D-SLR의 화각변화 등에 대하여...

필름카메라와 D-SLR의 초점거리 및 화각,

촬영 배율의 차이에 대하여....

 

 

  니콘 D100 등에 사용되는 DX포맷 CCD는  28.37mm 이다.

 

     렌즈 고유의 넓은 화각과 원근감의 과장 및 왜곡이 나타나 있다

     찍히는 범위가 많이 축소되었다.

 

 

1. 초점거리와 화각의 변화를 계산하는 공식

 

D70, D100, D2X 등의 D-SLR에 필름 카메라용 렌즈를 사용하는 경우

필름사이즈와 CCD의 사이즈가 각기 달라 렌즈 고유의 화각과 초점거리에 변화가 생긴다.

 

니콘 D70의 CCD.

촬상면의 사이즈는 가로 23.7*세로 15.6mm 이다.

 

 

2.수중에서의 화각 변화

 

아래의 그림을 참고하라.

바깥 원은 수중사진의 핵심렌즈인 16mm 어안렌즈(대각선화각 180도)를 필름카메라에 장착하였을 경우 찍히는 범위이고,

안쪽의 원은 동일렌즈를 DX포맷의 디지털 카메라에 장착한 경우에 찍히는 범위이다.

자세히 알아보자.

 

필카와 DX포맷의 디카에 필름용 렌즈를 장착한 경우의 각 이미지 써클

 

 

◆ 물의 굴절율

 

육상과 수중은 빛의 굴절율이 달라

(공기중 빛의 굴절율이 1 이라면 수중은 1.33배 이다.

이로 인해 수중에서는 동일한 물체가 약 30% 크고 가깝게 보인다)

육상 180도의 화각을 가진 어안렌즈라 할지라도 수중에 들어가면 153도 정도로(약 15% / 0.85배) 화각이 줄어든다.

물론 이는 1:1 포맷인 필름 카메라와 빛의 굴절을 최대한으로 억제해 주는 돔포트를 사용했을 경우이고,

만약 굴절이 심한 평평한 플랫포트를 사용한다면 화각의 축소(약 30%)는 더욱 심할 것이다.

이는 육상화각 153도인 이논의 와이드컨버젼 렌즈(렌즈 전면이 평평한 플랫 타입)가 수중에서는 약 100도의 화각으로 축소(0.65배)되는 것을 보아도 알 수 있다.

 

 

 

◆◆ 니콘의 경우

 

어안렌즈를 DX포맷의 카메라(D70, D100 등)에 사용하는 경우 수중에서의 화각변화는 어떨까!

구체적으로 계산해보자.

180도*0.65*0.85=99.45도. 약 100도로 축소된다.

(0.65는 DX포맷에서의 화각변화이고, 0.85는 돔포트를 사용할 경우의 수중굴절율)

 

다시 말해 어안렌즈를 육상에서 DX포맷에 장착한 경우의 화각은 180도*0.65=117도 이고,

이들을 수중으로 가져가면 117*0.85=99.45도 약 100도의 화각으로 변한다는 이야기이다.

 

100도의 화각은 컴펙트 디카인 올림푸스 C5050을 전용 방수 프로텍트인 PT-015와 파티마5050 하우징에 이논의 와이드컨버젼 렌즈 UWL-100을 장착한 경우의 최대화각이고,

니코노스 15mm 렌즈의 수중화각 94도에 비하면 6도 정도 더 넓은 화각이다.

수중 100도의 화각으로는 아무래도 넓은 경관이나 동굴, 난파선, 대형 산호 등을 본격적으로 촬영하기에는 좀 부족한 화각이다.

 

 

◆◆◆캐논의 경우

 

캐논의 경우에는 CCD가 필름 사이즈와 같은(36*24mm) 최상위 기종인 EOS 1Ds, 1Ds MARKⅡ 등을 출시하고 있어,

필름 카메라 렌즈를 그대로 화각의 변화 없이 사용할 수 있으나,

바디의 가격만 830~950만원을 호가하므로 아무래도 부담이 크다.

 

한편, 300D, 350D, 20D 등의 보급형 기종은 CCD의 사이즈가 22.2 x 14.8mm 이어서,

1.6배 크롭 바디(니콘은 1.5배 크롭바디)라 불리운다.

