사진강좌(17) - 렌즈이야기,초점거리

렌즈이야기-초점거리

 

서문 - 렌즈, 뭐가 이리 복잡해?

렌즈를 설명할때 붙는 말, F는 뭐고 초점거리는 뭐야?

디카를 사려고 인터넷 사이트에서 카메라 설명을 보면 항상 이런 이야기가 있다.

mm로 표시된 숫자와 F가 앞에 있고 2.8-4.5 같은 소수점이 포함된 숫자가 있다

똑딱이 디카를 예를 들면 렌즈 앞쪽에 7.8-33.5 mm, 2.5-4.8

여기서 7.8-33.5라는 숫자는 렌즈의 초점거리를 표시하는 것이다.

그 뒤에 있는 2.5-4.5 숫자는 조리개 수치를 표시하는 것이다.

 

 

초점거리는 뭘까?

초점거리란 렌즈에서 초점의 거리를 말하는 것이다.

그러니까 물체가 가장 뚜렷하게 보일때 필름과 렌즈와의 거리를 말하는 것이다.

우리는 이 초점거리로 표준, 광각, 망원이라는 이야기를 흔히 하게 되는데,

이것은 각각의 의미가 있다.

표준이란, 초점거리가 그 카메라에서 쓰는 CMOS(혹은 필름)의 대각선 길이와

같거나 비슷할때를 말한다.

왜, 표준, 즉 중심이라는 의미를 갖게 되는가 하면, 이 초점거리의 경우 물체의 원근감의

표시와 시야각(보이는 범위)이 사람눈과 비슷하기 때문이다.

 

일반적으로 35미리 카메라(일반 필름 카메라)나 SLR카메라 모두 50미리를 초점으로 하는 렌즈를

표준이라고 하는데, 사실은 정확히는 48미리정도가 표준이다. 그러나 대충 50미리를 표준렌즈라고 한다.

그리고 일반적으로 약 35~70미리 정도까지는 표준으로 본다.

광각렌즈란, 표준보다 초점거리가 짧은 렌즈로, 표준보다 더 넓은 부분을 보여주는 특징이 있다.

(보통 15~30 mm 정도를 광각으로 본다.

또한 보통 20, 24, 28미리 정도를 광각이라 부르고

그 이하 16, 15, 12, 8 미리 이런 것들은 초광각이라 부르는 경우도 있다)

그러나, 어느 정도 이상으로 시야각이 넓어지면, 물체가 휘어져 보이는 현상이 나타나게 된다.(왜곡 현상)

광각렌즈의 경우, 고급 렌즈의 경우 이런 왜곡 현상을 최소화 시켜 주는데, 가격이 비쌀수록

이런 기능들이 좋은 경우가 대부분이다.

 

망원렌즈란, 표준보다 초점거리가 긴 렌즈로, 멀리있는 물체를 가깝게 보여주는,

망원경과 같은 기능을 하는 렌즈를 말한다.

(보통 100 mm~300 mm 렌즈를 망원, 그 이상의 경우 초망원으로 구분하기도 한다.)

* 일반 똑딱이 디카의 경우 CMOS가 워낙 작아서 초점 거리가 매우 짧다.

그래서 일반적으로 설명서에 보면 35mm 환산 초점거리가 대부분 표시된다.

그럼, 마크로 혹은 마이크로 렌즈란 무엇일까?

 

 

 

이 렌즈는 물체를 아주 가까이서 촬영(접사 촬영)을 해서 사물을 크게 찍을 수 있게 만든 렌즈이다.

이 렌즈는 초점거리와 상관없이 접사촬영 기능을 포함하는 렌즈를 통칭한다.

캐논의 경우, 50mm macro, 100 mm macro, 180mm macro렌즈가 대표적이다.

이런 렌즈는 사물을 확대해서 찍는 능력이 있어, 물체가 아주 크게 찍히기 때문에

아주 선명한 화질을 만들어 낼 수 있어야 한다. 그래서 대부분 아주 좋은 해상력을 보여주는 특징이 있다.

 

줌렌즈? - 아하 줌렌즈!

