[SLR] 흔들림 방지 기술

니콘의 VR 기능은 Vibration-Reduction의 약자로 캐논의 IS(Image Stabilizer)에 대응하는 손떨림 방지 기술입니다. 렌즈에 탑재된 네개의 센서에서 렌즈의 축이 흔들리는 방향을 감지하여 느린 셔터 스피드에서 카메라의 흔들림을 줄여주는 역할을 합니다. 원래는 80 - 400VR, 한 종류의 렌즈 뿐이었지만 현재는 24 - 120과 70 - 200 등, 여러 종류의 렌즈가 출시된 상태입니다.

 

  VR 렌즈 내부에는 흔들림을 감지하고 보정하기 위해 자이로스코프(회전 감지 센서)를 이용한 스태빌라이저 장치 4개가 장착되어 있습니다. 좌우 떨림감지 센서 2개와 상하 떨림감지 센서 2개가 쌍을 이루고 있으며 각각 상하 흔들림과 좌우 흔들림을 보정하는 역할을 담당합니다. 손떨림의 방향과 크기를 렌즈에 부착된 네 개의 센서가 고속으로 연산하여, 얻은 정보를 토대로 보이스 코일 모터(VCM)를 사용해 렌즈를 반대로 움직여 실시간으로 손떨림을 보정합니다.

 

 

 

 

  최신 VR 렌즈 측면에는 Normal / ActIve 스위치가 위치합니다. Normal 모드는 카메라의 상하 흔들림을 보정하는 모드입니다. Normal 모드에는 패닝 촬영을 검출하는 기능이 추가되어 있어 패닝 촬영이나 연사 촬영 시 효과를 발휘합니다. Active 모드는 카메라가 불안정하게 흔들릴 수 있는 상황, 예를들어 자동차나 기차, 선박에 탑승하여 촬영할 때, 사용하는 모드입니다. Active 모드는 카메라의 흔들림을 섬세하게 감지하지만, 패닝 촬영 시에는 별다른 효과를 발휘하지 못합니다. 패닝 촬영은 빠르게 움직이는 피사체만을 선명하게 담는 촬영이지만 Active 모드는 패닝 촬영을 인식하지 못합니다. 따라서 배경의 흔들림을 보정하다보니 피사체까지 흔들리게 됩니다. 따라서 카메라를 손에 들고 안정된 자세에서 촬영하는 경우에는 Normal 모드가 효율적이며, 촬영자가 서있는 곳이 움직이거나 촬영자가 스스로 움직이면서 찍는 경우에는 Active 모드를 사용하는 것이 좋습니다.

 

  아래 사진은 유럽 니콘의 마케팅 담당자 Robert Cristina씨가 촬영한 패닝샷입니다. 니콘의 VR 렌즈가 얼마나 성공적으로 패닝샷을 촬영할 수 있는지 보여주는 사진입니다.

 

Robert Cristina씨가 촬영한 사진

 

  삼각대에 거치한 후 촬영할 경우에는 오히려 선명하지 못한 이미지를 얻을 수 있으므로, 이 때에는 VR 기능을 사용하지 않는 것이 좋습니다. 그러나 AF-S VR 200-400mm F4나 AF-S VR 200MM F2G 렌즈의 경우, VR 모드를 on으로 설정한 후 삼각대를 사용해 촬영해도 무리가 없다는 의견도 있습니다. 모노 포드와 결합하여 촬영할 때에는 미세한 흔들림이 생길 수 있으므로, VR 기능을 사용해 촬영하는 편이 유리합니다.

