셔터 속도: 시간을 자르는 법

둘째 토요일. 다온은 지난주 숙제였던 '보정 −1, 0, +1 세 장'을 들고 왔지만, 정 선생이 먼저 묻는 것은 운동회 사진입니다. 흐린 날 운동장, 결승선으로 뛰어오는 아이들. 얼굴도 다리도 옆으로 늘어져 유령 같습니다. 정 선생이 카메라의 사진 정보를 열어 봅니다. "1/60초, f/8, ISO 100. 밝기는 맞았네. 밝기는."

"그럼 뭐가 틀린 거예요?" 정 선생이 되묻습니다. "초등학생이 결승선 앞에서 1초에 몇 미터나 뛸까?" 다온이 머뭇거리자 별이가 대신 답합니다. "50미터를 10초에 뛰면 1초에 5미터요. 저는 운동장에선 그냥 셔터를 1/1000에 박아 놔요. 사진부 선배가 무조건 천분의 일이래요."

"무조건은 없어. 대신 셈은 있지." 정 선생이 창문을 엽니다. 사진관 앞 골목으로 배달 자전거가 지나갑니다. "1초에 5미터면 1/60초 동안 8센티미터쯤 가. 그 8센티미터가 사진에 그대로 번진 거야. 셔터는 시간을 자르는 칼이야. 얼마나 얇게 자를지를 정하는 거지."

이번 교시에는 셔터 속도 하나만 만집니다. 움직임을 멈추는 속도, 일부러 흐르게 하는 속도, 손떨림이 생기는 속도를 가상 카메라로 찍어 보고, 각각을 스톱으로 셈합니다.

2-1. 셔터는 센서 앞의 막이다 (7분)

셔터(shutter) 는 센서 앞을 가리고 있는 막입니다. 사진을 찍는 순간에만 열려서 빛을 들여보냅니다. 열려 있는 시간이 셔터 속도(shutter speed) 입니다. 이름은 '속도'지만 실제로는 시간입니다. "셔터가 빠르다"는 열려 있는 시간이 짧다는 뜻입니다.

미러리스 카메라의 셔터는 보통 두 장의 막으로 움직입니다. 셔터를 누르면 앞막이 내려가며 센서를 드러내고, 정해진 시간이 지나면 뒷막이 따라 내려와 다시 가립니다. 앞막과 뒷막 사이 시간이 셔터 속도입니다. 막 없이 센서를 전자적으로 켰다 끄는 전자 셔터를 쓰는 카메라도 있지만, 시간을 잰다는 원리는 같습니다.

1교시에서 본 대로 셔터 눈금은 한 칸이 1스톱입니다. 짧은 쪽(빛이 적다)에서 긴 쪽(빛이 많다)으로 늘어놓으면 이렇습니다.

1/4000에서 30초까지는 17칸, 17스톱입니다. 가장 긴 시간은 가장 짧은 시간보다 2를 17번 곱한 만큼, 약 13만 배 깁니다. 15초와 30초도 1/60처럼 반올림한 숫자로, 정확히는 16초와 32초입니다.

셔터 시간이 두 배가 되면 두 가지가 함께 두 배가 됩니다.

1. 들어오는 빛: +1스톱. 사진이 밝아집니다.
2. 움직임이 기록되는 시간: 그동안 움직인 것은 두 배 길게 번집니다.

셔터 속도를 고르는 일은 이 두 가지 사이의 저울질입니다. 밝기만 보면 길수록 좋고, 움직임만 보면 짧을수록 좋습니다.

2-2. 움직임 멈추기와 흐르게 하기 (12분)

아래 실습대는 사진관 앞 골목을 50mm 렌즈로 찍는 가상 카메라입니다. 자전거가 초속 5m(시속 18km)로 지나갑니다. 결승선 앞의 아이와 거의 같은 빠르기입니다. 오른쪽 조작판에서 장면을 고르고, 셔터 슬라이더로 1/4000부터 1초까지 한 칸(1스톱)씩 바꿉니다. 밝기 고정이 켜져 있으면 셔터를 한 칸 빠르게 할 때 ISO가 한 칸 올라가 같은 밝기를 지킵니다. 맑은 날이라 느린 셔터까지 쓰도록 조리개는 가장 작은 f/22로 조여 두었습니다. '찍기'를 누르면 사진 위로 셔터 막이 내려가고, 열려 있는 동안 빛이 쌓이며 사진이 밝아지다가, 뒷막이 닫힌 뒤 결과가 남습니다(막이 열려 있는 시간은 보기 좋게 늘렸습니다). 사진 아래에는 지금 설정, 상태 한 줄, 그리고 셔터가 열린 동안 자전거가 움직인 거리와 그것이 사진 폭의 몇 %로 번지는지가 나옵니다. 조작판 아래의 노출계와 손떨림 칸은 2-3절에서 씁니다.

