광학
렌즈는 유리 그 이상입니다.
장면과 이미지 사이에는 표면, 코팅과 정밀한 조정이 있습니다. 렌즈는 촬영 훨씬 전부터 만들어집니다.
기억할 점
렌즈는 기하학, 재료, 코팅과 조립의 균형입니다. 조리개나 중앙 선명도만으로 특성을 설명할 수 없습니다.
빛을 모으기
사진 렌즈는 여러 렌즈 요소를 그룹으로 결합해 필름이나 센서에 상을 맺습니다. 표면 곡률과 재료 특성이 빛이 꺾이는 방식을 결정합니다.
이상적인 볼록렌즈는 평행한 광선을 초점에 모읍니다. 실제 사진 렌즈는 다양한 방향과 파장의 빛으로 전체 면에 상을 만들어야 합니다. 여러 요소를 결합하면 이 더 어려운 문제를 다룰 수 있습니다.
설계는 실용적인 크기와 기계 구조 안에서 수차를 줄이고 사용할 수 있는 상을 만드는 절충입니다.
렌즈 요소와 그룹
렌즈 요소는 개별 광학 부품입니다. 그룹은 하나 이상의 요소를 결합하며 접합하기도 합니다. 형태와 재료를 조합해 빛을 안내하고 오차를 줄입니다. 요소가 많다고 자동으로 품질이 높아지지는 않습니다.
유리뿐 아니라 공기 간격도 설계에 포함됩니다. 접합된 요소는 하나의 그룹이 될 수 있고 분해 사진의 부품은 고정 링일 수도 있습니다. 탁자 위 물건 수로 광학 구성을 알 수는 없습니다.
앞뒤 요소는 함께 작동합니다. 분해 사진은 실제 부품을 보여주지만 보편적인 설계도는 아닙니다. 광학 설계마다 배치가 다릅니다.
초점거리는 경통 길이가 아닙니다
밀리미터로 나타내는 초점거리는 무한대 초점에서 정의하는 광학 특성입니다. 센서 형식이 같으면 짧은 초점거리는 넓게, 긴 초점거리는 좁게 담습니다. 센서 크기도 화각에 영향을 줍니다.
위쪽 그림은 초점까지의 거리가 더 짧습니다. 실제 복합 렌즈는 광학 기준면을 사용하므로 경통 길이만 재서는 안 됩니다. 화각을 비교하려면 필름이나 센서 규격도 같아야 합니다.
줌 렌즈는 그룹을 움직여 초점거리를 바꾸고 단렌즈는 공칭 값을 유지합니다. 환산 초점거리는 형식 간 구도를 비교할 뿐 물리적 초점거리를 바꾸지 않습니다.
조리개: 빛과 심도
조리개는 대개 날개로 이루어진 홍채입니다. f값은 초점거리와 입사동 지름의 비율입니다. 값이 작을수록 상대적인 개구가 크며 렌즈 외경을 뜻하지 않습니다.
같은 렌즈와 위치에서 다른 조건이 같다면 큰 조리개가 더 많은 빛을 통과시킵니다. 비슷한 노출을 유지하려면 다른 설정으로 보상해야 합니다. 조리개를 조이는 것이 항상 품질 향상을 뜻하지는 않습니다.
비교 가능한 조건에서 조리개를 조이면 심도가 늘고 빛은 줄어듭니다. 아주 작은 개구에서는 회절로 미세 디테일이 줄 수 있으므로 심도가 깊다고 전체 선명도가 최대라는 뜻은 아닙니다. 날개는 흐린 광점의 모양에 관여합니다. 초점을 맞춘 피사체의 거리와 관찰 조건도 심도에 영향을 줍니다.
올바른 그룹으로 초점 맞추기
초점 조절은 선택한 거리의 피사체가 감광면에 선명하게 맺히도록 광학계를 조정합니다. 전체를 움직이는 설계도 있고 내부 그룹만 움직이는 설계도 있습니다.
이 예에서는 초점 그룹이 광축을 따라 움직이고 센서면은 고정됩니다. 손떨림 보정의 횡방향 움직임과는 다릅니다. 자동초점의 피사체 선택 오류와 기계적인 초점 문제도 서로 다릅니다.
자동 초점 모터가 이동을 수행합니다. 최단 촬영 거리와 배율은 다른 특성입니다. 가까이 초점을 맞춘다고 모두 매크로 렌즈는 아닙니다. 피사체 선택은 여전히 촬영자의 결정입니다.
