[스크랩] 광원의 기초

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[Digital Tutor1] 광원의 기초 글, 사진 심현준 (studioSUM 대표, 순천대학교 사진예술학과 강사) 지난 호까지 사진 촬영의 조명에 대한 기본적인 내용을 알아 보았다. 기본적인 조명 방법으로는 피사체를 보여주기에는 적절하지만 촬영자의 의도를 표현하거나 촬영 상황에 따라서 여러 가지 방법으로 사용할 수 있다. 사진은 우리의 눈에 보이는 모든 것을 기록하기 때문에 상황에 따라 그에 따른 조명이 달라지는 것이다. 이번 호부터는 보다 전문적인 조명 방법에 대하여 기초 이론과 함께 실제 촬영시의 조명에 대해 자세히 알아보자. 빛을 사용하지 않는 사진은 포토그래피(photography)라 할 수 없으므로 사진 촬영에 있어 광원과 조명은 매우 중요하다고 할 수 있다. 광원과 조명은 사진촬영에서 필수 조건이므로 빛의 성질, 즉 광원(light quality)을 이해하고, 조명의 기본 원칙을 익혀야만 우수한 사진을 얻을 수 있다. 또한 컬러 사진이나 디지털 사진에 있어서는 광질이 색상에 미치는 영향이 매우 크므로 광원의 종류에 따른 광원의 성질을 충분히 매우 중요하다.

사진 촬영의 필수 요소 피사체를 촬영하기 위해서는 4가지의 필수 요소인 카메라 바디, 광학적 시스템, 빛에 의해 기록되는 매체, 조명이 이미지의 기초가 된다. ■ 카메라 이 기계적인 장치의 주목적은 원하지 않는 빛으로부터 필름을 보호하는 것이다. 카메라 바디는 촬영되는 화상의 크기와 비례하고 휴대 및 이동을 편리하게 한다. 따라서 이 장치는 이미지의 상태에는 크게 영향을 주지 않는다. ■ 광학적인 시스템 렌즈는 정확한 초점면에 상을 맺게 하며 필름에 도달하는 빛의 양은 조리개와 셔터 속도에 의해 조절된다. 렌즈는 초점거리에 따라 원근감과 화각이 변화된다. ■ 감광 필름과 CCD 필름에는 흑백 필름과 컬러 필름이 있으며 흑백필름은 빛의 양을 기록하고 컬러 필름은 빛의 삼원색을 분류하여 그 양을 기록한다. CCD는 빛에너지를 전기 에너지로 변환시켜 메모리에 저장한다. ■ 조명 사람의 눈은 모든 파장 중에서 가시광선인 자연광 범위에서만 느낄 수 있다. 빛의 성질 빛은 입자성과 파동성의 이중성을 가지고 있다. 간섭과 회절의 특성은 파동성이고, 광전효과는 입자성을 나타내고 있다. 대부분의 과학자들은 빛을 입자의 흐름이라 생각했다. 1665년 경에 빛의 파동성이 발견되었으며 19세기 초반에 이르러 빛의 파동이라는 증거와 설득력을 갖게 되었다. 빛이 파동이라는 설명만으로는 빛을 설명하기에 부족하다. 빛의 방출과 흡수에 관련된 여러 현상들은 광파가 운반하는 에너지는 광자라고 부르는 분리된 묶음들로 되어 있는 입자의 모습을 보여주고 있다. 명백히 모순되는 파동과 입자의 특성들은 두 특성을 포함한 포괄적인 이론인 양자 전기역학이 개발된 1930년대에 들어와서 이해되었다. 빛의 전파는 파동 모형으로 가장 잘 설명이 되고, 빛의 흡수와 방출은 입자성으로 설명된다. 모든 물체는 그 분자들의 열운동의 결과로 전자기 복사선을 방출한다. 전자기 복사선의 기본적인 원천은 가속운동을 하는 전하이다. 이 복사는 열복사선이라고 부르며 많은 다른 파장을 포함하고 있다. 빛은 이온화된 기체를 통과하는 전기 방전과정에서 발생한다. (Professinal Lighting Technique에서 발췌)

