<바로 아래 CCD에 대한 글을 먼저 읽고 오시기 바랍니다>
자 그럼 이제 이어서 말많은 ISO에 대해서 알아보겠습니다. 필름을 사용하시던 분들께서는 이해가 잘 안되실 지도 모르겠습니다. ISO란 빛을 받아들이는 감도를 얘기합니다. 그런데 이것을 수시로 바꿀 수가 있다니...
사실은 바꾸는 것이 아닙니다. CCD에 들어오는 빛과 쌓이는 전하량은 ISO를 변경해도 동일하다고 아까 말씀을 드렸습니다.
CCD의 절대 감도는 생산시에 결정이 됩니다.
그러면 어떻게 감도를 수시로 바꾸느냐? 간단합니다.
만약 ISO를 100에서 200으로 바꾸고 싶은 경우..
CCD에서 얻은 값 x 2 = 새로운 값
이렇게 하면 간단히 두 배의 밝기를 가진 사진을 얻을 수가 있습니다. 수치를 단순히 두배로 곱하는 것입니다. 곱하기 네배 하면 간단히 ISO400이 나옵니다. 너무 간단하죠? 그러면 여기서 생기는 문제가 있습니다.
첫번째, 계조가 부드럽지 못하게 됩니다. (-> 아래 추가사항을 참고하시기 바랍니다.)
만약 빛이 매우 미묘하게 변화하는 장면이라서 다음과 같이 연속된 값이 들어오게 된다고 해봅시다.
0 1 2 3 4 5 6 7 8
사실 사진에서는 숫자가 아닌 명암의 미묘한 변화로 나타나겠지요.
그런데 이것이 너무 어두운 장면이라서 ISO를 두배 높여서 촬영을 했다고 하면 촬영되는 사진에 들어오는 값은 다음과 같습니다.
0 2 4 6 8 10 12 14 16
빛의 양은 두배가 된 것처럼 보입니다. 그러나 1씩 변화하던 부드러운 계조가 순식간에 간격이 2로 되면서 끊어집니다. 그래서 계조의 부드러움이 감소하게됩니다.
ISO를 네배로 높이게 된다면 다음과 같이 됩니다.
0 4 8 12 16 20 24 28 32
이러면 하늘과 같이 색이 거의 비슷하면서 부드럽게 변화되는 장면을 제대로 표현할 수가 없게됩니다.
그렇지만 일반적으로 연속된 색이 들어오는 경우가 아닌 복잡한 장면에서는 이것은 크게 부각되는 문제는 아닙니다. 그리고 필름에서도 ISO가 높은 필름이 입자가 거친 특성이 있어서 그것과 어찌보면 비슷하게도 보이기도 합니다.
두번째 문제는 노이즈가 두드러진다는 것입니다.
앞에서 CCD의 노이즈는 암전류(dark current)에 의해 생긴다고 하는 이야기를 했습니다. 원래 이 암전류는 매우 작은 값이어서 결과물에서는 잘 눈에 띄지 않습니다.
그런데 ISO설정을 변경하면 CCD에 들어온 값을 두 배 이상 곱하기를 하게 되는데 이 과정에서 안보이던 암전류로 들어온 값까지 두 배 이상 곱하기가 되므로 안보이던 노이즈가 눈에 띄는 것입니다.
예를 들어 다음과 같은 노이즈가 있었다고 합시다.
1 0 0 0 2 0 0 0 1 (암전류)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 (들어온 빛 - 원래 찍혀야할 값)
1 1 2 3 6 5 6 7 9 (노이즈가 더해진 값)
이 장면에서 ISO를 두 배 높이면 다음과 같이 됩니다.
0 2 4 6 8 10 12 14 16 (들어온 빛 - 원래 찍혀야할 값)
2 2 4 6 12 10 12 14 18 (노이즈가 더해진 값)
2 0 0 0 4 0 0 0 2 (결과적으로 생긴 노이즈)
노이즈가 생각보다 많이 눈에 띄게 됨을 알 수 있습니다.
[추가사항] 위에서 수치를 들어 디지털적으로 표현을 했는데 이것은 설명의 편의를 위해 그렇게 한 것이고 실제로 기기에서 동작될시에는 꼭 그렇지 않을 수 있습니다. 카메라의 제조시에는 훨씬 더 복잡한 과정이 들어가니까요. 요즘은 노이즈 억제 기술 및 노이즈 제거 기술이 많이 들어가 있으므로 꼭 이러한 결과가 나온다고는 말할 수 없습니다.
계조 부분도 아래 리플에서 30초보님께서 말씀하신 바와 같이 ADC에 들어가기 전 미리 아날로그 증폭을 한다면 크게 문제되지 않을 수도 있습니다.
