노출측정의 기본원리

노출측정의 기본원리


여행을 갔을 때나 멋진 풍경을 보았을 때 누구나 한번쯤은 자신만의 사진으로 멋지게 표현
하고 싶은 마음을 가졌을 것이다.
이런 멋진 사진을 만들기 위해선 전문적인 기술이 필요하겠지만 사진을 찍는데 가장 중요한
노출에 대한 기본적인 개념을 먼저 이해해야 한다.
노출을 결정짓는 조리개와 셔터, 감도에 대하여 자세히 알아보고, 자신만의 독특한 사진연출
을 위해 같은 노출이라도 조리개와 셔터, 감도에 따라서 사진이 어떻게 변하는지 살펴보자.


■글·사진 중앙대학교 디지털 미디어 랩



조리개, 셔터 속도, 감도의 관계

■ 노출의 구성요소

노출은 감광도(줄여서 흔히 감도)라고 하는 필름이나 수광소자의 빛에 대한 민감도가 기준이 된다. 즉 감도가 높으면 약한
빛에도 충분히 밝은 사진을 얻을 수 있고 감도가 낮으면 강한 빛을 필요로 한다. 이와 같은 감도는 국제기준에 맞춰 ISO
수치로 표현한다. 즉 ISO 수치가 크면 감도가 높은 것이고 ISO 수치가 작으면 감도가 낮은 것이다. 또한 노출은 셔터속도와
조리개를 사용하여 조절하는데 창문을 생각하면 이해가 쉽다. 즉 조리개는 창문이 열린 면적이고 셔터속도는 창문 열려있
는 시간이다. 따라서 창문을 많이 열거나 오랫동안 열어두면 빛이 많이 들어오고 창문을 조금만 열거나 짧은 시간동안 열
어둔다면 빛이 적게 들어올 것이다.


■■ 감광도 (단위 ISO)

디지털 카메라의 경우 필름과 달리 감도를 조절할 수 있다. 따라서 조리개와 셔터속도로 조절할 수 있는 노출의 한계를 해결
하기 위한 마지막 단계로 감도를 조절해서 노출을 결정할 수 있다. 예를 들어 실내나 야경을 촬영할 경우 조리개나 셔터속도
를 조합하여도 적절한 노출을 얻기 어려울 때 감도를 높여주면 좀 더 밝은 사진을 얻을 수 있다. 그러나 노출을 맞추기 위해
감도를 높여줄수록 입자가 거칠어지고 노이즈가 발생하며 컬러밸런스가 깨지는 현상이 발생할 수 있다. 이점에 유의하도록
한다.



■■■ 조리개

조리개 값은 f-number 로 불리는데 이는 렌즈의 초점거리에 대한 조리개 지름의 비율이다. 즉 100mm 렌즈에서 조리개의 지
름이 50mm 라면 조리개 값이 f2 가 된다. 따라서 조리개 값이 크면 구경이 작아서 어두워지고 조리개 값이 작으면 구경이
커서 밝아진다. 또한 조리개 값에는 일정한 비율이 적용되는데 조리개 한 칸이 2배의 밝기 차이를 가진다. 이러한 2배의 밝
기차이를 갖는 한 칸을 Stop으로 표현한다. 따라서 1Stop은 두 배, 3Stop은 여덟 배의 노출 차이를 말한다.
조리개는 노출을 조절하는 기능 외에 심도를 조절하는 기능이 있다. 심도란 앞뒤로 초점이 맞는 범위를 말한다. 심도는 조리
개를 조일수록 깊어진다. 즉, 조리개 값이 커질수록 심도가 깊어진다. 그러나 심도는 렌즈에 따라서 범위가 달라지므로 자신
이 소유하고 있는 렌즈를 직접 테스트 해 보기 바란다.



■■■■ 셔터 속도

셔터속도는 노출 외에 피사체의 움직임을 표현하는데 사용된다. 움직이는 피사체를 촬영할 경우는 피사체의 속도에 따라 셔
터속도도 조절할 줄 알아야 한다. 셔터 속도를 느리게 하면 피사체의 움직임에 따라 역동적인 사진을 만들 수 있고, 셔터 속도
를 빠르게 하면 빠르게 움직이고 있는 피사체도 정지된 느낌으로 표현할 수 있다. 그러나 셔터속도가 늦을 경우 사진이 흔들
릴 수 있다는 점을 유의하여 삼각대 등 카메라를 고정시킬 장치가 필요할 수 있다.


