개념 한 쪽
렌즈 광학의 기초에는 빛의 파동성, 렌즈 형상에 따른 수차, 이미지가 맺히는 범위 등이 포함된다는 점을 이해해야 한다. 광학 용어인 초점거리와 이미지 서클은 렌즈의 작동과 화상 품질을 설명하는 핵심 요소라 한다. 수차와 플레어, 간섭 등의 현상은 렌즈 설계와 촬영 조건에서 화질에 직접적인 영향을 준다.
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출제기준 단원 「화각 및 원근감」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 빛의 강도 관계 판별 | 1 | 점광원의 조도와 거리의 관계를 역제곱 법칙으로 판단하기 |
| 렌즈 내부 반사 현상 식별 | 1 | 강한 빛에 의해 생기는 렌즈 내부 반사 현상을 고르기 |
| 파동 간섭 현상 판정 | 1 | 두 파의 위상 관계로 인해 밝기 변화가 생기는 현상을 찾기 |
구면수차는 렌즈 표면이 구형이어서 중심부와 주변부를 통과한 빛이 서로 다른 위치에 초점을 맺는 현상이라고 정의한다. 이로 인해 화면 전체에서 상이 한 점에 모이지 않아 이미지가 흐려지는 문제가 발생한다고 한다. 여러 문항은 '중심과 가장자리의 초점 위치 차이'라는 키워드를 통해 구면수차를 판별하도록 유도한다고 한다.
상면만곡은 원래 평면인 피사체가 렌즈를 거친 뒤 곡면 형태의 상으로 맺히는 현상이라고 정리한다. 중심은 선명하나 가장자리가 흐려지는 전형적 양상이 상면만곡에 해당한다고 한다. 비점 수차는 서로 다른 방향 성분의 광선이 서로 다른 초점을 형성하는 현상으로, 상면만곡과는 구분되어야 한다고 정리한다.
이미지 서클은 렌즈가 형성하는 둥근 초점 면의 지름을 의미한다고 설명한다. 이미지 서클의 크기가 센서보다 작으면 사진의 모서리에서 비네팅이 발생할 가능성이 있다고 한다. 따라서 렌즈 선택 시 이미지 서클과 센서 크기를 비교하는 것이 중요하다고 한다.
초점거리는 무한대 피사체에 초점을 맞출 때 렌즈의 제2주점에서 필름면(또는 센서면)까지의 직선 거리로 정의한다고 정리한다. 물리적 렌즈 길이나 카메라 바디 길이와 혼동하면 안 된다고 한다.
플레어는 강한 빛이 렌즈 내부에서 다중 반사하여 화상을 손상시키는 현상이라고 정의한다. 간섭은 두 개 이상의 파가 한 점에서 만나 위상관계에 따라 합성파의 진폭이 변해 밝아지거나 어두워지는 현상이라고 정리한다. 또한 점광원의 조도는 거리의 제곱에 반비례한다는 역제곱 법칙이 빛의 세기 분포를 설명한다고 한다.
렌즈 수차를 묻는 문제에서 '중심과 주변의 초점 불일치'가 키워드로 등장하면 구면수차를 정답으로 선택하는 예가 대표적이라고 한다. 이미지 서클을 묻는 문항에서는 '렌즈가 만드는 둥근 초점 범위'라는 설명을 확인해 비네팅과 관련된 보기를 제거하는 방식이 유효하다고 한다. 플레어 관련 문항은 '렌즈 내부 반사로 인한 광채나 무늬'라는 특성을 찾으면 해결하기 쉽다고 한다.
빛의 성질에 대한 설명 중 잘못된 것은?
정답 ④ · 빛의 역제곱 법칙(Inverse Square Law)에 따르면, 점광원에서 나온 빛의 조도는 거리의 제곱에 반비례합니다. 따라서 '조명의 밝기는 거리의 제곱에 비례한다'는 설명은 물리적으로 틀린 내용입니다.
점광원의 조도는 거리의 제곱에 반비례하므로, 거리가 멀어질수록 밝기는 급격히 감소합니다.
강한 빛이 렌즈에 닿으면 여러 렌즈에서 서로 반사하여 필름에 점 또는 조리개 무늬를 만들기도 하여 화상을 이 중으로 해친다. 이를 무엇이라 하는가?
정답 ③ · 강한 빛이 렌즈 표면이나 렌즈 내부에서 여러 차례 반사되어 필름면에 닿으면, 화상에 흐릿한 원형의 광채나 조리개 모양의 무늬를 만들어 화질을 떨어뜨리게 됩니다. 이러한 현상을 플레어(Flare)라고 합니다.
강한 빛이 렌즈 내부에서 반사되어 화상을 해치는 현상을 플레어(Flare)라고 한다.
두개 이상의 파가 한점에서 만날 때 성분파의 위상관계에 의해 합성파의 진폭이 변화함으로써 이 부분의 빛이 밝게 또는 어둡게 되는 현상은?
정답 ④ · 간섭(Interference)은 두 개 이상의 파동(빛)이 한 공간에서 만났을 때, 위상이 같으면 서로 보강하여 밝아지고(보강 간섭), 위상이 반대이면 상쇄하여 어두워지는(상쇄 간섭) 현상을 말합니다. 이러한 현상은 빛의 파동성을 증명하는 대표적인 사례이며, 비누방울의 무지개색이나 렌즈 코팅의 반사 방지 원리 등으로 응용됩니다.
두 파가 만나 위상관계에 따라 진폭이 변화해 밝아지거나 어두워지는 현상을 간섭이라고 한다.
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