AURA 한국사진학회지 2012. No. 26, 99-110 고급중형렌즈의 DSLR 적용을위한실험 A Study on Utilizing a Medium Format Camera Lens on DSLR Cameras 이종옥 Lee, *18) 안시준 An, **19) Jong Ok Si Joon Abstract This study was done to prove how high-quality analog lenses (for film cameras) can be used efficiently in midst of recent influx of digital cameras. The benefits of using semi format camera lens on DSLR are explained in this study supported by empirical data. Specifically, the study focuses on resolution measurements that can be used to infer the lens quality. For this study, Canon Zoom Lens (24-70mm 1;2.8 L) and popular semi format camera lenses with similar focal distance were used. Moreover, Simenstar Resolution Chart was used to measure the resolution and IE Analyzer was used to analyze the data. The results showed that semi format camera lens produces higher resolution that regular DSLR lenses. Also, closing the aperture was found to decrease overall resolution but it also decreases the resolution gap between the focus area and the peripheral area. The study discusses two major findings: 1) using a high quality semi format camera lens produces higher quality photographs than using a DSLR lens, and 2) the relatively low price of analog lenses offer an economical path in producing high quality photographs. Key words Digital camera, Lens, Medium format camera lens, Resolution Ⅰ. 서론 1. 문제제기및연구목적 1570 년경카메라옵스큐라에바늘구멍대신렌즈를사용한이후, 사진의발전은렌즈의발전과같이해왔다. 이는렌즈가상을맺는도구이며동시에사진의질을좌우하는중요한요소이기때문이다. 따라서사진의발명이후사진가의렌즈에관한관심과그에따른논의는매우활발하였다. 그러나디지털카메라가세상에나타나면서필름카메라를대치하기시작하던 디지털카메라의초기에는이러한렌즈의중요성에관한논의가약화되는모습을보였다. 즉초기의디지털카메라화질이필름에못미쳐렌즈간의세밀한차이를수용하지못했기때문이다. 실제로필름시대에비해저해상도의고배율줌렌즈사용이늘고, 렌즈의질에의해선택되던고급카메라브랜드가운영에어려움을겪는현상이발생하였다. 실제로고급카메라의대명사였던콘택스 (Contax) 가경영난을이유로문을닫았다. 그러나현재디지털카메라의눈부신발전으로현재는필름의성능을능가하고있다. 즉렌즈의성능차이가이미지에분명히나타날수있는 * 제 1 저자 : 경원대학교신문방송학과교수 /jolee59@kyungwon.ac.kr ** 공동저자 : 중부대학교사진영상학과교수 /aurajoon@joongbu.ac.kr 99 The Society of Korean Photography
