머신 비전 카메라의 중요 요소
카메라 렌즈를 이해하면 디지털 사진에 보다 창의적인 컨트롤을 추가할 수 있습니다. 작업에 적합한 렌즈를 선택하는 것은 비용, 크기, 무게, 렌즈 속도 및 이미지 품질 간의 복잡한 절충이 될 수 있습니다. 본 포스팅은 이미지 품질, 초점 거리, 원근, 프라임 대 줌 렌즈 및 조리개 또는 f-넘버와 관련된 개념에 대한 개념을 제공하여 이해도를 높이는 것을 목표로 합니다. 가장 단순한 카메라를 제외한 모든 카메라에는 실제로 여러 "렌즈 요소"로 구성된 렌즈가 포함되어 있습니다. 이러한 각 요소는 광선의 경로를 지시하여 디지털 센서에서 가능한 한 정확하게 이미지를 재현합니다. 목표는 가장 적고 가장 저렴한 요소를 사용하면서 수차를 최소화하는 것입니다. 광학 수차는 이미지의 포인트가 렌즈를 통과한 후 단일 포인트로 다시 변환되지 않을 때 발생합니다. 이로 인해 이미지가 흐려 지거나 대비가 감소하거나 색상이 잘못 정렬됩니다. 이를 색수차라고 합니다. 렌즈는 또한 고르지 않거나 방사형으로 감소하는 이미지 밝기(비네팅) 또는 왜곡이 발생할 수 있습니다. 렌즈의 초점 거리는 화각을 결정하고 따라서 주어진 사진 위치에서 피사체가 얼마나 확대되는지를 결정합니다. 광각 렌즈는 초점 거리가 짧고 망원 렌즈는 초점 거리가 더 깁니다. 많은 사람들은 초점 거리가 이미지의 원근을 결정한다고 말할 수 있습니다. 그러나 엄밀히 말하면 원근은 피사체와 관련된 위치에 따라 달라집니다. 광각 렌즈와 망원 렌즈를 모두 사용하여 동일한 피사체로 프레임을 채우려 고하면 피사체에서 더 가깝게 또는 더 멀리 이동해야하기 때문에 원근감이 실제로 변경됩니다. 이러한 시나리오에서만 광각 렌즈는 원근을 과장하거나 늘리는 반면, 망원 렌즈는 원근을 압축하거나 평평하게 만듭니다. 원근 제어는 사진에서 강력한 구성 도구가 될 수 있으며 종종 초점 거리(어느 위치에서든 사진을 찍을 수 있는 경우)에 대한 선택을 결정합니다. 프레임 내의 피사체가 거의 동일하게 유지되므로 광각 렌즈를 위해 더 가까운 위치가 필요합니다. 물체의 상대적 크기가 변경되어 멀리 떨어진 출입구가 근처 램프에 비해 작아집니다. 일반적인 용도 외에도 광각 또는 망원 렌즈로 간주되는 데 필요한 초점 거리에 대한 개요를 아는 것도 중요합니다. 하나의 예시로, 많은 사람들이 원근감을 압축하기 위해 먼 풍경에서 망원 렌즈를 사용합니다. 다른 요소도 렌즈 초점 거리의 영향을 받을 수 있습니다. 망원 렌즈는 쌍안경을 통해 보는 동안 흔들리는 경험과 유사하게 작은 손 움직임이 확대되기 때문에, 카메라 흔들림에 더 취약합니다. 광각 렌즈는 일반적으로 플레어에 더 강합니다. 부분적으로는 디자이너가 태양이 프레임 안에 있을 가능성이 더 높다고 가정하기 때문입니다. 마지막 고려 사항은 중형 및 망원 렌즈가 일반적으로 비슷한 가격대에서 더 나은 광학 품질을 제공한다는 것입니다. 렌즈의 초점 거리는 또한 선명한 핸드 헬드 사진을 얼마나 쉽게 얻을 수 있는지에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다. 초점 거리가 길수록 흔들리는 손으로 인한 흐려짐을 최소화하기 위해 노출 시간이 더 짧아야 합니다. 레이저 포인터를 고정시키려는 것처럼 생각해보세요. 이 포인터를 근처의 물체에 비추면 그 밝은 점은 일반적으로 멀리 있는 물체보다 덜 뛰게 됩니다. 이는 주로 약간의 회전 진동이 거리에 따라 크게 확대되는 반면, 위아래 또는 좌우 진동만 있는 경우, 레이저의 밝은 점은 거리에 따라 변경되지 않기 때문입니다. 