개념 한 쪽
렌즈와 광학의 기초 개념이 팬포커스 관련 문제를 이해하는 바탕이 된다. 렌즈의 형태와 빛의 직진성, 수차의 종류, 이미지 서클과 플레어 등 광학 용어의 정의를 명확히 구분해야 한다고 본다.
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출제기준 단원 「팬포커스」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 렌즈 내부 반사 현상 명칭 | 1 | 렌즈 내부 반사로 화상을 해치는 현상 이름을 묻기 |
| 구면수차 정의 판별 | 1 | 중심부와 주변부 빛의 초점 불일치로 인한 수차 식별 |
| 카메라 옵스큐라 원리 설명 | 1 | 작은 구멍으로 만든 상이 역상이 되는 이유 설명 |
렌즈의 수차는 렌즈 설계나 사진 촬영에서 상의 품질을 해치는 주요 원인으로 다룬다. 구면수차는 렌즈 표면이 구면이기 때문에 렌즈 중심부와 주변부를 통과한 빛이 서로 다른 위치에 초점을 맺어 상이 흐려지는 현상이라고 설명한다. 중심과 가장자리의 초점 불일치가 핵심이며 이 키워드를 통해 구면수차를 식별한다.
상면 만곡은 평면 피사체가 렌즈를 통과한 뒤 곡면 형태의 상으로 맺히는 현상이라고 정의한다. 이로 인해 화면 중앙은 상대적으로 선명하지만 가장자리가 흐려지거나 곡면 형태로 상이 맺히는 문제가 발생한다고 본다. 비점 수차는 방향에 따라 초점 위치가 다른 현상으로, 접선 성분과 방사선 성분의 초점 분리가 특징이라고 설명한다.
이미지 서클은 렌즈가 형성하는 둥근 초점 면의 지름을 의미한다고 규정한다. 이미지 서클의 지름이 촬상면보다 작으면 비네팅이 발생하므로 렌즈 선택 시 이미지 서클과 센서 크기의 관계를 확인할 필요가 있다고 본다. 플레어는 강한 빛이 렌즈 표면 및 내부에서 다중 반사되어 화상을 해치는 현상으로, 고스트나 조리개 무늬 등으로 나타난다고 정의한다.
광학의 기본 원리로 카메라 옵스큐라의 역상이 빛의 직진성 때문에 발생한다는 점을 짚는다. 또한 초점거리의 정의는 무한대 피사체에 초점했을 때 렌즈 제2주점에서 필름면까지의 직선 거리로 설명한다. 빛의 성질 관련해서는 뉴턴의 입자설로는 간섭과 회절 같은 파동 고유 현상을 설명할 수 없다는 한계를 언급한다.
문제 유형은 주로 수차의 정의를 물어 핵심 키워드로 식별하도록 출제된다. 예를 들어 "렌즈 중심과 주변의 초점 불일치"라는 표현이 나오면 구면수차를 정답으로 고르고, "평면이 곡면으로 맺힘"이 나오면 상면 만곡을 고른다. 또한 렌즈 내부 반사로 인한 화상 손상 현상을 물으면 플레어를 고르는 식의 기본 매칭 문제를 풀어야 한다.
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.
렌즈의 중심부로 입사된 빛과 주변으로 입사된 빛이 한곳에 모이지 않는 현상 때문에 생기는 수차는?
정답 ② · 렌즈의 수차 중 구면수차(Spherical Aberration)는 렌즈의 표면이 구형인 때문에 발생합니다. 렌즈의 중심부를 통과하는 빛과 주변부(가장자리)를 통과하는 빛이 굴절률의 차이로 인해 초점면 정확히 한 점에 모이지 못하고 초점이 흐려지는 현상입니다.
렌즈 중심부와 주변부 빛의 초점 불일치로 인한 수차는 구면수차이다.
카메라의 원리가 되는 카메라 옵스큐라는 피사체를 역상으로 보여주고 있는데 그 이유는?
정답 ① · 카메라 옵스큐라는 어두운 상자의 작은 구멍으로 들어온 빛이 반대쪽 벽에 상을 맺게 하는 원리입니다. 이때 맺히는 상은 상하좌우가 뒤집힌 역상입니다.
카메라 옵스큐라는 작은 구멍을 통과한 빛이 곧게 나아가 직진성을 가지므로 상하좌우가 뒤집힌 역상이 맺히는 원리입니다.
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