노출 (사진술)

사진술에서 노출(露出, exposure)은 사진 필름의 프레임 또는 전자 이미지 센서의 표면에 도달하는 단위 넓이당 빛의 양이다. 이는 노출 시간, 렌즈 F 값, 그리고 장면의 휘도에 의해 결정된다. 노출은 측정 단위인 럭스-초(기호 lxs)로 측정되며, 특정 영역의 노출값(EV)과 장면 휘도에서 계산할 수 있다.

하나의 "노출"은 단일 셔터 사이클을 의미한다. 예를 들어, 장노출은 희미한 빛을 충분히 모으기 위한 단일한 긴 셔터 사이클을 의미하는 반면, 다중 노출은 일련의 셔터 사이클을 포함하여 한 이미지에 일련의 사진을 효과적으로 층을 이루게 한다. 누적된 광도 노출(Hv)은 총 노출 시간이 같다면 동일하다.

 정의 

 복사 노출 
표면의 복사 노출(Radiant exposure)은,
He("e"는 광도량과의 혼동을 피하기 위한 "energetic"의 약자)로 표기하며  단위로 측정되고 다음과 같이 주어진다.

여기서
Ee는 표면의 복사조도이며,  단위로 측정된다.
t는 노출 지속 시간이며, s(초) 단위로 측정된다.

 광도 노출 
표면의 광도 노출(Luminous exposure)은,National Institute of Standards and Technology  . Retrieved Feb 2009. Hv("v"는 복사량과의 혼동을 피하기 위한 "visual"의 약자)로 표기하며  단위로 측정되고 다음과 같이 주어진다.

여기서
Ev는 표면의 조도이며, lx(럭스) 단위로 측정된다.
t는 노출 지속 시간이며, s(초) 단위로 측정된다.

측정값이 감광성 표면과 반응하는 빛만을 고려하도록 조정된 경우, 즉 적절한 분광 감도에 의해 가중치가 부여된 경우 노출은 광도 단위(인간의 눈의 명목상 감도에 의해 가중치가 부여됨)가 아니라 여전히 복사 단위(제곱미터당 줄)로 측정된다. 이처럼 적절하게 가중치가 부여된 경우에만 H 측정값이 필름에 떨어지는 유효한 빛의 양을 나타내므로, 빛의 스펙트럼과 관계없이 특성 곡선이 정확해진다.

많은 사진 재료는 "보이지 않는" 빛에도 민감한데, 이는 방해가 될 수도 있고(UV 필터 및 IR 필터 참조), 이득이 될 수도 있다(적외선 사진술 및 풀스펙트럼 사진술 참조). 보이지 않는 빛에 대한 이러한 민감도를 특성화하는 데는 복사 단위를 사용하는 것이 적절하다.

특성 곡선과 같은 감광 데이터에서 로그 노출은 관습적으로 log10(H)로 표현된다. 노출값과 같은 2진 로그 스케일에 더 익숙한 사진가는 를 사용하여 변환할 수 있다.

 최적 노출 

"올바른" 노출은 사진가가 의도한 효과를 달성하는 노출로 정의될 수 있다.Peterson, Bryan, "Understanding Exposure", 2004,  : p.14

더 기술적인 접근 방식은 사진 필름(또는 센서)이 물리적으로 제한된 유용한 노출 범위를 가지고 있다는 점을 인식하며, 이를 때때로 동적 범위라고 부른다.Ray, S.F. et al. 2000 "The Manual of Photography" Focal Press, , p.230Ray, S.F. et al. 2000 "The Manual of Photography" Focal Press, , p.121 and p.245 사진의 어떤 부분이라도 실제 노출이 이 범위를 벗어나면 필름은 이를 정확하게 기록할 수 없다. 예를 들어 매우 단순한 모델에서 범위 밖의 값은 "디테일"을 묘사하는 데 필요한 정밀하게 단계화된 색상과 톤 대신 "검은색"(노출 부족) 또는 "흰색"(노출 과다)으로 기록된다. 따라서 노출 조정(및 조명 조정)의 목적은 피사체로부터 필름에 떨어지는 물리적인 빛의 양을 조절하여, '중요한' 그림자 영역과 하이라이트 디테일이 필름의 유용한 노출 범위를 초과하지 않도록 하는 것이다. 이를 통해 캡처 중에 '중요한' 정보가 손실되지 않도록 보장한다.

