[기초강좌] 노출 (Exposure)

[기초강좌] 노출 (Exposure)

두부  2003-11-03 23:36:08, 조회 : 11,046, 추천 : 4   사진에서 가장 중요하다고 할수 있는게 바로 노출이다. 그럼 이 노출이 무엇이냐...함은..... 여자가 옷을 얼마나 야하게 입었는가를 말하는것..................이 아니다!!! 물론 가장 중요한 공통점이 있다. 적당한 노출은 눈도 즐겁고 마음도 즐겁다. 반면 노출이 과다하면 도저희 똑바로 쳐다볼수가 없고 노출이 부족(?)하면 본 것 같지가(-_-) 않다. 자 그럼 장난은 그만하고 정말로 이 노출이란말이 무슨뜻인가 알아보도록 하자. 노출은 간단하게 설명해서 사진의 밝기라고 볼수 있다. 물론 단어 자체가 그런뜻은 아니지만 우리가 결과물을 갖다놓고 "노출이란 무엇이냐!" 라고 묻는다면 간단하게 "밝기" 라고 대답할수 있다. 실제의 밝기와 가장 유사하게 표현된 노출을 우리는 적정 노출이라고 부른다. 카메라가 탄생한 이래 어떤 상황에서도 적정노출을 때려맞추는 카메라를 만들기 위해 아직도 카메라 회사들은 열심히 머리를 굴리고 있다. 그만큼 노출이란 중요한 것이다.   이 노출을 결정하는 요소는 크게 4가지가 있다. 이중 하나라도 빠지면 사가지없다 라고 말할수 있다. 물론 말도안되는 두부의 말장난이다 -_-;; 노출의 4가지 요소중 가장 첫째로 꼽히는것이 바로 조명이다. 여기서 조명이란 인공조명만을 말하는게 아니다. 태양이든 뭐든간에 피사체에 빛을 주는놈을 말할다. 그 다음으로 조리개, 셔터스피드, 필름(또는CCD)감도 이렇게 네가지 이다. 이중에 한가지라도 엉망이 된다면 사진은 그야말로 사가지없어진다 -_-;; 하나하나에 대한 자세한 설명은 일단 다음을 기약하기로 하고 오늘은 일단 노출에 대해서나 더 알아보도록 하자            왜 노출을 사진에서 가장 중요한 요소라 부르냐 함은 노출을 결정하는 이 네가지의 조합에 따라 사진은 셀 수 없을만큼 여러가지 형태로 변하기 때문이다. 자~ 왜 중요한지 알았다면 이놈을 어떻게 조합을 하는지 공부해 보자. 만약 이 네가지의 조합이 5 5 5 5 일때 적정노출이라고 하자 (뭔가의 단위는 아니다) 만약 이 조합중 한가지라도 변화한다면 노출은 과다(오버)가 되기도 하고 부족(언더)가 되기도 한다 만일 4 5 5 5 의 조합이라면 언더인 것이다. 첫번째 요소인 조명은 항상 변화한다. 만약 밤이라서 조명이 2가 되었다고 생각해보자 이때 적정노출을 맞추기 위해서는 다른 요소를 오버시켜 적정노출을 만드는 것이다. 예를들자면 2 6 6 6 이 되면 적정 노출이 된다는 것이다. 물론 꼭 분배할 필요는 없다. 즉 2 5 5 8을 만들어도 적정노출이 된다는 것이다. 바로 이것이 조합이다! 이 네가지의 조합에 의한 경우의 수를 계산하자고 하자면 아마 사진 당장 접고싶을것이다 -_-; 자~ 이제 노출이 무엇인지 적정노출은 어떻게 결정되는지 또한 조합은 어떻게 가능한지 이해가 간다면 이 문제를 풀수 있어야 한다. 문제) 조명, 조리개, 셔터스피드, 필름순으로 5 5 5 5 가 적정노출인데 내 필름이 감도가 낮은필름이어서 5 5 5 2의 상황이다 대략 날씨는 평범해서 조명은 5라고 하자. 어떻게해야 적정노출을 만들수 있는가?(단! 조명값과 필름은 변화할수 없다는 가정하에) 답은 여러가지가 나온다. 다들 풀수 있겠지만 굳이 힌트를 주자면 셔터스피드와 조리개를 조절하는것이다(당연하잖아!!) 답은 무지 여러가지가 나온다. 노출의 개념만 이해했다면 문제따위는 초등학생 1학년생도 쉽게 풀수 있을것이다. 그냥 이해 했는가 확인사살하는것일뿐이니 "나를 바보취급하나!"라는 생각은 안해도 될듯 -_-;;

 

BDE란 Basic Daylight Exposure의 약자로서 맑은 날 정오에 노출계 없이 대략적인 노출을 측정할 수 있는 방법을 말하는 것이다.
BDE는 기본적으로 맑은 날 정오에 셔터 스피드는 1/필름의 감도이고, 조리개는 f16을 기준으로 한다.
이것은 만약 감도 100의 필름을 사용하여 촬영한다면, 셔터 스피드는 1/125(100에 가장 근접한 셔터 스피드)이고 조리개는 f16에 맞추어 촬영을 한다면 거의 정확하게 사진이 적정 노출에 맞추어 나온다는 것이다.