한국사진학회지 2012. No. 26 단계에와있다. 따라서대부분의프로사진가는캐논사의 L렌즈또는니콘사의 ED렌즈등 DSLR 카메라메이커의고급형렌즈를선호하고또한사용하는추세이다. 특히최고의품질로명성을날리던독일의칼자이스Carl zeiss의경우그간의침체를딛고 1) 본격적으로 DSLR 카메라용렌즈를개발하여보급하고있다. 그러나이러한고급형의렌즈는매우높은가격을형성하고있다. 따라서일반인의접근이용이하지않다. 특히사진을전공하는학생조차쉽게사용하지못하는실정이다. 뿐만아니라출시되는고급렌즈의경우칼자이스를제외하고줌렌즈가대부분이며자동초점기능위주로되어있다. 즉초점조절링의작동각도가좁고헐겁다. 따라서초점을카메라에만의존하게되어수동으로신중하게초점을맞추어야하는작업에불리할수있다. 또한줌렌즈특성상구성렌즈의매수가지나치게많아플레어의위험이높다. 이를반영하듯세계최고의화질을자랑하는칼자이스는 DSLR 용렌즈를출시하면서모두수동초점과단일초점방식을채택하였다. 이는브랜드특유의정체성과관계가있지만, 앞서지적한초점의정확성및화질유지를위한선택으로보인다. 또한이러한 DSLR 용칼자이스렌즈는프로사진가및프로슈머사진가가매우선호하고있다. 즉현재대부분의렌즈가줌기능과자동초점등편리를내세우고있지만질을추구하는사진가의경우이러한편의성은쉽게포기할수있는부분이다. 필름시대중형카메라는소형카메라보다높은질의사진을얻기위해사용되었다. 물론필름의크기가화질을좌우하지만일부렌즈의경우품질의우수성이익히알려져있다. 특히일부렌즈는고가의 35밀리렌즈를능가하는것으로알려져있다. 따라서본연구는인류의유산인고급중형카메라렌즈를분석하고기존의중형카메라렌즈를활용할수있는가능성에초점을두고진행하였다. 즉고급중형카메라렌즈와 DSLR 카메라메이커의고급형렌즈와화질을비교하고, 고급중형카메라렌즈를 DSLR 카메라에활용할수있는근거를마련하고자한다. 2. 연구의제한점본연구는고급중형카메라렌즈의활용가능성에관한연구이다. 따라서용도를감안하여최대한다양한렌즈를대상으로연구를진행해야한다. 그러나 현실적으로모든렌즈를테스트할수없어 65mm 부터 80mm 렌즈를중심으로테스트하였다. 따라서필요에따라본연구를통한방법론을적용할경우용도에맞는렌즈를평가할수있을것으로본다. Ⅱ. 본론 1. 렌즈의평가디지털카메라의화질평가하는척도는다양하다. 즉노이즈ㆍ색재현성ㆍ해상력ㆍ비네팅ㆍ플레어ㆍ고스트이미지ㆍ색수차ㆍ구면수차ㆍ코마수차등의지표가화질평가에사용된다 ( 김선주 2007, pp.16 39). 그러나비네팅의경우렌즈의이미지서클에따른특성으로본연구에서다루는고급중형카메라렌즈의경우 DSLR 의이미지센서보다훨씬큰이미지서클을가지고있으므로평가에서제외하였다. 또한플레어와고스트이미지의경우렌즈의성능보다촬영환경에영향을크게받으므로렌즈품질을정량적으로판단할수있는기준으로부적절하여본연구에서제외하였다. 색수차의경우 ISO12233 차트를이용하여이미지의모서리부분의채널평균값을측정하여비교한다. 또한구면수차의경우 ISO12233 차트및격자무늬차트를이용한무늬의왜곡을측정한다 ( 김선주 Ibid. p.51). 그러나색수차의경우 중심 과 주변 이라는애매한경계때문에정량적비교가어렵다. 또한구면수차의경우무늬의왜곡을정성적으로평가해야하는문제가있다. 따라서화질에관한대부분의연구에서는노이즈와색재현및해상력등을종합적으로분석하여디지털카메라의화질을평가한다 ( 박성래 2005: 이용환외 2010: 홍정의, 2006 등 ). 그러나노이즈의경우이미지센서와이미지프로세서와관련된분야로렌즈와직접적인관계가없다. 따라서렌즈의평가에는컬러와해상도가사용될수있다. 특히해상도의경우각종수차와직접적인관계가있다. 즉수차가발생할경우해상도가나빠진다. 색재현성의경우렌즈의종류에따라색상의차이가존재한다는연구결과가발견된다 ( 류경아외, 2009, p81). 그러나색상의경우비교우위를판별하기위해서는정량적평가와정성적평가가동시에시행되어야 1) 디지털카메라보급으로칼자이스렌즈를사용하던 Contax 카메라가문을닫고, 핫셀블라드카메라의판매가급락하는등필름시대에구가하던지위가약화되었다. 100
이종옥외 1 인 : 고급중형렌즈의 DSLR 적용을위한실험 한다는문제가있다 ( 노연숙ㆍ하동환, 2010, p41). 즉색재현성에정성적평가가이루어질경우측정자의특성에따라다양한평가가나타날수있다. 따라서본연구에서는직접적으로화질에영향을미치는영역중정량적평가로비교우위를판별할수있는해상도와정량적평가부분의색재현성을중심으로연구를시행하였다. 1) 해상도평가디지털카메라해상도란촬영하는대상의세부묘사를얼마나잘표현할수있는지나타내는특성으로, 일차적으로카메라이미지센서의해상도에달려있고이차적으로렌즈의해상도에달려있다 ( 임재현ㆍ이해만, 2009, p.6). ISO12233 에의하면이러한해상도측정의경우다음과같이 3가지로분류할수있다. 첫째, 시각적해상도로테스트차트를육안으로보고판단하는경우이다. 둘째, SFR(Spatial Frequency Response) 로공간주파수의분해능력을평가하는방법이다. 