흑백 제 1강의

[원세재]

제 1 강의 필름의 구조와 특성, 특성곡선



◈흑백필름의 구조

필름은 셀룰로이드와 같은 투명한 지지체에 감광유제를 발라 만든 것으로 빛과 화학적, 물리적으로 반응하여 잠상을 형성한다.

① 보호막 층

필름 유제면을 스크레치로부터 보호하기 위해 젤라틴으로 도포한다.

② 감광유제 (Emulsion)

빛에 민감하고 규칙적인 반응을 일으키는 염화은(Agcl) , 취화은(AgBr). 요오드화은(Agl)등의 할로겐화은을 아교와 비슷한 젤라틴과 혼합하여 감광성을 지니게 만든 것으로, 사용하는 할로겐화은의 함량과 제조방법에 따라 사진적 성질이 달라진다. 모든 필름은 유제도포시에 관용도를 넓히고 입상성과 선예도를 높이기 위해서 고감도 유제층 저감도 유제층 순으로 이중도포 (Double Coating)를 하고 있다.

③ 필름 베이스 (Film Base)

필름 베이스는 광학적으로 투명하고 무색이며 균일하여야 하고. 화학적으로 안정되고 유제의 도포가 쉬워야 하며 물리적으로 장력이 강하고 온도나 습도의 변화에 따른 신축성이 없어야 한다

㉠ 셀룰로이드나 폴리에스터 베이스.

필름 베이스의 특성을 가장 잘 유지하고 있고. 대부분의 필름에 사용되는 베이스이다.

㉡ 에스타(Estar) 베이스:

용매를 사용하지 않고 열처리를 가해 제조하는 것으로. 물리적 강도가 강해서 신축성이 적고 잘 찢어지지 않는다. 현재는 KODAK 테크니컬펜 필름과 적외선 필름, 대형 쉬트 필름에서 사용되고 있다.

④ 하도층

필름에 유제를 칠하기 좋게 접착 코팅의 역할을 한다.

⑤ 할레이션 방지층(Anti Halation Backing Layer)

할레이션을 막기 위해 필름 베이스 뒤쪽에 어두운 젤라틴 색소를 도포해서 빛을 흡수하도록 만든 것을 말하는데. 이 방지층은 현상처리 때 아황산소다에 의해 제거된다. 일반적인 135포맷 필름에는 별도의 할레이션 방지층이 없고 베이스 자체가 회색이나 마젠타 색으로 착색이 된 베이스가 이 역할을 대신한다.

※잠상(Latent image)

말 그대로 눈에 보이지 않는 상을 말하는데 촬영 후에 빛을 받은 필름의 할로겐화은은 빛을 받은 정도에 따라 변화를 일으켜 상을 기록하게 된다. 그러나 우리 눈에는 보이지 않기 때문에 붙여진 이름이다. 이러한 잠상을 우리 눈에 보이게끔 크게 확대시키는 과정이 바로 필름 현상이다.

※ 할로겐화은(AgX)

화학시간에 할로겐 원소에 대해 들어 본적이 있을 것이다 할로겐화 은은 할로겐 원소인 염소(Cl). 취소(Br), 요오드(1), 불소(F)와 은(Ag)을 결합하여 만든 것으로 이 가운데 불소는 물에 대한 용해도가 너무 크기 때문에 사진적으로 사용되지 않는다.



◈필름의 사진적 성질

감광도, 감색성, 입상성, 해상력, 관용도, 콘트라스트, 선에도 등 필름이 가지고 있는 특성을 필름의 사진적 성질이라고 한다.

① 감광도 (Film Speed)

말 그대로 빛에 대해서 감광재료가 일정한 빛에 대해서 반응하는 속도를 말한다.

㉠감도의 표시방법 : 감광도를 감광능력에 따라 수치화시켜 놓은 것

- ASA(American Standard Association) 미국 표준화 기구에서 지정한 감도 표시법

- DIN(Deutsche Industrie Normal) : 유럽의 필름들에 사용되는 감도 표시법 . 수치가 3씩 가감

- ISO(International Standard Organization) : 국제 표준화 기구에서 지정한 감도 표시법

E.I.100/21°실제로 감도를 표시할 때는 ISO/DIN 이 공동으로 사용되고 있다. 예를 들어 ASA 100은 DIN 21에 해당되는데. 이것을 필름 케이스 왼쪽처럼 100/21"로 표시한다. 참고로 ASA 감도가 배로 증가. 감소함에 따라 DIN은 3씩 가감된다

㉡ 감도에 따른 필름의 분류

- 저감도 : 감도 100 미만의 필름으로. 입상성이나 선예성을 목적으로 설계되어 확대율이 뛰어나다.