하나 더 예를 든다면 감도가 200의 필름을 사용한다면 셔터스피드는 1/250이고 조리개는 f16이다.
만약 그늘 아래로 들어간다면 한 스텝의 조리개를 더 열어주면 되고, 그렇게 된다면 1/250, f11이 되는 것이다.
이것은 코닥에서도 이러한 법칙을 나름대로 이용하여 SUNNY 16이란 법칙을 만들었는데, 이것은 BDE와 같은 개념이다. 필름을 사서 겉의 종이를 벗겨보면 내부에 SUNNY16에 대해 말해주는데, 일반적으로 태양모양의 그림과 구름 모양, 비내리는 구름 모양을 볼 수 있는데, 그것에 따라 노출을 잡아주면 되는 것이다.

 

기초강좌]조리개(Aperture)

두부  2003-11-05 22:20:53, 조회 : 10,463, 추천 : 7   기초강의 첫번째시간이었던 노출편에 이어 오늘은 조리개에 대해 알아보도록 하겠다. 조리개... 영어로는 Aperture랜다.. 잘은 몰라도 뭘 어퍼친댄다. -_-;; 자~ 엎어쳐! 라고 말하는 조리개는 뭘까? 조리개란... 렌즈의 유효 구경을 변경시켜 필름면에 닿는 빛의 양을 조절.............이라고 하면 너무 복잡하지 않은가! 자~ 그럼 두부 특유의 간단 명료 단순체로 설명하자면 이 조리개란놈은 렌즈를 통해 들어오는 빛의 양을 조절하는 놈이다! 우리가 가장 흔히 볼수있는 조리개중 하나가 바로 눈의 동공이다. 동공은 낮에 햇볕아래에서는 팍팍! 좁혀지고 밤에 어두운 화장실에서는 활짝 열려있다. 사람의 눈이라는 놈은 기본적으로 자동노출이다 전시간에 배웠던 조명, 조리개, 셔터스피드, 감도 중에서 조리개와 감도를 자유자재로 변화시키는 기능(?)이 있어서 밤에도 낮에도 피사체를 같은밝기로 느낄수 있게 해 준다. 그중 첫째가 바로 조리개인 동공이다. 일단 조리개가 어떻게 작동하는놈인지 그림을 보자. 참고로 이 그림은 김유식씨의 디씨인사이드에서 퍼왔음을 mm 밝힌다. 그림을 보면 알 수 있듯이 렌즈의 구멍의 크기를 조절해주는 장치가 바로 조리개인 것이다. 열려있을수록 빛은 많이 들어오게 된다. 반대로 좁게 닫혀져있을수록 빛은 적게 들어온다. 알고보면 꽤나 간단하다. 구멍이 크면 밝고 작으면 어두워지는것이다. 조리개란 이토록 간단한 장치인 것이다 -_-;; 그런데 그림을 다시보면 밑에 뭐라고 써있다. 그게 조리개의 구경, 즉 구멍의 크기를 뜻하는 것이다. f2.8  f4  f5.6 이라고 써있다. 이 간단하디 간단한 조리개 구멍크기에 무슨 우라질 영어에 소수점까지 붙여서 표시를 해야한단 말인가! 일단 영어는 그냥 조리개는 f다 라고 생각하자(왜 f인지 사실 잘 모른다-_-;) 그런데 왜 숫자가 2.8  4  5.6 이딴식인지는 아직도 아리송한가? 자 그럼 아래 그림을 보자 A의 푸른색 원은 붉은색 원의 지름을 두배로 늘린 원이다. 자 이 A원을 자세히 보자 자세히 보면 최면에 빠져들..........리가 없다(퍽퍽!)..;; 자 이 두원의 면적을 한번 보자. 면적역시 지름과 마찬가지로 두배인가? 헑! 절대 그렇지 않다! 파란색 원의 면적은 두배를 훨씬 초월한다. 씨디나 하드가 안쪽면보다 바깥쪽면에 더 많은 데이터가 기록되는 원리와도 같다. 자 그럼 원 B를 보자. 이건 강의와 상관없는 내용인데 내눈엔 B의 빨간원이 더 커보인다. 착시다-_-;; 중요한건 이게 아니고 B의 파란원과 붉은원의 면적을 보자 딱 보기엔 푸른원이 붉은원의 면적의 두배는 안되보인다. 그런데 계산해보면 두배다 -_-;; 아묻튼 이렇게 두배 면적의 원을 만들다보면 안쪽 원과 바깥쪽 원의 지름비율이 약 1:1.4정도가 된다. 혹시 어디서 많이 본것같은 생각이 들지 않은가? 그렇다 메이커에 구분없이 표준 쩜사렌즈엔 1:1.4 라고 써있다. 바로 이게 렌즈의 구멍 크기인것이다! 1을 기준으로 1.4 -> 2 -> 2.8 -> 4 -> 5.6 으로 점차 좁아지는 조리개수치에 소숫점까지 붙어있는 비밀이 여기에 있다. 바로 원의 면적이 절반으로 줄어들기 위해서 지름은 1.4배로 줄어들어야 하는 것이다. 왜 렌즈에 1:?라고 최대 조리개값이 적혀있는지 이제 이해가 가는가? 혹자는 항상 기준이 되는 조리개값인 1이 눈의 구경과 같은값이라는 사람들이 있는데 이는 분명히 틀리다! 