1부. 알아야 잘 찍는다, DSLR 카메라의 원리

동아닷컴 입력 2013-04-29 18:26수정 2013-04-29 19:49
공유하기뉴스듣기프린트
공유하기 닫기
디지털카메라를 사용하면서 도대체 어떠한 원리로 사진이 찍히는지 궁금해 한 적이 있는가? 카메라 내부에 대한 복잡한 이론은 접어두더라도, 빛과 피사체(촬영대상)가 렌즈를 통해 카메라 내부로 들어와 메모리에 어떻게 저장되는지 정도는 알고 있어야 DSLR 사용자로서 명분이 선다.


1) 사진 촬영은 어떤 원리?

DSLR 등의 디지털카메라는 필름카메라처럼 렌즈를 통해 들어온 빛(피사체의 형상)을 (필름이 아닌)이미지 센서로 받아 들인 다음 이를 디지털 데이터로 바꿔 메모리에 저장한다. 이때 필름카메라의 필름 역할을 하는 것이 바로 CCD 또는 CMOS*1라고 하는 이미지센서(촬상소자)다. 이는 디지털카메라에서 가장 핵심적인 구성 요소 중 하나다.


*1 CCD = Charge Coupled Device
CMOS = Complementary Metal Oxide Semiconductor

주요기사
아는 척!하기
디지털카메라 또는 디지털캠코더 등에서 이미지센서로 쓰이는 CCD와 CMOS는 카메라 선택에 중요한 기준이 된다. 흔히 디지털카메라 선택 시 화소수를 우선 고려하는데, DSLR 사용자라면 이보다는 이미지센서의 크기를 먼저 확인하는 게 좋다. 사진 화질을 결정하는 핵심 조건이기 때문이다. 즉 화소수는 적더라도 이미지센서 크기가 크면 더 나은 화질의 사진을 기대할 수 있다. 이미지센서의 크기는 필름카메라 필름의 35mm 길이를 표준으로 1:1(풀사이즈) > 2/3 > 1:1.6 > 1:1.8 > 1/2 > 1/2.5 > 1:3.2 순으로 구분해 표기한다. 당연히 이미지센서가 클수록 가격이 비싸다.

그림에서 보듯, 빛과 피사체가 렌즈를 통해 카메라 내부로 들어온다. 렌즈 뒤에 위치하는 RGB(빨강, 초록, 파랑) 필터를 통과한 후에 이미지센서에 피사체의 형상이 맺힌다. 그런 다음 펜타프리즘(Penta-prism)를 거쳐 뷰파인더를 통해 우리 눈에 보이게 된다.


이미지센서에 피사체의 상이 맺히면 이는 AD컨버터를 통해 아날로그 신호가 디지털 신호로 변환된다. 그 리고 카메라 내 버퍼 메모리에 저장된 후 여러 가지 색상 처리가 이루어진 다음 이미지 압축 표준(JPEG 등)으로 압축되어 저장장치(SD메모리, CF메모리 등)에 최종 저장된다.

필름카메라와 비교해 봐도 촬상소자 대신 필름을 사용한다는 것 이외에 촬영 방식에 있어서는 크게 다르지 않다. 물론 엄밀히 말해, 필름카메라는 셔터를 누르면 셔터막이 순간적으로 빛을 차단하여 필름에 상을 맺히도록 하지만, 디지털카메라는 셔터를 누르면 이미지센서에 흐르는 전류를 순간적으로 차단하여 상이 맺히도록 한다는 점이 다르다.

2) 디지털카메라의 내부는 어떤 모습?


한두 푼 하는 기기가 아니기 때문에 섣불리 분해할 수 없지만, 그 내부가 어떤 모습인지는 알아 둘 필요가 있다. 복잡한 전기 회로 등은 제외하고 카메라 본연의 구성 요소만 보면 아래 그림과 같다.


a) 본체 맨 앞에 렌즈가 위치한다. 렌즈는 사람의 눈에 해당되며 피사체와 빛을 받아들이는 역할을 한다. 일반적으로 3배 이상의 줌 렌즈는 여러 장의 렌즈를 겹쳐서 제작된다. 예를 들어, 디지털카메라(필름 카메라도 마찬가지)의 사양을 보면 '11군 14매 렌즈'라는 말이 있는데, 이는 총 14장의 렌즈를 조합하여 11개 군으로 구성한 렌즈임을 뜻한다. 대개 줌 배율이 높을수록 많은 수의 렌즈가 사용된다. DSLR은 대개 렌즈를 필요에 따라 교체 장착할 수 있다.


b) 렌즈 바로 뒤에 조리개가 위치한다. 이후 강의에서 심도있게 살펴볼 것이지만, 조리개는 카메라 렌즈를 통해 들어오는 빛의 양을 조절하는 장치다. 즉 주변이 어두울 때는 조리개를 열어 많은 빛이 들어오도록 하고, 반대로 주변이 밝을 때는 조리개를 조여 빛의 양을 줄어야 한다. 또한 다양한 촬영 기법을 적용하는데 조리개는 없어서는 안될 중요한 요소다. DSLR 사용자가 되려면 무엇보다 이 조리개를 잘 다룰 줄 알아야 한다.


c) 렌즈와 조리개를 통과한 피사체의 형상과 빛이 맺히는 이미지센서(CCD 또는 CMOS)가 위치한다. 이미지센서는 앞서 언급한 대로 필름의 역할을 담당한다.

d) 이미지센서에 맺힌 피사체의 형상을 촬영자가 육안으로 확인하도록 반사시키는 펜타프리즘(Penta-prism)이 카메라 상단부에 위치한다. 이미지센서에 맺힌 피사체 형상은 실제와는 반대 방향이기에 사용자 눈에 똑바로 보이도록 하는 역할이다.

