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" Camera " <-- 각 파트별 개요


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HP : 011)9491-7906

Tel :   02)908-0540

  담당자 : 강완신

 

  

Part 1 디지털 카메라 개요

1. 디지털 카메라 등장

아날로그 사진 시스템에서 사진을 만들기 위한 첫번째 단계가 카메라를 사용하여 피사체를 촬영하는 것입니다.
모든 사진이 반드시 카메라를 통하여 만들어지는 것은 아니지만 사진에 있어 카메라는 출발점이라 할 수 있습니다.
다른 어떤 장치보다도 더 정밀하게 현실을 있는 그대로 복제해 낼 수 있는 능력을 지닌 카메라는 사진이 지닌 영향력을 생각해 볼 때 단순히 사진을 만들기 위한 현실 복제기계만은 아닙니다.
카메라는 그것을 들고있는 사람에게는 현실을 들여다 보는 창인 동시에 표현 수단이고 전달 수단이며 창작의 도구인 것입니다.
카메라의 원조격인 카메라옵스큐라(사진이 발명되기 훨씬 전부터 회화에서 드로잉용으로 사용되었음)로부터 시작하여 감광제와 더불어 카메라도 꾸준히 발전해 왔습니다.

뷰 카메라는 무브먼트 등의 몇가지 기능을 제외하고는 초기의 카메라 형태를 그대로 이어 받고 있는데, 오늘날에도 여전히 애용되고 있음.










카메라가 발전하면서 세상을 바라보는 시각에 변화를 주었고 이것은 역으로 세상을 변화시켰습니다.
1920년대 밝은 렌즈를 사용하는 소형 카메라가 탄생하면서 살로몬이라는 사람은  이 소형 카메라를 사용하여  정치인들의 사진을 촬영함으로서 포토 저널리즘을 개척하였고, 이러한 포토 저널리즘은 후에 Life 같은 포토시사잡지의 탄생을 가져 왔으며 여론에 막대한 영향을 미쳤던 것입니다.
이렇듯 단순히 사진을 만들기 위한 기계로만 볼 수 없는 카메라는 근래에 들어 전통적으로 사용하던 필름 대신에 이미지 센서를 사용하는 새로운 카메라로 발전되기 시작하였습니다.
이미지 센서로 영상을 포착하는 카메라인 디지털 카메라는 또다시 우리의 시각을 변화시킬 것이고 이것은 다시 우리의 삶을 변화시킬 것입니다.
디지털 카메라가 종전의 필름 카메라를 완전히 대체하지 못한 상태에서 우리를 얼마만큼 변화시킬 것인가에 대해 정확한 판단을 내리기는 어려우나 한 가지 분명한 것은 지금과는 많이 다른 모습으로 변화시킬 것이라는 점입니다. 

2. 디지털 카메라의 발전


1981년 소니에서 최초의 스틸 비디오 카메라인 마비카를 출시하면서 전자 사진의 역사가 시작되었다고 할 수 있습니다.
소니 MAVICA 스틸 비디오 카메라.







마비카는 마그네틱(Magnetic)과 비디오(Video) 그리고 카메라(Camera)를 합성한 말로서 이 카메라의 특징을 단적으로 나타내고 있습니다.
이 최초의 전자 스틸 카메라는 아날로그 신호를 플로피 디스크에 저장하는 방식으로 변환 프로그램을 사용하여 저장된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하였습니다.
일반 35mm 카메라와는 달리 필름 대신, 피사체에서 반사되는 빛을 감지하여 NTSC 규격에 의거한 아날로그 형식의 비디오신호로 바꾸는 CCD를 사용하였으며 생성된 신호를 2인치 플로피 디스크에 저장하였습니다.
전자 스틸 카메라는 기존 필름 카메라와 동일한 방법으로 사용할 수 있었으며 이에 더하여 기록된 이미지를 즉시 저장하거나 전송할 수 있었으며 편집이 가능하다는 장점을 지니고 있었습니다.

현재 스틸 비디오 카메라 마비카는 사라졌지만 소니는 여전히 디지털 마비카 시리즈를 출시하고 있습니다.
사진은 Sony MAVICA CD-1000 디지털 카메라.
저장매체로 2인치 플로피 디스크 대신 CD를 사용함.









마비카 이후 스틸 비디오 카메라는1989년 캐논에서 RC-250을 발표하면서 낮은 가격이 실현되었고, 니콘에서는 640 x 480 픽셀 해상도와 교환렌즈를 사용하고 휴대용 전화 송신기를 갖춘 QV-1000C를 출시하였습니다.
스틸 비디오 카메라는 지속적으로 발전하고 있었지만 비디오 신호 사용으로 인해 TV 해상도 이상의 이미지 품질 개선은 이루지 못하고 결국 디지털 카메라에 밀려나고 말았습니다.
현재 스틸 비디오 카메라는 찾아 보기 힘들어졌으나, 플로피 디스크를 사용하여 저장하는 방식은 소니 마비카 시리즈에 여전히 남아 최근에도 소니에서는 플로피 디스크와 CD를 저장매체로 사용하는 마비카 시리즈를 출시하고 있습니다.
1990년 최초의 디지털 카메라로 알려진 다이캠이 출시되었습니다.
흑백으로 이미지를 캡쳐하는 이 디지털 카메라의 해상도는 아주 낮았으나 이미지 캡쳐 즉시 컴퓨터에 이미지를 전송할 수 있었습니다.
1991년 코닥은 자신의 최초 디지털 카메라인 DCS 100을 출시하였고 계속해서 DCS 200, 410, 420, 460, 465를 출시하였는데 너무 높은 가격으로 인해 프로용으로만 사용되었습니다.
코닥의 디지털 카메라들은 착탈이 가능한 PCMCIA 카드를 사용하여 이미지를 저장하였는데 이 방식은 지금도 디지털 카메라의 이미지 저장 방식으로 사용되고 있습니다.
디지털 카메라의 대중화는 카시오에서 320 x 240픽셀의 CCD와 LCD 모니터 그리고 회전하는 렌즈를 탑재한 QV-10을 출시하면서 시작되었다고 할 수 있습니다.
QV-10은 이미지 해상도는 매우 낮았으나 여러면에서 획기적인 제품이었습니다.
즉, 270도 회전 가능한 렌즈는 아직까지도 디지털 카메라의 한 형태로 사용되고 있으며, 별도의 뷰파인더 없이 1.8 인치 컬러 LCD를 사용하였고, 전자식 셔터와 자동 노출 시스템을 가지고 있었습니다.
또 캡쳐된 이미지는 컴퓨터에 직접 연결되었고 비디오 케이블을 통해 NTSC  비디오 신호로 모니터, VCR, TV 등에서 출력할 수 있었습니다.
이후 디지털 카메라는 급속도로 발전을 거듭하였고 여러 분야에서 우리의 생활 깊숙히 파고 들고 있으며 기존의 필름 카메라를 대체하고 있습니다.

