카메라 플레어 현상 - kamela peulleeo hyeonsang

기사 ID : S500077397 / 최종 수정 : 2010/03/12

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카메라 이미지 저해 현상 플레어는 무엇인가요?
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카메라 이미지 저해 현상 플레어는 무엇인가요?

카메라를 사용하다 보면 간혹 눈으로 보는 것과 상당히 다른 이미지가 촬영되기도 합니다.

플레어 현상은 고휘도의 물체가 피사체에 포함될 때 일어나는 것으로 이미지를 실제 육안으로 보았을 때 없었던 테두리나 빛의 덩어리나 나타나는 것을 말합니다.

플레어 현상은 크게 고스트(Ghost) 현상과 포그(Fog) 현상으로 나눌 수 있습니다.
고스트 현상은 눈으로 봤을 때는 없었던 테두리가 나타나거나 도깨비 불과 같은 동그란 모양의 빛이 촬영되는 것을 말합니다.
포그 현상은 촬영한 이미지가 전체적으로 안개가 낀 것처럼 흐리게 나오는것(빛에 의한 현상)을 말합니다.

< 플레어 현상 이미지>

플레어 현상이 생기는 원인은 태양이나 전구 등의 물체가 가지고 있는 빛이 너무 밝아 이미지 센서가 처리할 수 있는 용량을 넘어서면서 이 빛이 주위로 번지면서 나타나는 것입니다.

플레어 현상을 방지하기 위해서는 렌즈의 후드를 사용할 것을 권장합니다. 렌즈 후드를 사용하면 태양 주위나 전등 주위에 테두리가 생기는 현상은 방지 할 수 있습니다.

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비네팅(Vignetting) : 렌즈 주변부 광량의 저하로 사진의 주변부가 어둡게 나오는 현상이다. 이는 일반적으로 렌즈 자체의 문제이거나 조리개가 필름(센서)의 크기와 맞지 않는 경우, 렌즈 후드나 필터를 장착에 의해 주변부가 가려서 사진의 주변부가 어둡게 나오는 경우 등이다. 비네팅은 조리개를 조이면 대부분 사라진다. 사진 가장자리의 불필요한 부분을 가리거나 관객의 시선을 중앙 부분에 이끌기 위해 비네팅을 일부러 만드는 경우도 있다. 일부 촬영자의 경우 멋을 위해 포토샵으로 만드는 경우도 있다.

수차(Aberration) : 렌즈의 결함에 의해 발생하는 문제로, 저렴한 렌즈의 경우 정도의 차이는 있지만 대부분 수차가 발생한다. 상이 맺을 때 한 점에서 나온 빛이 렌즈를 지난 다음, 한 점에 모이지 않고 일그러지는 등의 왜곡현상이 생기거나 색상 문제 등이 발생하는 것을 말한다. 수차에는 구면수차(초점이 약간 다름)와 색수차(색이 흩어져 보임), 코마수차 등이 있다.

플레어(Flare) : 렌즈로 들어오는 빛이 렌즈의 경통에 반사되거나 너무 밝은 피사체로 인한 난반사로 인해 뿌옇게 보이는 현상을 말한다. 이는 렌즈의 방향을 변경하여 빛이 직접 닿지 않도록 하면 플레어 현상은 줄어든다. 또한 렌즈 후드를 장착하거나 피사체의 밝기를 감소시키면 플레어가 감소한다.

고스트(Ghost) : 강한 빛이 렌즈로 직접 들어오면 렌즈의 경통이나 렌즈 면 등에 반사되어 광원과 대칭되는 위치에 피사체가 없는 광원 모양이나 조리개 모양 등이 필름(센서)에 잔상이 남아 번져 보이는 현상을 말한다. 촬영 각도를 변화시키거나 렌즈 후드를 사용하면 고스트 현상을 줄일 수 있다. 일부 촬영자는 멋을 위해 고스트 현상을 사진에 담는 경우도 많다.

※ 왼쪽 상단 : 비네팅이 생겨 주변부가 어둡다. 오른쪽 상단 : 구면수차가 발생하여 왜곡이 생겼고, 주변부 창틀에는 색수차가 생겨 보라색 줄이 생겼다.
※ 하단 왼쪽 : 플레어가 생겨 뿌옇게 보인다. 하단 오른쪽 : 고스트가 생겨 없는 가로등이 생겼다.

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지난 6월 21일, 특별한 천체현상이 있었습니다. 바로 부분일식인데요, 모두들 관측해 보셨나요?

▲ 사진 1. 부분일식 렌즈 플레어.