실습대의 읽기 칸을 셔터별로 모으면 이렇습니다(자전거와의 거리 8m, 50mm 렌즈).

셔터가 한 칸 느려질 때마다 번짐이 정확히 두 배가 됩니다. 번짐의 크기는 이렇게 셈할 수 있습니다.

50mm 렌즈로 8m 앞을 찍으면 사진에 담기는 폭이 약 5.8m입니다. 1/60초 동안 7.8cm를 가면, 단위를 cm로 맞춰 7.8 ÷ 576 ≈ 0.014, 즉 1.4%입니다. 이 식에서 번짐을 키우는 조건이 보입니다. 피사체가 빠를수록, 가까울수록(담기는 폭이 좁아진다), 망원 렌즈일수록(역시 폭이 좁아진다) 번짐이 커집니다. 카메라 쪽으로 다가오는 아이는 옆으로 가로지르는 아이보다 덜 번집니다. 화면 위에서 움직이는 거리가 짧기 때문입니다.

스톱 계산 한 번. 다온의 운동회 사진은 흐린 날 1/60 · f/8 · ISO 100이었습니다. 아이를 멈추려고 1/500으로 바꾸면 1/60 → 1/125 → 1/250 → 1/500으로 세 칸, −3스톱이라 빛이 1/8로 줄어듭니다. 메우는 방법은 ISO를 세 칸 올려 800으로 하거나, 조리개를 두 칸 열어 f/4로 하고 ISO를 한 칸 올려 200으로 하는 것입니다. 실습대에서 1/1000으로 바꿨을 때 ISO가 1600까지 오른 것도 같은 셈입니다(1/60에서 네 칸, ISO 100에서 네 칸). 빠른 셔터의 대가는 빛이고, 그 빛은 다른 손잡이에서 빌려 와야 합니다. ISO를 너무 높이면 생기는 일은 4교시에서 봅니다.

움직임별 출발점은 대략 이렇습니다. 꼭 지킬 숫자가 아니라 처음 맞춰 볼 숫자입니다.

번짐이 언제나 나쁜 것은 아닙니다. 폭포를 1/8초로 찍으면 물이 실처럼 흐르고, 달리는 아이를 1/30초로 찍으면 속도감이 납니다. 별이의 "무조건 천분의 일"은 멈추는 데는 맞지만, 흐르게 할 때는 틀린 답입니다. 셔터는 무엇을 보여 줄지를 정하는 손잡이입니다.

2-3. 손떨림과 1/초점거리 규칙 (8분)

실습대에서 셔터를 1/30보다 느리게 하면 손떨림 칸이 붉게 바뀌었습니다. 피사체가 움직이지 않아도 사진이 흐려지는 이유, 바로 카메라가 움직였기 때문입니다. 사람 손은 아무리 꽉 쥐어도 조금씩 떨립니다. 셔터가 열린 동안 카메라가 흔들리면 사진 전체가 번집니다.

두 번짐은 구별할 수 있습니다.

손에 들고 찍을 때의 오래된 규칙이 1/초점거리 규칙입니다. "셔터를 1/(렌즈의 초점거리)초보다 빠르게 하라." 망원 렌즈일수록 작은 떨림도 크게 확대되기 때문에 더 빨라야 합니다.

눈금에 딱 맞는 칸이 없으면 더 빠른 쪽을 고릅니다. 70mm에서 1/60은 1/70보다 느리므로 1/125를 고릅니다. 실습대의 50mm에서 1/60은 안전하고, 1/30은 안전선보다 0.6스톱 느려 사진 폭의 0.2%쯤 흔들립니다. 1/8에서는 2.6스톱 느려 1.1%로 커집니다.

요즘 카메라와 렌즈에는 손떨림 보정(image stabilization) 이 있습니다. 센서나 렌즈 속 유리를 손떨림의 반대로 움직여 상쇄합니다. 성능은 스톱으로 적습니다. "5스톱 보정"이라면 1/60에서 다섯 칸 느린 1/2초까지 손으로 들고 찍을 수 있다는 뜻입니다(1/64 × 32 = 1/2). 단, 보정은 카메라의 흔들림만 잡습니다. 달리는 아이는 여전히 번집니다.

