[객원리뷰] 사기 위해서 알아야 할 카메라 지식-센서를 알아보자

안녕하세요, 하막입니다.

지난번엔 카메라가 사진을 찍기 위해서 가장 기본적인 구성요소인 조리개, 센서 감도, 셔터속도를 설명해 보았습니다.

원래는 카메라의 부가기능을 써 볼까 했는데.....이걸 쓰기 시작한 이유가 설명서에 나오지 않는 기본지식을 습득할 수 있도록 돕자는 취지였거든요. 그래서 부가기능은 카메라 구입 후 설명서 3회 정독하시는 것으로 하고, 초보자들이 이해하기 힘들 만한 몇 가지 이야기를 해 보려고 합니다.

1. 센서크기

2. 아웃포커싱

3. 고감도(야간사진)

카메라의 사양에 대해 알아볼 시간입니다. 전에 쓴 세 가지 요소는 사진을 찍는 데 가장 기본적인 이야기였고, 지금부터 설명할 내용은 카메라의 사양을 판단하는데 약간의 도움을 드릴 만한 내용이 되겠습니다. 이 편은 글이 길어질 것 같네요 ㅎㅎ....

이번 글에서는 첫 번째, 센서크기에 관한 이야기를 해 보도록 하겠습니다.

센서, 예전에 필름의 역할을 하던, 디지털 이미징 센서입니다. 우리가 흔히 말하는 필름카메라도 종류가 다양합니다. 제일 많이 썼던 24방, 36방짜리 필름은 35mm규격인데, 대각선 길이가 35mm가 되었다는 이유로 그렇게 불렸죠. 135판형이라고도 합니다. 

현재 디지털카메라의 규격도 보통 이 35mm규격을 따릅니다. 풀 프레임 카메라라는 말은 이미지 센서의 크기가 이 필름규격과 동일, 혹은 거의 비슷하다는 용도로 사용되죠. 센서규격은 특별히 규격이 있는 것이 아니라서, 특허전쟁을 피하기 위해 각 회사마다 조금씩 다르게 만듭니다.

그 외엔 필름규격은 APS-C, 645중형, 6X6중형, 대형필름 등이 있지요. 중형은 나중에 이야기를 해 볼 수 있을 겁니다.

디지털카메라, 첫 시작은 컴팩트 카메라였습니다. 1"형 센서를 기준으로 얼마 얼마 나눠서 회사들이 집어넣기 시작했죠. 물론 디지털카메라를 처음 만든 코닥은 시대를 거스르는 바람에 파산했습니다만......사람 일은 어찌 되는지 아무도 모르니 그저 아쉬울 뿐이죠.

지금 사용되는 디지털이미지센서 규격입니다.

대략 이 정도의 차이입니다. 이건 비율을 보여 주기 위해서 다소 크기를 키워 놓았지만, 예전에 카메라폰에 달린 센서는 여기 나와있는 제일 작은 센서인 1/2.3"형 센서보다도 작은 물건이 들어갔죠. 말 그대로 찍히기는 하는 정도였습니다. 보통 프랭크타임님이 추천하던 20만원 안쪽의 카메라들이 1/2.3"형 센서가 들어가고, 파나소닉 LX5, LX7 정도가 1/1.7"형 센서가 장착이 되었죠. 제가 지금 들고 다니는 캐논 G16도 1.7형 센서가 들어갑니다.

이 표는 좀 오래된 거에요. 포베온이라고 하는 시그마 독자적인 센서크기는 현재는 APS-C판형의 크기로 업그레이드 되서 나오고 있고, 제일 큰 중형판형은 현재로써는 핫셀블라드나, 페이즈원 등의 카메라에 붙여서 쓰는 디지털 백으로 사용 가능해요. 중형 이정도는 못해도 기천만원 이상의 투자가 가능해야 하는 부분이고, 오늘날 쓰기엔 제약이 너무 심해서, 스튜디오 용으로 사용되고 있으니, 현실적으로는 35mm 풀프레임 판형까지가 한계라고 봐야겠죠.

센서크기를 보여드린 이유는 당연히, 그에 따른 영향을 설명해 드리기 위합입니다.

카메라의 화소수와 센서크기는 상당히 연관성이 있어요. 화소수가 늘어나면, 센서의 픽셀 하나당 받을 수 있는 빛의 양은 줄어듭니다.

같은 크기의 센서를 사용한다면, 600만 화소보다, 천만 화소의 센서는 당연히 하나의 화소당 받는 빛의 양은 줄어들지요.

빛의 양이 줄어든다는 게, 사진이 어두워진다는 개념이 아니고, 안정적으로 색을 만들어내는 정보량이 적어진다는 것을 의미합니다.