사진가는 "중요하지 않거나" "원치 않는" 디테일을 제거하기 위해 의도적으로 사진을 노출 과다 또는 노출 부족으로 만들 수 있다. 예를 들어, 흰색 제단 보가 아주 깨끗하게 보이게 하거나 누아르 영화의 무겁고 무자비한 그림자를 흉내 내기 위해서이다. 그러나 기술적으로는 기록되지 않은 정보를 '재생성'하려고 시도하는 것보다 후처리 중에 기록된 정보를 버리는 것이 훨씬 쉽다.

조명이 강하거나 거친 장면에서 하이라이트와 그림자의 휘도 값 비율은 필름의 최대 및 최소 유용한 노출 값 비율보다 훨씬 클 수 있다. 이 경우 카메라의 노출 설정(이미지 일부가 아닌 전체 이미지에만 변경 사항이 적용됨)을 조정하는 것은 사진가에게 노출 부족인 그림자 또는 노출 과다인 하이라이트 중 하나를 선택하게 할 뿐이며, 두 가지 모두를 동시에 유용한 노출 범위 내로 가져올 수는 없다. 이러한 상황을 다루는 방법에는 다음이 포함된다: 그림자 영역의 조도를 높이기 위해 보조광(fill lighting)을 사용하는 것; 너무 밝다고 판단되는 영역에 떨어지는 조도를 줄이기 위해 그라데이션 중성 밀도 필터, 플래그, 스크림 또는 고보를 사용하는 것; 또는 그렇지 않으면 동일한 여러 장의 사진 간에 노출을 달리하여 촬영(노출 브래킷)한 다음 나중에 HDRI 프로세스에서 결합하는 것이다.

 노출 과다와 노출 부족 

섬네일|흰색 의자: 미적 목적을 위해 의도적으로 노출 과다를 사용한 경우

사진에서 하이라이트 디테일의 손실이 있을 때, 즉 이미지의 중요한 밝은 부분이 "씻겨 나가거나" 사실상 모두 흰색이 될 때 이를 노출 과다(overexposed)라고 설명하며, 이는 "하이라이트 날림" 또는 "화이트 클리핑"으로 알려져 있다. 사진에서 그림자 디테일의 손실이 있을 때, 즉 중요한 어두운 영역이 "진흙투성이"이거나 검은색과 구별할 수 없을 때 이를 노출 부족(underexposed)이라고 설명하며, "그림자 뭉침"(특히 비디오에서는 "크러시드 섀도우", "크러시드 블랙" 또는 "블랙 클리핑")으로 알려져 있다. 인접한 이미지가 보여주듯이, 이러한 용어들은 예술적 판단이라기보다는 기술적인 용어들이다. 노출 과다 또는 노출 부족 이미지는 사진가가 의도한 효과를 제공한다는 의미에서 "올바를" 수 있다. (표준 또는 카메라의 자동 노출에 비해) 의도적으로 노출을 과다하게 하거나 부족하게 하는 것은 이미지의 히스토그램을 오른쪽이나 왼쪽으로 이동시키기 때문에 구어체로 각각 "오른쪽으로 노출하기" 또는 "왼쪽으로 노출하기"라고 불린다.

 노출 설정 
섬네일|right|두 개의 유사한 이미지, 하나는 자동 모드(노출 부족)로 촬영되었고, 다른 하나는 수동 설정으로 촬영됨

 수동 노출 
수동 모드에서 사진가는 원하는 노출을 얻기 위해 조리개 및 셔터 속도를 조정한다. 많은 사진가는 조리개와 셔터를 독립적으로 제어하는 것을 선택하는데, 조리개를 열면 노출이 증가하지만 피사계 심도가 감소하고, 셔터 속도를 늦추면 노출이 증가하지만 움직임 블러의 가능성도 증가하기 때문이다.

"수동" 노출 계산은 노출값, APEX 시스템 및 존 시스템에 대한 실무 지식을 갖춘 노출계 측정 방식에 기반할 수 있다.

 자동 노출 

자동 노출(automatic exposure, 보통 AE로 약칭) 모드의 카메라는 피사체의 중간 톤을 사진의 중간 톤과 (가능한 한 가깝게) 일치시키기 위해 노출 설정을 자동으로 계산하고 조정한다. 대부분의 카메라에서 이는 내장된 TTL 측광 노출계를 사용하는 것을 의미한다.

조리개 우선(흔히 A 또는 조리개 값을 의미하는 Av로 약칭) 모드는 사진가에게 조리개의 수동 제어권을 주는 반면, 카메라는 TTL 미터에 의해 지정된 노출을 달성하기 위해 셔터 속도를 자동으로 조정한다. 셔터 우선(흔히 S 또는 시간 값을 의미하는 Tv로 약칭) 모드는 자동 조리개 보정과 함께 수동 셔터 제어권을 제공한다. 각 경우에서 실제 노출 수준은 여전히 카메라의 노출계에 의해 결정된다.

