카메라 셔터란
카메라의 셔터는 빛을 이미지 센서나 필름으로 보내기 위해 열리고 닫히는 커튼과 같은 장치를 말하며 카메라의 이미지 센서가 빛에 노출되는 시간을 제어하는 기능을 한다. 셔터가 열려있으면 셔터속도(Shutter Speed)에 의해 결정된 설정 시간 동안 빛에 노출되고 센서에 닿는 빛이 이미지를 만들게 된다. 셔터속도는 곧 빛을 받아 들이는 시간을 의미하므로 사진의 밝기에 관여하며 동작을 정지시키거나 흐리게 하는(움직임을 암시하는) 극적인 효과를 만든다.
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| 카메라 셔터 (Camera Shutter) |
디지털 카메라의 셔터방식에는 기계식, 전자식, 기계식 선막이 있다. 그러면 각 셔터방식 별로 어떤 차이점이 있고 장점과 단점은 뭘까? 어떤 셔터방식으로 촬영해야하는 것이 가장 좋을지 정리해보았다.
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| 카메라는 셔터방식을 설정할 수 있다. |
기계식 셔터 VS 전자식 셔터
기계식 셔터방식
일반적인 기계식 셔터(Mechanical Shutter, MS)는 두 개의 커튼(각각 여러 개의 금속 셔터 블레이드로 구성된)이 있고 이 커튼은 센서 위에서 위→아래 방향으로 수직 이동한다. 첫번째 커튼(선막先幕)은 센서를 노출하여 광노출을 시작하고 두 번째 커튼(후막後幕)은 센서를 덮어 노출을 중지하는 기능을 한다. 이를 포컬 플레인 셔터(Focal Plane Shutter, FPS)라고 하며 대부분의 디지털 카메라에 폭넓게 사용되는 셔터방식이다.
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| 셔터가 열리는 모습 (출처=위키백과) |
포컬 플레인 셔터는 DSLR과 미러리스 모두에 있지만 작동 방식에는 약간의 차이가 있다.
DSLR (Digital Single Lens Reflex, 디지털 일안 반사식)은 필름카메라처럼 렌즈 뒤에 반사거울이 있어 셔터 버튼을 누르면 미러가 올라가면서 셔터가 1초 미만의 시간 동안 열리게 되고 이 때 '찰칵' 소리가 난다. 렌즈 뒤에 45도로 위치한 거울에 반사된 피사체의 실제 모습을 뷰파인더로 볼 수 있으며 이를 광학식 뷰파인더(Optical View Finder, OVF)라고 한다. DSLR 카메라에서 포컬 플레인 셔터는 1/8,000초의 속도까지 움직일 수 있다.
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| 다양한 속도에서 셔터가 열리고 닫히는 모습 (출처=위키피디아) |
미러리스 카메라에도 위아래로 움직이는 기계식 셔터가 있는데, 반사경(미러)이 없기 때문에 센서가 렌즈 뒤에 완전히 노출되며 '찰칵'소리도 DSLR보다 가볍다. 광학 뷰파인더 대신 카메라 센서에 들어온 이미지 데이터를 전자식 뷰파인더(Electronic View Finder, EVF)로 전송함으로서 촬영 중인 것을 볼 수 있도록 한다. 셔터 버튼을 누르면 노출이 어떻게 될지 디지털 LCD로 라이브 뷰(Live View)를 보여준다.
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| 포컬 플레인 셔터 (출처=구글 이미지) |
작동방식의 차이는 존재하지만 셔터가 기계식으로 움직여 빛을 제어하는 것은 똑같다.
기계식 셔터방식은 움직임이 동반되기 때문에 마모로 인한 수명 제한과 진동이 있으며 셔터 충격으로 인해 셔터 속도가 느려질 수 있다. 움직이여야 하기 때문에 셔터 속도(1/8000초까지)와 연속 촬영 속도(초당 10장)에 제한이 있다. 찰칵 소리가 크게 나기 때문에 조용하게 촬영해야하는 상황에서는 방해가 될 수 있다. 그렇지만 소리로 사진이 찍혔는지를 알 수 있기 때문에 때로는 장점이 되기도 한다. 기계식 셔터가 움직일 때 나는 소리와 진동을 두고 손맛이 좋다고 표현하기도 한다.