셋째, 제한해상도로촬영한영상을컴퓨터프로그램의알고리즘으로분석하여해상도를측정한다. 예를들어 ISO Resolution Chart for Electronic Still Camera 를사용할경우차트의가장밝은곳과가장어두운부분의 5% 에해당하는응답값의 LW/PH 값을해상력값으로한다. 그러나본연구에서는디지털카메라의샤픈에의한문제를해결하기위해경계선을흐릿하게설계된 TE253-9x S Siemens star for resolution measurement 차트를사용하여해상도를측정하였다. TE253-9x S Siemens star for resolution measurement 는방사형의사인주파수를가진차트 9개로구성되어있으며 IE Analyzer를통해해상도를정량적으로추출할수있다. 특히 siemens star 는 segment로분리한방사형의형태로구성되어있기때문에방향의제한이없어전방향의 SFR 을측정할수있는장점이있다. 2) 해상도분석 TE253-9x S Siemens star for resolution measurement 차트를촬영한사진은 IE Analyzer를사용해서분석한다. IE Analyzer 는독일의 Image Engineering 연구소에서개발한이미지화질평가용전문프로그램이다. 프로그램의측정이론은모두 ISO 규격을바탕으로 Matlab 2) 을통해설계되었다. IE Analyzer 의기능은차트를촬영한이미지를분석하여정량적수치를제공할뿐만아니라다양한형태의그래프로분석결과를출력한다. 따라서유럽을중심으로이미지분석도구로사용하고있다. 본연구에서사용한측정방법은최근에지정된 ISO12233 을적용하였다. IE Analyzer의분석분야는 OECF ㆍ다이나믹레인지ㆍ노이즈ㆍ해상도등이다. 또한 Digital Color Checker Chart SG, ISO 15739 Patch OECF Target 등다양한차트를이용하여이미지의왜곡ㆍ비네팅ㆍ색수차ㆍ색재현특성ㆍ노출평가등을분석할수있다. 따라서본연구에서는해상도를분석하기위한분석도구로 IE Analyzer 를사용하였다. < 그림 2> Simens/MTF Segments(LP/PH) < 그림 1> Siemens star IE Analyzer를이용한해상도분석은 < 그림. 2> 와같이해상력과반응관계를나타내는 MTF(Modulation Transfer Function) 3) 를 LP/PH(Linepairs per Picture 2) 수치해석ㆍ행렬연산ㆍ신호처리ㆍ간편한그래픽기능등을통합하여고성능의수치계산및결과의가시화기능을제공하는프로그래밍언어로여러가지과학적인그래픽표현등에사용된다. 3) 렌즈의해상력과콘트라스트를객관화한수치로실제피사체와재현된피사체를비교하여나타나는값이다. 따라서 MTF 가 1 일경우피사체와재현된상의 101 The Society of Korean Photography
한국사진학회지 2012. No. 26 hight) 와변조 (represents the modulation) 를이용하여표시한다. 여기서 LP/PH 는한쌍의 segment 공간주파수분해능력을차트의물리적높이를근거로추출한값으로이해할수있다. 이러한 LP/PH 값은 siemens star 의장점인전방향 (360 ) 의해상도를나타낸다. 또한변조는공간주파수와의반응관계를의미한다. 특히 IE Analyzer 에서는나이키스트주파수 4) 와제한해상도 5) 값을원형과다각형그래프로출력한다. 또한나이키스트주파수와모든구획의평균제한해상도의비율을표시하며, 이를통해중심을포함한 9개 siemens star 의해상도특성을한눈에보고비교할수있다. 이때그래프의내부도형은각방향의해상도값으로원형에가까울수록방향에따른해상도의차이가없는다는의미이다. 또한내부도형의중심으로부터먼거리에위치할수록해상도가높다는의미이다. 따라서내부도형의지름이클수록해상도가높다는의미이다 (IE-Analyzer 4.0, p71). < 그림 4> X-Rite Digital Color Checker SG Card 본연구에서는 X-Rite Digital Color Checker SG Card 를촬영하여 Imatest 프로그램으로분석하였다. 즉재현된색상값과기준값의차이를살피고, 또한이를엑셀프로그램으로정리하여통계적인방법으로렌즈측정값간유의미한차이를검증하였다. 연구결과는 < 그림. 5> 와같이색상차이와분포를살펴보고색상차이정도의격차를계산하여각렌즈의색재현성을비교분석한다. < 그림 3> Siemens/MTF Overview 3) 색재현평가색재현성은렌즈가지정된색을얼마나완벽하게재현하는가를평가하는정량적평가와, 얼마나보기좋게재현하는가를평가하는정성적평가로나눌수있다. 