 

    

                                                                                  니콘 VR 렌즈

 

  VR  모드 사용하여 촬영할 때, 기능의 동작 여부는 렌즈 내부 소음으로도 확인할 수 있습니다. 반 셔터를 누름과 동시에 렌즈 내에서 미세한 소음이 들리며, 뷰 파인더 내의 움직임이 보정되어 잠시동안 화면이 정지됩니다. 이 때 셔터를 놓으면 소음은 사라집니다. VR 기능을 사용할 때 너무 빠르게 셔터를 누르면 VR기능이 미처 작동하기도 전에 사진이 찍히게 됩니다. VR 기능을 활용하려면 반 셔터를 누른 후  이미지가 잠깐 멈칫하는 것을 확인한 다음 셔터를 눌러야만 정확한 보정이 가능합니다

 

  촬영자가 VR 기능을 사용하지 않고 촬영할 수 있는 범위는, VR 기능을 사용하지 않고 촬영했을 때보다 노출에서 세 스톱 정도의 이득을 얻습니다. 즉, 촬영자가 1/125초에서 사진을 흔들리지 않고 찍을 수 있다면 VR 기능을 켰을 때는 1/15초 정도에서도 흔들리지 않은 이미지를 얻을 수 있습니다. 개인마다 손떨림의 편차가 크기 때문에 손떨림 기능의 효과는 촬영자마다 다르게 나타납니다.

 

 

 

 

 

 

 

오늘은 지난 강좌에서 소개드렸던 니콘 VR 기술에 이어 두 번째로 캐논의 IS 기술에 대해 알아보겠습니다.

 

 

  캐논은 1980년대 이미 망원경 등의 광학 기기에 IS 기술을 응용하였을 정도로 흔들림 방지 시스템에 관한 원천 기술을 보유하고 있었지만, 카메라용 렌즈에 흔들림 방지 시스템을 본격적으로 적용하기까지는 상당한 시간이 걸렸습니다. 캐논은 1980년대 카메라용 IS 렌즈 개발에 착수한 이후 10여년이 흐른 1995년 세계 최초의 일안 리플렉스 카메라용 IS 렌즈인 75-300 f/4-5.6 IS USM을 발표하게 됩니다.

 

 

 

   캐논이 초창기에 개발했던 흔들림 방지 기술은 Optical Shift IS 기술이라 하며 주로 망원경 등에 적용되었습니다. 이러한 Optical Shift IS 기술은 아래 사진에서 확인할 수 있듯이 렌즈가 흔들릴 때 내부에 장착된 Vari-Angle Prism(가변 각도 프리즘)을 통해 흔들린 각도 만큼 프리즘이 빛을 굴절시키는 방식입니다. 캐논의 광학 기기에 많이 쓰였던 방식이지만 화질이 상당히 저하되는 단점이 있어 주로 캠코더에 이용되며 일안 리플렉스 카메라용 렌즈에는 사용되지 않습니다.

 

 

Optical Shift IS

 

  캐논의 카메라용 IS 렌즈는 Jerked Lens 방식을 이용합니다. Jerked Lens 방식은 렌즈가 손떨림이나 진동으로 인해 발생한 움직임을 인식하고 일련의 내부 렌즈군을 이동하여 흔들림을 광학적으로 보정하는 기술입니다. Jerked Lens 방식은 니콘의 VR 렌즈와 마찬가지로 자이로 센서를 이용합니다. 자이로 센서를 통해 카메라의 움직임을 계산하며 흔들림의 반대 방향으로 빛이 굴절되도록 내부의 IS 렌즈군이 이동합니다. Jerked Lens 방식은 Optical Shift 방식보다 구현하기는 어렵지만, 화질 저하가 거의 없는 장점이 있습니다. 따라서 대부분의 IS 렌즈가 Jerked Lens 방식을 사용합니다.

 

         

                                            일반 렌즈                                IS 렌즈 (Jerked Lens 방식)

 

 

 

  28-135is와 같은 표준 줌 IS 렌즈에는 존재하지 않지만, 흔히 '백통'이라 불리우는 망원 계열 IS L렌즈에는 IS 모드 버튼이 따로 탑재되어 있습니다. IS 모드 버튼은 모드1과 모드2로 나뉩니다. 모드 1은 렌즈의 상하 좌우의 흔들림을 모두 보정해주며 일반적인 상황에서 사용합니다. 모드 2는 VR 렌즈의 Normal 모드와 마찬가지로 상하의 흔들림만을 보정하며, 따라서 렌즈를 수평으로 움직여 피사체를 촬영하는 패닝 촬영에서 효과를 발휘합니다. 촬영자가 수평 방향으로 패닝하면 수직 방향의 IS 기능만 동작하므로 수직 방향으로는 번짐이 덜한 패닝샷이 가능합니다. 