3. 아날로그 카메라와 디지털 카메라 


피사체에서 반사되는 빛을 포착하여 이미지를 형성한다는 점에서 일반 아날로그 카메라나 디지털 카메라의 역활은 동일합니다.
따라서 외형이나 기능적인 면에서 유사성이 많습니다.
두 카메라 간에 가장 큰 차이점은 아마도 피사체에서 반사되는 빛을 기록하는 방식 차이일 것입니다.
즉, 아날로그 카메라는 피사체에서 반사된 빛을 기록하는데는 감광유제가 도포되어 있는 필름을 사용하는데 반해 디지털 카메라는 이미지 센서를 사용하여 포착합니다.
따라서 디지털 카메라를 한 마디로 표현한다면 필름을 사용하지 않는 카메라라고 할 수 있습니다.
많은 사람들은 디지털 카메라의 가장 큰 장점으로 필름이 필요하지 않은 특성을 들고 있습니다.
필름이 필요하지 않다는 것은 우선 필름을 구입하는데 필요한 비용이 들지 않고 또 빛을 포착하여 형성된 잠상을 육안으로 확인할 수 있는 이미지로 형성하기 위한 필름 현상 처리 공정이 필요치 않아, 경제적으로 그리고 현상 처리 공정에 필요한 약품을 사용치 않음으로써 환경적으로 상당히 유리함을 의미합니다.

35mm 필름을 사용하는 소형카메라.
Leica M6.

단순히 일회용인 필름을 사용하지 않고 반영구적인 이미지 센서를 사용한다 해서 이것이 가장 큰 장점이 될 수 있는 가는 깊이 생각해 보아야 할 문제입니다.
왜냐하면 필름 구입 비용과 현상 비용이 절감되는 대신 디지털 카메라를 작용하기 위한 파워 공급(주로 밧데리) 비용도 만만치 않기 때문이고, 하드카피 출력시 소용되는 비용도 아날로그 사진보다는 높기 때문입니다.(앞으로 하드카피 출력 비용은 낮아질 것으로 예상되지만 아직까지는 아날로그 사진보다 높음.)
또한 현상 약품에 의한 환경오염은 줄어들겠지만 다른 유형의 환경 오염을 유발할 가능성을 충분히 가지고 있습니다.(예를 들어 전자파 문제라든지 또는 하드카피 출력시 사용되는 소재에 의한 환경오염 가능성이 있음.)
결국 필름을 사용하지 않는다는 것은 장점이라기 보다는 새로운 형식의 이미지 포착 방식으로 이해하는 것이 더 타당할 것으로 생각됩니다.
실제로 아날로그 카메라는 이미지를 기록하는 방식이 아날로그 타입이고 디지털 카메라는 디지털 신호로 기록한다는 것이 더 중요한 점일 것입니다.
디지털 카메라에서는 이미지가 아날로그가 아닌 디지털 신호로 기록되기 때문에 아날로그  카메라에서는 할 수 없었던 여러가지 기능이나 표현이 가능해 진다는 것입니다.
예를 들면 디지털 카메라로 캡쳐된 이미지는 만일 컴퓨터와 모니터가 옆에 있거나 아니면 카메라 자체에 프린트 기능이 있다면 컴퓨터 없이도 즉시 출력이 가능해집니다.
'즉시 출력'이란 단순한 시간상의 문제가 아니라 필름 현상처럼 특정 전문가 만이 할 수 있는 것이 아니고(필름을 현상 처리한다는 것은 현상을 가능케하는 도구나 기계 그리고 화학 약품이 필요하고 또 그것을 다룰 수 있는 지식이 필요하므로, 전문가가 아닌 일반인으로서는  어려운 일입니다.) 누구나 컴퓨터와 모니터만 있으면 출력할 수 있다는 것을 의미합니다.
이것은 디지털 카메라를 사용한다면 이미지 형성이 아날로그 사진에서 처럼 특정인만이 가능한 것이 아니고 누구나 쉽게 할 수 있다는 것이므로 어떤 의미에서는 이미지의 평등화가 이루어진다는 것을 뜻합니다.
바로 이런 점이 진정한 디지털 카메라의 장점 중 하나가 아닌가 생각됩니다.

4. 스케너와 디지털 카메라


스케너와 디지털 카메라는 대상물을 디지털 이미지로 변환 한다는 점에서 동일합니다.
차이점은 디지털화 하는 대상물에서 발생합니다.
즉, 스케너는 이미 형성된 이미지를 대상으로 하는데 반해 디지털 카메라는 피사체 자체를 대상으로 합니다.
스케너(드럼방식, 필름/평판 모두 포함해서)는 아날로그 카메라를 사용하여 촬영된 필름이나, 최종 프린트(인화현상된 사진) 그리고 인쇄된 사진이미지 등 1차 형성된 이미지를 사용하여 디지털 이미지화 합니다.
또 스케너는 기기 종류별로 미리 결정된 규격 이내의 사이즈만 디지털화 할 수 있고, 자체 광원을 사용하기 때문에 주변광에 의한 영향을 받지 않으며 사용되는 렌즈는 고정(각도와 거리)되어 있고 움직이는 물체나 순간 이미지 캡쳐는 불가능합니다.
EPSON Perfection 1240U PHOTO 플랫베드 스케너.
광학해상도 1,200x2,400dpi에 42bit(채널당14bit)의 칼라 계조를 지니고 있음.