- 중감도 : 감도 100.200정도의 필름으로, 일반적인 목적에 사용되는 전천후 필름이다

- 고감도: 감도 400이상의 필름으로. 야간 촬영이나 실내 촬영 또는 망원렌즈 사용시 광량이 부족하거 나 빠른 셔터 스피드로 촬영해야 할 때 사용된다.

※ E.I. (Exposure Index) = 실용감도

ISO나 ASA등을 공칭감도라고 하고 이것에 대해서 실제로 사용하는 감도를 E.I라고 한다. 공칭감도는 노출을 위한 기준점일 뿐. 실제 노출시 사용하는 감도는 E.I에 의해서 이루어진다. 그것은 같은 필름이라고 하더라도 카메라마다 노출 메카니즘의 차이로 인해 얻어지는 농도가 다르고 더욱 심각한 것은 필름이 사진가에게 전달되기까지의 기간 동안 냉장보관이 이루어지지 않을 경우 필름의 감도는 계속해서 저하되기 때문에 실제로 사진가가 사용할 때쯤에는 감도 100 필름이 감도 64나 50이 되어 있는 경우도 있다. 따라서 자신의 카메라 노출 메카니즘과 필름의 실제감도를 테스트하여 정확한 E.I. 값을 알아내는 것이 노출의 첫 단계이자 모든 사진 작업의 기본이 된다.

② 감색셩 (Color Sensitivity)

감광재료는 빛뿐 아니라. 색 (파장)에 대해서도 감응하는데 이렇게 색에 대해 반응하는 성질로, 파장범위에 따라 청감성, 정색성, 전정색성으로 구분된다

㉠ 청감성

파장이 짧은 자외선. 파랑까지 느낄 수 있고 그 이상의 장파장인 노랑.빨강에 대해서는 색맹이다 일반 호수 인화지가 여기에 속한다.

㉡ 정색성

육안에 가장 밝게 느껴지는 노랑까지 느낄 수 있으나 그 이상의 장파장엔 색맹이다. 다계조 인화지와 리스 필름이 여기에 속한다.

㉢ 전정색성

빨강까지 모든 가시광선을 느낄 수 있으며 , 촬영용 필름의 감색성이다

③ 입상성

입자의 상태, 즉 필름 유제 안에 어느 정도 가늘고 고르게 분포되어 있는가 하는 것으로, 입자가 가늘고 고르게 분포되어 있는 것을 미립자. 거칠고 크게 분포되어 있는 것을 조립자라고 한다

※ LPM 해상력

인간의 눈과 비교하여 할로겐화은의 놀라운 해상력을 확인할 수 있을 것이다 사진이 공해 산업임에도 유지되는 것은 이러한 할로겐화은의 해상력을 대체할 수 있는 물질이 없기 때문이다. 요즘 많이 사용하는 컴퓨터의 경우 기술이 많이 좋아지기는 했지만, 아직까지는 은화상에 미치지 못하고 있다.

예) 인간의 눈 : 10선, KODAK Plus-X : 135선, KODAK TMX : 200선, KODAK 테크니컬 팬: 400선

※ 계조와 콘트라스트 (Contrast) 의 관계

암부와 명부 사이의 각각의 농도단계를 계조라고 하고. 각각의 농도에 따른 계조의 변화에 의해서 결정되는 것이 콘트라스트이다.

※ 해상력과 선예도

해상력과 선예도는 그 정의만을 따지게 되면 비슷한 개념처럼 느껴진다. 그러나 해상력과 선예도는 완전히 다른 개념이다. 실 예를 들면 감도 100 필름은 400필름보다 해상력은 항상 뛰어나다. 그러나 100 필름으로 촬영시 흔들리게 촬영하고 400필름으로는 정착하게 초점을 맞춰 촬영했다면 선예도는 400이 뛰어난 것이 된다. 이처럼 해상력은 필름의 객관적인 성격으로 촬영 전에 이미 결정되는 것이지만, 선예도는 해상력을 바탕으로 개인적 작업습관등 주관적 요소가 첨가되어 최종 결과물에서 선명도를 따지는 것이다.