3) 디지털카메라의 외부는 어떤 모습?


DSLR 외부에는 화려하다 할 정도로 다양한 기능이 붙어있다. 여기서는 니콘의 풀프레임 DSLR인 D600을 기준으로 본체 외부 기능에 대해 살펴 본다. 다른 DSLR도 각 버튼의 위치만 약간 다를 뿐 이와 거의 비슷하다. 각 버튼 등의 자세한 기능과 사용법은 제품 사용설명서를 참고하기 바란다. 사용설명서는 가장 확실한 카메라 학습서다.

앞면에는 커다란 렌즈가 위치해 있다. 렌즈 주위에는 몇 개의 숫자가 표기돼 있는데 이는 렌즈의 사양을 알려준다. 즉 이 숫자를 통해 렌즈의 규격이나 사양을 한 눈에 알 수 있다(이에 대해서는 차후 자세히 설명한다).


렌즈 몸통(경통) 부분을 보면 포커스(초점) 링과 줌 링이 각각 장착돼 있다. 포커스 링은 수동 초점 모드(Manual Focus)일 때 피사체의 초점을 맞추기 위해, 줌 링은 줌 확대/축소 촬영을 위해 사용한다.

렌즈 앞에 달려 있는 후드(hood)는 대낮 야외 촬영 시 렌즈의 햇빛 반사를 방지하는 액세서리다. 렌즈 후드는 일반적으로 렌즈에 포함되어 판매되나 파손, 분실 시 별도로 구매할 수도 있다. 참고로 렌즈 후드는 렌즈 종류에 따라 크기와 모양이 다르다.

DSLR 본체 앞면, 윗면, 뒷면에는 수 많은 버튼과 다이얼, 스위치 등이 붙어 있다. 이에 대해 각각 설명하기 보다는 이후 사진 촬영 및 DSLR 사용/활용 사례를 통해 보여주는 게 효과적이라 판단된다. 이에 여기서는 본체의 부분에 따라 개괄적으로 살펴본다.

DSLR 렌즈 교체하기
DSLR 카메라는 대부분 촬영 용도에 따라 렌즈를 교체 장착할 수 있다. 교체하는 방법도 거의 동일하다. 렌즈 옆의 분리 버튼을 누르고 렌즈를 왼쪽 또는 오른쪽으로 돌리면 쉽게 분리된다. 장착할 때는 렌즈와 본체의 장착 표시에 맞춰 끼운 후 분리 방향 반대 방향으로 돌려 장착하면 된다.

본체 전면에는 렌즈와 관련된 버튼이 위치한다. 이를 테면 자동 초점, 수동 초점 변경 버튼(또는 스위치) 등이다. 제품에 따라 몇 가지 특수 기능 버튼이 더 있지만 대부분 이와 비슷하다.


1. 왼쪽 위에 있는 투명 포트는 자동 초점 모드(Auto Focus) 시 피사체까지 거리를 측정하여 초점을 맞추는 AF 포트다. 이 AF 포트에서 적외선을 방출하여 피사체에 반사되어 돌아오는 빛이 렌즈를 투과할 때 초점을 맞춘다.

2. 셔터 주위에는 셔터 속도나 조리개 수치를 조절할 수 있는 다이얼이 있으며, 그 외 전원 스위치(혹은 버튼)나 동영상 촬영 버튼(가능한 제품만 해당), 측광 범위 버튼 등도 달려 있다. 셔터 건너편에는 촬영 모드를 변경하는 다이얼이 부착돼 있는데, 이를 통해 수동 모드(M), 프로그램 모드(P). 조리개 우선(A) 모드, 셔터 우선 모드(S) 등을 설정할 수 있다. 그리고 일반인 취향의 제품이라면 'iA(인텔리전트 오토)'와 같은 완전 자동 모드가 있는 경우도 많다. 여담으로, DSLR을 가지고 완전자동 모드 만으로 사진을 찍는다는 건 DSLR에 대한 예의가 아니다.

3. DSLR의 상단에는 내장 플래시가 장착돼 있다(제품에 따라 없을 수도 있다). 외장 플래시보다는 부족하지만 어두운 곳에서 무리 없이 촬영할 수 있을 빛을 발광한다. 외장 플래시가 있다면 상단의 장착부(핫슈)에 끼워 사용할 수 있다. 핫슈는 표준 규격이라 제품 전용 또는 범용 외장 플래시 모두 사용 가능하다. 다만, 범용 플래시를 장착해 사용할 경우에는 제품에 따라 동조(카메라의 설정 값에 따라 플래시의 광량이나 속도가 자동 조정)가 제대로 되지 않을때도 있음을 알아두자.