CCD의 대각선길이 26.68mm,

 

필름에 비하여

 

◆면적은(필름 864mm², 1.6배 크롭CCD 328mm²) 135mm 필름의 38% 이고,

◆화각을 결정하는 대각선 길이는(필름43.26mm, 1.6배 크롭CCD 26.68mm) 필름의61%(이후 0.61라 함)이고, 반대로 필름은 DX포맷의 1.62배이다.(이후 1.6배라 함)

 

이 말은 니콘 DX포맷에 비하여 0.1배 초점거리가 더 늘어난다(화각이 더 줄어든다)는 의미인데,

동일하게 화각 180도인 니콘의 16mm 어안렌즈와 캐논의 15mm 어안렌즈를 각 1.5배 1.6배 크롭바디에 장착한 경우의 화각은 니콘이 117도, 캐논이 109.8도 이다.

 

참고로 1.3배 크롭바디인 캐논의 EOS 1D, 1D Mark2 의 경우에는 CCD의 사이즈가 28.7*19.1mm /대각선길이 34.47mm 이어서 1.3배 크롭바디(정확히는 1.25배)라 불리우고,

어안렌즈를 장착하면 약 143도의 화각이 된다.

 

이런 예를 드는 이유는 CCD의 사이즈에 따라 동일한 렌즈를 장착하더라도 화각이 달라진다는 이야기를 하기 위함이다.

본론으로 돌아가 1.6배 크롭바디인 상기의 카메라에 어안렌즈를 장착할 경우의 수중화각은 80*0.61*0.85=93.33도 이다.

이해되지 않는 경우에는 니콘의 예를 참고하라.

 

다음의 표는 니콘과 캐논의 180도 화각 어안렌즈를 각 사의 D-SLR에 장착한 경우와 수중에서의 화각이다.

	필름카메라에 장착한 경우의 화각	니콘 DX포맷에 장착한 경우의 화각	캐논 1.3배크롭 바디에 장착한 경우의 화각	캐논 1.6배 크롭 바디에 장착한 경우의 화각
니콘16mm	180도(153도)	117도(100도)	▲	▲
캐논15mm	180도(153도)	▲	143도(122도)	109.8도(93도)
니콘 10.5mm	▲	180도(153도)	▲	▲

1, 상기는 공식에 의한 계산으로 실제 수중화각은 조금 차이 날 수 있습니다.
2. ▲는 호환하지 않음을 나타냅니다.
3. ( ) 안은 돔포트 이용시의 수중화각입니다.

 

 

3. 디지털 전용 렌즈의 출시

 

◆ 이 점을 보완하기 위해 니콘의 경우 D-SLR에 사용시 렌즈 고유의 화각을 보장하는 디지털 전용의 DX렌즈들을 출시하고 있는데,

AF DX Fisheye Nikkor 10.5mm F/2.8G ED(화각 180도) 등이 그것이다.

어안렌즈는 수중 와이드사진을 본격적으로 즐기기 위해서는 필수적인 만큼 니콘의 유저들은 반가운 소식일 것이다.

 

 

 

물론 상기에서 설명한 바와 같이 수중에서는 굴절에 의하여 153도로 화각이 줄어들지만 이 정도면 충분하다.

또 하나 이 렌즈의 큰 장점은 "니콘 캡처4" 프로그램을 이용하여 어안으로 촬영한 이미지를 "어안->광각"으로 전환이 가능한데,

이는 어안렌즈 하나를 가지고 촬영한 이미지를 컴퓨터 상에서 니코노스V 15mm 렌즈로 찍은 이미지로 전환이 가능하다는 이야기이다.

이는 어안렌즈 하나면 여타의 14, 18, 20mm 등의 광각렌즈를 사지 않더라도 광각 이미지를 얻을 수 있다는 점이어서 획기적인 것이다.

돈 굳고, 시간벌고,.....일석이조이다.

 

 

 

4. 각 CCD의 포맷에 대한 메이커의 관점

 

니콘의 경우 CCD와 렌즈의 사이즈를 줄이면 생산단가가 크게 낮아지므로 CCD의 사이즈는 DX포맷으로 유지하고,

고유의 화각을 살려 주는 DX포맷의 렌즈를 개발하는데 주안점이 있는 것 같고,

 

캐논의 경우 보급형인 300D, 350D, 20D 등 에서는 초점거리의 변화는 불가피하지만,

생산/판매가격이 저렴하고,

1:1의 화각을 원하는 경우에는 상위 기종인 1Ds MARK 등을 사용하면 문제가 해결된다는 생각을 가진 것 같다.

