노출 삼각형과 측광: 카메라가 틀리는 순간

토요일 아침, 다온은 노트북을 열어 사진 두 장을 나란히 띄웁니다. 왼쪽은 하얀 눈밭에 선 친구인데, 눈이 흐린 날의 시멘트처럼 회색입니다. 오른쪽은 소파 위의 검은 고양이인데, 털이 먼지를 뒤집어쓴 것처럼 뿌옇습니다. "둘 다 자동으로 찍었어요. 눈은 어둡게, 고양이는 밝게 나왔어요. 반대로요."

정 선생은 사진을 한참 보다가 묻습니다. "카메라가 눈이 하얀 줄 어떻게 알아?" 다온은 대답하지 못합니다. "모르지. 카메라는 들어오는 빛의 양만 재. 하얀 눈에 약한 빛이 비친 건지, 회색 벽에 센 빛이 비친 건지 구별을 못 해. 그래서 늘 같은 답을 내. 무엇이든 중간 회색으로."

옆에서 별이가 휴대폰을 흔듭니다. "할아버지, 휴대폰도 눈밭에서는 화면 눌러서 해 모양 막대를 위로 올려야 돼요." 정 선생이 고개를 끄덕입니다. "그게 오늘 배울 노출 보정이야. 그 전에, 지금까지 배운 손잡이 셋을 한 저울에 올려 보자."

지난 네 주 동안 셔터, 조리개, ISO를 하나씩 따로 배웠습니다. 이번 교시에는 셋을 한꺼번에 다룹니다. 그리고 카메라의 노출계가 어떤 장면에서 틀리는지, 틀렸을 때 어떻게 바로잡는지 봅니다.

5-1. 같은 노출, 다른 사진: 등가 노출 (10분)

세 손잡이는 모두 스톱으로 잽니다. 셔터를 한 칸 빠르게 하면 빛이 반(−1스톱), 조리개를 한 칸 열면 빛이 두 배(+1스톱)입니다. 둘을 함께 돌리면 −1 + 1 = 0, 사진의 밝기는 그대로입니다. 이렇게 밝기가 같은 조합을 등가 노출(equivalent exposure) 이라고 합니다.

맑은 날 거리(ISO 100)에서 적정 노출이 되는 조합을 늘어놓아 보겠습니다. 자전거의 움직임 흐림은 아래 가상 카메라로 잰 값입니다.

여섯 장의 밝기는 모두 같습니다. 달라지는 것은 각 손잡이의 '다른 얼굴'입니다. 셔터가 느려질수록 움직임이 번지고, 조리개를 열수록 배경이 흐려집니다. 공원 인물 장면에서 f/8을 f/2로 열면(셔터는 1/125에서 1/2000으로) 배경의 착란원이 약 2.1px에서 8.5px로 네 배 커집니다.

노출값 EV: 조합을 숫자 하나로

같은 노출인지 빨리 확인하는 방법이 있습니다. 1교시에서 장면 밝기의 번호로 만난 노출값(EV, exposure value) 은 ISO 100 기준으로 조리개 f값 $N$과 셔터 시간 $t$(초)를 이렇게 묶은 값입니다.

f/8, 1/500이면 정확한 값(8과 1/512)으로 $N^2/t = 64 \times 512 = 32{,}768 = 2^{15}$이니 EV 15입니다. f/5.6, 1/1000도 $32 \times 1{,}024 = 2^{15}$로 EV 15입니다. EV가 같으면 같은 노출입니다. ISO를 한 칸 올리면 같은 사진에 필요한 EV가 1 올라갑니다. 그래서 장면의 밝기도 EV로 말합니다. 1교시의 표대로 맑은 날 야외는 EV 15, 흐린 날 12, 밝은 실내 8, 어두운 실내·공연 6, 야경 거리 4입니다.

맑은 날의 오래된 어림법 '서니 16(sunny 16)'도 여기서 나옵니다. 맑은 날에는 f/16에서 셔터를 1/ISO로 두면 됩니다. ISO 100이면 f/16, 1/125(정확히는 1/128)이고, $256 \times 128 = 2^{15}$, 곧 EV 15입니다.

