영-연사- 등 극단적인 몇몇 경우를 제외하면 그리 큰 제한으로 작용하지는 않을 듯하다), 이미지 센서의 데이터를 판독하고 전송/저장하는 속도의 영향을 받을 수밖에 없다.
그렇다면 CMOS 이미지 센서의 판독 속도는 어느 정도일까. 제조사에서 이를 직접적으로 밝히는 경우는 그리 흔치 않으므로 이를 대충 역산해서 짐작할 수는 있겠다. (앞서 언급했듯이 판독 속도는 촬영 결과물의 해상력이나 데이터 용량에 따라 영향을 받으므로 이를 감안하여야 한다. 따라서 최대 판독 속도는 의미없고 최저 판독 속도가 중요한데, 최저 판독 속도 또한 여러 변수에 따라 달라진다. 극단적인 예로는 전원 장치의 상태나 온도 등에도 영향을 받을 수 있지 싶다) 이런 까닭에 4K 모드나 FHD 모드에서 최대 프레임 속도-FPS-가 다르며, 연사 속도에서도 전자 셔터 또는 기계식 셔터 사용 시 속도 차이가 발생하기도 한다. 일반적인 판독 속도는 제품별로 차이가 있으나 대체적으로 최고 화질에서의 Raw 모드 촬영에서 1/60sec 수준에 그치고 있지 않나 싶다.(너무 느린 판독 속도로 생각되겠지만, 사실 이에 미달하는 카메라들도 많을 듯하다) 물론 결과물의 해상도를 낮추거나 또는 동영상 촬영 모드에서는 이미지 한장의 데이터 용량이 작아지고 센서 일부분 만을 사용하는 등의 조건으로 이미지 센서 전체를 판독 속도는 상승할 것이다.
▶ 전자 선막 셔터 기능 / Electronic front curtain shutter
최근에 종종 등장하는 전자 선막 셔터 기능에 대해서도 알아보자. 소니 카메라에서는 E 프론트 커튼 셔터 (E-front curtain shutter)로 불린다. 전자 선막 셔터는 전자식 셔터와 기계식 셔터 기능을 모두 가진 카메라에서 가능하다.
구체적으로 작동 방식을 정리하면, 선막 기능은 전자셔터가 후막은 기계식 셔터가 작동한다. 이 방식을 통해 기계식 셔터의 셔터 쇼크를 줄이고, 전자 셔터의 판독 속도 문제를 기계식 셔터의 빛 차단으로 보완하는 방식이다. 즉, 정숙한 전자 셔터의 장점과 판독 속도의 영향으로 발생하는 왜곡 등을 억제할 수 있는 기계식 셔터의 장점만을 취한다. 하지만, 실제 촬영에서 얼마나 유용한 기능인지는 개인적인 이해도와 활용 조건의 차가 존재할 수밖에 없다. 상대적으로 이미지 센서 규격이 큰/넓은 카메라에서 (셔터의 개폐 동작 구간이 크므로) 효과적이라고 생각한다.
여기서도 한 걸음 더 들어가 보자. 사실 설명하기에 용이하지 않고 이해하기에도 복잡해서 건너뛸까도 생각했는데, 이왕 시작한 잉여짓이니 좀 더 풀어보자. 전자 선막 셔터의 장점 중 하나는 전자 셔터 그중에서도 롤링 셔터 방식에서 발생하는 고속 셔터에서의 이미지 왜곡(셔터 스피드와 판독 속도의 불일치에 의한) 젤로 현상 등 문제점을 개선할 수 있다. 즉 작동 방식은 기계식 후막 셔터의 최고 속도에 맞춰 이미지 센서 상의 행 픽셀을 활성화하고 노출의 종료는 기계식 후막 셔터가 노광 되는 빛을 차단하는 것으로 대체한다. 이로써 전자 셔터의 젤로 현상 등의 단점을 기계식 셔터 수준쯤으로 개선할 수 있다. 셔터의 진동 감소와 젤로 현상을 개선하는 두 마리의 토끼를 쫓는 매우 효과적인 방법이지만, 일부 제품에서 소소한 문제점도 가지고 있는데 이는 전자 선막 셔터 기능으로 고속 셔터 스피드로 촬영 시 보케 등이 일부 잘리는 단점이 발생할 수 있다.
이 보케 잘림 현상의 원인은 고속 셔터 스피드 작동으로 인해 후막 셔터의 일부가 보케의 일부분을 가려서 발생하는 것이 아닐까 생각한다. 선막과 후막이 모두 기계식으로 작동하는 셔터의 경우 고속 셔터 스피드에서 정밀한 간격 유지를 통해 높은 수준의 연동으로 이미지 촬영이 가능하지만, 전자 셔터의 선막과 기계식 후막 셔터의 연동은 그리 정치하지 못해서 발생하는 허점에 원인이 있다고 생각된다. 후막 셔터 또한 위에서 아래로 작동하므로 카메라의 렌즈를 통과한 상은 이미지 센서에 도립상으로 결상되므로 정상적인 카메라 가로 촬영의 경우 촬영 이미지의 원경 보케 잘림은 하단 부분에서 발생할 것이다. 하지만, 이런 문제점은 초점이 맞는 부분에서 발생하지 않고, 보케와 같이 착란원이 매우 커지는 예외적인 문제라고 할 것이다. 그리고 전자 셔터의 선막과 기계식 후막의 연동을 더욱 정치하게 작동하도록 하고, 이미지 센서의 판독 속도 향상을 통해 개선될 수 있는 문제이기도 하다.