손으로 들고 찍을 때 도움이 되는 습관도 있습니다. 팔꿈치를 몸통에 붙이고, 숨을 내쉰 뒤 멈춘 상태에서 셔터를 부드럽게 누르고, 연사로 여러 장을 찍어 가장 선명한 한 장을 고릅니다.

2-4. 삼각대와 패닝 (8분)

삼각대(tripod) 는 카메라를 바닥에 고정해 손떨림을 없앱니다. 그러면 셔터를 아무리 오래 열어도 건물과 가로등은 또렷합니다. 하지만 삼각대는 카메라만 멈출 뿐, 지나가는 자전거는 그대로 번집니다.

반대로 일부러 카메라를 움직이는 기술도 있습니다. 패닝(panning) 은 지나가는 피사체를 카메라로 따라 돌리면서 찍는 방법입니다. 카메라가 자전거와 같은 빠르기로 돌아가면, 센서 위에서 자전거는 멈춰 있고 대신 배경이 옆으로 흐릅니다. 자전거는 선명하고 배경은 속도감 있게 번진 사진이 됩니다.

아래 실습대는 같은 가상 카메라를 패닝을 켠 채 1/30초로 띄운 것입니다. 맑은 날이라 f/22 · ISO 100에서도 1/30은 1스톱 밝다는 안내가 함께 나옵니다.

실제 패닝은 실습대보다 어렵습니다. 몸을 허리부터 부드럽게 돌리면서, 피사체가 오기 전부터 따라가다가 셔터를 누른 뒤에도 계속 돌려야 합니다. 셔터는 1/30–1/60에서 시작합니다. 너무 빠르면 배경이 멈춰 패닝 효과가 없고, 너무 느리면 따라가는 손의 오차가 자전거까지 번지게 합니다. 자전거의 바퀴나 달리는 사람의 다리처럼 몸통과 다르게 움직이는 부분은 패닝을 해도 번집니다. 그것이 오히려 움직임을 살려 줍니다. 처음에는 열 장 중 한두 장 건지면 성공입니다.

2-5. 장노출: 물과 빛의 궤적 (7분)

셔터를 1초 넘게 여는 것을 장노출(long exposure) 이라고 합니다. 삼각대에 카메라를 올리고 장노출로 찍으면, 멈춰 있는 것은 또렷하고 움직이는 것은 시간의 자국이 됩니다. 밤거리의 자동차는 차체가 사라지고 전조등과 미등만 빛의 줄로 남습니다. 1초 동안 한 자리에 머무는 시간이 아주 짧은 차체는 빛을 거의 남기지 못하고, 스스로 빛나는 등은 지나간 길을 따라 선을 긋기 때문입니다.

아래 실습대는 야경 거리를 삼각대에 올려 1초로 찍게 띄운 것입니다(조리개 f/4).

노을 바다에서 본 문제는 밝은 곳 장노출의 고민입니다. 빛이 많은 장면에서 셔터를 오래 열면, ISO를 가장 낮추고 조리개를 가장 조여도 빛이 남습니다. 이때 쓰는 것이 ND 필터(neutral density filter) 입니다. 렌즈 앞에 끼우는 짙은 선글라스 같은 유리로, 색은 그대로 두고 빛만 줄입니다. 3스톱 ND 필터는 빛을 1/8로, 6스톱은 1/64로, 10스톱은 1/1024로 줄입니다. 노을 바다의 3스톱 초과는 3스톱 ND 필터 하나로 정확히 메워집니다. 한낮의 폭포를 비단처럼 찍는 사진도 이렇게 찍습니다.

30초보다 오래 열고 싶으면 벌브(Bulb, B) 모드를 씁니다. 셔터 버튼을 누르고 있는 동안(또는 리모컨으로 다시 누를 때까지) 계속 열려 있습니다. 별의 궤적처럼 몇 분, 몇십 분짜리 사진에 씁니다.

카메라 표기 읽는 법

휴대폰으로는

휴대폰의 기본 카메라는 어두운 곳에서 셔터를 스스로 느리게 잡습니다. 실내에서 뛰어다니는 아이가 휴대폰 사진에서 자주 번지는 까닭입니다. 전문가 모드의 S(셔터) 항목을 1/500쯤으로 고정하면 ISO가 올라가는 대신 아이가 멈춥니다. 휴대폰의 주 카메라는 대개 24–26mm 렌즈와 같은 화각이라 1/초점거리 규칙으로는 1/30쯤이 안전선이고, 대부분 손떨림 보정이 있어 조금 더 느려도 됩니다. 밤에 쓰는 '야간 모드'는 몇 초 동안 짧은 사진을 여러 장 찍어 흔들림을 맞춘 뒤 합치는 방식이라, 손으로 들고도 장노출처럼 밝게 찍힙니다. 대신 그동안 움직인 사람은 흐려질 수 있습니다. 빛의 궤적을 찍고 싶다면 휴대폰을 어디에 기대 놓고 전문가 모드에서 셔터를 몇 초로 정하면 됩니다.