아래 실습대는 이 강의의 종합 가상 카메라입니다. 조작판의 검은 칸 셋이 셔터·조리개·ISO 다이얼입니다. ◀▶를 누르거나 숫자 칸을 누른 뒤 화살표 키로 한 칸(1스톱)씩 돌립니다. 사진 아래 첫째 막대는 카메라 노출계, 둘째 막대는 장면의 빛을 직접 잰 입사광 노출계(빛 기준 정답)입니다. 바늘이 0이면 적정, +1이면 1스톱 밝다는 뜻입니다. 그 아래에는 히스토그램과 움직임·손떨림·배경 흐림·노이즈 읽기, 지금과 같은 노출의 조합 목록이 있습니다. '등가 노출로 옮기기'는 셔터를 한 칸 빠르게, 조리개를 한 칸 열기를 한꺼번에 합니다.

5-2. 우선 모드: A, S, 그리고 M (8분)

세 손잡이를 모두 직접 돌리는 것이 수동(M, manual) 입니다. 하지만 셋 중 하나만 지키면 되는 장면이 많습니다. 그럴 때는 하나를 내가 정하고, 나머지는 카메라의 노출계에 맡기는 우선 모드가 편합니다.

A 모드에서 조리개를 한 칸 열면 카메라가 셔터를 한 칸 빠르게 해서 밝기를 그대로 지킵니다. 5-1의 등가 노출을 카메라가 대신 해 주는 것입니다. 카메라에 따라 A를 Av, S를 Tv라고도 적습니다.

우선 모드에도 한계가 있습니다. A 모드에서 어두운 실내에 들어가면 카메라는 셔터를 1/15, 1/8까지 늦춰 버립니다. 손떨림 한계(50mm면 1/50초쯤)를 넘으니 사진이 흔들립니다. S 모드에서 조리개가 이미 끝까지 열렸는데 빛이 모자라면 사진이 어두워집니다. 그래서 우선 모드는 흔히 자동 ISO와 함께 씁니다. "셔터는 1/125보다 느려지지 마, ISO는 6400까지만"처럼 한도를 정해 두면, 모자란 빛을 ISO가 메웁니다.

위 실습대에서 모드를 'A 조리개 우선'으로 바꿔 보세요. 셔터 칸에 '카메라가 맞춤' 표시가 붙고, 조리개나 ISO를 돌릴 때마다 셔터 숫자가 1/3스톱씩 따라 움직입니다. 1/640, 1/400처럼 처음 보는 숫자는 1스톱 눈금 사이의 1/3스톱 눈금입니다. 카메라는 노출을 더 잘게 맞추려고 이 눈금도 씁니다.

그런데 이 '따라가는' 셔터는 무엇을 기준으로 움직일까요? 카메라 노출계입니다. 이제 그 노출계를 들여다볼 차례입니다.

5-3. 측광: 카메라는 모든 것을 회색으로 본다 (12분)

카메라의 노출계는 렌즈로 들어온 빛, 곧 피사체가 반사한 빛을 잽니다. 이것을 반사광 측광이라고 합니다. 문제는 반사광만으로는 두 가지를 구별할 수 없다는 것입니다.

• 하얀 눈(빛을 80–90% 반사)에 보통 햇빛이 비친 장면
• 회색 벽에 아주 센 햇빛이 비친 장면

둘 다 렌즈에 들어오는 빛은 많습니다. 카메라는 어느 쪽인지 모르니 하나의 약속을 따릅니다. "이 장면은 평균적으로 중간 회색일 것이다." 이 중간 회색이 빛을 약 18% 반사하는 18% 회색(middle gray) 입니다. 실제 노출계의 기준은 제조사와 표준에 따라 12–18% 사이 어딘가에 있지만, 흔히 18% 회색이라고 부릅니다. 하얀 종이와 18% 회색의 차이는 $\log_2 (0.9/0.18) \approx 2.3$스톱입니다.

