디지탈 카메라의 원리

디지털 카메라의 원리


화소수와 색상필터 종류가 화질 결정


디지털카메라는 어떻게 사진을 찍는 걸까 디지털카메라 부품은 크게 눈의 수정체 구실을 하는 렌즈부와 망막 구실을 하는 이미지 처리부로 나뉜다.

렌즈부는 빛의 강도를 조절하는 조리개와 초점을 조절하는 렌즈로 구성돼 있으며, 이미지 처리부는 빛을 전기적인 신호로 변환해 주는 이미지센서(CCD)와 색상정보를 얻기 위한 필터, 아날로그 신호인 빛을 디지털 신호로 바꿔주는 변환장치(ADC) 등으로 이뤄져 있다. 필름 카메라에서 필름이 담겨지는 곳에 이미지 처리부가 있다고 생각하면 된다.

셔터를 누르면 빛이 렌즈와 조리개를 통해 들어와 ‘CCD’(Charge Coupled Device, 고체촬영소자 또는 전하결합소자)에 닿는다. ‘CCD’는 이미지를 이루는 점(픽셀)을 표현하는 화소가 같은 범위에 몇개 들어있느냐에 따라 성능이 구별된다. 우리가 흔히 디지털카메라를 고를 때 300만 화소냐 400만 화소냐를 따지는 것은 바로 이 ‘CCD’에 들어간 화소수를 말한다. 같은 범위에 화소가 많을수록 더 선명한 이미지를 얻을 수 있지만, 화소의 집적도 뿐 아니라 ‘CCD’ 자체의 크기도 화질에 큰 영향을 준다. 화소수가 많으면 사진을 출력해 확대를 해도 깨지지 않고 본래의 이미지를 유지할 수 있다.

그런데 ‘CCD’는 빛의 양(명암)만 측정하기 때문에 그대로 출력을 하면 흑백사진이 된다. 따라서 렌즈와 ‘CCD’ 사이에는 색상 정보를 얻기 위한 필터가 들어간다. 필터는 원색계 필터와 보색계 필터로 나뉜다. 원색계 필터는 색상 표현력이 우수하지만 이미지의 미세한 표현이 부족한 편이고, 보색계 필터는 세밀한 표현은 가능하지만 색 재현성이 조금 떨어진다.

이렇게 필터와 ‘CCD’를 거쳐 변환된 전기적인 신호는 아날로그-디지털 변환장치를 지나면서 디지털 신호로 변환되고, 이미지 처리 전자회로를 통해 ‘화이트 밸런스’나 노출 등의 보정을 거쳐 그림파일로 메모리 카드에 저장되는 것이다. 디지털 카메라를 구입하거나 사용할 때 이 정도의 ‘상식’만 가지고 있어도 많은 도움이 된다.