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1. 개요
depth of field · 被寫界深度촬영의 대상이 되는 물체인 피사체를 중심 전후로 초점이 맞은 거리의 깊이.
본래 초점이 맞는 면은 필름 또는 센서와 평행한 2차원의 면[1]이지만, 초점면 전후로 초점이 맞는 것으로 인식되어지는 범위가 있다.
얼마나 넓은 범위에 초점이 맞아지는지에 따라 피사계 심도가 얕다, 깊다고 표현한다.
피사계 심도가 얕을수록 초점이 맞는 범위가 좁고 흐림이 커지며, 얕은 피사체 심도가 부각되면 아웃포커싱 효과를 내기 쉽다. 반대로 피사계 심도가 깊을수록 초점이 맞는 부분이 넓어지고 흐림이 작아진다.
일반적으로는 '심도'라 줄여 얘기한다.
2. 예시
| | |
| 피사계 심도가 얕은 사진 | 피사계 심도가 깊은 사진 |
얕은 사진에서는 초점이 맞은 양초 전후로 양초가 흐릿하여, 보케가 형성된 것을 볼 수 있다.
반면, 깊은 사진에서는 풍경 대부분의 범위가 선명함을 알 수 있다.
다음 사이트에서 카메라와 각종 렌즈에 따른 대략적인 피사계 심도 시뮬레이션을 해 볼 수 있다.
3. 이론
3.1. 조리개와의 관계
일반적으로 조리개를 개방할 수록 피사계 심도가 얕은 사진을 얻을 수 있다.따라서 인물과 배경을 분리할 필요가 많은 포트레이트 사진에서 조리개를 개방하여 촬영하는 경우가 많다.
ƒ/2.8 이하의 F값을 사용하면 피사계 심도를 쉽게 얕게할 수 있다.
다만, ƒ/1.4 이하의 경우에는 초점이 맞아야 할 대상이 맞지 않을 수가 있으므로 촬영 후 확대하여 초점이 잘 맞았는지 확인이 필요로한다.
아래의 사진에서 직관적인 예시를 볼 수 있다.
3.2. 피사체 및 배경의 거리와의 관계
카메라와 피사체의 거리가 가깝고, 피사체와 배경이 멀 수록 피사계 심도가 얕아진다.이 때문에 피사계와 카메라 거리가 극단적으로 짧아지는 접사 사진의 경우 피사계 심도가 매우 얕아지기 때문에 조리개를 조아서 촬영하는 게 대부분이다.
또한 배경이 피사체와 멀 수록 더 큰 분리 효과를 누릴 수 있다.
이를 포트레이트에 응용하면, 꽃이나 풀같은 것을 렌즈 앞에 두어 앞보케를 만들고, 초점을 인물에 맞춘 뒤 인물과 배경 사이의 거리를 떨어뜨리면 뒷보케가 생성되어 입체감있는 포트레이트를 촬영할 수 있다.
3.3. 렌즈의 초점 거리와의 관계
같은 판형에서 렌즈의 초점 거리가 길어지는 망원렌즈일 수록 피사계 심도가 얕아진다.이때문에 포트레이트에 망원렌즈가 잘 사용된다.
3.4. 판형과의 관계
판형이 클 수록 피사계 심도가 얕은 사진을 얻기 유리하다.이 때문에 코딱지 만한 센서 크기를 가진 폰카가 절대로 비교적 큰 센서를 가진 풀프레임 카메라를 이길 수 없는 이유이다. 이 때문에 폰카에서 아웃포커싱된 사진을 얻기 위해선 소프트웨어 처리가 필요로 하는 부분이다.
온라인에서 피사계 심도를 비교하는 경우는 대부분 비슷한 피사체, 비슷한 환산화각의 렌즈에서 판형 간의 관계를 비교하는 경우이다. 예를 들면 같은 85mm 환산화각을 가지는 렌즈들의 심도를 비교하는 것이다. 이런 경우 다른 변인이 통제되므로 실제로 영향을 미치는 것은 유효구경이 전부이며, 유효구경이 커질 경우 피사계 심도는 얕아지고 그 반대의 경우 깊어진다고 볼 수 있다.
이렇게 비교하는 경우 판형의 환산 비율을 실제 조리개값에 직접 곱해 나오는 숫자가 그 숫자의 F값을 가지는 기준 판형[2]과 비슷한 심도를 가진다고 볼 수 있다. 이렇게 '환산'된 조리개값[3]을 사용할 때 주의할 점은, 실제 노출 계산에 기여하는 값은 렌즈 본연의 조리개값이지 심도 비교를 위해 편의상 환산한 조리개값이 절대로 아니라는 점이다.
3.5. 피사계 심도 공식
| <nopad> |
다음과 같이 전체 렌즈를 하나의 볼록렌즈로 가정할 때, 초점면 전후의 상이 우측의 허용 착란원 [math(c)][4]의 크기에 다다르는 지점까지가 광학적으로 정의되는 피사계 심도의 범위이다.
피사체까지의 거리를 [math(s)], 초점 거리를 [math(f)], 렌즈의 조리개 값을 [math(N)]으로 놓고, 유효구경[5]의 지름을 [math(d)]라 놓았을 때, 피사계 심도의 양쪽 한계로써 렌즈(촬영자)에 가까운 방향인 [math(D_{N})]과 먼 방향의 거리인 [math(D_{F})]는 다음과 같이 주어진다.
| [math(\displaystyle \begin{aligned} D_{N}=\frac{sf^{2}}{f^2+Nc(s-f)} \\ D_{F}=\frac{sf^{2}}{f^2-Nc(s-f)} \end{aligned} )] |
이때, 초점 위치 [math(s)]가 충분히 멀게되면, [math(D_{F} \to \infty)]가 되는데, 이때의 초점 위치 [math(s \equiv H)]를 과초점 거리(hyperfocal distance)라 한다.
| [math(\displaystyle \begin{aligned} H&=\frac{f^2}{Nc}+f \\\\ D_{N}&=\frac{f^2}{2Nc}+\frac{f}{2} \\&=\frac{H}{2} \end{aligned} )] |
따라서 렌즈의 초점 위치를 이 과초점 거리에 두면 과초점 거리의 절반부터 무한대까지 피사계 심도 내에 들어오게 되는 것을 알 수 있다. 그런데, 일반적으로 [math(f \ll H)]이므로 과초점 거리는 다음과 같이 어림될 수 있다.
| [math(\displaystyle \begin{aligned} H \approx \frac{f^2}{Nc} \end{aligned} )] |
이 과초점 거리는 초점이 대부분에 맞아야 하는 풍경 사진에서 잘 활용되는데, 사실 현장에서 이를 일일이 계산하고, 초점 위치를 맞추는 것은 현실적으로 불가능에 가까우므로 일단 렌즈의 AF기능으로 초점을 맞춘 뒤 MF로 바꾸어 상을 확대 후 선명해지는 위치에 포커스 링을 돌리거나 초점 피킹 기능을 이용하여 초점을 맞추고 한다. 특히 야경 사진의 경우는 콘트라스트가 떨어지기 때문에 자동초점에 한계가 있어 이 과정을 거쳐주어야 한다.
[1] 현실에서는 상면만곡이 존재하므로 약한 곡률을 가지게 된다.[2] 보통 135(풀프레임) 포맷[3] 환산값들에 대한 상세한 설명을 얻으려면 이곳(영문)을 참고한다.[4] 보통 판형 대각선의 1/1440-1/1500 정도의 수치를 사용한다.[5] 초점 거리에서 광학적 조리개 지름을 나눈 값이다.