그래서 카메라는 장면이 무엇이든 '평균이 중간 회색이 되는' 노출을 고릅니다. 평범한 거리는 밝은 곳과 어두운 곳이 섞여 평균이 회색 근처라 잘 맞습니다. 하지만 장면 전체가 희거나 검으면 틀립니다.

가상 카메라의 '자동(측광)' 버튼은 가장 단순한 평균 측광으로 이 일을 흉내 냅니다. 화면 전체 밝기의 평균을 18% 회색에 맞추도록 셔터를 1/3스톱씩 돌립니다. 이 가상 카메라에서 평균 측광은 눈밭을 2.0스톱 어둡게, 검은 고양이를 2.3스톱 밝게, 역광 인물을 1.7스톱 어둡게 찍습니다. 눈밭과 역광 인물은 1교시 실습대의 '자동으로 찍기 (평균 측광)'에서 본 숫자와 같습니다. 다온의 카메라처럼 얼굴을 찾아 맞추는 자동이라면 거꾸로 얼굴은 살고 하늘이 날아갑니다.

입사광 노출계는 다릅니다. 피사체 자리에서 피사체에 떨어지는 빛을 직접 잽니다. 눈이 희든 고양이가 검든 상관없이 빛의 양만 보니 속지 않습니다. 실습대의 둘째 막대가 이 입사광 노출계입니다. 사진관에서는 손에 쥐는 입사광 노출계를 쓰기도 하고, 18% 회색 카드를 피사체 자리에 두고 그것만 재기도 합니다.

아래 실습대는 같은 가상 카메라를 눈밭 장면으로 띄운 것입니다. 처음에는 빛 기준 적정 노출로 맞춰 두었습니다. 그래서 입사광 노출계는 0인데, 카메라 노출계는 +2쯤을 가리킵니다. 카메라는 이 장면을 "2스톱 너무 밝다"고 보는 것입니다. '자동(측광)'을 누르면 사진 위에 측광 영역이 나타나고, 셔터가 한 칸씩 빨라집니다.

실습대에서 '눈밭의 사람'과 '소파 위 검은 고양이'를 번갈아 자동으로 찍어 보면 두 사진의 평균 밝기가 비슷해집니다. 흰 눈도 검은 고양이도 똑같이 회색 쪽으로 끌려옵니다. 카메라가 고장 난 것이 아니라, 약속대로 일한 것입니다.

요즘 카메라는 평균 측광보다 똑똑한 방식을 씁니다.

• 평가 측광(멀티 측광): 화면을 수십–수백 칸으로 나눠 재고, 칸들의 무늬를 보고 장면을 짐작합니다. 대부분의 장면에서 잘 맞지만, 화면 대부분이 눈이나 검은 천이면 여전히 회색으로 끌려갑니다.
• 중앙 중점 측광: 화면 가운데를 더 무겁게 재고 가장자리도 조금 반영합니다.
• 스폿 측광: 화면의 아주 작은 부분(대개 몇 %)만 잽니다. 역광 인물의 얼굴처럼 '여기만 맞으면 된다'는 곳이 있을 때 씁니다. 단, 잰 곳이 중간 회색이 되니 얼굴의 밝기를 생각해 보정을 더하기도 합니다.

어떤 방식이든 출발점은 같습니다. 카메라는 반사광으로 재고, 잰 곳을 중간 회색으로 만든다.

5-4. 노출 보정과 히스토그램 (10분)

노출 보정(exposure compensation) 은 카메라에게 "노출계가 0이라고 할 때보다 이만큼 밝게(어둡게) 찍어"라고 말하는 손잡이입니다. 보통 −3에서 +3스톱(카메라에 따라 ±5)까지, 1/3스톱씩 돌립니다. 화면에는 +0.3, +0.7, +1.0, +1.3, +1.7처럼 나옵니다. +1.7은 1⅔스톱, 빛으로는 약 3.2배입니다.