사람의 눈의 조리개값 역시 동공에 의해 항상 변화한다. 이 많은값중 뭘 기준으로 했단 말인가-_-? 혹시 동공의 최대구경이라고 말할까봐 mm 일러둔다. 최대구경 역시 사람마다 틀리며 서양인 동양인의 동공 최대 개방크기역시 다르다. 조리개치 1은 눈하고는 아무런 관련이 없다는 뜻이다. 자! 그런데! 우린 여기다가 다시 원초적인 질문을 할수 있다. 왜 원의 면적이 두배여야 할까 -_-?? 그건 구멍의 면적이 두배로 변할때 빛이 들어오는 양 역시 두배로 변화하기 때문이다. 사진에서는 빛이 밝기를 스톱이라는 단위로 표현하는데 한스톱 차이는 빛의 밝기의 두배 또는 절반차이 인 것이다. 즉 1.4 -> 2 -> 2.8 -> 4 -> 5.6 로 변화하는 이 수치는 각 한스톱씩 어두워지고 있다는 뜻이다. 이 스톱이라는 말은 앞으로 자주 쓰이게 될텐데 셔터스피드, 감도 역시 스톱 단위로 변화하며 빛의 밝기 역시 조리개와 마찬가지로 두배 또는 절반단위로 변화하게 된다. 이로써 우리가 앞편에서 말한 5 5 5 5를 만들수 있으며 또 내 마음대로 조합을 할수가 있는것이다. 이런 스톱이라는 기준에 맞추기 위해 조리개값은 저따위 숫자로 되어있는 것이다. 뭔가 엄청 어려운 말인것 같은데 알고보면 x2단위로 밝기를 조절하기 위해 저런 숫자가 되야한다는 뜻이다. 이로써 렌즈는 빛의 밝기를 어떻게 조절하는지 알아보았다. 그런데 이렇게 알아보고 나니 한가지 알 수 있는게 있다. 기왕이면 다홍치마라고 조리개 구경이 큰 렌즈가 더 좋은렌즈가 아니겠는가! 더 밝게 찍을수 있으니 말이다. 그런데 조리개 구경이 큰 렌즈는 당연하게도 비싸다. 거기다가 덩치도 밝을수록 점점 커진다. 아마 이쯤되면 대충 눈치가 올것이다. 조리개 구경이 크다는 얘기는 빛이 통과하는 구멍이 크다는 뜻이다. 구멍이 커진다는 건 거기 들어가는 렌즈알 역시 같이 커진다는 뜻이다. 이에따라 덩치가 커지고 가격 역시 비싸지는 것이다. 물론 비싼 이유가 여기서 끝은 아니다. 조리개 구경은 그 크기가 커질수록 각종 수차가 크게 발생해 화질이 극도로 않좋아진다. 이 수차라는걸 줄여야 화질을 향상시킬수 있고 또 렌즈 조리개 구경을 늘릴수 있는것이다. 즉 밝은 렌즈는 재료값도 많이들고 각종 첨단 기술들이 집적되야 만들수 있기때문에 그 가격이 비싼것이다. 오늘은 원래 조리개란 뭐하는놈인가에 대해 쓸려고 했는데 어영부영 스톱이 뭔지, 밝은렌즈는 왜 비싸고 만들기 어려운지까지 그야말로 삼천포로 빠져들기의 하이라이트 였던것 같다 -_-;; 뭐 어차피 나중에 다 설명할려고 했던거니까 그냥 기분 좋게 여기서 글을 마치도록 한다~ 차회예고 : 오늘이 조리개의 원리였다면 차회에서는 조리개의 효과를 알아보도록 하겠다. 워낙 기초강좌다 보니 아마 차회에서 뭐가 나올지 훤히 꿰뚫고 있는 분들도 많을것이다. 두부의 강좌란 바로 그런 강좌다 초보를 위한 기초강좌 -_-)/   그런데 f는 촛점거리를 나타내고 조리개 수치를 나타낼 때는 f/ 나 대문자 F로 표기해야 합니다. 디씨인사이드에보면 잘못된 정보가 무지 많더라구요. 예를들면 F1.0이 렌즈를 투과한 빛의 100%가 ccd에 도달하는 렌즈라든지... 디씨인사이드 카메라 강좌 좀 심각합니다. 잘못된 정보가 너무나도 많은데 많은 분들이 그곳 강좌를 신봉하고 있습니다. F 값은 조리개가 더 열리는 것인데 렌즈 유리알 자체가 밝은 것으로 이해하는 분도 계시죠... 대략 난감... -_-; F값이 낮다 = 밝은 렌즈 = 렌즈 알이 매우 투명하다...??? 군사잡지님 의견에 올인 -_-)/ 한때 이런분을 본적도 있죠 "줌렌즈는 렌즈매수가 많아서 어두운겁니다"라는.....-_-;; 그럼 캐논50mm1.0은 렌즈가 1군 1매인가 F값에 F를 쓰는 이유는 바로 fraction의 약자로서 F를 쓴다고 합니다. 분수라는 뜻이죠 85mm 1.4가 왜 비싼줄 알겠네요 ^-^);; 1.4 라는 수치는 루트2 의 값을 의미합니다. 원의 면적 = 파이x반지름의제곱 이니까, 면적은 지름의 제곱에 비례한다는 말이므로 면적을 두배로 하려면 지름은 루트2배를 하면 되기 때문입니다. 보다 더 정확한 숫자로는 1.4142135623.....배 가 되겠죠. 