                

  IS 렌즈를 사용할때 렌즈 내부에서 웅얼거리는 소음을 들을 수 있는데 이러한 소음은 자이로 센서의 신호에 따라 IS 렌즈군을 구동시키는 서보모터(servomotor)가 끊임없이 움직이는 소리입니다.  또한 IS 기능을 사용하면 뷰파인더 상에서도 그 효과가 나타나므로, 망원 촬영에서도 흔들림이 적은 화면을 확인할 수 있습니다. 

 

 

   대부분의 사용자들은 IS 기능을 사용할 때, 약 2 ~ 3 스톱 정도 낮은 셔터 스피드에서도 삼각대에 의존하지 않고 선명한 이미지를 얻을 수 있습니다. 그리고 헬기나 비행기에서 촬영하더라도 흔들림이 적은 선명한 사진을 얻을 수 있습니다.

 

 

 

 

  기본적으로 IS 렌즈는 가격이 매우 비싼 편이지만 그 탁월한 기능 때문에 캐논 카메라 유저들이라면 한번쯤 꼭 사용해보고 싶어하는 렌즈이기도 합니다. 다음 시간에는 흔들림 방지 기술의 마지막 편으로 미놀타의 Anti-Shake 기술을 알아보도록 하겠습니다.

 

 

 

 

 

카메라의 흔들림은 사진을 망치는 최대의 적입니다. 매우 숙련된 사진가라 해도 모든 상황에서 손떨림으로 카메가 흔들리는 현상을 원천적으로 막을 수는 없습니다. 아무리 훌륭한 사진이라도 흔들리게 되면 후보정을 통해 제대로된 사진으로 복구시킬 수가 없습니다. 그래서 사진을 찍을 때 사람들은 언제나 셔터스피드에 민감해지곤 합니다. 이런 카메라의 흔들림을 방지하기 위해 각 카메라 제조사들은 카메라의 흔들림을 방지할 수 있는 흔들림 방지 시스템을 만들기 위해 오랫동안 노력해 왔습니다. 오늘은 SLR 카메라 흔들림 방지 기술의 마지막 강좌로 코니카미놀타의 안티 셰이크 (Anti-Shake)에 대해 알아보겠습니다.

 

 

  코니카미놀타의 안티 셰이크 기술은 지금까지 소개했던 다른 카메라 보정 기술과 기본적으로 차별화된 방식으로 동작합니다.니콘의 VR이나 캐논의 IS 기능이 모두 렌즈를 움직이는 방식으로 흔들림을 보정하는 방식이지만 코니카미놀타의 안티 셰이크는 카메라의 이미지 센서를 직접 움직임으로써 흔들림을 보정합니다.

 

 

  코니카미놀타의 안티 셰이크 기술은 2003년 출시된 디미지 A1에 최초로 탑재되었습니다. A1의 안티 셰이크 기능은 훌륭한 편이었지만 안티셰이크 기능을 켠 상태로 오래두면 CCD에서 열이 발생해 사진에 노이즈가 많이 발생하는 문제점이 있었습니다. 이번에 발표된 다이낙스 7D의 경우 A1 / A2에 비해 센서 사이즈가 훨씬 크기 때문에 그만큼 노이즈나 내구성 문제를 우려했던 것이 사실입니다. 그러나 실제로 다이낙스 7D은 새롭게 시스템을 설계하여 기존 안티 셰이크 시스템의 단점을 극복하고 노이즈나 내구성에 대한 우려를 불식시켰습니다. 코니카 미놀타의 A시리즈나 Z시리즈 등 보급형 제품의 경우 렌즈를 통해 들어오는 빛이 CCD를 거쳐 EVF로 오기 때문에 라이브 뷰를 위해서 반 셔터부터 안티 셰이크가 동작합니다. 그에 반해 다이낙스 7D는 셔터를 완전히 눌러 미러가 올라가는 순간부터 안티 셰이크가 동작하기 때문에 안티 셰이크 작동 시간이 극히 짧습니다. 즉, 손떨림을 보정하는 시간이 셔터 스피드와 동일하기 때문에 CCD 열화 현상이나 오랜 작동으로 인한 내구성 문제 등이 해결되었습니다. 그러나 A1 / A2에서 EVF를 통해 손떨림 보정 상태를 눈으로 확인할 수 있는 반면, 다이낙스 7D의 경우 그렇지 못한 단점도 있습니다. EVF는 CCD에 들어온 빛을 그대로 전달받기 때문에 라이브 뷰가 가능하지만 SLR 카메라에서는 미러를 통해 이미지를 확인하기 때문에 뷰 파인더로는 안티 셰이크 기능을 확인할 수 없습니다. 그러나 개인적으로는 이미지 품질이 떨어지는 것보다는 뷰 파인더 상의 불편을 조금 감수하는 편이 더 나은 선택이란 생각이 듭니다.