주어진 초점 거리에 대해 노출이 얼마나 빨리 필요한지를 추정하기 위한 일반적인 경험 법칙은 초점 거리 초과 법칙입니다. 이는 35mm 카메라의 경우 노출 시간이 초점 거리(초)에 걸쳐 최소 1초 이상 빨라야 함을 나타냅니다. 즉, 35mm 카메라에서 200mm 초점 거리를 사용하는 경우 노출 시간은 최소 1/200 초가 되어야 합니다. 그렇지 않으면 흐려짐을 방지하기 어려울 수 있습니다. 어떤 사람들은 훨씬 더 길거나 짧은 시간 동안 손으로 샷을 잡을 수 있습니다. 센서가 잘린 디지털카메라 사용자의 경우 35mm에 해당하는 초점 거리로 변환해야 합니다. 줌 렌즈는 포토 그래퍼가 사전 정의된 범위 내에서 초점 거리를 변경할 수 있는 반면, "프라임" 또는 고정 초점 거리 렌즈로는 변경할 수 없습니다. 줌 렌즈의 가장 큰 장점은 다양한 구도 또는 원근을 쉽게 얻을 수 있다는 것입니다(렌즈 변경이 필요하지 않기 때문입니다.). 이러한 이점은 포토 저널리즘 및 어린이 사진과 같은 역동적인 주제에 종종 중요합니다. 줌 렌즈를 사용한다고 해서 더 이상 위치를 변경할 필요가 없다는 의미는 아닙니다. 줌은 유연성을 증가시킵니다. 프라임 렌즈를 사용했다면 이미지를 자르지 않고는 구도를 변경할 수 없었을 것입니다(더 조밀 한 구도가 바람직한 경우). 이전 섹션의 예와 유사하게 줌 아웃하고 피사체에 더 가까이 다가가면서 원근을 변경했습니다. 또는 반대 원근 효과를 얻기 위해 피사체를 확대하고 더 멀리 이동할 수 있습니다. 프라임 렌즈를 사용하여 의도적으로 옵션을 제한하는 이유는 무엇일까요. 프라임 렌즈는 줌 렌즈를 사용할 수 있기 훨씬 이전에 존재했지만 여전히 최신 렌즈에 비해 많은 이점을 제공합니다. 줌 렌즈가 처음 시장에 나왔을 때 상당량의 광학 품질을 기꺼이 희생해야 했습니다. 그러나 더 최근의 고급 줌 렌즈는 훈련된 눈으로(또는 매우 큰 인쇄물로) 면밀히 조사하지 않는 한 일반적으로 현저하게 낮은 이미지 품질을 생성하지 않습니다. 프라임 렌즈의 주요 장점은 비용, 무게 및 속도입니다. 저렴한 프라임 렌즈는 일반적으로 고급 줌 렌즈만큼 좋은 (또는 더 나은) 이미지 품질을 제공할 수 있습니다. 또한 줌 렌즈에 초점 거리 범위의 작은 부분만 필요한 경우 비슷한 초점 거리를 가진 프라임 렌즈가 훨씬 더 작고 가벼워집니다. 마지막으로 최고의 프라임 렌즈는 가장 빠른 줌 렌즈보다 거의 항상 더 나은 집광 (최대 조리개 더 큼)을 제공합니다. 종종 저조도 스포츠 / 극장 사진과 얕은 피사계 심도가 필요할 때 중요합니다. 콤팩트 디지털카메라의 경우 3X, 4X 등의 줌 지정으로 나열된 렌즈는 가장 긴 초점 거리와 가장 짧은 초점 거리 사이의 비율을 나타냅니다. 따라서 확대 / 축소 지정이 더 크다고 해서 반드시 이미지를 더 이상 확대할 수 있는 것은 아닙니다(확대가 완전히 축소되었을 때 더 넓은 화각을 가질 수 있기 때문에). 또한 디지털 줌은 광학 줌과 동일하지 않습니다. 전자는 보간을 통해서만 이미지를 확대하기 때문입니다. 렌즈의 조리개 범위는 렌즈가 각각 더 많거나 적은 빛을 받기 위해 열거나 닫을 수 있는 양을 나타냅니다. 조리개는 상대적인 집광 영역을 정량적으로 설명하는 f값으로 나열됩니다. 더 큰 조리개 개구부는 더 낮은 f-넘버를 갖도록 정의됩니다. 이 두 용어는 종종 실수로 서로 바뀝니다. 조리개가 더 큰 렌즈는 주어진 ISO 감도에 대해 동일한 노출에 대해 셔터 속도를 더 빠르게 만들 수 있기 때문에 "더 빠르다"라고도 합니다. 또한 조리개가 작을수록 피사체가 더 넓은 거리에 걸쳐 초점을 맞출 수 있으며, 이 개념은 피사계 심도라고도 합니다. 자, 여기까지 렌즈 기초에 대해 설명했습니다.