최저감도에선 센서가 안정되어 있어서 당연히 천만화소의 센서를 가진 카메라가 사진이 더 부드럽게 표현됩니다. 하지만 감도를 올려 전기적 신호를 강화하면, 좁은 픽셀 면적은 이득이 아니라 손실이 되지요. 고감도에서 고화소 센서는 사진이 뭉개지는 정도가 더 심해집니다. 무조건적인 고화소가 좋은게 아니란게 이것 때문입니다.

동일한 화소일 때, 센서의 크기가 커지면, 고감도의 노이즈 처리(사진이 뭉개지는걸 막는것)가 유리해집니다.

그렇다면 화소가 늘어난다는 것은 무엇이 좋을까요?

화소가 늘어나면, 사진이 전체적으로 부드러워집니다. 물론 위의 예시는 상당히 극단적인 것에 속합니다. 오늘날 사용되는 영상규격인 HD, FHD만 하더라도, HD는 50만 화소, FHD는 200만 화소밖에 쓰지 않거든요. QHD는 400만 화소, 4K라 불리며 아직까지 고급영역에 해당하는 UHD규격의 경우라도 사용되는 화소는 단지 800만 화소밖에 되지 않습니다. 더 웃긴건 사람의 눈은 간사해서, 평균적인 시력을 가진 사람이라면 4K정도는 사실 구별해내기 힘듭니다.....FHD영상까지는 저도 깨끗한 영상을 봤을때 정말 선명하게 보이더군요.

그렇다면 고화소의 이득은 무엇이냐? 몇 가지가 있지만, 기본적인 것은 넓게 찍고 잘라낼 때입니다. 잘라내면 아무래도 확대를 해야 하는데, 화소가 적어 해상도가 낮으면 영 흐리멍텅하게 되는 경우가 비일비재 하죠. 여러 사람 찍은 단체사진에선 사람 얼굴 분간하기 힘들어집니다. 35mm필름의 해상력이 대략 600만화소 정도 된다고 하는데, 단체사진 보면 얼굴찾기 힘들죠? 그런 거에요.

두번째는, 크기를 줄였을 때 훨씬 선명해 보입니다. 렌즈의 성능에도 영향을 받겠지만, 여러 가지 이유로 사진이 좀 선명하지 못할 때, 리사이즈를 해서 크기를 줄이면 방법에 따라서 상당히 선명해 보입니다. 화질을 해치는 노이즈도 좀 줄어들어 보이고요. 100%크롭이란 말을 카메라 리뷰에서 가끔 보시게 되는데, 리사이즈를 하면 해상도를 다 쓴 결과물을 알기 힘들기 때문에 일부러 확대한 것입니다. 다른말로는 리사이즈 하면 렌즈가 그렇게 뛰어나지 않아도 얼마든지 선명한 결과물을 얻을 수 있다는 말이죠.....

동일한 센서 크기일 때, 화소가 많으면 해상도가 커지고, 잘라내기, 리사이즈할 때 이득을 봅니다.

화소의 상관관계를 알았으면, 센서크기의 상관관계도 알아야 하겠죠?

크롭팩터라고 불리는 센서크기 간의 화각차이를 보여주는 표입니다.

종종 카메라 관련 정보를 찾아보다 보면, 환산화각, 혹은 크롭팩터 라고 하는 용어를 보실 수 있을 겁니다. 

보통은,

35mm 환산 24~120mm

와 같은 수치로 스펙표기가 되어 있죠. 이건 또 무슨 말일까요? 

먼저 화각의 개념부터 알아야 할 것 같군요.

35mm판형 초점거리에 따른 화각표입니다.

화각이라는 것은 말 그대로 화면에 들어오는 물체의 총 범위가, 내가 있는 곳에서 몇 도의 각을 벌려야 꽉 들어차는지 보여 주는 거라고 할 수 있겠습니다. 인간의 양 눈의 시야는 대략 130도 가량으로 넓고, 한 쪽 눈을 감고 어느 한 곳을 지긋이 응시하면, 대략 50도 전후가 된다는군요. 한 마디로 볼 수 있는 범위를 이야기합니다.

보통의 잘 모르는 사람들, 혹은 약간만 알고 있는 사람들 중 잘 헷갈리는 개념이 바로 환산화각입니다. 두 가지 방식으로 보여 주기 때문이죠. 각도로 표시하는 것도 있고, mm수로 표현하는 것도 있습니다. 교환식 렌즈같은 경우에는 스펙표에 두 가지가 모두 기재되어 있습니다.

mm는, 초점거리라고 합니다. 말 그대로, 상이 교차하는 지점과 센서 간의 거리가 얼마나 되는가 하는 것을 수치로 보여주는 것입니다. 실제로는 대부분 굴절 방식으로 설계되어 교차하는 일은 없지만, 초점거리를 통해 대략적인 각도를 알게 해주는 것입니다.