반면 디지털 카메라는 이미지 캡쳐를 위한 충분한 광원이 존재해야 하며, 사용되는 렌즈의 화각에 의해 캡쳐되는 이미지의 크기와 범위가 결정되고, 선명한 이미지를 얻기 위하여 렌즈는 초점 조절이 가능해야 합니다.
또 디지털 카메라는 장소에 구애 받지 않고 다양한 카메라 앵글을 사용할 수 있으며 순간적인 이미지 캡쳐와 연속적인 이미지 캡쳐가 가능합니다.
이미지 품질적인 면으로 스케너와 디지털 카메라를 비교한다면 상당히 복잡한 문제가 됩니다.
그 이유는 같은 스케너라도 품질이 천차만별이고 디지털 카메라 역시 성능적인 면에서 많은 차이를 보이고 있기 때문입니다.
일반적으로는 스케너가 디지털 카메라에 비하여 이미지 품질이 높은 것으로 인식하고 있으나 현재 시판되고 있는 디지털 카메라의 성능을 볼 때 그렇지 않을 수도 있습니다.
예를 들어 많이 사용되는 일반 평판 스케너와 인쇄용 이미지 제작에 주로 사용되는 디지털 백과 이미지 품질을 비교한다면 디지털 백이 훨씬 더 우수할 것입니다.
만일 드럼 스케너와 보급형 디지털 카메라의 성능을 비교한다면 드럼 스케너의 이미지 품질이 월등히 높을 것은 당연한 일입니다.
현재 상용화 되어 있는 디지털 이미지 입력기기 중 가장 이미지 품질이 높은 기기는 단연 드럼 스케너일 것입니다.
그 이유는 드럼 스케너에서 이미지 센서로 사용되는 포토 멀티플라이어는 디지털 카메라에서 주로 사용하는 CCD 칩보다 더 빛에 민감하여 아주 어두운 부분까지 디테일을 살려낼 수 있기 때문입니다.
현재까지는 디지털 카메라와 스케너는 그 용도가 서로 다르기 때문에 비교에는 무리가 따르나 디지털 카메라의 발전 추세를 보아 머지 않은 장래에 디지털 카메라는 스케너를 대체할 가능성이 아주 높습니다.
왜냐하면 디지털 카메라는 스케너에 비해 기동성과 창의성에 있어 장점을 지니고 있기 때문이고, 따라서 이미지 품질만 개선이 된다면 충분히 대체할 가능성이 있는 것입니다.  
디지털 카메라 사용은 아날로그 이미지를 디지털화 하는 가장 빠르고 쉬운 방법입니다.
사진 특성을 감안하여 생각해 본다면, 이미 형성된 이미지를 디지털화 하는 복사기 기능의 스케너 보다는 현실 복제가 가능한 디지털 카메라로 캡쳐한 이미지가 진정한 디지털 포토라 할 수 있을 것입니다.

5. 디지털 카메라의 특징

디지털 카메라는 외형적으로 아날로그 카메라와 비슷합니다.
디지털 카메라 메이커들은 의도적으로 아날로그 카메라와 비슷한 디자인을 사용하고 있는 것 같은데, 이는 디지털 카메라에 대한 거부감을 해소하고자 하는 노력의 일환인 것 같습니다.
즉, 일반인에게 익숙한 카메라의 형태를 유지함으로써 새로운 방식에 대한 부담을 줄이고 종전의 아날로그 카메라를 사용하듯이 사용할 수 있다는 의식을 심어 주고 있는 것입니다.
기능적인 면으로 볼 때 디지털 카메라는 두 가지 경향을 지니고 있는데, 하나는 아날로그 카메라의 기능을 답습하고 따라가려는 경향이고 다른 하나는 아날로그 카메라는 가질 수 없는 기능과 새로운 기능을 추가하고자 하는 경향입니다.

디지털 카메라의 대표적인 외형상 특징 중 하나인 LCD 모니터.
(사진: LCD 모니터가 부착된 후지 디지털 카메라.)










아날로그 카메라를 답습하고자 하는 노력은 기존 아날로그 카메라에 익숙한 일반인에게 쉽게 접근하기 위한 판매 정책적인 측면이 강한데, 어떤 경우에는 이것이 오히려 혼돈을 일으킬 경우도 있습니다.
에를 들어 셔터음의 경우 아날로그 카메라는 대부분 기계식 셔터를 사용하므로 '찰칵'하는 소리가 나는데 일부 디지털 카메라는 전자 셔터(CCD 셔터라고도 함)를 사용하므로 셔터음이 발생되지 않습니다.
셔터음 없이 셔터가 작동한다는 것은 아날로그 카메라 사용자에게는 익숙치 않은 현상이고 거부감을 느낄 수 있기 때문에 디지털 카메라에서는 셔터를 누를 때 비프음이 울리도록 디자인된 것이 많습니다.
그런데 대부분의 경우 이 비프음과 셔터 타임과 일치하지 않아 당황하게 됩니다.
(기계적으로 셔터가 작동될 때 발생되는 셔터음과 셔터를 작동시킬 때 비프음이 발생되는 것은 아주 짧은 순간이지만 느낌의 차이가 발생됩니다.)
또 디지털 카메라는 디지털 신호로 이미지를 형성한다는 특징을 최대한 살려 아날로그 카메라에는 없는 기능을 많이 가지고 있는데 이는 기존 카메라 시장을 완전 석권하고자 하는 메이커의 의도가 숨어 있는 것 같습니다.
예를 들어 많은 디지털 카메라들이 동화상 캡쳐 기능을 가지고 있는데, 이는 이미지를 디지털로 형성하는 특징을 살린 것으로 아날로그 카메라에서는 불가능한 기능이므로 디지털 카메라의 장점이라고 생각할 수 있습니다.
그러나 굳이 스틸 이미지 캡쳐용인 디지털 카메라에 과연 동화상 캡쳐 기능이 반드시 필요한 것이가에 대해서는 약간의 의문이 있습니다.
물론 있어서 나쁠 것이 없는 기능이지만 전문적인 디지털 비디오 카메라에 비하여 한계가 있음에도 불구하고 이를 강조하는 것은 어떤 다른 의도가 있는 것이 아닌가 생각됩니다.
이제 디지털 카메라는 초기의 '값 비싼 장난감'이라는 인식에서 벗어나서 대중화를 이루었고, 대중화에 성공하면서 디지털 카메라에 대한 많은 환상이 사라졌습니다.
디지털 카메라는 만능이고 아날로그 카메라의 위에 있다는 생각에서 벗어나 자신의 용도와 목적에 맞은 영역을 확보하고 있으며, 카메라 전체 영역을 담당하던 아날로그 카메라 역시 비록 많이 축소되기는 하였지만 여전히 자신의 고유 영역을 지켜 나가고 있습니다.
디지털 카메라의 특징이라 함은 아날로그 카메라와 다른 점 내지는 편리성을 의미하는 것이지 그것이 아날로그 카메라에 대한 우월성을 증명하는 것은 아니라고 생각됩니다.
만일 디지털 카메라가 아날로그 카메라에 비하여 우월성이 있다고 하면, 그것은 디지털 신호를 사용하기 때문에 다른 디지털 신호를 사용하는 매체와의 호환성 있다는 점일 것입니다.
(예를 들어 MP3와의 결합 또는 손목시계에의 내장 등등...)
호환성이 높다는 것은 카메라가 목적과 의도에 의해서 휴대하는 장비가 아니고 항시 휴대가 가능한 장비로 변신함을 의미하는 것이고 따라서 어떤 의도나 목적을 가진 이미지 캡쳐에서 벗어나  일상적이고 좀 더 현실에 밀착한 이미지 캡쳐가 가능해 질 것입니다.
이는 사진의 영역이 그만큼 넓어진다는 의미이므로 매우 중요한 특징으로 생각됩니다.
일반적으로 디지털 카메라의 특징은 다음과 같습니다.
1. 대부분 액정 모니터를 지니고 있다.
2. TV나 모니터 출력 기능이 있다.
3. 메모 기능과 녹음이 가능한 기종이 있다.
4. 동화상 캡쳐가 가능하다.
5. 다른 매체와의 호환성이 높다.