본연구에서는객관적인비교를위해정량적분석방법을사용하였다. 실험은 X-Rite Digital Color Checker SG Card 를촬영하여기준값과비교하는방식으로시행했다. X-Rite Digital Color Checker SG Card는총 140 개의고순도원색으로구성되어있어대부분의컬러재현연구또는 CMS 를위한차트로널리사용된다. Ⅲ. 연구방법 < 그림 5> Imatest 분석화면 본연구는고급중형카메라렌즈와 DSLR 카메라메이커의고급형렌즈와화질을비교하여중형카메라렌즈의성능을밝히고이를통해중형카메라렌즈의활용및가치를알아보기위해진행한연구이다. 따라서다음과같은방법을통해연구를진행하였다. 상태가똑같다는의미이나그러한렌즈는존재하지않으며 1 과가까울수록우수한화질을보이는경향이있다 ( 조성민외, 2009, pp.51-55.). 4) 신호또는해상력의주파수를검출하기위해서는신호또는주파수의두배에해당하는주파수가필요하다. 이러한중첩현상이벌어지지않는최소배수의주파수. 즉공간주파수의두배에해당하는주파수를말한다. 5) 해상도의경계값또는한계값으로이해할수있다. 102
이종옥외 1 인 : 고급중형렌즈의 DSLR 적용을위한실험 1. 실험도구 1) 카메라 본연구에서사용한카메라는캐논사의 5D마크Ⅱ 이다. 카메라선택기준은보급률이높으면서화질이우수하며 35mm full size인카메라이다. 캐논 5D마크Ⅱ의경우 35mm full size의 CMOS 이미지센서를장착하고있으며 2110 만화소의고화질이미지를만든다. 또한상위기종보다보급률이훨씬높다. 따라서본연구의목적과부합하여캐논 5D 마크Ⅱ카메라를실험에사용하였다. < 그림 7> 핫셀블라드와캐논렌즈 (2) 핫셀블라드 (Hasselblad) 용표준렌즈 Planar 80mm f/2.8 C type White(Old) 핫셀블라드용표준렌즈로 Planar 타입이다. 현대의렌즈에비해해상력은떨어진다는평가를받고있으나부드러운화질을보여준다. (3) 핫셀블라드용표준렌즈 Planar 80mm f/2.8 CF T* 코팅 type 핫셀블라드용표준렌즈로 C type White 에비해신형이며칼자이스의 T* 코팅기법을적용한고급렌즈로렌즈안에셔터가설치되어있는렌즈셔터방식의렌즈이다. 콤팩트한크기와정밀한초점조절링그리고뛰어난화질이특징이다. < 그림 6> Canon 5D markⅡ 2) 렌즈본연구의실험을위해사용한렌즈는모두 6가지종류로 50mm 에서 80mm 의초점거리를가졌다. 렌즈의선택기준은프로사진가에게가장인기가많으며사용자가많은캐논사표준렌즈와, 보급률이높고인지도가높은중형카메라렌즈중화질이우수하다고정평이나있는렌즈이다. 따라서아래와같은렌즈를선택하여연구를진행하였다. (4) 롤라이플렉스 (Rollei) SL66SE 용표준렌즈 Planar 80mm f/2.8 HFT 코팅롤라이플렉스전용렌즈로칼자이스에서만들었다. 독일렌즈특유의뛰어난화질을자랑하며클로즈업시에도화질저하가적은매우우수한렌즈이다. (1) 캐논 50mm 표준렌즈 f/1.4usm 캐논렌즈중가장기본적인렌즈로무리한설계가필요없는표준렌즈이므로특별한재료를사용하지않았지만높은화질을재현한다. 특히캐논표준렌즈는가우스타입디자인을통해최적의배치와굴절도가높은 2매의유리렌즈가플레어를최소화하고수차를제거하였다. 또한컬러밸런스는 ISO 의권장값과거의일치한다. 렌즈는 6군7매이며화각은 46 도, 최단촬영거리는 45cm이다. < 그림 8> 롤라이플렉스 SL66SE 와전용렌즈 (5) 후지논 EBC 80mm f/4 후지 GX-680 카메라는 6 8cm 포맷을지원하는카메라로이미지서클이커서무브먼트가가능한렌즈이다. 또한카메라의일부를개조하여 DSLR카메라바디를장착하고무브먼트기능을수행할수있는카메라이다. 103 The Society of Korean Photography
한국사진학회지 2012. No. 26 < 그림 11> 핫셀블라드 - 캐논어댑터 < 그림 9> 후지 GX-680 과마미아 RB67 (6) 마미야 RB67 용 65mm f/4 마미야렌즈중특히성능이뛰어난것으로알려진렌즈로독일의유명브랜드에못지않는해상력과색상재현력을자랑하는렌즈이다. 현재후지 GX-680 카메라를개조하여 DSLR 에사용할수있다. 또한롤라이렌즈와후지논렌즈그리고마미야렌즈는 < 그림 12> 와같이후지 GX-680 카메라를개조한어댑터를이용하여촬영하였다 (7) 마미야 RB67 용 50mm f/4.5 렌즈마미야의광각렌즈로일반적인목적으로사용할때무리가없다는평을듣는렌즈이다. 