4. 본체 좌우측면에는 각종 연결 단자와 메모리 슬롯 등이 위치해 있다. 디지털 TV 등과 연결하는 HDMI 단자나 GPS 수신기를 꽂는 GPS 단자(제품에 따라서는 GPS 수신기가 내장된 경우도 있다), 외장 마이크 연결 단자(제품에 따라 제공 여부가 다름) 등이 있다. 메모리의 경우 DSLR은 대개 SD메모리나 CF메모리를 사용한다. D600과 같이 메모리 슬롯이 두 개 제공되는 DSLR은 메모리 활용에 있어 좀더 유리하다.


5. 본체 뒷면에는 눈을 갖다 대 피사체를 확인하는 뷰파인더와 사진 촬영 결과 등을 확인하는 LCD 창이 있으며 그 주위로 수 많은 조작 버튼, 다이얼 등이 배치돼 있다. 하나하나 역할과 기능이 분명하니 시간을 내서라도 사용설명서를 정독할 필요가 있다. 특히 메뉴 버튼은 앞으로 DSLR을 조작하며 숱하게 눌러야 하니 가장 먼저 친숙해 져야 한다.

본체 밑면에는 삼각대에 장착하는 구멍과 배터리 슬롯이 있다. 개중에는 삼각대를 촬영자 자신을 촬영하기 위한 도구로 인식하는 이가 많은데, 원래는 야간 촬영 시 흔들림 없는 사진을 촬영하기 위해 사용한다. DSLR은 십중팔구 제품 전용 배터리를 사용하니 충전 상태를 수시로 확인하는 게 좋다.

아는 척하기!
사진을 찍을 때마다 배터리를 아끼기 위해 전원을 자주 켜고 끄는 사용자들이 많이 있는데, 그 간격이 수십 초나 수 분 이내라면 그냥 켜두는 것이 오히려 전원이 덜 소모된다. 냉장고 문을 자주 여닫으면 전기요금이 더 나오는 이치와 동일하다. 물론 오랜 시간 사용하지 않을 거라면 끄는 것이 제일 좋다. 참고로 촬영 시 계속 켜놓을 것이라면 설정 내 슬립(Sleep) 모드를 사용하는 게 좋다.

4) SLR와 DSLR은 어떤 차이?


SLR과 DSLR은 한 배에서 난 한 형제다. 전체적인 외형은 두 형제가 거의 똑같다(물론 뒷면의 LCD 창으로 구분할 수 있지만). 또 어느 것이 좋고 나쁘고를 따지기도 어렵다. 상황이나 용도, 혹은 취향에 따른 선호도만 다를 뿐이다. SLR은 필름을 구입하거나 또 이를 현상해야 하는 번거로움이 없다는 장점이 있지만, 필름 사진은 디지털사진으로는 표현하기 힘든 그 만의 매력이 있다. 그래서 일부 사진 전문 작가들은 아직도 필름 기반의 SLR 카메라를 사용하고 있다.

아울러, DSLR을 비롯한 디지털카메라는 사진을 찍을 때마다 ISO를 달리 설정할 수가 있다. ISO란 (참고: http://it.donga.com/4665/) 필름에서 빛을 감지하는 감도를 나타내는 말이었다. 감도가 높은 필름으로 어두운 환경에서 좀더 밝은 사진을 촬영할 수 있다. 필름카메라는 ISO100 필름을 한번 장착하면 이를 다 사용하기 전까지 다른 ISO 필름을 사용할 수 없다. 이에 비해 디지털카메라는 셔터를 누르기 전에 그때그때 ISO 설정을 바꿀 수 있기 때문에 원하는 사진을 얻기에 유리하다. 참고로 ISO 값이 높으면 밝은 사진을 촬영할 수 있다. ISO 수치는 대개 100부터 시작되는 경우가 많다.


그래도 역시 SLR과 DSLR은 한 줄기라는 사실은 변함 없다. 세상의 모든 카메라는 근본적인 촬영 원리와 기능이 동일함을 기억하기 바란다. 한 자동차를 운전할 줄 알면 다른 자동차(특수차량이 아닌 이상)도 어렵지 않게 운전할 수 있는 거처럼, 하나의 카메라를 능숙하게 사용할 수 있으면 다른 제품, 다른 형태의 카메라와도 금세 친해질 수 있다.

글 / IT동아 이문규 (munch@itdonga.com)

※ 포털 내 배포되는 기사는 사진과 기사 내용이 맞지 않을 수 있으며,
온전한 기사는 IT동아 사이트에서 보실 수 있습니다.

사용자 중심의 IT저널 - IT동아 바로가기(http://it.donga.com)
0 개의 기사의견이 있습니다.댓글쓰기 Copyright ⓒ 동아일보 & donga.com
당신이 좋아할 만한 콘텐츠
기사 의견 0개의 기사의견이 있습니다.
동영상