6. 디지털 카메라의 전망

하루가 다르게 신제품이 출시되는 상황에서 디지털 카메라의 미래를 전망한다는 것은 쉬운 일이 아닙니다.
그러나 분명한 것은 디지털 카메라의 미래는 디지털 카메라의 가치에 의해 결정된다는 것입니다.
현재 디지털 카메라의 가치를 결정하는 것은 크게 출력 이미지의 품질과 얼마나 디지털적 특성을 살릴 수 있느냐 하는 두 가지로 나누어 생각해 볼 수 있습니다.
출력 이미지 품질은 1차적으로 모니터 출력과 하드카피 출력으로 나누어 생각 해 볼 수 있고, 하드카피 출력은 다시 디지털 출력기에 의한 출력과 인쇄 출력으로 나누어 생각해 볼 수 있습니다.
모니터 출력은 인터넷과 연관이 있는데, 지금의 디지털 카메라 수준으로는 대부분 합격점 이상이 될 것입니다.
오히려 너무 고화질인 경우가 문제가 될 수 있는데 비록 고해상도 디지털 카메라도 해상도를 낮춰 이미지 캡쳐가 가능하므로 모니터 출력 및 인터넷을 통한 전송에는 문제가 없습니다.
디지털 비디오 카메라와 디지털 카메라 기능이 합쳐진 형태의 Sanyo iDshot IDC-1000Z 디지털 카메라.
730MB의 iD photo 디스크를 사용하여 최대 2시간의 동영상이나 최고 1,360x1.024 픽셀의 이미지 파일을 1000개 저장할 수 있음.






따라서 현재 디지털 카메라를 가장 많이 사용하고 또 목적에 가장 부합되는 분야가 바로 이 인터넷일 것입니다.
하지만 디지털 카메라도 역시, 비록 디지털이기는 하지만 사진이미지를 만들어 내는 것이기 때문에 많은 사람들은 모니터 출력에만 그치지 않고 그들이 종전부터 보아 왔던 그대로(아날로그 사진)의 하드카피 출력을 원하고 있습니다.
하드카피 출력 중 가장 많이 사용되는 것이 잉크젯 프린터와 풀컬러 프린터일 것입니다.
잉크젯 프린터는 기술적으로 많이 발전하였고 이제는 아날로그 사진에 비하여 손색이 없는 출력 이미지를 만들어 내지만 출력에 소요되는 비용과 보존성을 생각하면 문제가 있습니다.
풀컬러 프린터의 경우도 잉크젯 프린터에 비하여 본존성은 크게 향상되었고, 출력 비용도 낮아 졌으나 아날로그 사진과 비교하면 여전히 높습니다.
디지털 카메라 메이커를 중심으로 디지털 카메라의 하드카피 출력 비용을 낮추고자 노력을 계속하고 있는데, 저 출력 비용이야 말로 디지털 카메라 대중화의 미래가 달려 있다고 해도 과언이 아닐 것입니다.
디지털 카메라의 의해 캡쳐된 이미지가 상업적으로 활용되기 위해서는 캡쳐 이미지가 인쇄에 사용될 수 있어야만 합니다.

현재 주로 사용되는 필름에 의한 인쇄공정.
현상이 끝난 필름을 드럼/플랫베드 스케너를 사용하여 디지털화한 후 컴퓨터에서 페이지 편집작업을 수행하고, 디지털 인쇄기로 즉시 인쇄하거나 이미지 세터로 4도 분판 필름을 만들고, 이 필름을 사용하여 옵셋인쇄를 합니다.
Sinar INFO 인용.


