디지털 카메라, 구조에 따른 종류는?[디카 강좌 1회]

[시원이]

디지털 카메라를 구입할 때 사용자들이 가장 중요하게 여기는 것이 화질과 화소수입니다. 초기 디지털 카메라들은 30만 화소 가량을 지원하는 모델들이 대부분이었습니다. 그러던 것이 100만 화소를 넘고, 500만, 800만 화소를 넘어 최근에는 2,000만 화소를 넘는 디지털 카메라도 쉽게 만나볼 수 있습니다.

사용자들은 ‘화소가 높을수록 화질이 좋은 카메라’라는 인식을 가지고 있습니다. 일견 맞지만, 다른 부분도 있습니다. 화소가 높을 경우 장점도 있지만, 용도에 따라 오히려 고화소가 불리한 경우도 있습니다. 화소가 화질에 영향을 주는 부분도 있지만, 그 외에 화질 요소에 따라 디지털 카메라의 화질은 천차만별로 달라집니다. 이번 강좌에서는 디지털 카메라 사용자들이 가장 자주 나누는 이야기지만, 가장 소홀해지기 쉬운 화질, 화소수에 대해 알아보겠습니다.

화소수 = 인쇄할 수 있는 사진의 크기를 결정

디지털 이미지는 어떻게 이루어져 있을까요? 디지털 카메라로 촬영한 사진을 확대해보면 작은 점의 모임으로 돼있다는 것을 알 수 있습니다. 화소수는 바로 이 점들의 개수입니다. 예를 들어, 1,000만 화소로 촬영한 이미지는 1,000만 개의 점으로 이미지를 표현한다는 의미입니다. 따라서, 디지털 카메라의 해상도를 서로 곱해주면 그 카메라의 화소수가 됩니다.

이미지를 이루는 점의 개수가 많으면 어떻게 될까요? 당연히 이미지 크기가 커집니다. 500만 화소 2,560 x 1,920 해상도 이미지와 1,000만 화소 3,648 x 2,736 해상도 이미지를 원본 사이즈로 비교해 보면 이미지의 크기가 다릅니다. 구성하고 있는 화소의 개수가 차이나는 만큼, 이미지가 커지는 것입니다.

<화소에 따라 달라지는 이미지 크기>

이미지의 크기가 크면 어떻게 될까요? 우선, 인화할 수 있는 이미지의 크기가 커집니다. 사진을 인화할 때, 최소 해상도를 설정하게 되는데, 이것은 정해진 사진 사이즈 내에 정해진 개수의 화소가 들어가야 하기 때문입니다. 참고로, 인화 기호 가운데 R은 짧은 쪽의 길이를 의미합니다. 즉 4R은 4 X 6, 10R은 10 x 13 인화를 의미합니다. 또한, 인화 사이즈의 기준은 1인치입니다. 4 X 6 인화의 경우 4인치 X 6인치, cm로는 10.2 x 13.5cm 크기입니다.

사용자들이 자주 사용하는 4 X 6인치(10.2 x 13.5cm) 인화의 경우, 800 x 600 해상도가 최소 해상도입니다. 그렇다면, 4 X 6인치 사진에 들어가는 최소한의 화소 개수는? 800 x 600 = 480,000. 48만 화소입니다. 따라서 100만 화소 이상으로만 사진을 촬영하면 4 X 6인치 인화에 무리가 없습니다. 1,000만 화소 이미지로 4 X 6인치 인화를 시도하면 어떻게 될까요? 물론 관계없이 인화 가능합니다.

문제가 되는 것은 그 반대입니다. 인화 시 화소수는 작은 사이즈의 경우 크게 문제되지 않지만, 대형 인화 시에는 큰 문제가 됩니다. 40 X 50인치 인화의 경우 인화물 크기가 101.6 x 152.4cm에 달합니다. 이 경우, 최소한 3,000 x 2,000 해상도, 화소로는 600만 화소 이상의 이미지가 있어야 이 크기에 인화할 수 있습니다. 그 이하 해상도는 40 X 50인치의 사진 내 들어가는 화소수가 부족하게 되므로 인화 품질이 매우 떨어집니다. 그렇기에 고화소 디지털 카메라는 많은 화소를 지원하므로 크기가 큰 대형인화에 유리한 것입니다.

화소가 클 경우 얻는 이득 두 번째로는 잘라내기를 들 수 있습니다. 고화소 모델로 촬영한 이미지를 부분 잘라내 사용하면 확대 효과를 얻을 수 있습니다. 같은 피사체를 3,000 x 2,000 해상도로 촬영한 이미지와 600 x 400 해상도로 촬영한 이미지는 확연히 다릅니다. 3,000 x 2,000으로 촬영한 이미지의 아무 부분이나 600 x 400 크기로 잘라낸다면 그 부분은 확대 효과를 얻게 되는 것입니다. 따라서, 고화소 카메라는 대부분 피사체를 크게 촬영하는 접사 촬영에 유리합니다.