초점거리가 50mm 이기때문에본연구에서비교용으로포함시켰다. 4) 표준차트 < 그림 12> 후지 GX-680 변형어댑터 본연구에서는렌즈의해상도를측정하기위하여 TE253-9x S Siemens star for resolution measurement 를표준타겟으로사용하였다. < 그림 10> 마미야 50mm/65mm 렌즈 3) 어댑터 6) 카메라와렌즈를연결하는마운트는메이커에따라그리고규격에따라다르게설계되어있다. 따라서중형카메라용렌즈를 DSLR 카메라에장착하기위해서는두기기를연결하는어댑터가필요하다. 본연구에서는두기기를연결하는어댑터로국내기업인라이트하우스 (Light house) 의어댑터를사용하였다. 핫셀블라드렌즈를사용할경우 < 그림. 11> 과같은어댑터를사용했다. 5) 조명 < 그림 13> TE253-9x S Siemens star for resolution measurement 본연구에서는사진촬영용조명으로솔룩스 (Solux) 4700K 를사용하였다. 솔룩스 4700K 는태양광과유사한색온도와연색성을지닌광원으로대부분의연구기 6) 일반적으로사진에서어댑터는초점거리를확장하는기기즉익스텐더 (Extender) 를의미한다. 그러나본연구에서사용하는어댑터의경우어댑터중간에렌즈장치등초점거리에영향을미치는장치가없는단순한중간링형태의어댑터를사용하였다. 따라서어댑터가렌즈의화질과초점거리에영향을미치지않고무한대부터최근접거리까지촬영할수있다. 104
이종옥외 1 인 : 고급중형렌즈의 DSLR 적용을위한실험 관에서태양광을대신하여화질실험에서사용하고있다. 가장좋은결과가나타나는값으로촬영하였다. 4) 중형카메라렌즈를 DSLR 카메라에장착 중형카메라렌즈를알맞은어댑터를이용하여테스트차트를촬영하였다. 5) 촬영시초점 2. 실험순서 < 그림 14> 솔룩스램프의연색성 촬영시초점은수동으로맞추었다. 이때초점을조금씩이동하여가장결과가좋은것을골라연구에사용하였다. 실제로해상도의경우초점의영향이매우크다. 또한무조건자동으로초점을맞출경우기계의오작동등에의해초점실수가발생할수있다. 따라서촬영후 lcd 화면을확인하며신중히촬영하였다. 본연구에서는다음과같은순서로실험을진행하였다. 1) 테스트차트촬영어두운스튜디오환경에서시행하였다. 조명의경우솔룩스 4700K 조명을피사체와 45 각도로양쪽에배치하여조명에의한반사가없도록하였다. 조명은피사체에고르게비치도록조절하여차트전면에서노출차이가 0.1Stop 이내가되도록하였다. 또한밝기는 2000 룩스이상이되도록조명을설치하였다. 2) 카메라의화이트밸런스설정그레이카드를이용하여커스텀모드로시행하였다. 3) 촬영테스트용렌즈를이용하여가장좋은해상도를나타내는조리개값을알아내기위해다양한조리개값으로촬영하였다. 즉캐논의경우 50mm 렌즈를이용하여최대조리개부터최소조리개까지 1stop씩차이를주며촬영하였다. 이때노출은수동으로하였다. 촬영한이미지는 IE-Analyzer를이용하여해상도값을추출하고, 가장좋은해상도를보이는조리개값을찾았다. 이때노출값은차트의가장밝은부분의농도를기준으로레벨값이 255 가넘지않도록하였다. 본실험에서는조리개값이 f8일때가장좋은결과가나타났다또한다른렌즈도중간정도의조리개개방시가장좋은해상도를나타냈다. 따라서모두 6) 측정을위한파일형식해상도측정에서비압축 TIFF 또는 raw파일을사용하는것이좋다고설명하고있다 ( 조성민외, 2009, p.48). 그러나본연구에서는화질을평가하는것보다, 비교를목적으로하기때문에카메라의프로세서가똑같이작동하도록최대크기의 jpg 모드로촬영하였다. 7) 촬영한이미지를 IE-Analyzer와 Imatest를사용하여분석본연구에서는해상도특성을살펴보기위해 Simens/ MTF Segments(LP/PH) 그래프와나이키스트주파수와제한해상도를표현한그림 Siemens/MTF Overview 를출력하여분석하였다. 또한색재현성평가를위해 Imatest 프로그램을이용하여색상값과색차를분석하였다. 8) 정량화된데이터를엑셀프로그램으로정리정리한데이터는 SPSS프로그램으로분석하여정리하였다. 분석방법은먼저해상도의경우캐논 50mm f/1.4 렌즈와의결과차이이가통계적으로유의미한지알아보기위해캐논50mm f/1.4 렌즈와중형카메라렌즈의해상도를대응표본 t검증분석을이용하여비교하였다. 또한색재현성을비교하기위해기준값과모든렌즈의측정값을일원배치분산분석을이용하여비교하고, 기술통계값을이용하여어떠한렌즈의색재현성이우수한지분석하였다. 105 The Society of Korean Photography