자 그럼 이제 이어서 말많은 ISO에 대해서 알아보겠습니다. 필름을 사용하시던 분들께서는 이해가 잘 안되실 지도 모르겠습니다. ISO란 빛을 받아들이는 감도를 얘기합니다. 그런데 이것을 수시로 바꿀 수가 있다니...
사실은 바꾸는 것이 아닙니다. CCD에 들어오는 빛과 쌓이는 전하량은 ISO를 변경해도 동일하다고 아까 말씀을 드렸습니다.
CCD의 절대 감도는 생산시에 결정이 됩니다.
그러면 어떻게 감도를 수시로 바꾸느냐? 간단합니다.
만약 ISO를 100에서 200으로 바꾸고 싶은 경우..
CCD에서 얻은 값 x 2 = 새로운 값
이렇게 하면 간단히 두 배의 밝기를 가진 사진을 얻을 수가 있습니다. 수치를 단순히 두배로 곱하는 것입니다. 곱하기 네배 하면 간단히 ISO400이 나옵니다. 너무 간단하죠? 그러면 여기서 생기는 문제가 있습니다.
첫번째, 계조가 부드럽지 못하게 됩니다. (-> 아래 추가사항을 참고하시기 바랍니다.)
만약 빛이 매우 미묘하게 변화하는 장면이라서 다음과 같이 연속된 값이 들어오게 된다고 해봅시다.
0 1 2 3 4 5 6 7 8
사실 사진에서는 숫자가 아닌 명암의 미묘한 변화로 나타나겠지요.
그런데 이것이 너무 어두운 장면이라서 ISO를 두배 높여서 촬영을 했다고 하면 촬영되는 사진에 들어오는 값은 다음과 같습니다.
0 2 4 6 8 10 12 14 16
빛의 양은 두배가 된 것처럼 보입니다. 그러나 1씩 변화하던 부드러운 계조가 순식간에 간격이 2로 되면서 끊어집니다. 그래서 계조의 부드러움이 감소하게됩니다.
ISO를 네배로 높이게 된다면 다음과 같이 됩니다.
0 4 8 12 16 20 24 28 32
이러면 하늘과 같이 색이 거의 비슷하면서 부드럽게 변화되는 장면을 제대로 표현할 수가 없게됩니다.
그렇지만 일반적으로 연속된 색이 들어오는 경우가 아닌 복잡한 장면에서는 이것은 크게 부각되는 문제는 아닙니다. 그리고 필름에서도 ISO가 높은 필름이 입자가 거친 특성이 있어서 그것과 어찌보면 비슷하게도 보이기도 합니다.
두번째 문제는 노이즈가 두드러진다는 것입니다.
앞에서 CCD의 노이즈는 암전류(dark current)에 의해 생긴다고 하는 이야기를 했습니다. 원래 이 암전류는 매우 작은 값이어서 결과물에서는 잘 눈에 띄지 않습니다.
그런데 ISO설정을 변경하면 CCD에 들어온 값을 두 배 이상 곱하기를 하게 되는데 이 과정에서 안보이던 암전류로 들어온 값까지 두 배 이상 곱하기가 되므로 안보이던 노이즈가 눈에 띄는 것입니다.
예를 들어 다음과 같은 노이즈가 있었다고 합시다.
1 0 0 0 2 0 0 0 1 (암전류)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 (들어온 빛 - 원래 찍혀야할 값)
1 1 2 3 6 5 6 7 9 (노이즈가 더해진 값)
이 장면에서 ISO를 두 배 높이면 다음과 같이 됩니다.
0 2 4 6 8 10 12 14 16 (들어온 빛 - 원래 찍혀야할 값)
2 2 4 6 12 10 12 14 18 (노이즈가 더해진 값)
2 0 0 0 4 0 0 0 2 (결과적으로 생긴 노이즈)
노이즈가 생각보다 많이 눈에 띄게 됨을 알 수 있습니다.
[추가사항] 위에서 수치를 들어 디지털적으로 표현을 했는데 이것은 설명의 편의를 위해 그렇게 한 것이고 실제로 기기에서 동작될시에는 꼭 그렇지 않을 수 있습니다. 카메라의 제조시에는 훨씬 더 복잡한 과정이 들어가니까요. 요즘은 노이즈 억제 기술 및 노이즈 제거 기술이 많이 들어가 있으므로 꼭 이러한 결과가 나온다고는 말할 수 없습니다.
계조 부분도 아래 리플에서 30초보님께서 말씀하신 바와 같이 ADC에 들어가기 전 미리 아날로그 증폭을 한다면 크게 문제되지 않을 수도 있습니다.