④ 해상력(Resolution)

렌즈나 필름의 기록능력으로, 객관적인 평가방법으로 LPM(Line per mm)이 사용된다. 이것은 사방 1mm 되는 조그만 사각형 안에 얼마만큼의 선을 겹치지 알고 기록할 수 있는가에 의한 평가이다.

⑤ 관용도(Latitude)

감광재료의 노출 관용도 즉. 노출의 과부족을 어느 정도 허용하느냐 하는 허용범위를 말하며 일반적으로 다음과 같다.

흑백 필름 ＞ 컬러 네가 ＞ 컬러 슬라이드, 고감도 ＞ 저감도

⑥ 콘트라스트 (Contrast)

피사체의 밝고 어두운 차이를 말하는데 계조(Gradation) 범위에 의해서 결정된다. 명부와 암부가 존재하지만 계조가 단순하여 명암의 차이가 강한 것을 경조, 명부가 존재하지 않고 계조가 단순하여 농도차가 적은 것을 연조, 명부와 암부가 존재하면서 사이의 계조가 풍부한 것을 중간조라고 한다.

⑦ 선예도 (Sharpness)

결과물이 얼마나 선명한가하는 최종 결과물의 선명도를 말한다

이상으로 기본적인 필름의 사진적 성질에 대해서 알아보았다. 그러나 중요한 것은 위에서 언급했던 필름의 특성(감색성, 선예도 제외)들이 서로 상호 연관성이 있다는 것이다. 따라서 한가지 특성을 알게 되면 나머지 것들도 알 수 있다. 다음에 나오는 특성곡선에 의해서 그것을 확인할 수 있다.



◈특성곡선

1890년 허터와 드리필드가 발표한 것으로, 가로축을 노출(광), 세로축을 농도로하여 노출에 따른 농도의 변화를 나타낸 곡선이다. 이 곡선의 모양과 경사도에 의해 감도. 콘트라스트, 관용도 등 감광재료의 사진적 성질을 알 수 있다.

일반적으로 우리가 생각하는 노출에 따른 농도의 변화는 처음의 그림일 것이다. 이것은 노출과 농도가 비례한다는 일반적인 노출법칙인 상반칙 법칙에 의한 결과이다. 그러나 실제 감광재료의 특성곡선은 두번째 그림처럼 ㉡직선부만 노출과 농도관계가 비례하고 ㉠부분과 ㉢어깨부분은 노출과 농도가 비례하지 않다. 그래서 이 부분을 상반칙불궤에 해당하는 부분이라고 한다.

※ 상반칙불궤

말 그대로 상반칙 법칙에서 어긋나는 경우를 말한다. 빛의 세기가 너무 강해 노출 시간이 너무 짧거나 (1/1000초 이상) 빛의 세기가 너무 약해 노출시간이 길 때 (1초이상). 이론상으로는 노출량이 같더라도 현상 후 실제로 얻어지는 화랑의 농도는 부족되는 것을 말한다. 예를 들어 1/500 f/2.8, 1/2000 f/14는 상빈칙 법칙에 의해 이론상으로는 같은 노출값 이지만 실제로는 1/2000 f1.4는 노출 부족이 되는 것이다. 이때는 이 오류를 보정하기 위해서 실제 계산상의 노출보다 더 많은 노출을 주어야 한다.

① 특성 곡션의 특성

㉠ 발부분(Toe) : 암부를 나타내고 은의 농도가 가장 낮다.

㉡ 직선부(Straight) : 중간들 부분, 노출에 따른 농도의 변화가 비례한다

㉢ 어깨부(Shoulder) 명부를 나타내고 은의 농도가 가장 높다.