따라서 f 스톱 값은 공비가 √2 인 등비수열로서 1, √2, 2, 2√2, 4, 4√2, 8, 8√2 .....즉, 1, 1.4, 2, 2.8, 4, 5.6, 8, 11....이 되는   한가지 질문. 바깥원과 안쪽원의 면적의 크기가 배가 될때 1.4라고 하는데 그럼 F1이란 소리는 안쪽원과 바깥쪽원의 면적이 같다는 소리죠? 결국 만들 수 없다는 얘기가 되는데 (경통크기와 렌즈의 크기가 같으니...) 근데 F1.0렌즈는 실제로 있지 않나? 제가 잘못 이해한건지?   조리개의 숫자는 촛점거리/조리개 직경이 되겠습니다. 영어로 focal length / lens diameter이고 이것때문에 f/d 이것이 줄어서 f/ 이렇게 표기하기도 합니다. 당연히 1.0 심지어는 0.95 그런것도 있지요 하여튼 이 강좌로 많이 배웠는데요, 밝은 렌즈라함은 렌즈가 더커서 조리개를 많이 열때 그 빛을 다 받아들인다는 의미로 받아들이면 되는지요?... 어두운 렌즈는 조리개를 많이 열어도 그 빛을 다 못 감당한다는 그런겁니까? ( 질문이 어리석어도 양해바랍니다. 글로 표현하기가 쉽지않아서요)   doki님의 설명에 덧붙이자면 　　　　　　　촛점거리　　조리개 유효 구경 50mm F1.0 →　50mm　　　　50mm = 50 / 1.0 50mm F1.4 →　50mm　　　　35.7mm = 50 / 1.4 50mm F1.8 →　50mm　　　　27.8mm = 50 / 1.8 렌즈가 밝을수록 크기도 커지는것이죠..   많은 분들이 aperture 를 "조리개" 로 오해하고 계십니다. 우리가 렌즈에서 보는 열렸다 닫혔다 하는 조리개는 "diaphragm" 이라고 합니다. diaphragm 에는 조리개 외에도 횡경막, 가로막, 칸막이 등의 뜻이 있습니다. 혹은 "iris" 라고도 합니다. iris 는 붓꽃 혹은 무지개란 뜻도 있지만 눈의 홍채란 뜻도 됩니다.   영어로 aperture 는 "구멍" 이란 뜻입니다. (사전 찾아 보세요) 조리개가 달린 카메라 렌즈 뿐 아니라 광학계에서 빛을 받아들이는 구멍은 모두 aperture 라고 부릅니다. 그런데 aperture 를 구멍의 뜻이 아니라 그 구멍의 지름으로 쓰는 경우가 많습니다. 원래는 diameter of aperture 라고 해야겠지만 그냥 aperture 라고 부릅니다. 이 경우 aperture 는 "조리개" 로 번역할 것이 아니라 "구경" 혹은 "유효 구경" 으로 번역하는 것이 맞습니다. aperture priority 즉 Av 모드 역시 "조리개 우선" 이 아니라 "구경 우선" 으로 번역하는 것이 맞겠지만 오랫동안 그렇게 써왔으니 굳이 바꿀 필요는 없겠지요.   aperture 를 나타내는 f/1.4 에서 f 는 focal length, 즉 촛점거리입니다. aperture 가 f/1.4 라는 것은 "유효 구경이 촛점거리를 1.4 로 나눈 값과 같다" 는 뜻입니다. 50mm 렌즈에서 f/1.4 면 50/1.4 = 약 35mm 입니다. 즉 유효 구경이 35mm 입니다. 우리가 보통 "조리개" 라고 번역하는 aperture 의 단위는 실상은 mm 인 것입니다!   렌즈에 보면 1:1.4 라고 적혀 있습니다. 1:1.4 라는 말은 최대 유효 구경과 촛점거리의 비율이 1:1.4 라는 뜻입니다. 즉 1:1.4 라는 말은 f/1.4 와 같은 말입니다.   aperture 를 f1.4 로 적는 것은 올바른 표기가 아닙니다. 영어권 국가에서 렌즈 스펙을 적을때는 절대로 f1.4 라고 적지 않습니다. f/1.4 라고 적든가 1:1.4 라고 적지요. 일본 업체들은 F1.4 라고 적는데 사실 아주 바른 표현은 아니라고 생각되지만 오랫동안 그렇게 써왔으니 굳이 딴지를 걸 필요는 없겠지요   지금 제가 이해하고 있는게 맞습니까? 맞다면 이제야 f1:1.8의 의미가 정리가 되는것 같습니다. ^^ F1.8 super bright zoom lense라는 것은 사실 F1.8 super wide diaphragm applied lense로 표현하는 것이 더 옳을 듯 생각됩니다. (밝다는 말에 이거 원... 상술인지...--a;;;)   그러면 여기서 한가지 더!!! 최대 조리개 값으로 절대적인 렌즈 밝기(?)