고화소가 좋은 것만은 아닙니다. 고화소 이미지는 화소가 많은 만큼 용량이 커집니다. 따라서 사진을 많이 촬영하기 위해서 고용량 메모리를 사용해야 한다는 부담이 있습니다. 고화소 이미지는 보정을 가할 때나 한 눈에 보고자 할 때에도 다소 불편합니다. 이미지 크기가 커 이를 읽어 들이는 컴퓨터 모니터가 커야 하고 고사양을 요구하기 때문입니다. 하지만, 이러한 단점은 기술 발달로 대부분 해소됐으며 저장 미디어의 가격도 갈수록 낮아지고 있는 만큼 치명적인 것으로 꼽기는 어렵습니다.

화소수에 대해 간략하게 알아보았습니다. 그렇다만, 이제는 파일 포맷과 압축률에 대한 이해에 들어가겠습니다.

디지털 카메라의 파일 포맷

디지털 카메라는 빛을 이미지 센서에 받아들인 후 디지털 신호로 변환해 메모리에 저장합니다. 이 때, 저장하는 방식에 따라 이미지 파일 포맷이 바뀝니다. 이미지 파일은 크게 두 가지로 나뉩니다. 압축과 비압축 파일입니다. 압축 파일은 가장 잘 알려진 JPEG 파일을 뜻하며, 비압축 파일은 RAW가 있습니다. 그밖에 TIFF 포맷도 있지만, 최근에는 TIFF 포맷을 거의 사용하지 않으므로 여기에서는 RAW / JPEG에 대해서만 알아보겠습니다.

<RAW는 무엇? 또 SHQ, HQ는 무엇?>

또한, 디지털 카메라 메뉴 가운데에는 ‘압축률’, 혹은 ‘화질’ 들의 설정이 있습니다. 이는 무엇을 의미하는 것일까요? 이것은 화소를 토대로 이미지의 크기나 용량 등을 설정하는 것입니다. 위 예제 이미지의 경우 올림푸스 DSLR 카메라가 지원하는 압축률 설정입니다. RAW는 비압축 RAW 포맷 촬영을, 나머지 SHQ, HQ, SQ 등은 해상도 혹은 압축률을 의미합니다.

이미지 파일 포맷의 경우 모든 디지털 카메라가 공통입니다. JPEG는 대부분의 디지털 카메라들이 기본 지원하며, 중·상급 이상의 디지털 카메라들은 JPEG 기록 기능과 RAW 파일 기록 기능을 지원합니다. 반대로 전문가용 카메라의 경우 JPEG를 지원하지 않고 RAW만 지원하는 경우도 있습니다.

받아들인 빛 정보를 그대로 담고 있는 RAW 파일

<섬네일을 확인 가능한 JPEG. 그런데, ORF 확장자는 뭘까?>

RAW의 사전 의미는 ‘날 것의’, ‘가공하지 않은’입니다. 디지털 카메라에서의 RAW 이미지는 의미 그대로 가공되지 않은 화상입니다. 디지털 카메라로 사진을 촬영하면 우선 렌즈를 통해 들어온 빛이 이미지 센서에 닿게 됩니다. 이 빛이 디지털 신호로 저장되는 과정에서 디지털 카메라들의 이미지 처리 방식에 따른 보정이 들어가게 됩니다. RAW 파일은 이 과정을 생략하고 들어온 빛 그대로를 담아낸 파일입니다. 즉, 이미지 상을 그대로 저장하는 것입니다.

RAW 파일은 색상 정보를 모두 가지고 있습니다. 이미지 처리 방식을 거친 JPEG 이미지는 색 정보를 잃어버린 만큼, 이미지를 보정할 때 한계가 있습니다. 반면, RAW 파일은 색정보를 모두 지니고 있어 화이트밸런스, 노출 등의 조절 폭이 넓습니다. 예를 들어, 노출 실패로 완전히 까맣게 나와버린 사진이나 반대로 완전히 하얗게 나와버린 이미지의 경우, JPEG라면 색 정보를 가지고 있지 않아 보정이 불가능합니다. 하지만, RAW 파일의 경우 저장된 색정보를 이용해 이미지를 보정할 수 있습니다.