한국사진학회지 2012. No. 26 Ⅳ. 연구결과 캐논 50mm f/1.4 렌즈와핫셀블라드용칼자이스렌즈, 롤라이플렉스용칼자이스렌즈, 후지 GX-680 카메라용후지논렌즈그리고마미야 RB67 용세이코렌즈를 5D 마크 Ⅱ 카메라에장착하여 TE253-9x S Siemens star for resolution measurement 차트를촬영하였다. 촬영한이미지는 IE-Analyzer 분석프로그램을사용하여해상도를측정하고결과물을 Siemens/MTF Segments (LP/PH) 그래프와나이키스트주파수와제한해상도를표현한그림 Siemens/MTF Overview를출력하였다. 또한색재현성을알아보기위해 Imatest 로분석하여출력하였다. 출력결과렌즈에따른해상도와의차이가나타났으며 9개로분할한해상도의부분특성이나타났다. 1. Simens/MTF Segments(LP/PH) 그래프분석연구에사용한각렌즈별로 Simens/MTF Segments (LP/PH) 그래프를 < 그림 15> 와같이출력하여각각의해상도값을구하였다. 이를정리하여 < 표 1> 과같은결과를얻었다. 라드신형표준렌즈를제외한모든렌즈에서통계적으로유의미한차이가나타났다. Star cano n 50 fuji 80 < 표 1> 각렌즈의해상도측정값 hassel 150 hassel 80 old mamiy a 65 mamiy a 50 hassel 80 new rollei 80 0 1808 1443 1203 1442 1404 1546 1544 1497 1 1744 1273 1129 1289 1160 1544 1522 1472 2 1552 1328 1152 1263 1437 1468 1499 1478 3 1575 1314 1183 1355 1467 1445 1538 1495 4 1451 1227 1168 1225 1432 1472 1501 1456 5 1521 1255 1168 1315 1297 1529 1536 1477 6 1437 974 1114 1260 872 1456 1501 1442 7 1615 1047 1135 1361 892 1512 1538 1494 8 1576 1017 1110 1245 695 1500 1502 1477 < 표 2> 해상도값의대응표본 t 검증 t값 자유도 유의확률 canon 50-fuji 80 8.052 8.000* canon 50-hassel 80 old 9.408 8.000* canon 50-mamiya 65 3.973 8.004* canon 50-mamiya 50 2.733 8.026* canon 50-hassel 80 new 1.768 8.115 canon 50-rollei 80 2.956 8.018* *p>.05 이를분석해보면 < 표 3> 과같이캐논 50mm 표준렌즈의해상도가가장높았으며핫셀블라드신형표준렌즈의경우오차범위내의차이를보였다. 반면다른비교대상렌즈는통계적으로유의미한차이로해상도가캐논 50mm 표준렌즈에비해떨어졌다. 따라서측정결과캐논의표준렌즈가해상도면에서가장우수한것으로나타났다. 반면마미야 65mm 렌즈의해상력이가장나쁘게나타났다. < 그림 15> Siemens/MTF Segments(LP/PH) 의예 ( 캐논 50mm f/1.4 렌즈의예 ) 측정결과각렌즈의특성에따라해상도값의차이가나타났다. 따라서본연구에서는비교대상인캐논 50mm f/1.4 렌즈와중형카메라렌즈의해상도차이가통계적으로유의미한지알아보기위하여대응표본 t검증을시행하였다. 대응표본 t검증은비교대상인캐논 50mm f/1.4 렌즈와중형카메라렌즈의해상도값을 1:1 로비교하여측정값의차이가통계적으로유의미한가를평가하는방법이다. 본연구에서는신뢰수준 95% 를기준으로시행하였다. 평가결과 < 표 2> 와같이핫셀블 대응 1 대응 2 대응 3 대응 4 대응 5 대응 6 < 표 3> 대응표본통계량 평균 N 표준편차 canon 50 1586.56 9 123.042 fuji 80 1208.67 9 160.004 canon 50 1586.56 9 123.042 hassel 80 old 1306.11 9 69.407 canon 50 1586.56 9 123.042 mamiya 65 1184.00 9 293.487 canon 50 1586.56 9 123.042 mamiya 50 1496.89 9 38.274 canon 50 1586.56 9 123.042 hassel 80 new 1520.11 9 19.271 canon 50 1586.56 9 123.042 rollei 80 1476.44 9 18.379 106