※ 네가필름과 포지필름의 톡성

전장의 관용도 란에서 네가가 슬라이드보다 관용도가 넓다고 하였다. 그것은 네가필릉의 경우 인화를 목적으로 하기 때문에 촬영단계에서 될 수 있는 한 많은 부분을 기록해 놓아야만 인화단계에서 디테일과 계조를 풍부하게 만들 수 있기 때문에 관용도를 넓게 하고 콘트라스트를 약하게 한 것이다. 네가 필름을 뷰 박스에서 보게 되면 아주 강한 명부와 아주 약한 암부의 디테일도 눈으로 확인되지만, 실제 인화상에서는 나타나지 앓게 된다. 슬라이드 필름은 포지필름을 말한다. 이것은 인화가 아닌, 시각 감상용이기 때문에 당연히 시각적인 전달력을 높이기 위해 필름 콘트라스트를 강하게 만든 것이다. 따라서 콘트라스트가 강해지면서 관용도가 좁아져서 필름의 관용도가 1/2단계밖에 되지 않는 것이다.

② 특성곡선으로 알아보는 사진적 성질의 상호 연괸성

㉠ 감도와 입상성과 해상력

일반적으로 고감도라는 것은 빛에 대한 감광효율을 높이기 위해 입상을 크게 만든 것이고 저감도는 그 반대의 경우이다 결론적으로 감도와 입장성은 반비례하다는 의미이다.

입상성과 해상력의 관계를 쉽게 설명하면. 같은 공간을 표현하는데 있어 고감도는 큰 입자 하나로 표현할 수 있다면 저감도 입자는 여러 개의 입자로 나누어 표현할 수 있다는 것이다 당연히 저감도가 해상력이 뛰어나게 된다. 이 내용을 종합적으로 정리하면

저감도=미립자=고해상력, 고감도=조립자=저해상력

㉡ 감도와 관용도와 콘트라스트

다음은 저감도 필름의 특성곡선-ⓐ과 고감도 필름의 특성곡선-ⓑ의 극단적인 모습을 나타낸 것이다. 저감도 필름은 세 번의 노출에 의해서 농도가 최대농도가 되는 것을 볼 수 있다. 첯번의 노출은 빛이 부족하여 망부로 존재하고. 두번째의 노출은 적당한 빛의 양으로 적정-N,세번째 노출은 노출이 많아서 명부가 되는 것을 확인할 수 있다. 고감도 필름은 입자의 크기가 상대적으로 크기 때문에 노출이 증가되어도 급하게 변하는 것이 아니라. 계속 중간톤(2번에서 8까지)으로 존재하다가 9번 노출에서 최대 농도가 되는 것을 볼 수 있다.

정리해 보자! 저감도 필름은 중간단계의 계조가 1단계밖에 존재하지 않기 때문에 콘트라스트가 강하고 고감도 필름은 중간단계가 2번부터 8번까지 6단계가 존재하므로 계조가 풍부하여 콘트라스트가 상대적으로 약하다는 것을 확인할 수 있다. 또한 관용도의 경우 중간 농도의 피사체가 검은색이나 횐색이 아닌 그 사이의 중간농도로 존재하는 한계라고 생각한다면 적정노출 N을 기준으로 저감도 필름의 경우 1단계 노출부족과 과다 처리되었을 때 검은색(암부)이나 횐색(명부)이 되어 현상이나 인화단계에서 구제할 수 없는 큰 실수를 저지르는 결과를 초래하지만. 고감도 필름의 경우 1단계 노출부족과 과다 처리되었을 때 약간 어둡거나 약간 밝은 중간톤으로 처리되기 때문에 인화상에서 노장시간 조절만으로도 쉽게 조절이 된다는 것을 의미한다.

저감도 = 경조 = 좁은 관용도 , 고감도 = 연조 = 넓은 관용도

종합하면 저감도 필름은 특성곡선의 기울기가 급하게 되면서 계조가 없이 콘트라스트가 강하게 되면서 관용도가 좁아지고. 고감도 필름은 특성곡선의 기울기가 완만하게 되어 계조가 넓어지며 콘트라스트가 약화되면서 관용도가 넓어지는 것을 확인할 수 있다.

㉢ 위의 내용을 바탕으로 사진적 성질의 상호 연관성을 종합해보면

저감도 = 미립자 = 고해상력 = 경조 = 좁은 관용도

고감도 = 조립자 = 저해상력 = 연조 = 넓은 관용도