 

<RAW 파일 편집 프로그램을 사용해 노출부족 이미지(좌)를 보정(우)>

색 정보를 모두 가지고 있기에 RAW 파일은 용량이 매우 큽니다. 화상 데이터를 가감하지 않고 그대로 저장하기 때문입니다. 디지털 카메라에 따라서는 이 때 화상 처리 없이 데이터만 압축하는 압축 RAW를 지원하는 경우도 있습니다. 대부분의 카메라들은 RAW 파일 촬영 시 연속촬영 속도나 저장 속도가 느려지는데, 이것은 RAW 파일의 대용량에 기인한 것입니다.

RAW 파일을 편집하기 위해서는 전용 편집 프로그램이 있어야 합니다. 이 편집 프로그램은 대부분 유료로 제공되는 만큼 추가 부담이 생길 수 있습니다. 제품 구입시 기본 편집 프로그램이 제공되지만, 사용에 제한이 있기 때문입니다. RAW 파일은 디지털 카메라 제조사마다 다른 방식을 사용하고 있습니다. 따라서 편집 프로그램은 서로 호환되지 않습니다. 혹은, 포토샵, 페인트샵 등의 이미지 편집 프로그램에서도 RAW 파일 편집을 지원하니 이를 사용하는 것도 방법입니다. 이들은 플러그인을 설치하면 여러 종류의 RAW 파일을 편집할 수 있기 때문입니다.

<RAW 파일 컨버팅 프로그램과 지원 메뉴들(올림푸스 카메라 기준)>

RAW 파일에 이미지 파라미터를 적용 후 압축한 JPEG 파일

렌즈를 통해 들어온 빛이 이미지 센서를 거쳐 메모리에 저장되는 과정에서 이미지 처리 엔진에 의한 보정이 들어간다고 언급한 바 있습니다. 이 때, 보정과 함께 사진 이미지 크기를 압축하는 과정이 다시 들어갑니다. 그 후 저장되는 것이 JPEG 파일입니다. 이미지를 압축하는 이유는 간단합니다. 그래야 용량을 줄여 더 많은 이미지를 촬영할 수 있기 때문입니다.

<압축률 낮음>	<압축률 높음>

이 때, 압축의 정도를 결정하는 것이 압축률입니다. 압축률이 너무 높으면 데이터 손실이 일어나 화질에도 영향을 미칩니다. 100개의 색 정보를 10으로 압축하는 것과 1로 압축하는 것의 차이로 이해하면 쉽습니다. 위 예제 이미지를 보면 압축률이 낮은 경우 색 정보 손상이 적은 것을 볼 수 있습니다. 반면, 압축률이 높을 경우 미세한 화질 저하가 보입니다. 따라서, 대형 인화나 고품질 이미지를 원하는 경우에는 압축률을 낮게 두거나, 경우에 따라 RAW 파일을 사용해야 합니다. 혹 메모리 용량이 적을 경우 제한적으로 압축률을 높이면 이미지를 더 담아낼 수 있습니다.

JPEG 파일은 촬영 후 색 정보를 압축하고 이미지 처리 엔진의 보정이 들어가는 것이기 때문에 색 정보면에서는 RAW 파일보다 떨어집니다. 카메라에 따라서는 RAW 파일과 JPEG 파일의 색은 물론 해상력에까지 차이가 나는 경우가 있습니다. 이것은 이미지 처리 엔진의 특성이 가해졌느냐, 가해지지 않았느냐의 차이입니다. 이미지 처리 특성이 이미지를 흐리게 표현하는 것이라면 당연히 RAW 파일보다 JPEG 파일이 흐리게 나올 수밖에 없습니다.

하지만, JPEG 파일이라고 해서 무조건 화질이 떨어지지는 않습니다. RAW 파일에 비해 담는 정보가 모자랄 뿐, 일반적인 상황에서는 오히려 용량이 적은 JPEG 파일이 편리합니다. 거의 모든 디지털 카메라들이 JPEG 촬영을 기본으로 하고 있는 이유가 이것입니다. 용량이 작기 때문에 RAW에 비해 더 많은 정보를 담을 수 있고, 촬영 속도도 빠르며 열람할 때에도 편리하다는 점은 JPEG가 우위입니다. 따라서, 스냅 촬영이나 일반적인 상황에서는 RAW보다 JPEG 파일이 우월합니다.

화소수와 이미지 포맷은 밀접한 관련이 있습니다. 무조건 고화소 카메라를 구입하거나 무조건 RAW 파일 촬영을 고집하는 것보다는 용도에 맞게 적당한 디지털 카메라와 해상도를 선택해 사용하는 것이 좋습니다. 다음에는 조리개와 셔터 속도에 대해 살펴보겠습니다.