잘 이해하지 못했던 부분에 대해 댓글로 좋은 정보를 얻었으니 본문에 추가하자. 명쾌하게 원리를 설명하고 있어서 무릎을 탁치며 감탄하고 말았다.
위의 전자선막 셔터 사용 시 고속 셔터에서 보케 잘림의 원인은 현재 만들어지고 있는 디지털카메라의 구조 상 기인한 선막인 전자 셔터와 후막인 기계식 셔터의 위치 차이 즉, 전자 셔터는 이미지 센서 상면에서 구현되고 기계식 셔터는 센서 앞에 일정 공간을 격하여 위치하므로 전자 선막 셔터에서는 후막과 선막의 높이차가 생기고 좁은 슬롯을 형성하는 고속 셔터에서는 이 위치 차이로 인한 노출(노광 시간) 변화에서 비롯된 것이라고 한다. 이는 초점이 맞는 상에서는 거의 들어나지 않지만 착락원이 큰 보케나 배경 등에서는 상하의 노출값의 차이가 꽤 현저해 보인다. 한 걸음 더 들어가는 자세한 비교 샘플은 다른 포스팅에서 알아보자.
전자 선막 셔터의 고속 셔터 스피드에서의 문제 / Electronic front curtain shutter at fast shutter speeds
Notice - 얄팍한 상식 수준에서 다루는 비전문적이고 깊이 없는 포스팅이므로 숨겨져 있을 오류와 논리적 비약, 수다쟁이의 헛된 망상에 주의가 필요하다. 디지털카메라의 이미지 센서와 셔터에 대해서 다루면서..
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앞에서 잠시 언급했듯이 디지털 카메라의 기계식 셔터는 라이브 뷰 등의 이유로 개방된 상태에서 있고, 촬영이 개시되면 선막과 후막이 차례로 개폐하고 다시 최종적으로 셔터가 다시 개방하여 종료하는 방식이다. 전자 선막 셔터 기능으로 작동해서 (기계식) 선막 셔터가 내려와서 이미지 센서를 막는 동작이 생략되고 후막만 이동하는 방식으로 셔터의 진동은 확연히 감소한다. (전자 선막 기능을 on/off 선택해서 작동해보면 셔터음에서 확연히 구분된다) 하지만, 이미지 센서의 픽셀에 잔존하는 전하를 초기화하는 기능을 기계식 셔터에서 선막이 담당하는데 이를 전자 셔터 방식이 담당하므로 픽셀에 잔류하는 전하로 인한 노이즈가 발생할 개연성이 높아서 기계식 셔터 방식에 비해 상대적으로 화질 저하가 있을 수 있는 단점이 있지 싶다.
전자 셔터의 장점은 물리적 장치를 사용하지 않으므로 셔터 쇼크(진동)가 발생하지 않는다는 점이다. 셔터 쇼크는 기계식 셔터 그중에서 초점면(포컬 플래인) 셔터를 사용하는 필름 카메라에서도 있었지만, 디지털카메라에서 셔터 쇼크(특히 고화소화 카메라)는 조금 더 민감하다. 필름 카메라의 기계식 셔터는 촬영 전 닫혀 있다가 촬영 순간에 선막과 후막이 순차적으로 개폐하며 작동하는 방식이다. 하지만 디지털 미러리스에서는 라이브 뷰 등의 이유로 셔터가 개방되어 있다가 셔터 작동과 동시에 선막이 내려오면서 이미지 센서 전면을 막고 그리고 후막이 차례로 개방하고 다시 셔터가 개방하는 방식으로 움직인다. 이 방식은 셔터 동작이 더 많고 격렬? 하다. 셔터 쇼크를 최소화하기 위해 더 정숙한 셔터 박스를 만들기도 하고 이미지 센서가 고화소/고해상력일수록 이런 쇼크, 흔들림에 더 취약하므로 전자 선막 셔터를 통해 단점을 보완하는 방식이라 하겠다.
수다는 분량 조절이 어렵다. 글로벌 셔터와 롤링 셔터의 단점으로 일컫는 문제에 대해서 보다 자세하게 알아보고, 그 해결을 위한 최근 기술 동향(판독 속도의 향상 등)과 그 외 촬영 시 주의점 등도 다루고 싶었는데, 이는 다시 별도의 수다 주제로 남겨 둬야겠다. 그리고 셔터와 관련한 확장된 주제(셔터 타임 랙)도 또 한번 정리해야 하지 싶다. 이번 주제에 대해 수다의 흐름이 매끄럽지 않고 일목요연하게 정리되지 않아서 산만하게 느껴진다. 어설프고 급한 마무리에 그리 달갑지는 않지만 후속 수다를 기약해 보자.