■■■■■ 조리개와 셔터 속도의 상관관계

조리개와 셔터속도, 감도의 개념에 대해 이해했다면 이번에는 조리개와 셔터속도의 상관관계에 대하여 좀 더 자세히 알아보
도록 하자. 아래와 같이 서로 다른 역할을 하는 조리개와 셔터속도의 조합으로 동일한 노출결과를 얻을 수 있다. 그러나 표현
되는 사진의 느낌은 전혀 달라질 수 있다.



예를 들어 F1.4, 1/2000과 F16, 1/15의 노출은 같은 밝기의 사진이다.
그러나 F1.4, 1/2000의 사진은 심도가 얕고, 피사체가 정지되어 있는 화면이고 반면 F16, 1/15의 사진은 심도가 깊고, 움직임이
있는 피사체라면 움직임이 표현된 사진이 된다.
이와 같이 촬영자가 표현하고자 하는 의도에 맞게 조리개와 셔터속도를 적극 활용한다면 멋진 사진을 연출할 수 있을 것이다.
사진은 빛으로 그리는 그림이다. 즉 사진을 촬영한다는 것은 필름 또는 수광소자에 빛을 쬐는 작업이다. 그리고 이렇게 빛을
쬐는 과정을 노출이라고 한다. 이러한 노출량이 적절치 않으면 지나치게 밝거나 어두운 사진이 되는데, 노출의 오류는 사진의
질을 떨어뜨리는 가장 흔한 실수이다. 물론 촬영 후 보정을 통해 밝기를 조절할 수 있으나 이때는 화질이 나빠져서 촬영 당시
노출을 적절하게 주는 것이 사진촬영에 있어 무엇보다 중요하다.



창가에 서있는 친구의 사진이 어두워서 표정도 알아볼 수 없게 되고, 스키장에서는 하얀 눈이
칙칙한 잿빛으로 찍혀 안타까워해 본 기억은 누구나 한번쯤은 있을 것이다. 이는 대부분 카메
라가 하는 대로 또는 카메라가 지시하는 노출 값만 믿고 무턱대고 찍은 경우이다. 이렇게 회복
하지 못할 실수를 방지하기 위해서는 노출에 관한 기초지식을 가지고 있어야 한다.


적정노출이란 무엇인가?


■ 적정노출이란?

간단히 말하면 감도, 조리개, 셔터속도를 조절하여 촬영자가 의도한 사진을 얻을 수 있는 노출 값을 말한다. 일반적으로 육안
으로 보이는 것과 같은 사진을 얻을 수 있는 노출 값, 또는 Highlight와 Deep Shadow가 존재하면서 그 부분의 디테일이 살아
있는 사진을 얻을 수 있는 노출 값을 적정노출이라고 한다.


■■ 노출측정

인간의 시각은 밝기에 순응하므로 정확한 노출 값을 육안으로는 알 수가 없다. 따라서 사진을 촬영할 때에는 노출계를 사용
해야 한다. 전문가가 아닌 경우 대부분 카메라에 내장된 노출계를 이용하여 노출을 측정하게 된다. 그러나 모든 노출계는
18% 반사율의 중성회색을 기준으로 제작되어 있기 때문에 단순히 카메라의 노출만을 믿고 촬영할 경우 노출을 실패할 수 있
다. 즉 모든 노출계는 어떠한 피사체이든 18% 반사율을 가진 중성회색으로 간주하여 이에 맞춘 노출 값을 보여준다. 따라서
노출계의 특성을 정확히 알아야 노출 실수에서 벗어날 수 있다.



■■■ 18% 중성회색의 의미

18% 반사율의 중성회색이란 18%의 빛만 반사하고 나머지 82%는 흡수하는 밝기의 회색을 말한다. 18% 반사율을 노출계의
기준으로 삼는 이유는 18% 반사율의 밝기가 흰색과 검은색의 정 중간에 해당하는 농도를 지녔기 때문이다. 또한 중성회색을
노출계의 기준으로 삼은 이유는 중성회색이 모든 색이 똑같은 비율로 섞여있는 무채색이기 때문이다.
(그림의 노란색테두리 부분)
중간농도의 아무런 색깔 없는 무채색으로 Gray card가 있다. 이는 노출과 컬러의 기준이 라고 할 수 있다. 그러나 실제 사용
시에는 많은 문제점을 가지고 있으므로 사용에 주의해야 한다. 즉 그레이카드는 평면이므로 입체를 촬영할 때는 노출의 기
준으로 삼을 수 없다. 또한 뒷면(90% 반사율의 흰색)을 하이라이트로 간주하여 노출을 결정하는 경우 사용하는 필름이나 수
광소자의 관용도에 따라 노출 값이 달라질 수 있으므로 주의해야 한다.