 노출 보정 

섬네일|right|매우 화창한 겨울날 핀란드 헬싱키 타카-퇼뢰의 거리 모습. 밝은 햇빛을 보정하기 위해 의도적으로 +1 EV만큼 노출을 과다하게 했으며, 카메라의 프로그램 자동 측광으로 계산된 노출 시간은 여전히 1/320초이다.
노출계의 목적은 피사체의 중간 톤 휘도를 추정하고 이를 중간 톤으로 기록하는 데 필요한 카메라 노출 설정을 나타내는 것이다. 이를 위해 노출계는 여러 가지 가정을 해야 하는데, 특정 상황에서는 이것이 틀릴 수 있다. 노출계가 나타내는 노출 설정을 "기준" 노출로 간주한다면, 사진가는 알려졌거나 예상되는 측광 부정확성을 보정하기 위해 의도적으로 노출 과다 또는 노출 부족을 원할 수 있다.

내부 노출계가 있는 카메라는 대개 노출 보정 설정을 갖추고 있는데, 이는 사진가가 내부 미터가 추정한 적절한 노출에서 노출 수준을 단순히 오프셋할 수 있도록 하기 위한 것이다. 종종 스탑(stop) 단위 또는 EV 단위로 보정되며, "+1" 노출 보정 설정은 1스탑 더 많은(두 배) 노출을 나타내고 "–1"은 1스탑 더 적은(절반) 노출을 의미한다.

노출 보정은 자동 노출 모드와 결합할 때 특히 유용한데, 완전 수동 노출로 전환하여 자동 노출의 유연성을 잃지 않으면서도 사진가가 노출 수준을 편향시킬 수 있게 해주기 때문이다. 저가형 비디오 캠코더에서는 노출 보정이 유일하게 사용 가능한 수동 노출 제어 기능일 수 있다.

 노출 제어 
100px|right|섬네일|큐 왕립식물원의 분수에서 움직임 블러를 보여주는 1/30초 노출
100px|right|섬네일|큐 왕립식물원의 분수에서 개별 물방울을 보여주는 1/320초 노출
사진에 대한 적절한 노출은 사용된 매체의 감도에 의해 결정된다. 사진 필름의 경우 감도는 감광 속도라고 하며 국제 표준화 기구(ISO)에서 발표한 척도로 측정된다. 더 빠른 필름, 즉 ISO 등급이 더 높은 필름은 판독 가능한 이미지를 만드는 데 더 적은 노출이 필요하다. 디지털 카메라는 대개 추가적인 유연성을 제공하는 가변 ISO 설정을 가지고 있다. 노출은 시간의 길이와 감광 재료에서의 조도의 조합이다. 노출 시간은 카메라에서 셔터 속도에 의해 제어되며, 조도는 렌즈 조리개와 장면 휘도에 따라 달라진다. 더 느린 셔터 속도(더 긴 시간 동안 매체를 노출함), 더 큰 렌즈 조리개(더 많은 빛을 받아들임), 그리고 더 높은 휘도의 장면은 더 큰 노출을 만든다.

ISO 100 필름을 사용하고 조리개를 으로, 셔터 속도를 1/100초로 설정하면 화창한 날에 대략 올바른 노출을 얻을 수 있다. 이를 Sunny 16 법칙이라고 한다. 화창한 날 조리개 에서 적절한 셔터 속도는 필름 감도의 역수(또는 가장 가까운 값)가 된다.

장면은 사진가가 전달하고자 하는 의도된 효과에 따라 여러 가지 방법으로 노출될 수 있다.

 상반칙 

노출의 중요한 원리는 상반칙이다. 필름이나 센서를 더 오랜 시간 노출한다면, 동일한 노출을 얻기 위해 필름에 닿는 빛의 양을 줄이려면 반비례하여 더 작은 조리개가 필요하다. 예를 들어, 사진가가 (얕은 피사계 심도를 얻기 위해) 의 조리개로 sunny-16 샷을 찍기를 선호할 수 있다. 은 보다 3 스탑 "더 빠르고", 각 스탑은 빛의 양이 두 배임을 의미하므로, 새로운 셔터 속도는 (1/125)/(2·2·2) = 1/1000초가 필요하다. 사진가가 노출을 결정하면, 조리개 스탑은 한계 내에서 속도의 절반 또는 두 배와 맞바꿀 수 있다.