만일 디지털 카메라를 사용한다면 인쇄는 그 공정이 많이 단축될 것입니다.
디지털 카메라로 캡쳐된 이미지는 즉시 컴퓨터로 전송되고 페이지 편집 후 바로 디지털 인쇄기로 전송되거나 이미지 세터로 전송됩니다.
Sinar INFO 인용
물론 인쇄에 사용되는 이미지도 크기와 질이 매우 다양하기 때문에 한 미디로 말하기는 어려우나 디지털 카메라가 인쇄 분야에서 가치를 지닐려면 현재 사용되고 있는 필름과 동일하거나 더 나은 이미지 품질을 유지해야만 합니다.
그러나 현실은 그렇지 않습니다.
처음부터 인쇄용 이미지 제작을 목적으로 만들어진 디지털 백 조차도 최종 인쇄 출력물에서는 필름을(정확히 말하면 드럼 스케너를) 따라가지 못하고 있습니다.
이론상으로는 제한된 크기 이내에서는 필름과 거의 동일한 이미지 품질을 나타낼 수 있지만, 몇 가지 요인으로 인하여 실제로는 필름에 못미치고 있는 것이 사실입니다.
(인쇄물에도 품질에 따라 여러 종류가 있는데 고품질 인쇄를 제외한 분야에서는 현재의 디지털 백을 사용하여 충분히 사용 가능한 이미지를 만들어 낼 수 있음.)  
앞으로 기술이 발전하면 이 문제는 해결 되겠지만, 중요한 것은 디지털 카메라로 캡쳐된 이미지가 상품가치를 지닐려면 고품질 인쇄에 사용될 수 있는 정도의 이미지 품질을 보여야 한다는 점입니다.
대중화와 상업화 이외에 디지털 카메라의 미래를 좌우하는 또다른 중요한 요소로는 디지털 카메라 특성을 최대한 살린 카메라 개발이 있습니다.
즉, 출력 비용을 낮추고 상업화 하는 것도 중요하지만, 디지털 카메라이기 때문에 가능한 것들을 개발해 내야만 합니다.
디지털 카메라의 특징 중 타매체와의 높은 호환성이 있는데, 이 호환성이야 말로 디지털 카메라의 향후 발전을 좌우하는 중요한 요소가 될 것입니다. 
예를 들어 한동안 MP3와 결합한 디지털 카메라가 유행한 적이 있는데, 이 종류의 디지털 카메라는 대개 VGA 해상도(640x480)를 지닌 디지털 카메라로 이미지의 질만을 놓고 보면 저급으로 생각될 수 있습니다.
그러나 이 디지털 카메라는 젊은 층의 높은 인기를 얻었는데 이는 초기의 아날로그 사진 따라가기에서 벗어나 디지털 카메라의 특성을 살린 제품으로 승부하려는 메이커의 의도가 적중하였기 때문입니다.

31만 화소의 CMOS 센서를 사용하고 MP3와 결합된 삼성 KENOX 디지털 카메라 DIGIMAX35 MP3 32MB








디지털 카메라는 지속적으로 발전할 것입니다.
디지털 카메라가 어떤 모습으로 발전할 것인지를 예측하는 것은 쉽지 않으나, 디지털 카메라가 발전 됨에 따라 우리의 시각도 변화될 것은 분명합니다.

 

Part 2 디지털 카메라 타입

1. 개요

현재 시중에는 여러 가지 다른 타입의 디지털 카메라가 시판되고 있는데 디지털 카메라로 캡쳐된 이미지는 아날로그 카메라의 필름을 사용하여 형성된 이미지보다 확장성이 적으므로 구입 초기 단계부터 사용 목적에 부합되는 디지털 카메라를 선택해야만 합니다.
예를 들어 A4 사이즈의 인쇄물에 사용될 이미지를 주로 다루는 스튜디오에서 VGA 해상도를 지닌 디지털 카메라는 무용지물이 될 것이고, 반대로 인터넷에서 사용될 자그마한 이미지가 필요한 웹디자이너가 2,048x2,048 해상도를 지닌 디지털 백을 사용한다는 것은 오히려 부담이 될 것입니다.
디지털 카메라를 사용하기 위해서는 먼저 자신이 디지털 카메라로 무엇을 할 것인가를 생각해 보아야 하고 다음으로는 수 많은 디지털 카메라 중 어느 것이 가장 자신의 목적과 잘 맞는지를 판단하여야 합니다.
디지털 카메라를 분류하는 방법에는 여러가지가 있는데 디지털 카메라의 외형과 기능에 따른 일반적인 분류와 픽셀 해상도에 따른 분류가 가장 일반적입니다.
디지털 카메라의 종류와 특성을 이해하고 가능성과 한계를 이해한다면 목적과 용도에 부합되는 디지털 포토를 만들 수 있을 것입니다.

2. 일반적인 분류

일반적으로 디지털 카메라는 크게 나누어 컴팩트 디지털 카메라, SLR 디지털 카메라, 스튜디오 디지털 카메라로 분류할 수 있습니다.
1. 컴팩트 디지털 카메라
컴팩트형 디지털 카메라는 가장 많이 사용되는 디지털 카메라로 아날로그 사진에 사용되는 컴팩트 카메라와 유사한 외형을 지니고 있으며 한마디로 일체형 디지털 카메라를 말합니다.
즉, 카메라 바디, 렌즈, CCD 칩 등 주요 부품들이 하나의 카메라에 일체형으로 구성되어 있는 카메라를 컴팩트형 디지털 카메라라 합니다.
아날로그 사진에서 일반적으로 가장 많이 사용되는 컴팩트 카메라와 외형이 유사하며 기능 역시 많이 유사합니다.
그러나 아날로그 컴팩트 카메라에 비해 상당히 가격이 비싼 것이 흠이라 할 수 있습니다. 
컴팩트형 디지털 카메라는 성능(주로 CCD 칩의 화소수)에 따라 다음과 같이 분류할 수 있습니다.
A. 초급형 컴팩트 디지털 카메라

Jenptik JD12 800ff 컴팩트 디지털 카메라.
1/3인치 80만 화소 CCD를 사용하며 최대 1,024 x 768 픽셀의 해상도를 지니고 있음.








