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초보자일수록 아웃포커싱 기법으로 찍힌 사진을 보면 사진의 매력에 쉽게 빠지게 되는거 같습니다. 저또한 지금 초보이기 때문에 그러한 매력에 빠져 dslr을 지르고 말았습니다. 물론 나중에야 아웃포커싱기법은 그야말로 dslr이 가지고 있는 능력의 빙산의 일각일 뿐이라는걸 깨닫에 되겠지요. 그럼에도 불구하고 살려고 하는 렌즈가아웃포커싱이 어느 정도일까 ? 하는 고민을 누구나 다해봤을 줄 압니다.
자금의 압박 때문에 이렌즈 저렌즈 다 써보고 살수도 없는 노릇이고 , 이 곳 사용기를 다 뒤져서 다 읽어보고 렌즈하나 장만 하셨을줄 압니다. 저 또한 그러고 있는 중이지만 ^^
직접 써보고 또 사진을 보고 렌즈를 구입하는 것이 좋겠지만 아웃포커싱 이 하나의 측면이라면 공식화하여 간단히 수치를 적용하여 간단히 미리 예측할수 있지 않을 까하는 생각이 들었습니다.
(벌써 알고 있는 공식일 수 도 있겠지만 모르시는 분들을 위해 ...)
단 복잡한 촬상 과정을 단순화시켜 만든 공식이기때문에 약간의 오차가 있을 수 있습니다. 그래도 선택할려고 하는 두 렌즈를 비교하는 데는 유용하게 쓰일거 같습니다.
아웃포커싱에 관여하는 변수는 초점거리 . 피사체와의 거리. F넘버 입니다. 또는 초점거리. 피사체와의 거리.렌즈 직경
이렇게 될수 도 있겠지요 .
아웃포커싱을 이야기할때는 초점이 맞은 것과 그렇지 않은 것이 있어야합니다.
아웃포커싱의 정도는 = 피사체가 상을 맺을때 포커스가 안맞은 점의 촬상면에서의 착란원 크기 이다
이렇게 생각해도 될것입니다. 착란원의 크기가 아웃포커싱의 정도로생각할수 있습니다.
R : 렌즈직경 r: 흐려진 착란원크기 f :초점거리 d : 피사체와렌즈의 거리 e: 렌즈와 배경의 거리
t : 배경과 피사체거리
붉은선 은 배경에서반사된 빛의 경로이고 푸른선은 피사체에서 반사된 빛의 경로입니다.
그림 A는 피사체 가 촬상면에 정확히 상을 맺고 있을 때 피사체 뒤에 있는 배경은 한 번 모였다가 다시 퍼져나가는 상태 를 나 타 냅니다.
그림 B는 피사체가 촬상면에 정확히 상을 맺고 있을 때 피사체 앞에 있는 배경은 아직 모이지 않고 펴져있는 상태를 나타 냅니다.
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이 그림에서 우리가 알아 내고자하는 것은 바로 선분 ab의 길이 즉 r 입니다.
피사체는 정확히 촬상면에 맺혔지만 그뒤의 배경에서온빛은 촬상면 앞에 맺혀서 촬상면에는 흐려져있습니다.
- 위의 붉은색 삼각형 두개는 서로 닮은 꼴이기 때문에 c점의 위치만 알면 r 은 쉽게 구할수 있게됩니다.
- 평행한 광선일때 1/f ( D ) 의 렌즈 굴절력을 가지고도 촬상면에 상이 맺지만 지금 평행한 광선이 아니고
d만큼 떨어진 곳에서부터 퍼지는 빛이다 . 이 퍼지는 빛에 1/d ( D) 를 가해지면 이빛은 평행하게 됩니다
따라서 d만큼 떨어진 물체가 주점으로 부터 f 만큼 떨어진곳에 상이 맺기위해서는 1/f + 1/d (D)라는
굴절력이 필요합니다.
* 평행한 광선이 렌즈를 통과하여 한점에 모일 때, 렌즈의 주점으로 부터 초점과의 거리(m)의 역수가 diopter (D) 입니다. 역으로 디옵터의 역수는 초점거리가 되겠지요. ( 혹시 모르는 분을 위해서)
- 따라서 현재 렌즈의 굴절력은 1/f + 1/d = d+f / df 입니다.
- 배경에서 반사된 빛이 렌즈를 통과할때 는 퍼지는 상태였습니다. 이빛의 버전스가 평행해지려면 1/e (D)의 굴절력이 필요합니다.