800px|섬네일|center|야경 사진에서 노출의 효과를 보여주는 데모. 셔터 속도가 길어질수록 노출이 증가한다.
대부분의 사진 유제의 진정한 특성은 사실 선형적이지 않지만(감광학 참조), 약 1초에서 1/1000초 사이의 노출 범위에서는 충분히 가깝다. 이 범위를 벗어나면 유제의 이러한 특성을 고려하여 계산된 값보다 노출을 늘려야 한다. 이러한 특성은 상반칙 불괴로 알려져 있다. 유제마다 특성이 다르므로 필요한 수정을 하려면 필름 제조사의 데이터 시트를 참고해야 한다.

디지털 카메라 이미지 센서 또한 일종의 상반칙 불괴 현상을 겪을 수 있다.

 노출 결정 
섬네일|1/3초 노출로 촬영된 축제 놀이기구

존 시스템은 인화지의 대비 능력에 맞게 필름의 대비를 변화시켜 기존 방식보다 더 넓은 색조 범위를 달성하기 위해 노출과 현상 조합을 결정하는 또 다른 방법이다. 디지털 카메라는 빠르게 연속해서 찍은 여러 다른 노출(셔터나 조리개를 달리함)을 결합하여 유사한 결과(고역동범위)를 얻을 수 있다.

오늘날 대부분의 카메라는 내장된 노출계 또는 내장 컴퓨터에 의해 해석되는 다중 포인트 미터를 사용하여 사진을 찍을 때 자동으로 정확한 노출을 결정한다. 측광 모드를 참조하라.

네거티브 및 인화 필름은 그림자 영역에 맞춰 노출하는 경향이 있는 반면(필름은 빛이 부족한 것을 싫어함), 디지털은 하이라이트에 맞춘 노출을 선호한다. 아래의 관용도를 참조하라.

 관용도 
섬네일|right|하이라이트 날림을 보여주는 예시 이미지. 위: 원본 이미지, 아래: 날아간 영역을 빨간색으로 표시
관용도(Latitude)는 이미지를 노출 과다 또는 부족으로 촬영하고도 노출에서 수용 가능한 수준의 품질을 회복할 수 있는 정도이다. 일반적으로 네거티브 필름은 슬라이드/리버설 필름이나 디지털보다 밝기 범위를 기록하는 능력이 더 뛰어나다. 디지털은 인화 필름의 반대로 간주되어야 하며, 그림자 범위에서는 좋은 관용도를 갖지만 하이라이트 영역에서는 좁은 관용도를 갖는다. 이는 필름의 넓은 하이라이트 관용도 및 좁은 그림자 관용도와 대조된다. 슬라이드/리버설 필름은 하이라이트와 그림자 영역 모두에서 좁은 관용도를 가져 더 높은 노출 정확도를 요구한다.

네거티브 필름의 관용도는 고감도(high ISO) 재료에서 다소 증가하는 반면, 디지털은 고감도 설정에서 관용도가 좁아지는 경향이 있다.

 하이라이트 

극심한 밝기로 인해 정보가 손실된 사진 영역은 "하이라이트 날림" 또는 "플레어 하이라이트"가 발생한 것으로 설명된다.

디지털 이미지에서 이러한 정보 손실은 대체로 되돌릴 수 없지만, 사진 편집 소프트웨어를 사용하여 작은 문제는 덜 눈에 띄게 만들 수 있다. RAW 형식으로 기록하면 이 문제를 어느 정도 수정할 수 있으며, 더 좋은 센서가 장착된 디지털 카메라를 사용하는 것도 방법이다.

필름은 종종 극심한 노출 과다 영역이 있어도 그 영역의 디테일을 기록할 수 있다. 이 정보는 대개 인화하거나 디지털로 변환할 때 어느 정도 복구 가능하다.

사진에서 하이라이트의 손실은 대개 바람직하지 않지만, 어떤 경우에는 매력을 "향상"시키는 것으로 간주될 수 있다. 예로는 흑백 사진과 초점이 맞지 않은 배경을 가진 인물 사진이 있다.

 블랙 
극심한 어둠으로 인해 정보가 손실된 사진 영역은 "그림자 뭉침"(crushed blacks)으로 설명된다. 디지털 캡처는 노출 부족에 대해 더 관대한 편이어서, 동일한 ISO의 네거티브 인화 필름보다 그림자 디테일을 더 잘 복구할 수 있게 해준다.

그림자 뭉침은 디테일의 손실을 초래하지만, 예술적 효과를 위해 사용될 수 있다.

 같이 보기 

 노출값
 측광
 존 시스템
 라비
 나체
 누드 미술

 각주 

 내용주

분류:사진술