■■■■ 반사식과 입사식 노출계

노출계는 반사식과 입사식 두 가지 방식이 있다.
카메라 내부에 장치되어있는 노출계와 같은 반사식 노출계는 피사체로부터 반사되는 빛을 카메라 위치에서 측정한다.
반사식 노출 측정방식을 사용할 경우 같은 조명이라도 피사체 자체의 밝기나 색상에 의해 노출 값이 다르게 나타난다. 따라서
피사체에 따라 노출계 값 보다 노출을 더 주거나 덜 주어야 적정노출이 된다. 자! 여기서 반사식 노출계의 말을 직접 들어보자.


“난, 반사식 노출계야, 난 모든 피사체를 18% 반사율을 가진 중성회색이라고 생각해, 그래서 나는 피사체가 희든 검든 모두
18% 반사율이 되는 노출 값만 말해, 사실 내가 피사체의 밝기가 흰지 검은지 어떻게 알겠어? 그래서 피사체가 검거나 희거나
나는 피사체가 18% 반사율의 중간 밝기가 되는 값을 일러주지, 그래서 사람들이 내가 일러준 값대로 노출을 주면 희거나 검
거나 모두 회색이 될 수밖에 없어, 그러니까 사진을 잘 찍으려면 내가 어떻게 생각하는지 알고 보정을 해줘야 할 거야”

이와 같이 반사식 노출계를 사용할 경우 밝은 피체는 노출부족, 어두운 피사체는 노출과다가 될 수 있다. 따라서 밝은 피사체는
노출을 더 주고 어두운 피사체는 노출을 적게 주어야 한다.
입사식노출계는 피사체에 비춰지는 빛의 절대적인 양을 측정하는 방식이다. 따라서 피사체의 밝기와 색에 관계없이 일정한 노
출 값을 나타낸다. 그러나 빛을 직접 발하는 피사체나, 빛이 투과하는 피사체 그리고 피사체의 밝기 차이 등은 측정이 불가능하
다. 또한 입사식 노출계 사용에서 주의 할 점은 사용하는 이미지센서나 수광소자의 관용도이다. 따라서 입사식 노출계를 사용
할 경우 피사체가 밝으면 노출을 덜 주고 피사체가 어두우면 노출을 더 주어야 한다. 특히 입사식 노출계를 사용할 경우 어떠한
 경우라도 수광부는 정확히 카메라를 향해야 한다는 점을 꼭 기억해야 한다.


■■■■■ 카메라의 노출 측정 방식

카메라내장 노출계는 전문가를 포함하여 가장 많이 사용하는 노출계이다. 따라서 카메라에 내장된 노출계에 관하여 살펴볼
필요가 있다. 카메라내장 노출계는 앞서 살펴본 것과 같이 반사식 노출계이다. 따라서 반사식 노출계가 가지고 있는 특징을
모두 갖고 있다. 또한 용도에 따라 노출을 측정하는 센서의 범위를 달리하여 편리하게 사용할 수 있다. 이러한 카메라내장
노출계의 측정방식에는 화면전체를 고루 측정하여 평균을 내는 평균측광방식, 중앙부중점측광, Spot측광, 다분할
측광방식이 있다.

 

①평균 측광: 화면 전체에 걸쳐 고르게 밝기를 측정하여 평균값을 표시한다. 따라서 피사체가 밝거나 어두울 경우 노출 값을
보정해 주어야 한다.
②중앙부중점 측광: 화면의 중앙부의 일정한 부분의 밝기를 측정하여 표시한다. 평균측광 방식에 비해 노출에서 배경의 영향
을 덜 받는다. 따라서 주제가 중앙에 위치하고 인물 등 중간 밝기의 피사체가 중앙에 위치한 경우 또는 역광촬영 시 유용하게
사용할 수 있다.
③스 팟(spot) 측광: Spot 방식은 화면의 아주 작은 부분만 측광하는 방식이다. Spot 방식을 사용하면 밝은 부분과 어두운 부분
의 밝기 차이를 알 수 있다. 또한 피사체의 일부분이 사진에서 어떠한 밝기로 표현되는지 예상할 수 있다. 따라서
Zone system을 이용하여 촬영할 경우 Spot 방식의 노출계는 필수적이다.


