1. 빛의 물리적 속성

빛은 전자기파의 일종이며, 파장에 따라 색이 달라집니다. 인간이 볼 수 있는 빛의 영역을 가시광선이라고 하며, 이는 약 380nm(보라색)에서 800nm(빨간색) 사이의 파장을 가집니다. 사진에서 중요한 빛의 속성에는 반사, 굴절, 투과, 흡수 등이 있습니다. [Image of the light spectrum] 반사는 빛이 물체에 부딪혀 되돌아오는 현상이며, 굴절은 빛이 서로 다른 매질을 통과할 때 진행 방향이 꺾이는 현상을 말합니다.

2. 렌즈의 기본 원리

렌즈는 굴절 현상을 이용해 빛을 모으거나 퍼뜨리는 광학 기구입니다. 카메라 렌즈는 여러 개의 볼록 렌즈와 오목 렌즈를 조합하여 사용하며, 이는 빛을 모아 결상(Imaging)시키는 역할을 합니다. 렌즈의 중심점에서 초점까지의 거리를 초점거리라고 하며, 초점거리가 길수록 화각이 좁아져 망원 렌즈가 되고, 짧을수록 화각이 넓어져 광각 렌즈가 됩니다.

3. 렌즈 수차(Aberration)

렌즈가 완벽하게 상을 맺지 못하고 생기는 오차를 수차라고 합니다. 주요 수차에는 다음과 같은 것들이 있습니다.

• 구면 수차: 렌즈 중앙과 주변부를 통과한 빛이 다른 초점을 맺는 현상.
• 색 수차: 빛의 파장(색)에 따라 굴절률이 달라져 발생하는 현상.
• 코마(Coma): 광축 외의 점광원이 혜성 꼬리처럼 길게 늘어지는 현상.
• 비점 수차: 수직선과 수평선의 초점 위치가 달라지는 현상.
• 왜곡 수차: 상의 형태가 볼록(배럴)하거나 오목(핀쿠션)하게 변형되는 현상.

4. 빛의 회절과 편광

• 회절(Diffraction): 빛이 장애물을 만났을 때 휘어져 나가는 현상. 조리개를 너무 많이 조이면 빛이 회절되어 선명도가 떨어지는 회절 현상이 발생합니다.
• 편광(Polarization): 빛의 진동 방향이 한쪽으로 제한되는 현상. 편광 필터(CPL)는 이 원리를 이용해 유리나 수면의 반사를 제거하고, 하늘의 채도를 높이는 데 사용됩니다.

5. 결상과 피사계 심도

결상은 렌즈를 통과한 빛이 센서에 초점을 맺어 상을 만드는 과정입니다. 이때 초점이 맞는 범위, 즉 선명하게 보이는 범위를 피사계 심도(Depth of Field)라고 합니다. 피사계 심도는 다음 3가지 요소에 의해 결정됩니다.

• 조리개: 조리개 값이 작을수록(개방) 심도가 얕아지고, 클수록(조임) 깊어집니다.
• 초점거리: 초점거리가 길수록 심도가 얕아집니다.
• 피사체와의 거리: 피사체에 가까워질수록 심도가 얕아집니다.