화소수 100만 이하의 저가형 컴팩트 디지털 카메라.
상위 기종들 보다 이미지 품질 면에서나 기능적인 면에서 많은 차이를 보이고 있으나 모니터나 인터넷 상에서 사용하는데 지장은 없습니다.
주로 이미지 품질에 크게 구애 받지 않는 일상적인 이미지 캡쳐나 인터넷 또는 업무용으로 사용되며 전자 앨범 제작도 가능합니다.
초기의 100만 화소 이하 초급형 컴팩트 디지털 카메라는 심한 노이즈 발생 등 이미지 품질에서 큰 문제가 있었으나 최근의 초급형 디지털 카메라는 화질 개선을 이루어 단지 이미지 사이즈가 작다는 것 이외에 이미지 품질 면에서는 크게 문제될 것이 없습니다.
* 토이 디지털 카메라 

Tiger Toys의 YAHOO! 디지털 카메라.
8세 전후의 어린이를 주대상으로한 토이 디지털 카메라.








초급형 컴팩트 디지털 카메라의 한 종류로 대개 VGA급 해상도를 지니고 빌트인 메모리를 사용하며 액정 모니터가 없고 다양한 형태로 제작되는 컴팩트형 디지털 카메라를 총칭하여 토이 디지털 카메라라 합니다.
디지털 포토를 만들기 위한 디지털 카메라라기 보다는 장난감적 면이 강하며, 가볍게 사용할 수 있으며, 대부분의 경우 웹카메라(PC카메라) 기능을 포함하고 있기 때문에 동화상 입력이 가능하고 가격이 저렴하여 낮은 이미지 품질에도 불구하고 디지털 카메라 입문 기종으로는 손색이 없습니다.
단순 기능을 가지고 있으며 주로 CMOS 센서를 사용합니다.
B. 중급형 컴팩트 디지털 카메라

Olympus C-400 Zoom 디지털 카메라.
1/2.7 인치 130만 화소 CCD 사용.
최대 1,280 x 960 픽셀의 해상도를 지니고 있으며 줌렌즈를 장착하고 있음.






화소수 100만에서 200만 정도의 컴팩트 디지털 카메라.
대부분이 화소 수만 적을 뿐 고급형 컴팩트 디지털 카메라와  유사합니다.
그러나 기종에 따라서는 고정 초점 렌즈를 사용하는 등 기능이 제한 되어 있는 것이 많습니다.
적은 사이즈의 하드카피 출력이 가능하나, 하드카피 출력보다는 컴퓨터 상에서 고화질을 구현하는데 주로 사용됩니다.
C. 고급형 컴팩트 디지털 카메라

최근 출시된 Sony DSC-F707 디지털 카메라.
2/3인치 총524화소 유효492만 화소의 CCD 사용.
최대 2,560 x 1,920 픽셀의 해상도를 지니고 있음.





화소수 300만 이상의 컴팩트 디지털 카메라, 최근에는 500만 화소의 컴팩트 디지털 카메라도 출시되고 있습니다.
대부분이 고화질 대용량의 이미지 파일을 만들어내며 줌렌즈를 장착하고 있고, 외부 플래쉬를 사용할 수 있으며 메뉴얼 노출이 가능하고 제한된 범위에서 상업적 사용이 가능합니다.
일반 아날로그 카메라와 동등한 기능를 지니고 있으며 여기에 더하여 디지털 특성을 살린 많은 부가 기능을 가지고 있어 디지털 포토의 전 범위를 커버합니다.
2. SLR 디지털 카메라
SLR 카메라란 Single Lens Reflex 카메라(일안 반사식 카메라)를 말하는 것으로, 렌즈를 통해 들어온 빛이 셔터 막 앞에 설치된 반사 거울에 반사되어 펜타 프리즘을 거쳐 포커싱 스크린 상에 눈으로 보는 것과 동일한 상을 맺는 파인더를 가진 카메라를 말합니다.
이 형식의 카메라에서 셔터를 작동하면 반사 거울은 위로 올라가고 셔터막이 열리면서 렌즈를 통과한 빛이 필름 면을 감광되게 됩니다.
SLR 방식 카메라의 장점은 눈으로 본 것과 파인터를 통해 본 이미지 그리고 촬영되는 이미지가 동일하다는 점이며, 필름이 장착되어 있는 상태에서도 렌즈 교환이 가능하다는 점입니다.
이런 이유로 SLR 카메라는 아날로그 카메라의 주종을 이루고 있으며 주로 사진 전문가들이 애용하고 있습니다.
이러한 아날로그 SLR 카메라에 CCD 칩을 장착한 디지털 카메라를 SLR 디지털 카메라라 합니다.
대략 300만에서 600만 정도의 화소 수를 지니고 있으며 스튜디오와 필드에서 사용이 가능하고 캡쳐된 이미지의 품질이 우수하여 인쇄용 이미지로도 사용이 가능합니다.
SLR 디지털 카메라는 프로용이며 주로 프레스용(신문 잡지용 이미지 제작에)으로 많이 사용됩니다.
그러나 SLR 디지털 카메라는 기존 아날로그 SLR 카메라의 바디 사용과 기동성을 살리기 위하여 CCD 칩 부분에 노이즈를 방지하기 위한 쿨링 팬을 설치하지 않았고 많은 수의 이미지 파일을 저장하기 위하여 압축 파일을 사용하는 등의 기술적인 문제와 고가의 가격이 큰 문제였으나 최근에는 서서히 가격이 하락하는 추세이고 노이즈 등의 기술적 문제가 해결되는 과정에 있어 상업적 활용도가 큰 디지털 카메라라 할 수 있습니다.
SLR 타입의 디지털 카메라는 그동안 코닥이 주도해 왔으나 니콘, 캐논, 후지 등 기존 카메라 메이커들이 비교적 저렴한 가격의 디지털 카메라를 출시하면서 프로용 디지털 카메라 시장을 주도하고 있습니다.
SLR 디지털 카메라는 기본적으로 두 가지 타입이 있는데, 하나는  기존의 SLR  카메라 바디에 CCD 칩을 부착한 타입이고 다른 하나는 디지털전용 SLR 디지털 카메라 타입 입니다.
 

Kodak DCS 620X SLR 디지털 카메라.
Nikon 카메라 바디에 200만 화소 CCD 장착.

Nikon D1X SLR 디지털 카메라.
전용 바디에 530만 화소 CCD 장착.


