사진기능사 필기 대비: 렌즈 시스템의 광학적 특성
사진 공부방 · 렌즈 및 광학 시스템
카메라 렌즈는 빛을 굴절시켜 센서에 상을 맺히게 하는 정교한 광학 시스템입니다. 초점거리와 F값, 심도, 수차 등 렌즈의 기본 원리를 이해하는 것은 사진기능사 필기뿐 아니라 실전 촬영에도 필수적인 지식입니다. 이 자료는 핵심 개념들을 실용적인 관점에서 정리했습니다.
1. 렌즈의 핵심 개념
- 초점거리와 화각: 초점거리는 렌즈 주점에서 촬상면까지의 거리이며, 화각과 1:1로 연결됩니다. 짧을수록 넓은 화각(광각), 길수록 좁은 화각(망원)을 가집니다.
- 최대 개방과 F값: F값 = 초점거리 / 유효구경. F값이 낮을수록 빛을 더 많이 받아들여 셔터 속도 확보에 유리합니다. 이를 '밝은 렌즈' 또는 '빠른 렌즈'라고 합니다.
- 피사계 심도(Depth of Field): 사진에서 초점이 맞은 것처럼 보이는 범위를 의미합니다. 조리개($f$값)를 낮출수록, 초점거리가 길수록, 피사체와의 거리가 가까울수록 심도가 얕아집니다.
2. MTF 차트 읽기
MTF(Modulation Transfer Function)는 렌즈의 성능을 평가하는 차트입니다. **콘트라스트(대비)**와 **해상력(선예도)**을 분리해서 보여줍니다.
- 저주파(10 $lp/mm$): 전반적인 콘트라스트를 나타냅니다. 선이 높고 평탄할수록 좋습니다.
- 고주파(30 $lp/mm$): 미세한 해상력을 나타냅니다. 세밀한 질감이나 윤곽선 표현 능력을 보여줍니다.
3. 5대 수차의 이해
수차는 렌즈가 상을 정확히 맺지 못해 발생하는 오류입니다. 완벽하게 제거하기는 어렵고, 렌즈 설계와 후보정을 통해 관리합니다.
| 수차 | 현상 | 완화 방법 |
|---|---|---|
| 구면수차 | 중심과 주변부 초점 불일치 | 조리개 조임, 비구면 렌즈 사용 |
| 코마(Coma) | 점광원이 혜성 꼬리처럼 보임 | 렌즈 설계 최적화 |
| 비점수차 | 수직/수평 초점 위치 차이 | 조리개 조임, 렌즈 설계 최적화 |
| 상면만곡 | 초점면이 평면이 아닌 곡면 | 조리개 조임 |
| 색수차 | 파장별 굴절률 차이로 색 번짐 | 저분산 유리, 후보정 |
4. 렌즈 유형별 특징
- 매크로 렌즈: 근거리 초점에 최적화되어 실제 크기($1:1$ 배율)로 촬영할 수 있습니다. 얕은 심도와 정교한 포커싱이 필요합니다.
- 망원 렌즈: 원거리를 확대하여 촬영하며, '압축 효과'로 배경이 피사체에 가깝게 보이는 착시를 유도합니다.
5. 단렌즈 vs. 줌렌즈
단렌즈는 초점거리가 고정된 렌즈이고, 줌렌즈는 초점거리를 변경할 수 있는 렌즈입니다. 각기 다른 장단점을 가집니다.
| 특성 | 단렌즈(Prime) | 줌렌즈(Zoom) |
|---|---|---|
| 광학 성능 | 대체로 우수, 낮은 F값 | 범용적, 고급형 제외 성능 타협 |
| 편의성 | 고정 화각, 발줌 필요 | 가변 화각, 즉시 구도 변경 |
| 크기/무게 | 작고 가벼움 | 크고 무거움 |