 

다이낙스 7D

 

 

 코니카미놀타에서는 다이낙스 7D의 대형 CCD에 적용하기 위해서 매우 예민한 앵글 스피드 센서(Angle Speed Sensor)와 액츄얼레이터라고 불리는 SIDM(Smooth Impact Drive Mechanism : 충격 완화 드라이브 메커니즘 )을 새롭게 디자인했습니다. 이 장치들은 안티 셰이크 시스템이 카메라의 움직임을 감지하면 손떨림의 방향과 크기를 바디 내의 앵글 스피드 센서로 검출하고 CCD의 위치를 정확하게 파악하는 역할을 합니다. 그리고 장착된 렌즈의 초점거리 데이터를 분석하고 현재 조리개 세팅과 현재 포커스 거리를 분석하여 CCD를 X축과 Y축, 2차원으로 세밀하게 움직여 손떨림을 방지합니다.

 

  물론 위의 설명은 안티 셰이크 시스템을 간단하게 설명한 것으로 실제로는 A1에 탑재된 안티 셰이크 기술은 액츄얼레이터와 슬라이더라 불리는 구동 장치가 흔들림 방지 효과를 얻을 수 있을 만큼 정밀하지 못하기 때문에 부품 개발에 어려움이 많았다고 합니다. 또한 기술 개발이 완료된 후에도 생산성이 좋지 않아 안티 셰이크 시스템이 실제로 빛을 보기까지는 꽤 오랜 시간이 걸렸습니다.

 

 

  코니카 미놀타 다이낙스 7D의 뷰 파인더 우측에는 알아보기 쉬운 다섯 단계의 인디케이터가 표시됩니다. 인디케이터는 안티 셰이크 기능의 동작을 표시하여 유저들이 한눈에 카메라의 흔들림 정도를 확인할 수 있습니다.

 

 

 

 

 

  안티 셰이크를 사용하면 캐논의 IS나 니콘의 VR과 마찬가지로 안티 셰이크를 사용하지 않을 때보다 2 ~ 3 스텝 정도의 셔터스피드 이득을 얻을 수 있습니다.

 

 

  다이낙스 7D의 안티 셰이크 기술이 가지는 가장 큰 장점은 흔들림 방지 매커니즘이 카메라 바디에 내장되어 있기 때문에 모든 코니카 미놀타 AF 렌즈와 대응한다는 것입니다. 망원 렌즈나 광각 렌즈, 줌 렌즈, 매크로 렌즈 등 코니카 미놀타의 렌즈라면 종류와 상관없이 손떨림으로부터 보호됩니다. 캐논의 IS 렌즈나 니콘의 VR 렌즈가 상당한 고가임을 생각해 볼 때 바디 자체에서 흔들림 방지를 지원한다는 점은 유저들에게 있어 큰 매력입니다. 그러나 코니카 미놀타의 알파 렌즈를 제외한 써드 파티 렌즈들의 경우 바디에 초점 거리 정보가 없기 때문에 실제로 테스트 해보지 않는 이상 동작을 보증할 수 없습니다. 그런 점은 펌웨어 업그레이드를 통해 해결될 수 있겠지만 코니카 미놀타에서 이런 펌웨어 지원을 할지는 미지수입니다.