 

CCD가 크면 동일한 화소수라 할지라도 화질이 우수하다는 점은 널리 알려져 있지만,

CCD 같은 핵심부품의 사이즈가 커지면 카메라 본체의 가격이 비싸지는 단점이 발생한다.

또, 사이즈를 DX포맷 그대로 유지하면 가격은 싸지만,

기존의 필름 카메라에 사용하던 렌즈를 디카에도 사용하는 유저들에게는 화각이 줄어드는 불편한 점도 있고,

이를 해소하기 위해 새로운 DX포맷의 렌즈를 장만하기에는 부담이 되는 등의 장단점이 있다.

 

결국 니콘, 캐논 어느 쪽이 현명한 판단을 한지는 세월이 좀 더 필요하다는 생각이다.

 

소비자의 입장은 CCD가 필름의 사이즈와 동일하면서 가격은 저렴한 것을 원하는 것은 당연지사이다.

참고로 CCD의 포맷이 작아 단점만 있는 것은 아니다.

렌즈 주변부의 광량 저하로 인한 비네팅의 발생과 주변부의 왜곡 문제는 이미지 써클이 작아 오히려 유리한 경우이다.

한편 망원 측으로는 장점이 많은데,

예를 들어 200mm의 초점거리가 좀 아쉽다고 느껴지는 경우 DX포맷에는 약 300mm가 되므로 별도의 매입이 필요 없어지게 된다.

수중에서 주로 사용하는 니콘의 60mm 렌즈의 경우에는 장착함에 의하여 90mm의 초점거리를 가진 화각이, 105mm의 경우에는 160mm 상당의 화각을 가진 망원렌즈의 효과가 나는 것이다.

반대로 필름 카메라에서 맛볼 수 있는 렌즈 고유의 촬영가능거리, 화각, 원근감 등은 사라진다.

 

 

5. 마크로렌즈의 촬영배율에 대하여

 

최대 촬영배율이 1:1인 AF Micro Nikkor F2.8D 렌즈를 D100등의 CCD 사이즈를 가진 D-SLR 에 사용하면 최대 촬영배율과 작업거리(Working Distance)는 어떻게 변화할까!

 

먼저 60mm 마크로렌즈의 최대촬영배율이 1:1이라는 것은 공지의 사실이고,

이는 가로*세로 비율이 3:2인 36*24mm의 면적을 화면 가득 초점이 맞는 상태로 수납할 수 있다는 것을 의미한다.

즉, 실제 1센티인 피사체를 필름면에도 1센티로 기록할 수 있다는 이야기 이다.

60mm 마크로렌즈의 최단 촬영거리는 필름면에서 21.9cm이고 작업거리는 7.5cm 이다.

 

이 렌즈를 D-SLR을 사용하는 경우의 최대 촬영배율은 등배를 넘어 1.5배가 되고,

이 경우에 작업거리는 필카보다 10% 정도 긴 8cm가 된다.

즉, 초점거리의 변화에 의하여 필카의 경우보다 동일한 거리에서 촬영배율이 높아지게 되므로 별도의 클로즈업 렌즈를 사용하지 않더라도 고배율의 촬영이 가능해 진다.

필카와 동일한 배율로 촬영하고 싶은 경우에는 30% 정도 더 먼 거리에서 1:1의 배율로 촬영이 가능하다.

이 경우의 작업거리는 11cm이다.

 

여타의 105mm, 200mm 마크로렌즈의 경우에도 이에 준하는데,

초점거리의 변화에 의하여 작업거리는 10% 정도 늘어나지만 최대촬영배율은 1.5배가 되고,

필카의 작업거리에 비하여 1.5배의 거리에서 1:1 배율의 촬영을 할 수 있는 것이다.

 

상기는 어디까지나 필름 카메라용 렌즈를 DX포맷의 디지털 카메라에 장착한 경우이고,

DX포맷의 디지털 전용렌즈를 D70 등에 결합한 경우는 해당하지 않는다.

전용렌즈를 장착한 경우에는 렌즈 상단에 표기되어 있는 고유의 배율로 촬영된다.

 

출처: www.marine4to.com