초기의 SLR 디지털 카메라는 대부분이 기존의 바디에 CCD 칩을 부착한 형태로 약간의 문제점을 안고 있었습니다.
그 중에서도 가장 큰 문제는 CCD의 크기와 필름의 크기가 다르다는 점이었습니다.
쉽게 설명하면 필름이 위치하는 곳에 필름 대신 CCD 칩을 장착하는데, 필름에 비하여 CCD 칩의 크기가 작기 때문에 기존 렌즈를 사용할 때 화각의 차이가 발생하게 됩니다.
이는 기존 렌즈의 화각에 익숙한 사진사에게는 상당한 불편감을 주었고 실제 혼란을 야기시키고 있습니다.
전용 SLR 디지털 카메라는 기존 카메라 바디를 사용하는 타입의 문제점(화각의 불일치)을 해소하기 위하여 CCD 칩 앞에 축소 광학계를 사용한 디지털 전용 카메라를 말합니다.

3. 스튜디오 디지털 카메라
스튜디오용 디지털 카메라는 처음부터 고품질 인쇄용 이미지를 제작할 목적으로 디자인된 프로용 디지털 카메라로 전문적인 사진술(뷰 카메라의 무브먼트 기능 등)을 구사할 수 있도록 디자인 되어 있습니다.
대표적인 고품질 스튜디오 디지털 카메라인 Sinarback 디지털 백.
MAC 컴퓨터와 연결해 사용해야만 하기 때문에 스튜디오 이외의 장소에서는 사용하기 어려움.
그러나 캡쳐된 이미지가 인쇄용으로 사용될 수 있을 만큼 고성능을 자랑하고 있음.



대부분의 스튜디오 디지털 카메라는 기존의 뷰 카메라나 중형 카메라에 디지털 백을 장착한 형태를 지니고 있으며 다른 타입의 디지털 카메라와는 달리 컴퓨터와 연결하여 사용합니다.
그 이유는 이미지 파일을 저장할 수 있는 메모리가 디지털 백에는 없고, 모니터를 뷰 파인더로 사용하기 때문입니다.
따라서 항시 컴퓨터와 연결하여 사용하여야 하기 때문에 스튜디오 이외의 장소에서는 사용이 어렵습니다.
상당히 고가이고 사용 장소의 제한이 있으며 사용법이 어려운 단점에도 불구하고 이 스튜디오용 디지털 카메라를 사용하는 이유는 압축되지 않은 고품질의 이미지 파일을 만들어 내기 때문입니다.

3. CCD 타입에 따른 분류

디지털 카메라는 CCD 칩의 배열 방식에 따라 크게 스켄백(Scanback) 방식과 어레이(Array) 방식으로 나눌 수 있습니다.
* 어레이 방식은 일정한 면적을 지닌 CCD 칩에 일정한 간격으로 픽셀(화소)가 배열된 것을 말하는데 다음과 같이 구분할 수 있습니다.
1. 1 CCD 1 shot 방식
하나의 CCD를 가지고 있으며  한 번 노출에 RGB 색상을 모두 받아드리는 타입.
스튜디오용 디지털 카메라를 제외한 거의 대부분의 디지털 카메라가 채택하고 있는 방식으로 움직이는 물체 캡쳐가 가능합니다.
2. 1 CCD 3 shot 방식
하나의 CCD로 RGB 필터를 사용하여 색상을 R, G, B 세 색상으로 나누어 캡쳐하는 타입.

1 CCD 3 shot 방식의 디지털 백인 Leaf Volare.
2,048 ㅌ 3,072 픽셀 CCD로 최대 36MB HDR file(16 bit RGB file)을 만들어 내며, 채널 당 14bit로 12 f-stop 이상의 다이나믹 레인지를 가지고 있음.
* HDR file(High Dynamic Range file)

따라서 하나의 물체를 캡쳐하기 위해서는 3번의 노출이 필요하므로,일반적으로  움직이는 물체는 컬러 캡쳐가 불가능함.
그러나 움직이는 물체의 컬러 캡쳐를 위해 RGB 필터가 수천분의 일초의 고속으로 작동하는 기종도 있음.
3. 1 CCD 멀티 shot 방식
하나의 CCD를 가지고 있으며 한 번 캡쳐에 RGB 색상을 모두 받아드리거나 또는 모드 변환으로 색상별 분할 샷이 가능한 타입.
1샷으로는 움직이는 물체 캡쳐가 가능하고, 멀티 샷으로 모드 변환하여 고품질 정물 이미지를 캡쳐할 수 있음.
가장 발전된 형태의 이미지 캡쳐 방식이라고 할 수 있습니다.

sinar의 신제품 sinarback 23 HR 디지털 백.
3,076 x 2,048 pixel CCD를 사용하며 1shot시 600만  pixel (36 MB), 4 shot시 풀 컬러 정보를 포함한 600만 픽셀(36 MB), 매크로 스켄 사용시 108 MB의 파일을 만들어 내며 채널 당 16bit의 컬러 심도와 11 f-stop 다이나믹 레인지를 가지고 있음.







4. 3 CCD 1shot 방식
세 개의 CCD로 RGB 색상을 분할하여 받아드리는 타입.
주로 비디오 카메라에 사용되는 방식으로  정물 이미지 캡쳐를 주로 하는 디지털 카메라에 사용되며, 렌즈를 통해 들어온 빛을 3개의 CCD에 RGB 색상별로 나누어 캡쳐하고 이것을 다시 컴퓨터에서 합쳐 하나의 컬러 이미지를 재현하는  방식입니다.
고용량 고화질의 실현이 가능합니다.
* 스켄 백 방식은 주로 스튜디오용 디지털 카메라 백에 사용되는 방식으로 스케너와 같이 이미지 전체 영역을 라인 CCD를 사용하여 읽어드리는 방식으로 작동합니다.

대표적인 스켄 백 방식의 디지털 백의 하나인 PhaseOne의 Power Phase FX.
최대 380MB의 대용량 파일을 만들어냅니다.