A·S·P 모드에서 보정을 +2로 두면, 카메라는 노출계 바늘이 +2를 가리키도록 따라가는 손잡이를 맞춥니다. M 모드에서는 보정 다이얼 대신 내가 직접 노출계 바늘을 +2에 놓으면 같은 일이 됩니다. 눈밭은 +2, 검은 고양이는 −2쯤, 역광 인물은 +1.7입니다. 위 실습대에서 모드를 A로 바꾸고 보정을 +2로 밀어 보세요. 눈밭이 다시 하얗게 돌아오고, 입사광 노출계가 0으로 돌아옵니다.

역광

해를 등진 인물은 보정이 가장 자주 필요한 장면입니다. 방법은 세 가지입니다.

1. 보정을 + 쪽으로: 얼굴이 적정이 될 때까지 +1–+2스톱. 대신 밝은 하늘은 하얗게 날아갑니다.
2. 얼굴만 재기: 스폿 측광으로 얼굴을 잽니다. 피부가 18% 회색보다 조금 밝으면 +0.7쯤 더합니다.
3. 얼굴에 빛을 더하기: 반사판이나 플래시로 얼굴을 밝히면 하늘과 얼굴의 차이 자체가 줄어 둘 다 살릴 수 있습니다.

히스토그램 읽기

노출이 맞았는지 화면 속 사진만 보고 판단하기는 어렵습니다. 화면 밝기, 주변 햇빛에 따라 달라 보이기 때문입니다. 그래서 히스토그램(histogram) 을 봅니다.

• 가로축은 밝기입니다. 왼쪽 끝이 완전한 검정, 오른쪽 끝이 완전한 흰색입니다.
• 세로축은 그 밝기의 화소가 얼마나 많은지입니다.
• 오른쪽 끝에 붙은 기둥은 하얗게 날아간 곳입니다. 날아간 곳은 나중에 어둡게 해도 무늬가 돌아오지 않습니다.
• 왼쪽 끝에 붙은 기둥은 검게 뭉개진 곳입니다. 밝히면 노이즈와 함께 조금 돌아오기도 합니다.

실습대의 히스토그램은 양 끝에서 1%가 넘는 화소가 잘리면 끝에 빨간 띠를 칩니다. 역광 인물을 얼굴 기준으로 맞추면 오른쪽에 빨간 띠가 생깁니다. 하늘이 날아간 것입니다. 얼굴과 하늘 중 무엇을 살릴지는 사진가가 고릅니다.

"히스토그램은 가운데 산 모양이어야 한다"는 규칙은 없습니다. 눈밭의 정답 히스토그램은 오른쪽으로 쏠려 있고, 검은 고양이의 정답은 왼쪽으로 쏠려 있습니다. 확인할 것은 장면과 어울리는 쪽에 있는가, 지키고 싶은 곳이 양 끝에 잘리지 않았는가 두 가지입니다.

카메라 표기 읽는 법

휴대폰으로는

휴대폰 카메라도 반사광 측광이라 눈밭과 검은 고양이에서 똑같이 속습니다. 다만 화면을 누른 곳에 초점과 측광이 함께 맞춰집니다. 역광 인물이면 얼굴을 누르면 됩니다. 누른 뒤 옆에 나오는 해 모양 막대를 위아래로 끄는 것이 노출 보정입니다. 전문가 모드에는 'EV' 다이얼과 히스토그램이 따로 있는 경우가 많습니다. 휴대폰은 여러 장을 빠르게 찍어 합치는 HDR로 날아간 하늘을 줄여 주지만, 하얀 장면을 회색으로 보는 버릇은 남아 있습니다.