6월의 부분일식을 놓치면, 다음 부분일식은 10년 뒤에나 볼 수 있어서 많은 분들이 카메라나 스마트폰 카메라로 이 황홀한 순간을 담으려고 하셨을 것입니다. 하지만 태양의 빛이 너무 밝아, 스마트폰의 기본 카메라로는 부분일식의 모습을 담기 어려우셨을 텐데요. 스마트폰의 카메라를 통해 일식을 촬영하면 원하던 태양 사진 대신 밝은 색의 점이나 빔 형태의 빛이 함께 찍히는 것을 알 수 있습니다. 특히 부분일식 때 태양을 촬영하면 초승달 모양의 작은 태양이 허상으로 나타났는데요, 왜 이런 점들이 생겨난 것일까요? 분명히 눈으로는 보이지 않았는데 촬영 시에만 생겨나는 이 점의 정체는 무엇일까요?

이러한 현상의 원인을 알아보기 위해서는 먼저 카메라에 대해 이해해야 합니다. 특히 사진에 나타나는 광점의 이유를 알려면 렌즈에 대해서 잘 이해해야 하는데요, 카메라 렌즈에 대해 자세히 알아볼까요?

렌즈는 빛을 모으거나 분산시키는 역할을 합니다. 이런 특성으로 렌즈는 상의 크기를 확대시키거나 축소키길 수 있는데요, 렌즈가 이러한 역할을 할 수 있는 이유는 빛의 성질 때문입니다. 빛의 성질에는 여러 가지가 있는데 그중 빛의 직진과 굴절이 렌즈에 이용되는 대표적인 특성입니다.

먼저 빛의 직진은 균일한 매질 안에서는 빛이 곧게 나아간다는 성질입니다. 이를 설명하는 예시는 가로등이 있는데요, 가로등은 빛이 길을 향해 쭉 뻗어나가기 때문에 어두운 밤길을 빛으로 환히 밝혀줄 수 있습니다. 즉, 빛은 직진하기 때문이죠. 그래서 빛이 나아가는 길에 장애물이 있다면 빛은 그 물체에 막혀 더 이상 나아가지 못하고 그림자가 생기게 됩니다. 쉽게 말하면 그림자는 빛이 직진하려는 특성 때문에 발생한 현상으로, 만약 빛이 직진하지 않고 휘어질 수 있다면 장애물을 피해 휘어지며 이동하게 될 것입니다. 그러면 그림자도 생기지 않게 되겠죠.

▲ 사진 2. 부분일식.

우리가 최근에 관찰했던 부분일식도 빛의 직진성에 의해 생기게 된 현상이랍니다. 태양의 빛이 지구를 향해 쏘아지고 있는데 태양과 지구 사이에 달이 들어오면서 일식이 발생한 것이죠. 빛이 지나가는 길에 달이라는 장애물이 끼어들면서 그림자가 생겼고 그 그림자로 인해 초승달 모양의 태양이 관찰되었습니다.

다음으로 살펴 볼 빛의 특성은 굴절성입니다. 빛이 방향을 바꾸는 특성이 바로 빛의 굴절인데요, 앞서 이야기한 내용과 다소 다르죠? 빛은 직진을 한다고 말했는데 갑자기 방향이 바뀐다니 무슨 일일까요? 바로 전제 조건이 달라졌기 때문입니다. 아까 빛이 직진할 때는 빛이 지나는 매질이 균일한 상태였습니다. 빛의 굴절은 빛이 지나가다 서로 다른 매질을 만나게 될 때 그 경계선에서 일어나는 현상입니다.

▲ 사진 3. 빛의 굴절. ⓒ 위키미디어

우리의 일상에서 그 예를 찾아볼 수 있습니다. 우리가 물놀이를 갈 때 물 속에 발을 담그면 평소보다 다리가 훨씬 짧아 보입니다. 또는 빨대로 음료를 마실 때 음료수 컵 속 빨대가 꺾인 것처럼 보이죠. 이 모든 현상이 빛의 굴절에 의한 현상입니다.

이렇게 빛이 굴절된 이유는 두 개의 매질이 존재했기 때문입니다. 두 가지 예시 모두 하나의 매질은 '공기'이고 또 다른 하나는 '물'입니다. 빛이 물을 통과할 때는 직진하다가 물 밖으로 나오면서 공기라는 새로운 매질을 만납니다. 이때 빛은 굴절하게 됩니다. 그렇게 꺾이게 된 빛이 눈으로 들어오면서 물 안의 물체가 실제 위치와는 다른 위치에 있다고 착각하게 되는 것이죠. 이렇게 빛은 서로 다른 매질을 지날 때 굴절합니다. 물론 모든 빛이 굴절하는 것은 아니고 일부의 빛만 반사됩니다.

