카메라 조리개(Aperture) 이해하기 - 노출, 심도, 빛 갈리짐 조절

2022. 2. 13. 01:27Photography/이론

카메라의 조리개(Aperture)를 조작한다는 의미는 렌즈 앞에 있는 조리개가 열리는 정도를 조절한다는 의미이다. 조리개가 열리는 정도를 조절함으로써 촬영자가 어떤 효과를 얻을 수 있는지 알아보자.

 

조리개는 어떻게 작동하는가

조리개는 렌즈 속의 금속판들이 겹쳐져 원형을 이루는 모양이다. 이 금속판들이 움직여 조리개 구멍을 넓히나 좁혀준다. 이 금속판을 조리개날이라고도 표현한다. 아래 사진은 7매 조리개날을 갖은 렌즈의 조리개 값 변화에 따른 조리개 모양의 변화를 보여주고 있다.

조리개 값 변화에 따른 조리개의 모양 변화 - 출처 : wiki


노출(빛) 조절

조리개 구멍의 크기를 조절하여 센서로 들어오는 빛의 양을 조절할 수 있다.

 

카메라에서 노출에 대해 얘기할 때, "스톱"이라는 용어를 사용하게 된다는 것을 이전 시간에 말했었다. 다시 설명을 하면, 1스톱 더 노출을 밝게 하라는 의미는 셔터 속도나 조리개 값을 변경해서 센서에 닿는 광량을 두 배로 늘리라는 뜻이다.

조리개의 크기는 f값으로 표시를 하게 되는데, 셔터속도와 같이 직관적이 아니라 약간의 암기가 필요하다.

"f/1.4 - f/2.0 - f/2.8 - f/4 - f/5.6 - f/8 - f/11 - f/16 - f/22"

위에 나열한 값을 조리개 풀스톱이라고 한다. 오른쪽으로 한 단계 이동할 수록 1스톱 어두워진다. (실제 카메라는 기종에 따라 풀스톱 사이의 중간 조리개값을 조절할 수 있게 지원한다.) 예를 들어 셔터속도를 고정한 상태에서 f/2.0에서 한 스톱 더 어둡게 하려면 f/2.8으로 변경을 해야 한다.

 

아래 사진은 조리개 값을 제외한 셔터속도와 ISO를 고정해 두고, 조리개 값만 변경해서 찍은 사진이다. 왼쪽 사진은 조리개 값이 f/2.0이고 오른쪽 사진은 조리개 값이 f/2.8이다. 사진의 밝기 차이가 느껴질 것이다.

조리개 f/2.0 조리개 f/2.8
조리개 값에 따른 노출의 차이. (좌) 조리개 f/2.0 (우) 조리개 f/2.8


심도 조절

조리개 구멍의 크기를 조절하여 피사계 심도를 조절할 수 있다. 선명하게 초점이 맞아들어가는 범위를 피사계 심도라고 하는데,조리개를 열수록 초점이 맞아 들어가는 범위가 좁아지고 조리개를 조일수록 초점이 맞아 들어가는 범위는 넓어진다. 

 

초점이 맞는 다는 의미는 무엇일까? 피사체의 한 점에서 나온 빛은 렌즈로 들어가고 굴절되어 다시 렌즈의 뒤에 있는 이미지 센서에 상이 맺히게 된다. 이 때 피사체의 한 점에서 나온 빛이 이미지 센서에 어떻게 기록되는지가 초점이 맞았다 또는 맞지 않았다는 판단하는 기준이 된다. 아래는 조리개 값을 고정해 두고, 렌즈의 위치를 이동하였을 때 피사체에서 나온 빛이 이미지 센서에 어떻게 기록되는 지를 보여주는 그림이다.