④다 분할 측광: 화면상에 나머지 부분과 지나치게 밝기 차이가 나는 부분이 있을 경우 노출에 나쁜 영향을 미친다. 즉 태양
이나 광원 등 밝은 피사체가 화면에 들어오면 노출계는 피사체 전체가 밝은 것으로 알고 노출을 덜 주는 방향으로 노출 값을
지정한다. 따라서 노출이 부족 된다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해 화면을 여러 개의 영역으로 나누어 각각의 노출을 측정
하는 방식을 다분할 측광이라고 한다. 이때 어느 부분이 나머지 다른 부분과 지나치게 밝기 차이를 보일 경우 이 부분의 측정
값을 제외한 후 나머지 노출 값을 이용하여 노출을 정하는 방식이다. 따라서 노출실수가 가장 적은 방식으로 특별한 경우를
제외하고 다분할 측광방식의 사용을 권장한다.



■■■■■■ 디지털 카메라의 노출 측정

디지털 카메라의 가장 큰 특징은 촬영 즉시 결과를 볼 수 있다는 점이다. 즉 촬영한 후 LCD창에서 촬영한 사진을 확인할 수
있다. 그러나 LCD창은 밝은 곳에서는 어둡게 보이고 어두운 곳에서는 밝게 보이기 때문에 노출을 정확히 판단 할 수 없다.
따라서 디지털 카메라에서는 노출 측정을 위해 Histogram을 사용한다. 적정노출의 경우 아래 그림과 같이 농도 값이 “0”에서
시작해서 “0”으로 끝나야 한다. 이 경우 Highlight부터 Shadow까지 모든 디테일이 묘사된다. 또한 두 번째와 세 번째 경우와
같이 그래프의 끝이 LCD화면 밖으로 나갈 경우 Highlight 또는 Shadow의 디테일이 표현되지 않는다. 마지막 4번째의 경우는
 피사체 자체의 콘트라스트가 높아 Highlight와 Shadow 부분의 디테일이 표현되지 않는 경우이다.



■■■■■■■ 노출보정

앞서 살펴본바와 같이 노출계의 특성에 따라 노출계 값과 적정노출 값에 차이가 발생할 수 있다. 이러한 차이를 보완하기 위
해 노출계 값 보다 노출을 더 주거나 덜 주는 것을 노출보정이라고 한다. 실제 촬영에서 노출을 보정할 경우를 예를 들어 보면
다음과 같다.



①설경: 지나치게 밝은 피사체이다. 따라서 카메라 노출계 값으로 촬영하면 노출이 부족 되어 눈이 잿빛으로 표현된다.
따라서 노출을 2stop 정도 더 준다.
②야경: 밝고 어두운 부분의 차이가 극렬하다. 따라서 어느 부분을 측정하느냐에 따라 노출 값의 차이가 크게 벌어진다.
즉 가로등 같이 밝은 피사체가 노출측정에 포함되면 노출이 부족 되고 빛이 미치지 않는 곳의 노출을 기준으로 하면 노출
이 과다하게 된다. 따라서 가로등이나 불빛을 피해서 중간 밝기가 되는 땅, 잔디 등을 기준으로 노출을 측정해야 한다. 특
히 아름다운 야경을 촬영하기 위해서는 해가 진 뒤 가로등에 불이 들어오기 시작하는 시점 정도에 촬영하는 것이 좋다.
③역광: 역광에는 두 가지가있다. 즉 배경이 밝은 역광과 배경이 어두운 역광이 있다. 배경이 어두운 역광의 경우 노출계
값 그대로 촬영하면 되나 배경이 밝은 역광의 경우 노출이 부족 되므로 상황에 맞추어 노출을 더 주어야 한다. 이때는 중
앙부 중점방식을 사용하거나 피사체에 가까이 다가가 얼굴 부위의 노출을 측정하여 그 값으로 촬영한다.


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