이종옥외 1 인 : 고급중형렌즈의 DSLR 적용을위한실험 2. Siemens/MTF Overview그래프분석본연구에서는 Siemens/MTF Overview그래프를분석함으로서각렌즈가갖는특성을알아보았다. Siemens/MTF Overview 그래프는 < 그림 16, 17> 에서보는바와같이 9곳의 Siemens Star 를근거로나이키스트주파수와제한해상도를표현한그림이다. Siemens/MTF Overview 그래프의경우 < 그림 16> 과같이내부다각형의지름이크고둥글수록해상도가높은반면, < 그림 17> 의경우와같이내부다각형의지름이작형태가원과멀경우해상도가낮다고평가한다. 따라서 Siemens/MTF Overview 그래프를통해분석한결과앞서 Siemens/MTF Segments(LP/PH) 의결과와같은결론을얻을수있다. 다르고내부원이원형과멀수록렌즈의초점이고르지않다는것을나타낸다. < 그림 18> 초점의분포가일정하지않은렌즈의 Siemens/MTF Overview 그래프예 분석결과중형카메라렌즈가대부분고른초점분포를보인반면캐논 50mm f1.4 렌즈의초점분포가불안정한모습을보였다. 이는중형카메라렌즈의경우소형카메라렌즈에비해이미지서클이크기때문에초점분포가안정적으로나타날수있다. 3. 색재현성분석 < 그림 16> 해상도가우수한렌즈의 Siemens/MTF Overview 그래프 (Canon 50mm f/1.4 의예 ) < 그림 17> 해상도가불량한 Siemens/MTF Overview 그래프 (Mamiya 65mm f/4 의예 ) 단이러한해상도값은렌즈성능의일부분을설명해준다. 즉 Siemens/MTF Overview 의분석을통해렌즈가맺는상이고르게해상도를나타내는지분석할수있다. 즉전체적인평균값은높으나해상도가치우치거나전체적으로고르지않을경우결코좋은렌즈라고할수없다. 심지어일부렌즈는전체성능보다고른성능을더욱중요시하는경우가있다. 즉 < 그림 15> 의경우와같이 9개의원크기가 본연구에서는캐논의표준렌즈와중형렌즈의색재현성을비교하기위해 X-Rite Digital Color Checker SG Card를촬영하여 Imatest 프로그램으로분석하였다. 먼저 Imatest를통해추출한색상값과기본값을비교하기위하여일원배치분산분석을통해 RGB 값을각각비교하였다. 비교결과모든항목에서유의수준이.000 으로모든렌즈의색상값은기준값과통계적으로유의미한차이를나타냈다. 즉모든렌즈의색재현성이일정수준 (95% 신뢰수준 ) 보다더차이가나는것으로나타났다. 따라서기술통계값을통해기준값의평균값과측정값의차이를비교해보았다. 먼저기준값의 RED 평균값은 133.97이다. 이에반해핫셀블라드구형표준렌즈의경우 104.50으로가장많은차이를보였다. 반면롤라이 80mm 와마미야 65mm 렌즈가캐논표준렌즈보다색재현성이우수한것으로나타났다. 또한 GEEN 의경우롤라이 80mm 와마미야 65mm 가캐논표준렌즈보다우수한색재현을보였으며신형핫셀블라드표준렌즈는캐논표준렌즈와거의차이가나타나지않았다. 또한 BLUE 의경우역시롤라이 107 The Society of Korean Photography
한국사진학회지 2012. No. 26 80mm 가가장색재현성이우수했으며마미야 65mm 와후지 80mm 가캐논표준렌즈보다 BLUE 표현이좋았다. 반면신형핫셀블라드표준렌즈는캐논표준렌즈와비슷한수준의색재현성을보였다. 본연구에서는색재현성특성을알아보기위해 Imatest 를이용하여색차를구해보았다. 계측결과기술통계값과같이롤라이 80mm 렌즈의색재현성이가장우수했다. 또한마미야 65mm 가캐논표준렌즈보다우수한색재현성을보였으며후지논 80mm 렌즈와핫셀블라드신형표준렌즈가캐논표준렌즈와비슷한색재현성을보였다. 이는 < 그림 19> 에서보이는것과같이시각적으로판별할수있다. 그림에서보이는것과같이위쪽의그림은색재현성이가장나쁘게나온핫셀블라드구형표준렌즈의경우이다. 또한아래쪽그림은롤라이 80mm 렌즈의경우로색차가매우작게나타난것을알수있다. 즉캐논표준렌즈의색재현성은매우좋은편이나일부중형카메라용고급렌즈에미치지못하고있다. 