■ 빛 우리는 빛과 눈을 통해서 사물의 명암을 비롯하여 색채, 형태 등을 구별하고 그 존재를 인지하게 된다. 따라서 우리가 일반적으로 말하는 빛은 우리의 시신경을 자극할 수 있는 에너지를 가진 빛, 즉 가시광선을 의미한다. 우리가 빛이라고 하는 것은 전자파 중의 일부분인 가시 광선을 말하는 것이고 이 가시광선은 우리 눈에만 감지되는 영역(대략 400~700㎛)이다. 태양광에는 가시 광선보다 긴 파장인 적외선, 즉 열선과 짧은 파장인 자외선등이 포함되어 있다. 사진 감광 재료는 가시 광선 이외의 영역(특히 460㎛이하)에서도 비교적 민감하게 감광한다. ■ 광원 사진의 광원은 빛에너지를 방출할 수 있는 것을 말하는데 크게 자연광과 인공광으로 나누어진다. 자연광의 대표적인 것은 태양이며 자연광에는 태양광 (sunlight), 천공광 (sky light), 주광 (daylight) 등이 있다. 태양으로부터 직접 도달하게 되는 빛이 태양광이며 태양의 방사 에너지가 지구 대기에 의해서 산란된 것이 천공광이다. 이 두 가지가 혼합된 것을 주광이라 하며 일반적으로 우리가 실외에서 촬영을 할 경우 이용하는 빛이다. 그러나 자연광으로 제품을 촬영하기에는 지구의 공전으로 인한 계절의 변화나 위도의 변화로 인하여 매우 변화가 많고 조명을 콘트롤하기에 어려움이 많아 자연광보다는 인공광을 이용하는 것이 대부분이다. 인공광 중에 우리가 쉽게 이용할 수 있는 조명으로는 사진 전구를 비롯한 백열등, 형광등이 있다. ■ 광원의 종류 -자연광원 태양광 (5,000K 전후) 천공광 (맑은 날의 푸른 하늘 빛, 구름의 반사광 및 투과광, 10,000K) 주광 (태양광과 천공광이 혼합한 광, 5,500~6,000K) -인공광원 사진전구, 할로겐등, 스트로보 플래시 전구, 형광등 등 ■ 방전등 가스 방전등은 백색광을 내는데 백열 전구보다 훨씬 효율적이다. 방전등에서는 전자의 흐름이 기체 분자와 충돌하여, 기체 분자를 들뜬 상태로 만들고 분자들이 밑바닥상태로 떨어지면서 고유의 빛을 낸다. 저압 방전등은 선스펙트럼을 나타내지만, 고압 방전등은 연속 스펙트럼을 나타내며 열을 거의 방출하지 않고 빛만 방출하는데, 이를 발광이라고 하며 전자 플래시, 형광등, 네온등, 나트륨등, 수은등 같은 것이 있다. ■ 열광원 모든 물체는 온도가 0°가 아니면 빛을 낸다. 물체의 온도는 물체를 구성하고 있는 원자나 분자들이 얼마나 활발하게 진동하느냐와 관련되어 있고, 진동하는 전하는 전자기파를 방출하게 된다. 어떤 물체가 800K이상의 온도가 되면 가시 광선 영역의 빛을 낼 수 있는데 이것을 백열이라고 한다. 백열 전등은 저항으로 인해 발생하는 열을 이용하여 빛을 내는 것이다. 촛불과 숯불은 연소 과정을 통해 열이 발생하고 기체 상태의 분자나 원자의 운동이 활발해져 빛이 나오게 되는데 대부분의 에너지는 적외선으로 방출되고 0.1%전도의 에너지만이 가시광선으로 방출한다.

발광 세기, 출력, 조도의 단위 ■ 칸델라 (candela) 발광 세기의 단위, 눈의 감도가 최대인 555nm인 단색광이 단위 입체각당 1/683W의 복사 세기를 갖는 광원과 같은 크기의 발광 세기, 파장이 달라지면 눈의 감도가 줄어들기 때문에 그 만큼 복사 세기는 커져야 한다. ■ 루멘 (lumen) 발광 출력 단위. 1칸델라는 4π루멘(lm)의 빛을 방출한다. ■ 럭스 (lux) 발광 조도의 단위. 1m/m2, 1칸델라의 광원은 모든 방향으로 4π루멘의 발광 출력을 내놓으며, 1m 떨어진 곳의 빛의 밝기는 1럭스이다. 조명 사진 촬영에서 조명은 매우 중요하지만 사용하는 광원의 광질도 역시 중요하다. 조명 각도에 따른 조명의 변화에 의해 상의 밝기와 노출시간의 변화가 생긴다. 단위 면적에 대한 조명은 광원에서는 거리의 제곱에 반비례한다.