렌즈는 이렇게 빛의 직진과 굴절을 이용해서 만들어졌습니다. 공기를 통과하는 빛이 직진을 하다가 새로운 매질, 렌즈를 만나는 순간 굴절하거나 반사합니다. 렌즈는 대부분 유리로 이루어져 있어 대부분의 빛은 굴절하는데요, 이때 빛은 렌즈의 두꺼운 쪽으로 굴절합니다. 볼록렌즈는 가운데가 두껍기 때문에 빛이 가운데로 모이고, 오목렌즈는 가장자리가 두껍기 때문에 빛이 퍼져 나아가게 되는 것입니다.

이렇게 렌즈의 특성을 이용하면 렌즈를 통과한 빛의 상 크기를 확대 및 축소할 수 있습니다. 우리가 실제로 보는 시야와는 다르기 때문에 눈으로 보는 것보다 더 넓게 또는 더 확대한 모습을 담을 수 있는 렌즈를 카메라에 이용하게 되었습니다.

하지만 빛이 굴절되는 과정에서 빛이 한 점에 모이지 않고 번지거나 일그러지게 됩니다. 이러한 현상은 '수차'라고 하는데요, 사진을 찍을 때 렌즈의 상을 왜곡시키고 선명도에 영향을 줘 해상도를 저하시킵니다. 그래서 이것을 보완하기 위해 다양한 렌즈를 결합시킵니다. 카메라에 사용하는 렌즈를 다양하게 결합하면 수차를 보정할 수 있기 때문인데요, 이러한 점이 우리가 오늘 알아보는 '렌즈 플레어 현상'을 일으키는 것입니다.

렌즈 플레어 현상은 렌즈를 통해 바라보는 이미지 안에 한 줄로 된 여러 개의 원이나 고리의 모습이 생기는 현상을 말합니다. 실제로 보이지 않는 빛이 사진에 담기게 되는 것이죠. 왜 이러한 현상이 일어나게 되는 것일까요? 그 이유는 반사 때문입니다.

앞서 설명에서 빛이 다른 매질로 이동할 때 반사나 굴절을 하게 된다고 했는데 여기서 빛의 대부분이 굴절되어 통과합니다. 이때 모든 빛이 아니라 '대부분의 빛'이 굴절한다는 것은 일부 빛은 굴절하지 않는다는 것인데요, 일부 빛은 굴절하지 않고 반사되기 때문입니다. 이 사실은 위의 볼록렌즈와 오목렌즈의 빛이 이동하는 모습에서도 뒤로 반사되고 있는 모습을 통해 알 수 있습니다.

이렇게 빛이 렌즈를 만나게 되면 대부분은 굴절하게 되고 일부는 반사하게 됩니다. 반사하게 된 빛은 또 다른 렌즈를 통과하며 또다시 굴절과 반사를 하게 되는데요, 이렇게 반사되어 생긴 빛은 존재하지 않은 상을 만들게 됩니다. 이것이 바로 렌즈 플레어 현상입니다.

그렇다면 렌즈 플레어 현상은 언제 자주 발생할까요? 대부분 엄청나게 밝은 빛이 렌즈를 통과할 때 생기게 됩니다. 렌즈에서 반사되는 빛의 양은 극히 일부이지만 밝기가 강해질 수록 더 많은 양의 빛이 반사되기 때문입니다. 처음 렌즈에 들어간 빛의 밝기가 약하면 반사되는 빛의 양도 적어서 잘 보이지 않지만 빛이 강해지면 반사되는 빛의 양도 늘어나 잘 보이게 되는 것이죠.

이제 렌즈 플레어가 생겨나는 이유를 알게 되었으니 이를 피할 수 있는 방법도 알 수 있겠죠? 첫 번째 방법은 너무 밝은 빛은 피하는 것입니다. 최대한 빛의 밝기를 줄여야 렌즈 플레어 현상이 발생하지 않습니다. 그럴 수 없다면 다른 방법으로는 빛의 반사를 막는 방법이 있습니다. 렌즈 표면에 반사가 일어나지 않게 코팅을 하거나 빛을 흡수하는 무늬를 생기는 방식으로 최소화시키는 방법입니다.

이러한 렌즈 플레어 현상은 광학적인 오류에 해당하지만 이를 고의적으로 사용하기도 합니다. 실제로 우리 눈도 태양과 같이 밝은 광원을 보게 된다면 렌즈 플레어 현상과 비슷한 모습을 볼 수 있는데요. 이 때문에 드라마에서 사실감과 생동감을 주기 위해 일부러 이러한 현상을 사용하기도 합니다. 또한 그래픽 디자인에서도 간단한 방식으로 모방할 수 있기 때문에 자주 사용하죠. 이러한 현상을 이렇게 예술적인 요소로도 사용할 수 있다니 재미있지 않나요?