또한중형카메라렌즈의경우오래된모델이나일부화질이떨어지는렌즈는캐논표준렌즈에비해색재현성이떨어졌다. canon 50 rollei80 mamiya50 mamiya65 Hassel 80o Fuji 80 Hassel 80n ref < 표 4> 측정치의기술통계 N 최소값 최대값 평균 표준편차 R 140.45 246.97 120.66 80.27 G 140 2.41 222.82 106.20 71.30 B 140.65 213.85 89.61 70.59 R 140.13 253.93 125.81 82.27 G 140 3.87 229.24 111.82 73.80 B 140.66 221.76 95.81 73.70 R 140.82 244.13 118.79 78.76 G 140 3.37 221.45 105.34 70.41 B 140.68 208.55 86.06 68.40 R 140.6 251.6 124.94 80.91 G 140 4.63 225.23 109.24 71.67 B 140.32 216.51 93.13 71.44 R 140.07 226.83 104.50 73.53 G 140.66 208.70 92.02 65.77 B 140.53 199.89 76.83 64.70 R 140.35 243.69 117.87 78.76 G 140 2.57 221.15 104.49 70.55 B 140.72 215.02 89.76 70.77 R 140.31 248.70 122.45 81.06 G 140 2.52 222.28 106.00 71.51 B 140.57 211.57 88.36 70.17 R 140.00 255.00 133.97 83.03 G 140.00 247.70 126.74 72.23 B 140.00 245.93 113.18 76.11 < 그림 19> 색재현성비교 ( 상단 Hassel 80mm old, 하단 Rollei 80mm) < 표 5> 각렌즈의색차값 렌즈 색차 (Delta E*ab) Canon 50mm f/1.4 11.16 Rollei 80mm f/2.8 9.26 Hassel 80mm f/2.8 o 16.49 Hassel 80mm f/2.8 n 11.57 Mamiya 65mm f/4 10.16 Mamiya 50mm f/4.5 12.15 Fuji 80mm f/4 11.41 Ⅴ. 결론 본연구에서는고급중형카메라렌즈와 DSLR 용고급렌즈의해상도와색재현성을직접비교하였다. 이를통해고급중형카메라렌즈가필름의사용이저조해진현재상대적으로적은비용으로고화질을 108
이종옥외 1 인 : 고급중형렌즈의 DSLR 적용을위한실험 얻을수있는방법임을밝혔다. 물론일부중형카메라의렌즈는해상도와색재현성에서캐논렌즈에못미치는결과를보여주기도했다. 그러나화질에관한명성이알려진독일브랜드의렌즈는쓰지않고묵혀두기아까울정도의매우좋은성능을보여주었다. 즉본연구에서는화질이담보된표준렌즈에필적하거나성능이능가하는중형렌즈의존재를실증적으로밝혔다. 단, 중형카메라렌즈의 DSLR 적용에는쉽게생각할수있는제약이따른다. 즉렌즈마운트, 자동초점과자동조리개미지원등이다. 그러나이러한문제는간단한어댑터의사용과약간의훈련으로극복가능하다. 반면중형카메라렌즈를 DSLR 카메라에적용할경우많은장점이있다. 즉본연구에서밝힌것같이매우낮은비용으로높은질의사진을얻을수있다. 따라서순간적인순발력이필요하지않은사진영역의경우적극적으로도입할충분한이유가있다. 프로사진가의경우약간의화질차이를위해많은비용을지불하는것을당연히여긴다. 따라서고급수준의중형카메라렌즈의사용은매우경제적이고효과적이라고할수있다. 사진을배우는단계에서는수동으로초점을맞추고노출을직접조절함으로서보다신중한촬영이 가능하며촬영시집중력을기를수있다. 이러한수동기능과단일초점렌즈의사용이사진교육에도움이된다는점은많은사진교육자가공감하고있는주지의사실이다. 실제로쉬트필름을사용하는대형카메라의경우중형카메라렌즈를사용하는것보다불편하다. 그러나아직도대부분의사진과에서교육하고있다. 또한최근인기를얻고있는칼자이스렌즈또는라이카의디지털카메라의경우수동초점렌즈이다. 따라서수동초점의사용은상당한가치가있다고할수있다. 본논문에서는앞서언급한바와같이해상도와색재현성의정량적비교만을통해렌즈의성능을밝히고비교하였다. 그러나전술한바와같이렌즈의성능이란감성적인부분도중요하다. 따라서지난시간프로의눈을만족시켰던고급중형렌즈안에녹아있는잠재력은오늘에도매우유용하다할수있다. 칼자이스등의유명렌즈메이커에서는초점이맞은부분뿐만아니라아웃포커스부분의이미지까지감안하여렌즈를설계하였다고한다. 따라서앞으로정량적인평가뿐만아니라정성적인평가를통해렌즈의질을종합적으로평가하는연구의필요성이대두된다. 최초논문접수일논문심사일최종논문접수일 2011 년 2012 년 2012 년 12 월 1 월 1 월 12 일 12 일 25 일 109 The Society of Korean Photography
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