를 비교할 수는 없다는 이야기네요... 최대 F값이 높더라도 렌즈의 구경이 더 넓다면... (유효 구경이 더 넓다면) F값이 작은 렌즈가 같은 상황에서 셔터스피드를 더 확보할 수 있다는 말! 이는 제가 카메라를 골랐을 당시 실내 촬영에시 어느 카메라가 플래쉬 없이 더 많은 셔터스피드를 확보할 수 있는 지의 한 기준으로 렌즈의 F값을 본것이었는데...(물론 ISO도 같을 경우)   사실은 유효 구경 수치를 비교해 봐야 알 수 있었다는 것이었던 것이었군요... -ㅁ-;;; (5050[1.8]이 717[2.0]보다 셔터스피드가 더 확보가 될꺼라 생각했던건 저만의 착각? 좀 당황스럽군요...)   신동님이 잘못이해하신것 같아 추가설명드립니다.. F값은 절대수치죠.. 말그대로 F값은 초첨거리 대 조리개 유효 구경의 비율입니다.. 감도가 같을 때 F1.8이 당연히 F2.0보다 셔터를 빨리 끊을 수 있답니다.. 보급형의 카메라가 촛점거리가 짧다보니 조리개의 유효 구경 역시 작죠.. 하지만 빛을 받아들이는 양은 F값과 같답니다.. 촛점거리가 길어질수록 필름면(디카에선 CCD)에 닿는 빛의 양이 적어지죠... 보급형보다 SLR의 면적이 훨씬 크기때문에 같은 F값의 렌즈가 유효 구경과 촛점거리가 큰것입니다...   제가 여기서 렌즈의 구경이라 말하는것은 렌즈의 지름을 말하는 겁니다... ^^ 일단 위의 그림에서 F값은 조리개가 렌즈를 가린 비율(?)로 생각 되어지구요... 빛이 100이 있었다면 F1.4 조리개를 지난 뒤에는 50의 빛이 지나간것이구요... 사진에 있어서 빛을 정보의 양이라고 생각했을 때, 렌즈 구경이 50mm인 렌즈의 F1.4와 구경 80mm렌즈의 F1.4는 절대적인 수치로 봤을때 다른 양의 빛이 지나간 것이다!.. 라고 생각하고 있었구요... ^^ (저의 물리학적 상식에선...) F값 자체는 물론 절대수치이지만 그것이 그 렌즈가 최대로 보낼 수 있는 빛의 절대적인 양과는 다른 의미라고 이 글을 읽고 생각하게 된겁니다. (F값이 커도 렌즈 구경이 커지면 절대적인 빛의 양이 더 많을 수 있다는거죠...) 그리 하여 빛의 양이 노출이라는것을 이루는데 셔터스피드와 조리개 값과는 반비례 관계이다! ------------------------------------------------------------------------------- 코불아님께서 설명해 주신 답글을 읽어보니 촛점거리(화각)과도 많은 관련이 있는것 같습니다. 저도 이 글을 쓰면서 제 생각을 정리하다 보니... F1.8렌즈면 최대 망원에서는 왜 F1.8이 유지가 안될까? (단순 렌즈 구경 대비 조리개 값이라면...) 란 생각도 드네요... -ㅁ-;;;; 촛점거리가 커지면 화각이 좁아지고 빛의 양도 줄어드는건가요? (화각이 변해도 렌즈군 안에서 렌즈끼리 이동하면서 최종 감광되는 빛의 화각(또는 모양)이 일정하리라 어림짐작 하고 있었는데... 그래야 감광 부분에서 크롭이 안일어 나니까요...) 아마도 제가 기본으로 깔고있는 몇가지 base에 오류가 있는가 봅니다...   렌즈 구경과 F값과는 어떤 비례관계에 있는지 궁금하구요... 아니 렌즈 구경, F값, 초첨거리와 빛의 양의 관계가 궁금합니다! 귀찮으시면 다른 설명 되어있는 곳을 알려주셔도 괜찮습니다. 지금 머리가 좀 복잡하네요...   EF 50mm 1.8 렌즈와 1.4 렌즈의 비교가 가장 저에게 이해가 빠를것 같습니다. (제가 알기로 두 렌즈의 촛점거리와 렌즈 구경이 같은데 어떻게 밝기 차이가 나는지... 가격차이가 많이 나는데 이는 조리개 디자인의 차이로 인한것인지? 아님 실제 렌즈의 맑기 차이? -ㅁ-;;;)   렌즈의 유효 구경은 렌즈 유리알의 크기와는 직접적인 상관이 없습니다. 볼록 렌즈 하나만으로 이루어진 카메라 렌즈가 있다면 그 볼록 렌즈의 직경이 유효 구경이 됩니다. 그러나 볼록 렌즈 한장만 가지고는 각종 수차 때문에 사진이 엉망이 되므로 그런 렌즈는 없고 모든 렌즈는 여러 장의 볼록 렌즈와 오목 렌즈를 조합하여 만들어집니다. 이렇게 여러 장의 렌즈를 복합한 렌즈라 해도 광학적으로는 조리개가 있는 위치에 한 장의 볼록 렌즈가 있는 것과 같은 효과를 냅니다. 