흔들림 없는 사진을 찍기 위한 첨단 기술 - 손떨림 방지 기능

사진 찍을 때 사진을 망치게 되는 가장 흔한 원인은 역시 ‘흔들림’이다. 영상이 선명하게 찍히지 않고 특정 방향으로 잔상이 생기거나, 전반적으로 윤곽이 흐릿한 사진이 찍히는 경우가 그렇다. 정작 촬영 대상(피사체)은 움직이지 않았는데 이런 사진이 찍혔다면 이는 십중팔구 손떨림 때문이다. 즉 카메라가 완전히 고정되지 않고 흔들리는 상태에서 촬영 버튼(셔터)을 눌렀다는 의미다.

물론 촬영자 입장에서는 자신과 카메라가 완전히 고정된 상태에서 촬영 버튼을 눌렀다고 이야기하고 싶을 것이다. 하지만 살아 숨쉬는 인간이 ‘완전한 고정 상태’를 유지하기란 거의 불가능에 가깝다. 버튼을 누르기 위해 손 끝을 살짝 움직이거나 심지어 숨을 쉬는 것 만으로도 카메라는 미세하게 흔들리기 때문이다.

사진 흔들림을 방지하기 위한 여러 가지 방법

이렇게 촬영자와 카메라가 완전히 고정될 수 없는 상황에서 사진의 흔들림을 방지하는 가장 기초적인 방법이라면 역시 셔터(Shutter)의 작동 속도를 빠르게 하는 것이다. 카메라는 기본적으로 렌즈를 통해 빛(영상)을 받아들인 후, 이를 필름(디지털 카메라의 경우는 CCD, CMOS 등의 이미지 센서)기록하는 원리로 사진을 생성하게 되는데, 렌즈와 필름(혹은 이미지 센서) 사이에서 빛의 통과 여부를 제어하는 것이 바로 셔터다.

따라서 셔터가 열리는(촬영 버튼을 누르는) 순간(찰~)부터 사진의 촬영이 시작되고, 뒤이어 셔터가 닫히면(~칵) 촬영이 끝나게 된다. 때문에 이 셔터가 열리고 닫히는 시간이 짧다면(즉 셔터 속도가 빠르다면), 촬영자의 손 떨림으로 인한 카메라의 흔들림이 사진에 표현되기 전에 촬영이 완료되므로 흔들림 없는 결과를 얻을 수 있다.

그렇다면 무조건 셔터 속도를 빠르게 설정하면 손떨림과 관계 없이 흔들림 없는 사진을 찍을 수 있을까? 하지만 유감스럽게도 그렇지 않다. 셔터 속도가 빨라지면 그만큼 필름이나 이미지 센서에 전달되는 빛의 양도 줄어들게 되므로 사진이 어두워진다. 때문에 셔터 속도는 일정 수준 이상으로 높이기가 힘들다.

이를 보완하는 방법으로서 조리개(렌즈에 들어오는 빛의 양을 조절하는 장치, ‘F’값으로 표기함)를 넓히거나, ISO(필름이나 이미지 센서에서 빛을 감지하는 수준) 수치를 높일 수도 있다. 이렇게 하면 셔터 속도가 빠른 상태에서도 밝은 사진을 찍을 수 있다. 하지만 셔터 속도와 마찬가지로 조리개를 넓히는 데도 한계가 있으며, 특히 ISO는 수치를 높일수록 사진의 화질이 급격히 저하된다.

이도 저도 곤란하다면 플래시 라이트(스트로보)와 같은 보조 조명을 사용하거나 카메라를 단단히 고정하는 삼각대를 사용해도 좋다. 이렇게 하면 셔터 속도와 무관하게 밝고 흔들림 없는 사진을 찍을 수 있을 것이다. 다만 보조 조명을 사용하면 자연스러운 밝기의 사진을 찍기 힘들고, 삼각대를 사용하자니 너무 거추장스럽다는 것이 문제다. 그리고 그 외에도 위에서 소개한 같은 여러 가지 촬영 원리를 일반 사용자들에게 이해시켜서 손떨림 현상을 줄일 수 있는 촬영법을 갖추도록 하는 것도 쉽지만은 않다.

이러한 상황과 각종 기술의 발전이 더해져 사진 흔들림의 근본적인 원인을 억제하는 기능이 개발된 것은 어찌 보면 필연이었을 것이다. ‘손떨림 방지’, 혹은 ‘손떨림 보정’ 기능이라고 부르는 바로 그것이다. 손떨림 방지 기능은 카메라가 미세하게 흔들리는 상황에서도 위에서 설명한 셔터나 조리개 등과 상관 없이 선명한 사진을 찍을 수 있도록 하는 광학적 혹은 전자적인 보정 기능이다. 하지만 동일한 손떨림 방지 기능이라고 하더라도 카메라의 구조나 영상 처리 원리에 따라 몇 가지로 나뉜다.

전자식 손떨림 방지 기능

전자식 손떨림 방지 기능은 디지털카메라의 보급과 함께 본격적으로 등장하게 된 방식이다. 디지털 방식 손떨림 방지 기능 이라고도 한다. 전자식 손떨림 방지기능을 갖춘 디지털카메라는 기계적인 구조상으로는 기존의 디지털카메라와 유사하지만, 영상 신호를 처리하는 방식에 있어서 약간의 차이가 있다.

이러한 제품은 렌즈를 통해 이미지 센서에 들어오는 영상 정보를 일정한 영역으로 구분, 촬영 시에 촬영 영역뿐 아니라 그 외의 영상 정보도 모두 카메라 내부의 버퍼(buffer: 임시 저장공간)에 저장한다. 이 상태에서 영상에 흔들림이 발생하면, 버퍼에 저장된 복수의 영상 정보를 비교하여 카메라의 영상 처리 프로그램이 잔상을 수정하는 작업을 수행한 후 최종적인 결과물을 내놓게 된다.