수차와 설계의 절충
분산은 파장에 따라 빛이 꺾이는 정도가 다른 현상입니다. 색이 의도대로 모이지 않으면 색 테두리가 나타날 수 있습니다. 곡면, 재료와 그룹 조합으로 색수차와 다른 오차를 줄입니다.
그림은 분산만 분리해 보여 줍니다. 파랑과 빨강은 서로 다른 초점에 도달합니다. 실제 설계는 화면 전체의 여러 오차를 함께 조절하며 유리, 표면, 간격이 함께 작용합니다.
비구면은 구면과 다른 곡률로 추가 보정 가능성을 제공하지만 완벽함을 보장하지는 않습니다. 왜곡, 가장자리 세부 정보와 불필요한 빛을 여러 거리와 조리개에서 살펴야 합니다.
표면을 코팅하는 이유
각 경계면에서 일부 빛은 반사됩니다. 반사 방지 코팅은 반사를 줄여 플레어와 고스트를 억제하는 데 도움을 줍니다. 모든 역광을 똑같이 만드는 것은 아닙니다.
코팅한 경계면에서는 반사되는 갈래가 약하게 표현됩니다. 개념 비교이며 파장과 입사각도 영향을 줍니다. 반사 방지 처리는 불필요한 빛을 줄이지만 모든 반사를 없애지는 않습니다.
불필요한 빛은 장면, 각도와 렌즈 구조에도 좌우됩니다. 반사색이 특정 브랜드의 한 가지 색으로 정해지지는 않습니다.
유리에 형태를 주기
표면은 설계한 형태에 도달해야 합니다. 부품에 따라 가공, 연마 또는 성형을 사용합니다. 비구면은 단순한 구면을 따르지 않습니다.
유리 소재는 계획한 표면을 얻은 다음 올바른 위치에 놓여야 합니다. 잘 연마했어도 위치가 틀린 요소만으로는 충분하지 않습니다. 정밀도는 개별 부품과 조립된 기기 모두에 필요합니다.
제조 중 형상을 검사하며 각 요소를 서로 정확한 위치에 놓는 작업도 필요합니다.
경통, 마운트와 기계 구조
경통은 요소를 고정하고 움직임을 안내합니다. 마운트는 렌즈와 본체를 연결하며 접점이 전원, 명령과 정보를 전달하기도 합니다. 정렬은 설계한 이미지 형성을 유지합니다.
단면도는 광학계, 기계 가이드, 카메라 연결부를 구분합니다. 고정된 부분도 있고 반복해서 정확히 움직여야 하는 부분도 있습니다. 경통은 단순한 덮개가 아니라 위치와 움직임을 유지합니다.
중심이 어긋나면 이미지 일부가 나빠질 수 있습니다. 공차와 검사는 유리만큼 중요합니다. 실링이 있다고 잠수시킬 수 있는 것은 아니며 제품의 한계를 따라야 합니다.
손떨림 보정과 흐림의 특성
광학식 손떨림 보정이 있는 렌즈는 일부 카메라 움직임을 상쇄하도록 그룹을 움직입니다. 움직이는 피사체를 멈출 충분한 셔터 속도를 대신하지는 않습니다. 센서 보정은 다른 위치에서 작동합니다.
보정 그룹은 광축에 수직으로 움직입니다. 카메라가 안정되어도 긴 노출에서는 걸어가는 사람이 흐릴 수 있습니다. 카메라 움직임, 피사체 움직임, 초점 이탈은 서로 다른 원인입니다.
보케는 흐림의 양뿐 아니라 그 모습입니다. 배경 거리, 조리개와 설계가 함께 관여합니다. 디지털 확산은 촬영 때 기록한 광학 설계나 심도를 바꾸지 않습니다.
하나의 기기로 조립하기
렌즈 요소는 초점 기구와, 모델에 따라 조리개나 줌 기구에 들어갑니다. 정렬과 검사는 유리만큼 중요합니다.
광학 벤치는 조립된 전체 시스템의 검사를 뜻합니다. 개별 렌즈 품질만으로는 부족하며 부품이 함께 작동해야 합니다. 광학 성질, 조작, 구도, 촬영 의도가 함께 선택에 영향을 줍니다.
촬영 뒤 디지털 효과로 확산이나 질감을 표현할 수 있습니다. Lens FX는 창작 도구이며 휴대전화의 물리적 렌즈를 교체하지 않습니다.
출처와 더 읽을 자료
읽기에서 사진으로
Lens FX 알아보기이어서 읽기
모든 글
이 글 공유하기
함께 나누고 싶은 이야기.