자주 하는 착각 (4분)

• "셔터가 빠르면 사진이 더 밝다." 반대입니다. 빠른 셔터는 짧게 열리므로 한 칸 빠를 때마다 빛이 절반(−1스톱)이 됩니다. 그만큼 조리개나 ISO로 메워야 합니다.
• "화면의 숫자가 클수록 셔터가 길다." 화면의 '1000'은 1/1000초라서 가장 짧은 쪽입니다. 숫자 뒤에 " 표시가 붙은 '4"'부터가 초 단위의 긴 셔터입니다.
• "손떨림 보정이 있으면 달리는 아이도 선명하다." 보정은 카메라의 흔들림만 잡습니다. 피사체의 움직임은 셔터로만 멈춥니다.
• "흐린 사진은 다 초점이 나간 것이다." 사진 전체가 같은 방향으로 번졌다면 손떨림, 움직인 것만 번졌다면 셔터가 느린 것입니다. 초점이 나가면 번짐 대신 동그랗게 퍼집니다(3교시).
• "삼각대를 쓰면 언제나 선명하다." 카메라는 멈추지만, 셔터가 열린 동안 움직인 사람·나뭇잎·물결은 번집니다.

연습 문제 (4분)

1. 셔터를 1/500에서 1/125로 바꾸면 몇 스톱이고, 빛은 몇 배가 될까요? 달리는 아이의 번짐 길이는 어떻게 될까요?
2. 70mm로 손에 들고 찍을 때 1/초점거리 규칙에 맞는 셔터를 눈금에서 고르세요. 4스톱 손떨림 보정이 있다면 어디까지 느리게 할 수 있을까요?
3. 초속 5m로 달리는 아이는 1/60초 동안 몇 cm를 움직일까요? 1/1000초라면요? 1/60에서 1/1000으로 바꾸면서 ISO 400이던 밝기를 지키려면 ISO를 얼마로 올려야 할까요?
4. 노을 바다를 f/22 · ISO 100 · 1초로 찍으면 3스톱 밝게 나옵니다. 밝기를 맞추려면 몇 스톱짜리 ND 필터가 필요하고, 그 필터는 빛을 몇 분의 1로 줄일까요?

풀이

1. 1/500 → 1/250 → 1/125로 두 칸 느려졌으므로 +2스톱, 빛은 4배입니다. 셔터가 열린 시간이 4배가 되므로 번짐 길이도 4배가 됩니다.
2. 1/70초보다 빨라야 하므로 눈금에서는 1/125입니다(1/60은 1/70보다 느립니다). 4스톱 보정이면 1/125 → 1/60 → 1/30 → 1/15 → 1/8, 즉 1/8초까지 손으로 들고 찍을 수 있습니다. 정확히 따져도 1/128 × 16 = 1/8입니다. 물론 아이는 1/8초면 크게 번집니다.
3. 5 ÷ 60 ≈ 0.083m, 약 8cm입니다. 1/1000초면 5 ÷ 1000 = 0.005m, 5mm입니다. 1/60 → 1/125 → 1/250 → 1/500 → 1/1000은 네 칸, −4스톱이므로 ISO를 네 칸 올려 400 → 800 → 1600 → 3200 → 6400으로 해야 합니다. ISO 400 × 16 = 6400입니다.
4. 3스톱 ND 필터가 필요하고, 빛을 2 × 2 × 2 = 8, 즉 1/8로 줄입니다. 그러면 f/22 · ISO 100 · 1초에서 적정이 됩니다.

수업을 마치고 계단을 내려가던 다온이 돌아섭니다. "다음 주에 친구 졸업 사진을 찍어 주기로 했어요. 잡지에 나오는 것처럼 사람은 또렷하고 뒤는 뿌옇게 녹은 사진이요. 휴대폰 인물 모드 말고 진짜로요." 별이가 웃습니다. "휴대폰은 계산으로 흐리는 거고요." 정 선생이 다온의 가방을 가리킵니다. "그 안에서 놀고 있는 50mm 렌즈 가져와. 다음 주엔 조리개를 연다." 3교시에서는 렌즈 속 구멍인 조리개가 밝기와 배경 흐림을 함께 바꾸는 원리를 다룹니다.