심도원리

출처 : slr클럽 http://www.slrclub.com/bbs/vx2.php?id=user_lecture&no=1626

삼백디클럽에 올렸던 글인데 여기도 올려봅니다...


조리개를 열면 배경이 날라가고, 조이면 전체적으로 선명해진다는건 다들 아시리라 생각합니다.
근데, "왜 그렇게 되는가"에 대해선 속시원한 설명이 아무리 찾아봐도 없더군요.ㅡ,.ㅡ
근데 우연한 기회에 이것 관련해서 일본쪽 사이트를 검색할 일이 있었는데,
거기에서 본 원리(?)에 그림과 약간의 살을 덧붙여 허접하나마 강좌란에 올려봅니다.

1. 조리개를 열면 심도가 얕아지고 조이면 심도가 깊어진다
2. 광각렌즈는 심도가 깊고 망원렌즈는 심도가 얕다
3. 피사체가 가까우면 심도가 얕고 피사체가 멀면 심도가 깊다

아웃포커싱을 얘기할때 나오는 조건들이 주로 이 세가지인데요.
먼저 그림을 보시죠.

그림1

렌즈로 저와같이 놓인 피사체를 본다고 합시다.
렌즈는 얼핏 생각하기에 물체의 상이 그대로 (하나의) 빛으로 들어와서 보이는 듯 하지만 실제로는 렌즈의 각 부위로 각각 빛이 들어와서 그것이 집결되어(적분...^^;) 상을 이룹니다.
즉... 상이 수백수천만, 수백수천억개가 한군데 모여서 필름면에 상을 이루게 됩니다.

바늘구멍카메라를 생각해보지요. (공학에서 흔히 얘기하는)'이상적인 작은' 구멍의 바늘구멍이 있습니다.
근데 바늘구멍이라 빛이 들어오는 양이 적기 때문에 뒤에 맺힌 상은 매우 어둡게 보입니다.(그림2)

그림2

따라서, 밝은 상을 만들기 위해 구멍을 여러개 뚫습니다.
(편의상 5개의 구멍이라고 가정하고, 위치는 각각 가운데, 위, 아래, 왼쪽, 오른쪽이라고 하면...)
그리고 상을 한곳에 모아야 밝은 상이 될테니, 각각의 구멍 뒤에 프리즘을 배치해서 상을 한가운데에 모이게 합니다.
그런데... 구멍의 위치가 다르다보니 발생하는 문제점이...

그림3

구멍의 위치가 서로 다르므로 보게 되는 상의 모양(배치)이 달라지게 됩니다. 그림3 처럼요.
밝은 상을 만들려고 구멍을 여러개 뚫었는데, 서로 보는 모양이 다르니 이거 참 환장하겠네요.
결국... 각각의 구멍에 비친 상들 중에 어느 일정 장소(거리)에 있는 피사체만 한곳에 모이도록 각각의 구멍 뒤에 있는 프리즘을 잘 조절합니다.(※이것이 초점을 맞추는 행위입니다.)
여기서는 그림1에 보이는 가운데 물체의 상을 기준으로 프리즘을 조절합니다.
그렇게 하면 그림4처럼 됩니다.

그림4

이것이 카메라로 가운데 물체에 초점을 맞추어 찍었을때 여러분이 뷰파인더, 혹은 사진으로 보게 되는 이미지입니다.
구멍이 많으니 확실히 밝아졌지요? 그리고 가운데 상을 기준으로 하였으므로, 그 이외의 거리에 있는 물체들은 제각각의 위치에 보이게됩니다.
그러면 이 바늘구멍을 빈틈없이 뚫어보지요. 카메라 앞에 빈틈없이 바늘구멍을 뚫어놓으면 하나의 큰 구멍처럼 됩니다.(역시 적분...;;;)
각각의 구멍 뒤에는 각각 프리즘이 배치되어 있지요. 프리즘을 조절해서 가운데 있는 녀석의 상만을 한군데에 집결되도록 합니다.
그림4의 기준 이외 거리의 물체 상은 구멍이 5개밖에 없어서 5개의 원으로 보입니다만... 무수히 많은 구멍이 뚫려있고, 제각각의 위치에서 상을 보게 되므로
그림 4의 띄엄띄엄 있는 흐려진 상들이 겹치고 겹쳐서 동그랗게 흐려지게 됩니다.