최대 개방에서 초점이 맞은 모습 - 피사체에서 나온 빛이 이미지 센서에 빛으로 기록초점이 맞지 않은 모습 - 피사체에서 나온 빛이 이미지 센서에 큰 원으로 기록
(좌) 초점이 맞은 상태 (우) 초점이 맞지 않은 상태

  • 초점이 맞았다 - 피사체의 한 점에서 나온 빛이 이미지 센서에 점으로 기록
  • 초점이 맞지 않았다 - 피사체의 한 점에서 나온 빛이 이미지 센서에 큰 원으로 기록

 

피사체의 한 점에서 나온 빛이 이미지 센서에 큰 원으로 기록되는 것을 초점이 맞지 않았다고 표현했다. 그렇다면, 작은 원으로 기록된다면 어떨까? 원이 너무 작아서 점처럼 보일 수도 있는데 이를 바로 착란원이라고 한다. 실제로 점은 아니지만 원이 너무 작아 보기에는 점처럼 보이는 것이다. 아래는 초점이 맞지 않은 상태에서 조리개 값을 조였을 때 센서에 기록되는 원의 크기가 어떻게 변화하는지 보여주는 그림이다.

조리개 값에 따라, 피사체의 한 점이 이미지 센서에 기록되는 원의 크기 변화

조리개 값을 조일 수록 피사체의 한 점에서 나온 빛이 이미지 센서에 기록되는 원의 크기가 작아지는 것을 볼 수 있다.

조리개를 줄인다고 해서 초점 포인트가 달라지는 것은 아니지만 초점이 맞아 보이는 범위는 늘어나고 그래서 피사계의 심도가 깊어지는 것이다.

 

아래 사진은 한라봉의 꼭지에 초점을 맞추고 찍은 사진이다. 왼쪽은 조리개 값이 f/1.4이고 오른쪽 사진은 f/11인데, 조리개를 연 왼쪽 사진에는 한라봉의 꼭지에만 초점이 맞고 뒷 배경과 한라봉의 몸통은 초점이 안 맞아 포커스 아웃된 것을 볼 수 있다. 조리개를 조인 오른쪽 사진에는 한라봉의 몸통은 초점이 맞은 것 처럼 보이고 뒷 배경들에 대한 선명도도 많이 올라온 것을 볼 수 있다.

조리개 f/1.4 조리개 f/11
조리개 값에 따른 심도의 차이. (좌) 조리개 f/1.4 (우) 조리개 f/11


(참고) 빛 갈라짐 조절

조리개의 열리는 정도를 조작하여 생기는 효과라고 말할 수는 없을 것 같지만, 조리개에 영향을 받는 것 중에 빛 갈라짐이 있다. 아래는 조리개 날 갯수와 모양에 따른 빛 갈라짐 변화를 보여주는 그림이다. 

조리개 날 갯수와 모양에 따른 빛 갈라짐의 변화 - 출처 : wiki

위의 그림에서 보듯이 빛의 보양은 렌즈의 조리개 구조에 따라 달라지게 된다. 그래도 "조리개는 어떻게 작동하는가"에서 본 "조리개 값 변화에 따른 조리개의 모양 변화" 그림을 보면, 기본적으로 조리개가 최대 개방되었을 때는 조리개 모양이 원에 가깝고, 조리개를 조이면 조리개 날들에 의해서 각진 모양이 만들어지는 것을 볼 수 있다.

사진에서 동그란 보케를 만들고 싶다면 조리개를 열고, 별모양의 빛 갈라짐을 만들고 싶다면 조리개를 조여보자.


정리

카메라의 조리개가 어떻게 동작하는지 알아 보았고, 조리개의 열리는 정도를 조작하여 촬영자가 얻을 수 있는 효과에 대해서 알아 보았다. 

  • 조리개를 열었을 때 : 노출을 증가시키고, 피사계의 심도를 얇게한다.
  • 조리개를 조였을 때 : 노출을 감소시키고, 피사계의 심도를 깊게한다.

참고로, 노출은 조리개 열림 정도만으로 결정이 되지는 않고 카메라의 셔터 속도 값에도 영향을 받는다. 피사계의 심도도 조리개 열림 정도뿐 아니라 렌즈의 초점 거리 및 피사체와의 거리에도 영향을 받는다.