엄밀히 말해 이는 손떨림을 방지한다기 보다는, 이미 흔들린 상태로 찍힌 사진을 보정하여 좀 더 보기 좋게 만들어준다는 보정 기능에 가깝다. 때문에 보정 효과에도 한계가 있으며, 영상을 처리하는 과정에서 화질 저하가 발생하는 단점도 있다. 하지만 제품의 생산 비용이 적게 들어가는 편이며, 구조가 간단해 소형 카메라에 적용하기에도 유리하다. 이러한 이유로 전자식 손떨림 방지 기능은 저렴한 컴팩트 카메라나 휴대폰용 카메라에 주로 사용되며, 부분적인 화질 저하를 크게 체감할 수 없는 동영상 촬영용 캠코더에도 널리 적용된다.

광학식 손떨림 방지 기능 - 렌즈 시프트 방식

광학식 손떨림 방지기능은 전자식 손떨림 방지 기능에 비해 실질적으로 사진의 흔들림을 억제할 수 있는 방식이다. 그 중에서도 렌즈 시프트 방식은 카메라 렌즈 내에 현재의 방향이나 각도, 움직임을 감지하는 자이로(gyro, 수평/기울기) 센서를 내장, 카메라가 움직이면 반대 방향으로 렌즈를 움직여 흔들림을 상쇄해주는 방법으로 사진의 흔들림을 막는다.

전자식 손떨림 방지 기능과 달리 화질의 저하가 없으며, 렌즈를 통해 흔들림이 보정된 영상을 광학식 뷰 파인터를 통해 실시간으로 지켜보며 정확한 촬영을 할 수 있다는 이점이 있다. 또한 DSLR 카메라의 경우, 카메라 바디(body: 본체)가 손떨림 방지 기능을 갖추고 있지 않아도, 이 기능을 갖춘 렌즈만 장착하면 바로 손 떨림 방지 기능을 사용할 수 있다는 것도 장점이다.

반면 렌즈 내에 관련 장치를 내장해야 하기 때문에 작은 구경의 렌즈에는 적용하기가 어려우며, 렌즈의 가격도 상대적으로 비싸다는 것이 흠이다. 렌즈 시프트 방식의 광학식 손떨림 방지 기능을 주로 사용하는 제조사로는 니콘과 캐논, 파나소닉 등이 대표적이다,

광학식 손떨림 방지 기능 – 이미지 센서 시프트 방식

이미지 센서 시프트 방식은 광학식 손떨림 방지 기능이라는 점에서는 렌즈 시프트 방식과 같다. 하지만 이 방식은 렌즈가 아닌 카메라 본체의 이미지 센서를 움직여 사진의 흔들림을 보정한다는 점에서 다르다. 이 때문에 바디 내장식, 혹은 본체 내장식 손떨림 방지 기능이라 부르기도 한다.

화질의 저하가 없다는 점은 렌즈 시프트 방식과 같지만, 구조적인 특성 때문에 광학식 뷰파인더에 비친 영상과 실제 사진에 약간의 차이가 생길 수 있는데, 전자식 뷰파인더나 라이브뷰(본체의 LCD 화면을 직접 보며 촬영함) 기능을 사용하면 이러한 단점을 어느 정도 상쇄할 수 있다.

그리고 구경이나 가격 등에 상관 없이 어떠한 렌즈를 장착하더라도 광학식 손떨림 방지 기능을 사용할 수 있기 때문에 경제성이나 편의성 면에서는 렌즈 시프트 방식에 비해 우수하다는 평가를 받고 있다. 이미지 센서 시프트 방식의 광학식 손떨림 방지 기능을 주로 사용하는 제조사는 올림푸스, 소니, 펜탁스 등이다.

손떨림 방지 기능은 만능이 아니다

위에서 소개한 것처럼 최근에는 다양한 방식의 손떨림 방지기능이 개발되어 카메라에 탑재되고 있다. 하지만 손떨림 방지 기능이 있다고 하여 사진 흔들림을 100% 방지할 수 있는 것은 아니다. 손떨림 방지 기능으로 보정할 수 있는 범위에는 엄연히 한계가 있기 때문이다. 때문에 이 보정 한계를 넘는 상황, 이를테면 아주 빠르게 움직이는 물체를 촬영한다거나 진동이 심한 장소에서 촬영을 할 경우에는 여전히 셔터 및 조리개의 조작을 곁들여져야 만족스러운 사진을 찍을 수 있다.

손떨림 방지 기능으로 보정할 수 있는 범위는 카메라의 사양, 성능에 다라 다르지만, 대략 1 ~ 2스탑(stop: 카메라에 들어오는 광량이 2배, 혹은 절반이 되는 경계)정도다. 이를테면 손떨림 방지 기능이 없는 카메라에서는 최소한 1 / 120초 정도의 셔터 속도로 찍어야 흔들림이 없다면, 손떨림 방지 기능이 있는 카메라라면 1 / 60초 정도로도 흔들림 없는 사진을 찍을 수 있다는 뜻이다. 이는 특히 아주 미세한 움직임에서도 흔들림이 발생할 수 있는 원거리 촬영에서 유용하다. 이러한 손떨림 방지 기능의 특성을 정확히 알고 있다면 자신에게 맞는 카메라가 무엇인지, 그리고 어떻게 활용해야 할 것인지 파악하는데 큰 도움이 될 것이다.

글 / IT동아 김영우 (pengo@itdonga.com)