현재굴절력인 1/f+1/d 에서 1/e 를 쓰고 나면 1/f + 1/d - 1/e 만큼의 굴절력이 남습니다.
이 남은 굴절력의 역수가 바로 선분 oc의 길이입니다.
선분oc의 길이는 (de+fe-fd)/fde
- 삼각형ABc 와 삼각형abc는 닮은꼴이므로 AB : oc = ab : cp
즉 R : oc = r : cp 입니다.
r = R*cp /oc
cp = f - oc = f - df/d+f (그림B의 경우에는 음수 로 나옵니다. )
oc = (de+fe-fd)/fde
cp의 길이와 oc의 길이가 모두 d와 f 의 함수로 전환 되었습니다.
이식을 정리하면 r = Rf (1/d-1/e) d<e 이면 r은 양수 (그림a) >e이면 r은 음수 (그림b)
직경 R = f / F ( F는 F넘버 ) 이므로 r = f 제곱 *(1/d-d/e) /F
단 여기서 모든 단위는 m단위 여야합니다.
F넘버를 사용하면 초점거리의 제곱에 비례하고 F넘버와 피사체와 배경의 거리에 반비례합니다.
예시) 100mm 2.8 과 85 mm 1.8 렌즈에서 최대개방시 5m의 피사체를 촬영할때 10m 뒤에있는 배경이
날라가는 정도는
100mm : (0.1 *0.1) (1/5-1/10)/2.8 = 0.000357m =0.357mm
85m : (0.085*0.085) (1/5-1/10)/1.8 = 0.000401m = 0.401mm
85mm 가 더 배경이 잘 날라간다고 볼 수 있습니다.
필름이나 ccd에 맺히는 흐릿한 착란원의 실제 크기와 가까우므로 수치가 아주 작습니다.
보통 0.5에서 0.6정도이상이면 어느정도 배경이 흐려지는 효과가 있는 거 같습니다. (주관적판단 )
배경과 피사체의 거리를 t 라하면
t = l e - d l 라고 할 수 있습니다.
e>d 일때 t = e - d (그림a)
r = f²/F [1/d - 1/(t+d)] = (f²/Fd )*[t/(t+d)]
e<d 일때 t = d - e
r = f²/F [1/d - 1/(d-t)] = (f²/Fd)*[t/(t-d)]
위공식을 살펴보면 피사체와 배경의 거리가 무한대로 커지게 되면 t/t+d = 1이 되기 때문에 f²/Fd만 남게 된다.
이 수치가 초점거리 f와 조리개 넘버가 F 인렌즈를 가지고 d만큼 떨어진 곳에 초점을 맞추었을때 최고아웃포커싱
되는 크기라고 할 수 있습니다.
그러나 인물 촬영에 있어서 초점거리가 다른 두 렌즈의 아웃포커싱 능력을 비교할때 동일한 촬영거리(d값) 를 가지고 하기는 무리가 있을 것입니다. 왜냐 하면 초점 거리가 다르면 화각이 달라지기 때문입니다. 그래서 초점거리별 적당한 거리 를 구해보겠습니다. 보통 여백을 포함해서 인물의 전신상은 2.2m정도 필요하고 300d CMOS의 가로길이가 22.7mm 입니다.
위의 두개의 삼각형 ABo 와 abo는 닮은 꼴이므로
AB : d = ab : f 입니다.
d = (AB/ab)*f
d = 100f 정도 나옵니다.
이것을 공식 3에 적용하면 r =(f²/F*100f)*[t/(t+100f)] = (f/100F)*[t/(t+100f)] =(1/100)*R [t/(t+100f)]
직경 R 이 커지면 r이 더욱 커지만 f가 크면 r이 작아집니다.
촬영거리를 따졌을 때 직경이 크면 아웃포커싱에 유리하지만 동일한 직경에서는 초점거리가 짧은 것이 유리
합니다. 그러나 대부분 초점 거리가 긴것이 직경이 크지요.
암튼 촬영거리를 따지면 렌즈 직경이 젤 중요한 변수 일 것 같습니다.
촬영거리를 안따지면 위 공식 1에서 처럼 직경과 초점거리 둘다 똑같이 중요한 변수입니다.
대체로 초점거리별 촬영거리를 안 따질 수 없으므로 일단 아웃 포커싱 하면 그냥 쉽게 직경만 생각해도
되겠습니다.
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