각도는, 화각이라고 합니다. 가끔 보시면 mm를 가리키면서 화각이라고 하시는 분들이 있어요 ㅎㅎㅎ 헷갈리신 거에요.

화각은, 실제로 내가 보게 되는 각도를 직관적으로 표시해놓은 것입니다. 같은 mm수를 표기해놓은 렌즈라 하더라도, 회사마다 저마다의 기준으로 잡고 설계하는 것이기 때문에, 실제로는 이 화각을 비교해 보아야 비교적 정확하게 내가 볼 수 있는 범위를 알 수 있습니다.

사실 초보자 입장에서는 별로 중요하진 않아요.

이걸 왜 이렇게 길게 주절거리냐면, 지금 위의 표도 그렇고, 그 위에 사진에 선도 그렇고, 센서크기에 따른 초점거리와 화각의 관계를 설명하고 싶어서입니다. 중요하진 않은데, 알아두면 좋을 법한 거에요. 지루할 수도 있겠군요.

크롭원리입니다.

흔히 60~90만원 사이의, 각 회사 DSLR이나 미러리스 카메라 앞에 '보급형'이라고 붙는 카메라에는, 센서 관련 설명에 크롭이라는 말이 붙게 마련이죠. 필름 규격인 35mm가 풀 프레임이라면, 그에 비해 크롭(crop_자르다)되었다는 의미죠. 

센서가 작으면, 같은 초점거리라도, 화각은 더 좁아지게 됩니다.

위의 그림에 설명이 되겠네요. 같은 초점거리지만, 센서가 작으면 그 면적의 빛을 받지 못하고, 더 작은 부분만을 사용합니다. 그런데 그걸 보는 우리의 모니터 크기는 똑같죠. 마치 확대된 것처럼 보이게 됩니다.

배율이 있습니다. 얼마나 크롭되는지 간단하게 판별하기 위해 배수로 구분해 놓았어요. 저 위에 센서크기비교표에 보면 왼쪽 세로줄에 몇 개의 숫자가 적혀 있는데, 35mm 판형에 비해 얼마나 확대되는지 적어놓은 표이기도 합니다.

스마트폰 카메라중 화질 좋기로 알려진 게 아이폰이죠? 아이폰은 센서 화소가 800만으로 비교적 작은 반면, 센서 크기는 1/2.3"의 크기가 들어갑니다. 실제로 보면 손톱만도 못한 크기이지만, 다른 스마트폰에 비해서는 비교적 큰 센서라서 위에 설명한 고감도 노이즈 등이 깨끗하게 나오죠. 물론 폰에 들어가는 카메라 성능에는 이미지를 어떻게 색을 입히느냐는 노하우도 들어가지만, 우리가 지금 볼 것은 그런 건 아니죠. 프리님의 지적으로 수정합니다. 아이폰의 센서크기가 1/2.3"가 안되는군요. 

2015년 현재 아이폰의 센서크기는 그저 그런수준입니다.
오히려 아이폰은 부차적으로 말씀하신 색을 어떻게 입히느냐 의 고민에 의해 잘나오는거에요. 흔히 말하는 막찍어도 괜찮게 나온다는 평이 그러한것이죠.
이제 아이폰의 센서는 갤럭시보다 작아요. 6/6+가 1/3 노트4/s6가 1/2.6 갤럭시노트5에서 1/2.3인치 들어간다고 하구요.

감사합니다.

물론 센서기술이 발전함에 따라, 어지간한 작은 센서는 이면조사형 구조를 채택하고, 센서크기에 걸맞지 않는 노이즈 억제성능을 가지게 되어 꽤나 깨끗한 이미지를 얻을 수 있게 되었지만, 그래도 1.5크롭이라 불리는 APS-C판형에는 확실히 밀리죠. 

그래서, 일반적인 컴팩트 카메라에는 mm로 표시된 화각은 35mm환산화각으로 표시되게 됩니다. 

글 내용이 길어졌습니다. 다음에는 아웃포커싱을 해야 하는데, 아웃포커싱을 더 쉽게 만들어내기 위한 조건에 센서가 관련이 되어 있는지라, 이후 글 내용은 뒤로 미뤄야 겠네요.

어려운 내용입니다. 중점적으로 표시된 내용만 숙지하셔도 상관 없고, 전부 읽어주시면 감사하겠습니다.

다음 내용으로 뵙겠습니다. 감사합니다. 하막이었습니다.