줌렌즈란 초점거리에 상관없이 초점거리가 변하는 렌즈를 모두 말한다.

똑딱이 카메라의에서 예를 들었듯, 7.8-33.5라고 써있었다면, 이 렌즈의 초점거리는

7.8mm에서 33.5mm까지 변한다는 이야기이다.

35미리 에서 35-135mm라고 나왔다면, 이 카메라의 초점거리가 35-135 mm 범위내에서

초점이 변할 수 있다는 것이다.

 

* 여기서 잠깐! 여기서 몇 배 줌이라는 것을 설명할 수 있겠다.

35-135mm니까 35mm 부터 135mm까지 변환이 가능하다는 것이다. 그러니까 가장 넓게 보이는

35부터 가장 망원으로 가깝게 볼 수 있는 135까지 4배의 차이가 난다. 그래서 이 렌즈를

그냥 4배줌이라고 부르는 것이다.

만약 28-300mm 라는 렌즈가 있다면? 이 렌즈는 약 10배 줌 렌즈라고 할 수 있는 것이다.

 

그럼 또 단렌즈는 뭐야?

 

단렌즈란 초점거리가 하나로 고정된 렌즈를 말한다.

즉, 렌즈는 줌이 되질 않고 초점거리가 50이면 50, 100이면 100으로 고정된 렌즈이다.

그러니, 줌이 되질 않는다. 그래서 더 넓게 보이게 하거나 당겨서 찍으려면 발로 움직여서

새로운 위치를 찾아가서 찍어야 한다. 줌렌즈보다 훨씬 불편하다.

그러나, 대부분 회사의 최고 제품들은 초고가의 단렌즈들이 많다. 보통 몇백만원에서 1억원에 이르는 렌즈까지.

사진은 화질이 최고의 관건이 된다.

그러다보니 1%의 차이에 백만원, 심지어는 몇 천만원까지 투자를 하게 된다.

그것 때문에 초고가의 단렌즈들이 각 렌즈 제조 회사마다 최고 위치를 점해서 생산되는 것이다.

대부분, 줌렌즈는 가변 초점거리를 이용해야 하다보니, 빛의 특성이 굴절, 회절, 산란,

반사등의 특성상 생기는 화질 저하를 극복하기가 어렵다. 그에 비해 단렌즈는 그런 특성을 극복하기가

 줌렌즈보다 쉽다. 물론 고가의 렌즈(오목 렌즈, 볼록 렌즈, 비구면렌즈등등)를 써야하지만.

아무리 줌렌즈의 화질을 좋게 하려고 해도 단렌즈의 화질만큼 나오기가 힘들다.

 

그래서 캐논의 최고급 렌즈에만 붙는 L 렌즈라고 해도 단렌즈와 줌렌즈의 화질 차이는 있게 마련이다.

(참고로 캐논 L렌즈는 가장 싼것이 100만원, 평균 200만원 안팎이고, 최고가는 억대를 넘어선다)

캐논의 경우를 예를 들면, 화질이 가장 좋은 순서부터 나쁜 순서대로 배열하자면,

L 단렌즈 > 단렌즈 > L 줌렌즈 > 줌렌즈....이런 순서대로 배열을 할 수 있다(일반적으로)

 

 

 

 