그림5

여러분이 뷰파인더, 혹은 사진으로 보는것처럼 뭉개진 상이 생기게 되는 거죠.

이렇게, 바늘구멍+프리즘을 매우 조밀하게 엄청난 집적도로 모아놓은 것이 여러분 카메라에 달려있는 '렌즈'입니다.

그러면 본론으로 들어가서...(...;;;) 왜 조리개를 조이면 심도가 깊어지는가.
조리개를 조입니다. 그러면 렌즈의 가운데부분(무수히 많은 바늘구멍들중에 가운데에 있는 구멍들)로만 빛이 들어오게 됩니다.
그렇게 되면 달라지는 점이, 각각의 구멍들이 보는 상들이 그렇게 크게 달라지지 않게 됩니다.
잘 모르시겠으면 핀테스트 하듯이 건전지 늘어세워놓은 후에,
건전지 높이에서 건전지를 보세요. 그리고 30cm 위에서(렌즈의 윗 구석의 구멍으로) 건전지를 보세요.
많이 틀리게 보이지요?
그럼 이제 건전지 높이 5cm 위에서(렌즈의 가운데보다 약간 윗부분의 구멍으로) 건전지를 보세요.
아까보다 별로 틀리지 않죠?
이해가 되셨는지?^^ 조리개를 조이면, 렌즈의 가운데 부분으로만 보게 되므로, 각각의 상들이 비슷하게 보이게 되고, 그것들을 합치면 그림5와같이 중심 이외에는 크게 흐려진 상이 아닌, 대부분의 상이 잘 보이게 되는(심도가 깊어진) 것입니다.
대신, 빛이 들어오는 양이 적으므로, 그만큼 더 오래 빛을 받아들여야 상이 밝아지겠지요. 그래서 셔터스피드를 확보해줘야 되는거구요.
조리개를 열면, 렌즈의 중심에서 먼 곳에 있는 구멍(렌즈의 주변부)들은 중심과는 많이 틀어진 상을 보게 되고, 따라서 심도가 얕아지고 아웃포커싱이 되는겁니다.


자... 응용편 들어갑니다.
여기서부턴 위 그림들을 머릿속에 떠올려가며 이해해봅시다.^^

1.
접사를 하면 심도가 매우 얕아집니다. 이유는?
접사시에는, 즉 피사체가 렌즈와 가까워지면, 렌즈의 각 부분에서 보는 상들이 많이 달라지게 되겠지요.
거리가 멀어지면 비슷비슷하게 보이겠지요?
그런 이유로, 접사시에는(피사체가 가까우면) 심도가 얕아지게 됩니다(아웃포커싱이 잘됩니다).

2.
광각보단 망원이 아웃포커싱이 잘됩니다. 이유는?
그림1에서 빨간 선(화각을 표시합니다)의 각도를 넓혀봅시다. 화각이 넓어졌으므로 광각렌즈가 됩니다.
화각이 넓어지면, 렌즈가 보게되는 부분이 넓어지지요. 넓은 곳을 보는데 비해 피사체가 작으므로, 가운데서 보는거나 주변부에서 보는거나 별 차이가 없게됩니다.
망원이 되면... 광각일때에 비해 '상대적으로' 렌즈 가운데와 주변부의 보는 상이 많이 틀리게 됩니다. 즉, 아웃포커싱이 잘되는거구요.


심도에 대한건 대충 이런 개념으로 이해하시면 될것 같습니다.
허접 날림 강좌를 이만 마치겠습니다. 읽어주셔서 감사합니다.