분광 태양광과 천공광, 또는 백열등과 형광등에서 나오는 빛은 우리 눈으로 보아도 구별이 가능할 정도로 광질이 다르며, 컬러 감광 재료나 디지털 카메라에서 크게 차이가 난다. 이렇듯 시각적으로나 사진적으로 차이를 나타나는 광질은 광원의 분광에너지 분포의 차이 때문에 생기게 된다. 빛은 여러 가지 파장의 빛으로 구성되어진 복합광이며 이러한 빛을 구성하는 성분 광을 가르켜 분광이라 한다. 그리고, 태양광을 프리즘에 통과시키는 경우, 파장에 따른 굴절률의 차이로 인하여 빛이 분산되어지면서 파장에 의한 특유의 색광으로 배열되는 것을 스펙트럼이라 한다. 또 광원의 종류에 따라 파장의 변화에 따른 에너지 분포 특성을 나타낸 그래프를 분광 곡선이라 한다. 사진은 광원의 분포 에너지 분포 특성에 따라 영향을 받게 되며 인공광원과 자연광원의 차이도 촬영에 있어 매우 중요하다. 인공광원은 비교적 광질의 변화가 작고, 광질의 조절이 어느 정도 가능하지만, 자연 광원은 시간, 계절, 날씨 등에 따라 광질이 계속적으로 변화하기 때문에 광질 조절은 필터 등을 이용하지 않으면 불가능하다.

색온도 빛의 여러 가지 특성 중 색온도는 광원의 분광 분포를 캘빈(Kelvin) 온도 단위로서 규정한 것을 말한다. 모든 빛은 색온도를 가지고 있으며 색온도가 높아질수록 에너지가 상대적으로 더 높은 푸른색 파장의 구성비율이 증가하여 차갑게 나타나며 반대로 색온도가 낮아지면 붉은 색 파장의 구성 비율이 증가하여

따뜻하게 나타난다. 빛의 색온도는 동일한 장면이라도 시간에 따라 변화할 수 있으며, 사진에 직접적인 영향을 미친다. 그러므로 색온도가 무엇이며 사진의 조명에는 어떠한 영향을 미치는지 이해하는 일은 매우 중요하다. 색온도는 빛에 있어 색균형이다. 예를 들면 자연광은 스카이라이트(Skylight)와 직사광(Direct Sunlight)의 결합이다. 스카이라이트는 주로 푸른빛으로 구성되어 있으며, 직사광보다 더 차갑다. 사진을 위한 적당한 중성광(Neutral light)은 대략 5,500K이다. 직사광이 없는 흐린 날, 해수면에서 측정한 스카이라이트는 대략 8,000K의 평균 색온도를 가진다. 중성광(Neutral Light)이나 백색광(White Light)은 스펙트럼에서 모든 색이 균등하게 구성되어 있는 빛으로 모든 파장이 혼합되어 있는 것이다. 이러한 차이점을 육안으로 인식할 수는 없다. 우리의 눈은 필름상으로 보정되지 않는 상황에서도 빛의 상태에 따라 보정되기 때문이다. 따라서 흰색이 아닌 빛, 즉 약한 빛 상태에서 사진을 찍는다면 엷게 잡색이 들어 있는 사진이 될 것이다. 예를 들어 형광등을 이용해 인물 사진을 찍을 때 육안에는 만족스러운 이미지로 나타나지만 필름에서는 엷은 초록색 톤으로 나타날 것이다. 빛의 색온도는 광원에 따라 다르다. 광원과 피사체 사이를 통과하거나 반사되어 나가는 모든 빛은 색온도에 영향을 줄 수 있다.

출처 : 포토N

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