■ DSLR에서 초점거리 / 화각 관련 사항
- 초점거리는 렌즈에 써 있는 mm를 말하며
  숫자가 두 개 써 있을 경우(예/ 18-55mm)는 초점거리가 18mm부터 55mm까지 조절되는 줌렌즈,
  숫자가 하나만 써 있을 경우(예/ 50mm)는 줌이 조절되지 않는 단렌즈를 말합니다.
- 화각은 렌즈의 시야를 말합니다. 화각이 넓으면 넓은 화면을 볼 수 있고,
  화각이 좁으면 멀리 있는 물체를 가까이에서 크게 보는 듯한 효과를 얻을 수 있습니다.
- 초점거리와 화각은 대체로 비례합니다.
- 초점거리는 CCD(CMOS)의 크기가 바뀌어도 그대로 입니다.
- 같은 초점거리의 렌즈를 사용하더라도 화각은 CCD(CMOS)크기에 따라 달라집니다.
  예를 들어 캐논 350D 같은 1.6배 크롭바디에 50mm 렌즈를 사용하면 50mm x 1.6 = 80mm,
  즉 1:1 바디에서 80mm 렌즈를 사용했을때와 비슷한 화각을 갖게 됩니다.
- 크롭바디 전용 렌즈(EF-s 렌즈, DX 렌즈 등)를 사용해도 마찬가지로 1.6배처럼 배율을 곱해줘야 합니다.
   크롭바디용 렌즈를 사용한다고 화각이 1:1 바디와 같아지는 게 아닙니다!! (가끔 오해하시는 분이 많네요.)
- 1:1 바디(FF 바디)와 1.3크롭바디에는 크롭바디 전용 렌즈를 사용할 수 없습니다.

  

 

 

 

 

		♤ 디지탈 카메라의 초점 거리
		디지탈 카메라의 사양표를 보시면 초점 거리 옆에 35mm 필름 환산시의 값이 적혀 있는 것을 볼 수 있습니다. 왜 디지탈 카메라에서는 자체적인 초점 거리 외에 35mm 환산치가 적혀 있는지 많은 분들에게서 질문을 받곤합니다. 여기서 간단히 초점 거리란 무엇인지, 그리고 왜 디지탈 카메라에는 35mm 필름 환산시의 초점 거리가 표시되는지를 살펴보도록 하겠습니다.    초점 거리를 한마디로 정의하자면 렌즈와 CCD(필름)면과의 거리라고  할 수 있으며 렌즈의 경통에 f35mm와 같이 표시되어 있습니다.  렌즈는 물체의 한 지점에서부터 많은 양의 빛을 끌어들여 한 지점으로  모일 수 있도록 빛을 굴절시키는 장치입니다. 사방으로 뻗어나가는 빛 들 중 어떤 한 점에서부터 일직선으로 달려온 빛들이 렌즈를 통과 하면서 한 곳으로 모이게 되고 그 빛들이 모여 하나의 상을 맺게 되는데 이때 렌즈와 상이 맺히는 면과의 거리를 초점거리라고 부르는 것입니다.      고정 초점 렌즈의 초점거리는 항상 일정하지만 줌을 사용하는 렌즈에서는 초점거리가 왼쪽 그림처럼 변하게 되는데 이러한 변화는 초점 거리 자체의 변화 뿐 아니라 화각에도 영향을 미치게 됩니다.    먼저 맨위쪽의 광각 렌즈는 초점거리가 가장 짧은 상태로  화각(필름에 맺히는 상의 각도)이 가장 넓으며 피사계 심도는 상대적으로 깊어지게 됩니다. (피사계 심도에 대해서는 다음번에 자세히 다루도록 하겠습니다.)  줌을 써보신 분들이라면 모두 아는 사실이지만 피사체는 더 작게 보이게 되죠.    반면 초점 거리가 가장 긴 망원 렌즈에서는 화각이 좁은 반면 초점이 먼 곳에 잡히게 되고  피사계 심도는 얕아지게 되며 먼 거리에 위치한 피사체도 가까이에서 촬영한 것과 같은 효과를 보입니다.     렌즈의 구조에 대해 어느 정도 이해를 했다고 하더라도 왜 디지탈 카메라에서는 f7.0과 같은 수치를 쓰고 옆에 꼭 35mm 필름 환산시의 수치를 기록하는 것일까 하는 의문은 여전히 남게 됩니다.                                 위 그림은 35mm 카메라와 디지탈 카메라의 초점 거리를 비교하는 그림입니다. 그림에서 먼저 이해해야 할 것은 CCD의 면적은 필름의 면적에 비해 상당히 좁다는 점입니다. 구체적으로 말하자면 35mm 카메라의 경우에는 대각선의 길이가 43mm인데 반해 디지탈 카메라에서 많이 사용되는 1/2" CCD의 경우에는 대각의 길이가 8mm, 1/3"의 경우에는 약 6mm에 불과합니다. 이렇게 면적이 좁기 때문에 같은 렌즈를 통해 들어온 빛이 같은 범위를 포함하기 위해서는 디지탈 카메라는 상대적으로 초점 거리가 짧아질 수밖에 없는 것입니다.     CCD의 면적이 좁으면 초점 거리가 짧아질 뿐 아니라 렌즈에 화상이 보여지는 각도를 잡기가 쉽지 않아서 촬영시 각도 잡는 것을 도와주기 위해 35mm 필름으로 환산하였을 때의 초점 거리를 표시해 주는 것입니다. 또 하나의 이유로는 CCD의 크기가 제품마다 1/4" , 1/3" , 1/2" 등으로 모두 다르기 때문에 하나의 기준으로 통합하기 위한 것입니다.