기계식 셔터방식을 써야만 한다면 이미지의 왜곡이 적기 때문일 것이다. 빠르게 움직이는 피사체를 찍었을 때 이미지가 왜곡되는 현상을 젤로 효과(Jello effect)라고 하는데, 보통 전자식 셔터의 롤링 셔터(Rolling shutter) 방식이 적용된 카메라에서 나타난다. 롤링 셔터는 센서를 한줄씩 순차적으로 노광시키는 방식이기 때문에 이미지 판독 속도의 시차가 발생하며 이로 인해 왜곡 현상이 발생한다. 이에 반해 기계식 셔터방식은 촬상면(focal plane, 렌즈로부터 상이 맺히는 면) 전체에 노광(Exposure)하는 방법을 사용한다.
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| 기계식 셔터방식 |
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| 왜곡이 발생한 전자식 셔터방식 |
형광등이나 LED 조명은 미세하게 깜빡이는데 점멸 간격이 짧아 사람 눈으로는 식별이 어렵지만 카메라로 찍으면 어두운 줄무늬같은 얼룩으로 나타나는 경우가 있다. 이를 플리커(Flicker) 현상이라고 하며 센서의 데이터 판독(Readout) 속도에 의해 발생한다. 판독속도는 전자식 셔터가 기계식 셔터(4ms)보다 길기 때문에 일반적으로 전자식 셔터에서 플리커 현상이 더 빈번하게 발생한다. 그래서 실내 조명 하에서 촬영을 해야하는 경우에도 기계식 셔터를 쓰는 편이 유리하다.
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| 어두운 밴딩이 나타나는 플리커 현상 (출처=구글 이미지) |
기계식 셔터는 빠르게 움직이는 피사체를 촬영하거나 실내 조명 하에서 촬영을 해야하는 경우에 유리하다.
전자식 셔터방식
전자셔터(Electronic shutter, ES)는 움직이는 기계적 부품이 포함되어 있지 않기 때문에 '찰칵' 소리가 나지 않고 셔터 동작으로 인한 진동도 없다. 그래서 야생동물을 포착하거나 미술관처럼 조용한 상황에서 촬영할 때 적합하다.
스마트폰은 찰칵 소리가 나던데?
스마트폰 카메라도 전자식으로 상하로 움직이는 셔터커튼이 없으며 찰칵 소리는 녹음된 셔터음이 송출되는 것이다. 렌즈에서 센서로 곧바로 빛을 포착하며 빠르게 촬영이 가능하므로 일반 카메라보다 더 작고 더 많은 사진을 찍을 수 있다.
전자식 셔터를 지원하는 디지털 카메라는 대부분 롤링 셔터방식을 사용한다. 롤링셔터는 센서의 데이터를 위에서 아래 방향으로 한줄씩 판독하기 때문에 이미지 내에서 판독의 시차로 인한 기하학적인 왜곡(Image distortion)이 발생할 수 있으며 실내 조명 하에서 플리커 현상이 발생할 수 있다. 대신 전자식 셔터는 기계적으로 움직여서 작동되는 것이 아니기 때문에 셔터렉이 없으므로 기계식 셔터보다 훨씬 빠른 셔터 스피드(1/32000초)와 연사 속도(초당 30장)가 가능하다.
전자식 셔터는 정적인 피사체, 타입랩스 사진(Timelapse, 저속 촬영) 또는 무음 촬영이 중요한 상황에서 사용하기 좋다.
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| 전자식 셔터는 셔터가 항상 열려있다. |
전자식 선막 방식
앞서 설명한 것처럼 일반적인 기계식 포컬 플레인 셔터는 선막과 후막으로 알려진 두 개의 커튼으로 구성된다. 노출 시작 시 선막이 활성화되기 때문에 선막에서 발생하는 진동으로 인해 카메라가 흔들려 이미지가 흐려질 수 있다. 반면 후막은 노출이 끝날 때 밠애하기 때문에 카메라 흔들림을 일으키지 않는다. 즉, 선막에서 셔터 쇼크를 제거할 수 있다면 셔터 메커니즘 상에서의 흐림 현상을 완전히 제거할 수 있다.
전자식 선막 방식(elctronic front curtain shutter, EFCS)은 노출이 전자식으로 시작되고 후막 셔터에 의해 기계적으로 종료된다. 기계적 움직임이 적기 때문에 기계식 셔터보다 약간 더 빠른 연사가 가능하고 노이즈도 적다. 다만 두 개의 커튼이 완벽하게 동기화되지 않기 때문에 빠른 셔터 속도에서는 이미지의 한 부분(일반적으로 상단)이 다른 부분보다 어둡게 나타나 이미지 밝기가 균일하지 않을 수 있고 보케(Bokeh, 빛의 초점이 맞지 않은 부분이 렌더링된 방식) 잘림 현상이 발생할 수 있다. 1/500초 미만의 셔터 속도라면 전자식 선막 방식을 사용하는 것이 유리하다.
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| 보케 잘림 (출처=구글 이미지) |