따라서 조리개를 열고 조임에 따라 유효 구경을 조절할 수 있는 것이죠. 간단히 생각하면 조리개의 날개에 의해 만들어지는 구멍의 직경이 유효 구경이라고 생각하시면 됩니다 (정확하게는 그렇지 않지만)   렌즈에 표시된 1:1.4 나 1:1.8 은 조리개를 최대로 열었을 때의 F 값입니다. 따라서 50mm F1.4 렌즈는 조리개를 최대로 열었을 때 유효 구경이 35mm 정도 되며, 50mm F1.8 렌즈는 조리개를 최대로 열었을 때의 유효 구경이 28mm 정도 됩니다 (50/1.8) 만일 두 렌즈를 모두 F4 로 조였다면? 촛점거리도 같고 F 값도 같으므로 유효 구경도 같습니다.   이번에는 촛점거리가 다른 두 렌즈, 가령 50mm F1.4 렌즈와 100mm F2.8 렌즈를 생각해 봅시다. 50mm 도 F4 로 조이고 100mm 도 F4 로 조였다고 가정합니다. 그럼 50mm 렌즈의 유효 구경은 12.5mm 이고 100mm 렌즈의 유효 구경은 25mm 입니다. 분명히 100mm 쪽이 더 많은 빛을 받아들입니다. 그러나 필름에 맺히는 상의 밝기는 동일하며, 노출값도 동일합니다. 50mm 렌즈에서 F4 에 1/60 초가 적정 노출이었다면 100mm 에서도 F4 에 1/60이 적정 노출입니다.   이것은 100mm 렌즈가 50mm 렌즈에 비해 상을 두 배 확대시키기 때문입니다. 깜깜한 밤중에 벽에 전등을 비추는 것을 생각해 봅시다. 전등을 벽에 가까이 가져가면 전등이 비추는 불빛의 면적은 작아지면서 벽면이 밝아질 것이고 멀리 가져가면 면적이 커지면서 어두워질 것입니다. 빛의 양은 동일한데 더 넓은 면적을 비추어야 하므로 벽면의 단위 면적에 쏟아지는 빛의 양이 줄어드는 것이죠.   50mm F4 와 100mm F4 의 경우도 마찬가지입니다. 유효 구경이 두 배이므로 빛의 양은 네 배가 되지만 필름에 맺히는 상의 밝기 역시 가로 세로 두배씩 커지므로 면적이 네 배로 넓어집니다. 따라서 단위 면적당 쏟아지는 빛의 양은 동일합니다.   마지막으로 같은 촛점거리에 최대 개방 조리개 값이 다른 렌즈들은 무엇이 다른가... 아까도 말씀드렸듯이 렌즈의 유효 구경과 렌즈 유리알의 크기는 직접적인 상관은 없습니다. 그러나 아무래도 렌즈의 유효 구경을 크게 만들려면 렌즈 유리알 자체가 커져야 합니다. 광각렌즈에서는 F 수가 아무리 작아도 촛점거리 자체가 짧으므로 유리알의 크기가 그리 커지지 않습니다. 20mm F4 나 20mm F2.8 이나 몇mm 차이 안나겠죠. 그러나 망원렌즈라면 다릅니다. 보통 망원렌즈는 렌즈 전면 유리알의 구경이 최대 개방시의 유효 구경과 거의 비슷하거나 더 큰 경우가 많습니다. 그래서 300mm F2.8 이런 대포 렌즈들은 전면 렌즈가 무식하게 크지요.   또한 렌즈의 각종 수차 (구면수차, 비점수차, 코마, 색수차 등등) 들은 조리개를 조일 수록 작아집니다. F 수가 작은 렌즈를 만들려면 최대 개방시에도 수차를 줄이기 위해서 렌즈 맷수를 더 많이 하거나 렌즈면을 더 가파르게 깎거나 비구면 렌즈를 도입하거나 값비싼 ED 나 형석 소재의 렌즈를 쓰는 등 돈이 많이 들게 됩니다.   0.8 짜리 조리개는 얼마든지 만들 수 있습니다. 렌즈 설계에 따라 촛점거리와 유효 구경은 얼마든지 조절할 수 있으므로 무식하게 큰 렌즈알을 써서 촛점거리보다 유효 구경을 더 크게 하면 1보다 작은 F 값을 얼마든지 만들 수 있죠. 실제로 캐논에서 최대 개방 조리개 값이 F0.95 인 렌즈를 만든 적이 있습니다. 다만 이렇게 밝은 렌즈를 만들어 봐야 값만 비싸고 각종 수차가 많아 성능이 개판이므로 만들지 않는 것 뿐이죠. 또 조리개 값이 꼭 루트2 의 제곱수일 필요도 없습니다. 필요에 따라 F3.8 이라든가 F11.3 이라든가 F256.7 등 임의의 F 값을 만들 수 있습니다   "빛의 세기는 광원과의 거리 자승에 반비례한다"가 맞습니까? 예를 들면 1. 지름 25mm,초점 25mm의 볼록 렌즈 2. 지름 50mm,초점 50mm의 볼록 렌즈   1과2의 렌즈로 햇빛 좋은날 검은 종이(먹지)를 태울 때 어느 렌즈가 빠를까요? 과연 두 렌즈의 촛점의 면적이 4배로 차이나서 동일한 속도로 태우게 됩니까? 