자주 하는 착각 (3분)

• "노출계가 0이면 적정 노출이다." 노출계의 0은 '평균이 중간 회색'이라는 뜻입니다. 눈밭, 검은 피사체, 역광에서는 0이 틀린 답입니다.
• "등가 노출이면 같은 사진이다." 밝기만 같습니다. 움직임 흐림, 배경 흐림, 노이즈는 조합마다 다릅니다. 그 차이를 고르는 것이 노출 결정입니다.
• "A 모드로 두면 카메라가 알아서 흔들림도 막아 준다." A 모드는 밝기만 지킵니다. 어두우면 셔터가 손떨림 한계 아래로 내려갑니다. 자동 ISO의 최저 셔터 속도를 정해 두세요.
• "히스토그램은 가운데 있어야 좋다." 장면에 따라 다릅니다. 확인할 것은 지키고 싶은 곳이 양 끝에 잘렸는지입니다.
• "어둡게 찍고 나중에 밝히면 된다." 날아간 흰색은 돌아오지 않고, 어두운 곳을 밝히면 노이즈가 함께 커집니다. 찍을 때 맞추는 것이 가장 깨끗합니다.

연습 문제 (7분)

1. 맑은 날 f/8, 1/500, ISO 100이 적정입니다. 배경을 흐리게 하려고 조리개를 f/2.8로 열었습니다. 같은 밝기를 지키려면 셔터는 몇이어야 할까요?
2. A 모드에서 f/4, ISO 200으로 실내를 찍었더니 카메라가 셔터를 1/15로 골랐습니다. 손떨림을 피하려고 1/60으로 찍고 싶습니다. 조리개를 그대로 둔다면 ISO를 얼마로 올려야 할까요?
3. 눈밭에서 A 모드, 보정 0으로 찍었더니 눈이 회색입니다. 보정을 어느 쪽으로 얼마쯤 돌려야 할까요? 이유는?
4. 역광 인물을 찍었더니 히스토그램 왼쪽에 큰 산이 있고 오른쪽 끝에 높은 기둥이 붙어 있습니다. 화면 속 얼굴은 어둡습니다. 무슨 일이 일어난 것이고, 무엇을 할 수 있을까요?

풀이

1. f/8에서 f/2.8은 f/5.6, f/4, f/2.8로 세 칸, 곧 빛이 +3스톱(8배)입니다. 셔터를 세 칸 빠르게 해서 −3스톱을 만듭니다. 1/500 → 1/1000 → 1/2000 → 1/4000. 정답은 1/4000입니다.
2. 1/15에서 1/60은 1/30, 1/60으로 두 칸, 빛이 −2스톱(4분의 1)입니다. ISO로 +2스톱을 메웁니다. 200 → 400 → 800. 정답은 ISO 800입니다.
3. • 쪽으로 1.5–2스톱입니다. 카메라는 눈밭의 평균을 18% 회색으로 맞추려고 2스톱쯤 어둡게 찍었습니다. 하얀 눈은 중간 회색보다 2스톱 넘게 밝으니, 보정으로 그만큼 되돌려 줍니다.
4. 밝은 하늘이 평균을 끌어올려 카메라가 노출을 줄였습니다. 하늘 일부는 이미 날아갔고(오른쪽 끝 기둥) 얼굴은 어두운 쪽(왼쪽 산)에 있습니다. 얼굴을 살리려면 보정을 +1–+2스톱 주거나 스폿 측광으로 얼굴을 잽니다. 그러면 하늘은 더 날아갑니다. 둘 다 살리려면 반사판이나 플래시로 얼굴에 빛을 더해 둘의 차이를 줄입니다.

수업이 끝날 무렵 정 선생이 공지를 하나 합니다. "다음 주가 마지막 수업이야. 그리고 그다음 주에 1층 창가에 수강생 사진을 걸 거야. 한 사람에 세 장." 다온의 눈이 커집니다. "야경도 찍고 싶고, 별이네 학교 운동회도, 실내 인물도, 노을도요. 다 잘 찍고 싶어요." 정 선생이 웃습니다. "그럼 다음 주에는 무엇부터 정할지 순서를 세우자. 그리고 빛의 '양' 말고 빛의 '색'도." 6교시에서는 상황별 출발점과 노출 결정 순서도, 화이트 밸런스와 색온도를 다루고 강의를 정리합니다.