 

 

렌즈의 초점거리 렌즈의 초점거리에 따른 화각의 변화 실험     다음 그림은 렌즈의 초점 거리에 따른 화각의 변화를 그림으로 표현한 것이다. 망원렌즈를 사용할수록(초점거리가 길어 질수록)화각이 좁아짐을 알 수 있다. 화각이란 한 프레임(화면) 속에 넣을 수 있는 배경(풍경)의 폭을 의미한다. 따라서 인물사진의 경우에는 되도록이면 줌렌즈를 사용하고 풍경사진의 경우에는 표준렌즈 또는 광각렌즈를 사용하는 것이 좋다.

 

 

 

 

 

이것이 줌이다. (600만불의 사나이 눈에도 장착되어 있다. 뚜뚜뚜뚜~;;) 줌렌즈란? 줌렌즈란 줌(Zoom)이 되는 렌즈이다. 줌기능은 초점거리를 변경할 수 있는 기능으로, 초점거리를 변경하면 화각이 달라지면서 사진이 더 넓게 찍히거나(광각), 사진이 멀리있는 물체를 당겨서 찍게 된다(망원). 이 카메라 렌즈에서는 7.2-50.8mm가 초점거리이다. 1:2.8-3.5는 렌즈의 밝기를 표시하며 Ø49mm 는 필터 구경이다. 초점거리란? 초점거리는 평행광선을 렌즈 면에 대해 직각으로 입사했을 때 물리적인 렌즈의 중심에서 초점까지의 거리를 말한다. 하지만 카메라의 렌즈는 대부분 5~20장의 여러 장의 렌즈를 사용하기에 단순한 정의는 무의미하여 렌즈 제작에서 광학적인 측정을 하여 초점거리를 계산한다. 실제 사용자로서는 그냥 카메라의 렌즈에 써 있는 mm단위의 숫자가 초점거리라고 생각하자. 50.8 / 7.2 = 7.055556 즉, 이 렌즈는 7배줌 렌즈이다. 줌배율이란? 하나의 렌즈에 초점거리가 작은 숫자와 큰 숫자가 같이 써 있으면 줌기능을 의미한다. 일반적으로 3배줌, 5배줌, 10배줌이라고 하는데 최대 망원의 초점거리를 최소 초점거리로 나눈 숫자를 배율로 본다. 동일한 렌즈의 초점거리를 가지고 있어도, 센서의 크기가 작으면 망원의 효과가 생긴다. 디카가 보통 7mm내외의 화각부터 시작해도 환산화각은 28mm나 35mm인 이유다. 환산 화각? 디지털 카메라의 경우는 필름에 해당하는 센서의 크기가 필름보다 매우 작다. 그래서 더 작게 오려내어 확대한, 즉 망원효과가 발생한다. 그래서 필름에서는 50mm가 표준화각, 그보다 짧은 초점거리를 광각이라고 하며 초점거리로 화각을 이야기 하지만, 디지털 카메라에서는 카메라의 종류마다 천차만별이다. 결국 얼마나 렌즈가 광각에서 망원까지를 커버하는지 따지기 위해서는 “35mm필름카메라 환산화각”이라고 해서 필름기준으로 환산한 초점거리를 따지게 된다.