아니면 촛점이 두배 길어 빛의 세기가 4배로 줄어 같은 결과로 되나요?? 글쎄요, 위의 상황은 생각해 보지 않았습니다만, 면적이 있는 광원의 경우는 초점면에서 광원의 상(태양의 경우는 동그란 원) 을 맺게 됩니다. 2번 렌즈에 의해 형성되는 상이 1번 렌즈에 의해 만들어지는 상보다 직경이 두 배 크므로 면적이 네 배가 되고 따라서 두 렌즈에 의해 만들어지는 상의 밝기는 동일합니다. 따라서 두 렌즈가 태우는 속도는 동일합니다.   실제로 해본 게 아니고 머릿속에서만 생각한 거라 어떨지는 모르겠군요. 어쨌건 중요한 사실은 렌즈에 의해 만들어지는 상의 밝기는 F 수에 의해서만 결정되며 촛점거리와는 상관이 없다는 것입니다. 만일 그렇지 않다면 우리는 렌즈 촛점거리에 따라서 표준 노출표를 수십개를 가지고 다녀야겠죠.   해찬들 님이 적어주신 빛의 세기는 광원과의 거리 자승에 반비례한다" 와 예를 든 25mm, 50mm 볼록 렌즈가 먹지를 태우는 속도와는 상호 연관성이 없는 것으로 보입니다. 즉 50mm, 25mm의 먹지를 태우는 속도 질문과 렌즈의 유효 구경에 대한 것과는 별개의 사항입니다. 예를 든 질문에 대한 답은 당연히 50mm의 촛점 50mm인 볼록 렌즈가 먹지를 빨리 태웁니다. 약 4배 정도 더 빨리 태울 수 있겠군요. 왜냐면 지름 25mm에 비해 지름 50mm 볼록 렌즈가 약 4네 더 많은 태양 에너지를 받을 수 있읍니다.(렌즈의 면적 차이 만큼). 이렇게 받는 태양 에너지를 두 렌즈 모두 한 점으로 에너지를 모으게 되므로, 빛을 모아서 생긴 초점의 넓이가 같다면 당연히 50mm의 경우가 면적당 4배 많은 빛 에너지를 가지게 됩니다. 이 예시와 유효 구경과의 개념은 다른 것이라고 생각 합니다   앗 윗글에서 25mm 렌즈의 경우 25mm 거리에 먹지를 둔 것과 50mm 렌즈의 경우에 50mm 거리에 먹지를 둔 경우에 대한 것입니다. 만약 둘다 똑 같이 25mm 거리에 먹지를 둔 경우라면 먹지가 타는 최초 시점은 동일하지 않을 까요? 제 생각엔 두 렌즈의 태우는 속도는 동일할꺼 같습니다.. 빛을 받아들이는 양은 지름이 클수록, 촛점거리가 짧을수록 많아질테니까요... 음;; 머.. 그냥 그럴꺼 같다는 얘깁니다; -   어렸을 때 놀이를 생각하면 쉽지 않을까 합니다. 작은 돋보기를 가지고 종이를 태우는 것 보다는 큰 돋보기로 종이를 태우는 것이 훨씬 빨랐으니 까요. 빛을 받아들이는 양은 렌즈의 크기(지름)과 관련이 있습니다. 그러나 촛점거리와 빛을 받아들이는 것과는 관련이 없지요. 단 촛점거리는 받아들이 빛을 얼마나 한 곳으로 집중 시키느냐에 대한 것이지요. 즉, 25mm 렌즈에 촛점거리 25mm는 빛을 가장 집중시켯을 때의 거리고, 50mm 렌즈의 50mm 초점 또한 그렇다면 (사실 이때의 초점의 면적은 무한소의 점 이겠지요) 더욱 많은 량의 빛을 집중시킨 렌즈에서 빨리 발화가 일어 나겠지요. 헉. 본래 F값에 대한 것과는 거리가 멀어진 느낌   음... 다시 렌즈로 돌아가서..- -; 같은 조리개값에서 촛점거리가 길어지면 유효 구경도 커지게 되는데, 이때.. 들어오는 빛의 양이 늘어나는게 아니라 화각이 좁아지므로 들어오는 빛의 양도 줄어드는건 아닐지요? 화각(촛점거리)때문에 들어오는 빛의 양이 줄어들고, 유효 구경이 크므로 빛의 양이 많아지고... 그래서 프러스 마이너스 제로... 흠...   위에 이준희님께서 쓰신 글과 좀 다른 내용이긴 한데, 머리속으로 생각해보니-_- 왠지 그럴것도 같거든요.... 물론 제 생각임.... - -; 그래서, 위에 돋보기에 대해 제가 쓴 리플에 촛점거리가 짧을수록 받아들이는 양이 많아지지 않을까 하는 것도 이런 생각해서 나온 생각-_-입니다 그리고, 조금 다른 내용일지 모르지만, 피사체의 어떤 한점(무한대로 작은 크기..)에서 반사된 빛은 렌즈의 한 점이 아닌 렌즈 전면을 통해서 필름의 한점에 모이게 되죠... 물론 포커스가 맞은 피사체의 경우. 그렇게 생각해보면 화각이 좁아질 때 (=촛점거리가 길어질 때) 그 '점'들의 개수가 많아지는 걸테고, 이는 들어오는 빛의 양이 줄어든다고 볼수 있을꺼 같습니다.... 물론... 제 생각입니다   렌즈의 F 값이 같으면 필름(촬상)면에 도달하는 빛의 량(빛의 세기 포함)은 같다고 보아야 하겠죠? 즉 직경 25mm에 초점 25mm와, 직경 50mm에 초점 50mm는 각각 F 값이 1 이므로 먹지면에 도달한 빛의 량은 같다라고 보아야 하겠습니다   단 광원이 해 이므로 25mm는 1mm 의 상, 50mm는 2mm의 상이 맺혀야 하겠네요 그렇다면 직경 50mm 볼록 렌즈 중 50과 70mm의 초점 거리를 갖는 두개의 렌즈로 먹지 태우기 실험을 한다면 당연히 촛점이 짧은 것이 2배 빨리 탄다고 보아도 되나요     재밌는 이야기가 오고갔군요. 태양빛으로 종이태우기라... 뽀야아빠님 이야기가 정답입니다.   태양의 경우엔 무한대 거리에 위치한 점광원이라서 초점은 렌즈의 촛점거리와 동일한 거리에 점으로 맺히며 따라서 한 곳에 모이는 에너지는 렌즈의 지름에만 관계합니다. 따라서 50mm 렌즈가 25mm 렌즈에 비해 4배의 에너지를 '한점'에 모으기 때문에 더 빨리 종이를 태울 수 있습니다. 어떤 렌즈든지 빛을 무한소의 작은 점으로 모으지는 못합니다. 크기가 무한히 작은 점광원에서 나온 빛도 회절 원리에 따라 초점에 모이면 일정한 크기를 가지는 원을 형성합니다.   물론 매우 작기는 하지만... (F4 일 경우 직경이 0.005mm 정도) 이 원의 크기는 유효 구경과는 상관없이 F 수에만 비례합니다. 또한 실제의 렌즈는 각종 수차 때문에 이보다도 훨씬 큰 상을 형성하는 것이 보통입니다.     그리고 태양은 점광원이 아닙니다. 태양의 시직경은 약 0.5 도로서 보름달과 거의 같습니다. 이렇게 면적이 있는 광원일 경우에는 렌즈의 촛점거리에 따라 상의 크기가 달라집니다. 태양의 경우 25mm 렌즈는 초점면에서 약 0.21mm 크기의 상을 만들어 내고 50mm 렌즈는 약 0.43mm 크기의 상을 만들어 냅니다. (25 * tan 0.5도, 50 * tan 0.5도)     실제 종이를 태우는 속도가 어떻게 되느냐 하는 것은 상의 크기나 빛의 세기 외에도 수많은 다른 요인들이 작용할 것이므로 여기서 논의하기에는 적당하지 않을 것 같습니다.   그리고 화각과 빛의 양을 생각해 보면, 화각 때문에 빛의 양이 달라지지는 않습니다. 화각이 커지면 렌즈로 들어오는 빛의 양이 많아진다고 생각하기 쉽지만, 그렇지는 않습니다.     우리가 피사체의 밝기라고 하는 것은 결국 피사체의 단위 면적당 반사되는 빛의 양이 됩니다. 이 빛 중 일부가 유효 구경을 통과하여 필름면에 닿게 됩니다. 렌즈의 촛점거리가 줄어들어서 더 많은 피사체가 화각에 들어오더라도 원래 피사체의 단위 면적에서 반사되는 빛의 양은 그대로이고, 유효 구경이 줄어들지 않는다면 그 반사된 빛 중에서 렌즈를 통과하는 빛의 양 역시 그대로입니다. 이 때 촛점거리가 줄었으므로 피사체의 단위 면적에 대응되는 필름면에 맺힌 상의 면적은 줄어듭니다. 줄어든 면적을 동일한 양의 빛으로 비추므로 상이 밝아지게 되는 것입니다.     물론 다른 피사체가 화각에 들어오므로 그들도 각각 필름면에 상을 형성합니다. 그러나 상이 밝아지는 것은 다른 피사체에서 반사되는 빛이 더 많이 들어와서 그런 것이 아니라 필름면에 맺히는 상의 크기가 줄어들기 때문에 그런 것입니다.   빛의미학 무한대의 점광원이란 것도 실세계에서 존재하지 않지요. 회절의 이야기까지 나온다면 그것 또한 렌즈의 구경에 영향을 받는 이야기이기 때문에 역시 거론하기 곤란한 이야기일 테구요. 하지만 태양이나 별 같은 것들은 "꽤" 먼 거리에 있는 광원이기 때문에, 무한대의 점광원으로 봐도 거의 무방하지요. 이 이야기는 구경만이 절대적인 망원경에서의 '집광력' 개념에서 보면 마찬가지입니다.   논의가 원 주제에서 벗어나는 것 같아 죄송하지만, 그래도 정확을 기하기 위해 적습니다. 일반적으로 밤 하늘의 별 (목성 토성 같은 행성 말고 항성)은 점광원으로 보아도 무방한 것이 맞습니다만, 태양은 아닙니다. 태양의 시직경은 위에 말씀드렸다시피 0.5 도 정도입니다. 보름달만한 크기의 피사체가 점광원이란 건 좀 이상하지 않습니까 퍼가실때는 제 닉네임 '두부'와 홈페이지 주소 'http://dooboo.ivyro.net'정도만 남겨주시면 되겠습니다.