하나의 이미지를 캡쳐하는데 많은 시간이 소요되고 따라서 움직이는 물체 캡쳐는 불가능합니다.
그러나 대용량의 이미지 파일이 필요한 경우나 섬세한 디테일을 표현해야 하는 경우에 유용하게 사용될 수 있으며, 하이앤드 스케너의 대용으로 각광을 받았지만 1 CCD 방식 디지털 백의 화소 수 증가와 사용상의 불편함으로 인해 일반화 되지 못하고 특정 분야에서만 명맥을 유지하고 있는 실정입니다.

4. 해상도에 의한 분류

일반적으로 디지털 카메라를 선택할 때 가장 많이 참고되는 분류법입니다.
이 분류법은 14, 15인치 모니터의 표준 해상도인 640x480 픽셀의 해상도(VGA:Video Graphic Adapter)를 기준으로 CCD의 화소 수에 따라 분류한 것입니다.
물론 디지털 카메라의 성능을 단순히 화소 수만을 가지고 판단할 수는 없지만(이미지의 품질에 영향을 미치는 요소는 화소 수 이외에도 이미지 센서의 성능, 사용되는 보간법의 성능, 노이즈 억제 능력 등등 여러 가지가 있습니다.) 화소 수가 이미지에 미치는 영향이 크므로 이 분류법 역시 유용하다고 할 수 있습니다.

분류

명칭

해상도

내용

 

하프VGA

320 x 240

초기 디지털 카메라의 해상도.
현재는 토이 디지털 카메라와 PC 카메라에서 채택하고 있음.

VGA

표준해상도

640 x 480

14,15인치 모니터의 표준 해상도.
30만 화소급 디지털 카메라 해상도

SVGA

슈퍼VGA

800 x 600

48~50만 화소급 디지털 카메라 해상도.
많이 사용되지 않는 해상도.

XVGA

엑셀런트VGA

1,024 x 768

17인치 모니터의 해상도.
80만 화소급 디지털 카메라 해상도.
출력 및 일반적인 사용이 가능함.

SXGA

슈퍼 엑셀런트VGA

1,280 x 1,024

130만 화소급 디지털 카메라 해상도.
A4 출력 및 일반적인 사용에 적합함.

VXGA

울트라VGA

1,600 x 1,200

200만 화소급 디지털 카메라 해상도.
제한된 범위에서 전문적인 작업이 가능함.

 

고해상도

1,600 x 1,200 이상

300만 화소 이상의 디지털 카메라 해상도.
전문적인 디지털 포토작업에 적합.
프로용.


디지털 카메라 선택시 주의할 점은 대부분의 디지털 카메라는 하나의 해상도만을 지원하지 않는다는 점입니다.
예를 들어 1,280 x 1,024의 해상도를 지닌 SXGA급 디지털 카메라는 최대 해상도인 1,280 x 1,024 해상도 외에 1,024 x 768 그리고 640 x 480 해상도를 같이 지원할 수 있는데, 이는 중형 아날로그 카메라가 필름 홀더를 교환하여 필름 포멧을 바꿀 수 있는 것과 같은 것이라 할 수 있습니다.
따라서 지금 당장 640 x 480 해상도가 필요하다 하여 VGA급 디지털 카메라를 선택하는 것보다는 나중을 생각하여 가능한한 높은 해상도의 디지털 카메라를 선택하는 것이 유리할 것입니다.

5. 기타 분류


지금까지 설명한 것과는 다른 종류의 디지털 카메라가 있는데, 이들 대부분은 어떤 특별한 목적이나 용도를 위해 제작된 디지털 카메라 입니다.
1. 디지털 비디오 카메라
기존의 아날로그 기록 방식의 캠코더와는 달리 6mm 테이프에 디지털 방식으로 영상을 기록하는 캠코더로 기존의 아날로그 캠코더를 누르고 비디오 카메라의 주를 이루고 있습니다.
디지털 비디오 카메라는 동영상을 기록하기 위한 카메라이지만, 스틸 이미지를 캡쳐할 수 있는 기능을 가지고 있으므로 디지털 포토를 만들 수 있습니다.

1/4인치 CCD로 68만 화소의 스틸 디지털 이미지 캡쳐가 가능한 JVC GR-DVM90U 디지털 비디오 카메라.







대부분 68만 화소 CCD를 사용하기 때문에 이미지 품질이 높다고는 할 수 없지만, 최근에는 150만 화소의 이미지를 캡쳐할 수 있는 카메라도 출시되어 관심이 집중되고 있습니다.
물론 전문적인 디지털 카메라와는 차이가 있겠지만 이제 디지털 비디오 카메라로도 A4 정도의 출력이 가능한 디지털 포토 파일을 만들어 낼 수 있는 시대가 되었습니다.
2. PC 카메라(웹 카메라라고도 함.)
PC 카메라는 컴퓨터에 부착하여 사용하며 주로 동화상을 입력하는 기능을 가지고 있으며 화상 채팅 등 인터넷과 관련하여 사용되는 디지털 카메라입니다.

Prochips의 1/3인치 30만 화소 CMOS 센서 PC 카메라 PCA-3202.

역시 스틸 이미지 캡쳐 기능을 가지고 있어 디지털 포토를 만들 수 있는데, 대부분의 PC 카메라는 CMOS 이미지 센서를 사용하고 있으며, 하프 VGA 급 해상도를 지니고 있는데 이를 소프트웨어적으로 보간하여 VGA 해상도로 출력합니다.

이미지 품질을 낮은 편이지만 이 카메라로 만들어지는 이미지는 그것이 스틸 이미지든 동영상이든 인터넷 위주로 사용되기 때문에 큰 문제는 없습니다.

최근 출시되는 PC 카메라는 대부분 디지털 카메라 겸용(컴퓨터에 부착하면 PC 카메라이고, 컴퓨터에서 분리하여 휴대하면 디지털 카메라임.)으로 디자인 되어 있습니다. 

3. 수중 디지털 카메라

생활 방수 카메라- 후지 DS-260HD



Sony MAVICA 디지털 카메라의 수중 방수 케이스.









물과 관련되어 사용할 수 있는 디지털 카메라는 두 종류가 있는데 하나는 우천시 사용할 수 있는 생활 방수 디지털 카메라이고 다른 하나는 물 속에서 사용할 수 있는 수중 디지털 카메라입니다.

우천시 사용할 수 있는 디지털 카메라는 대개 전용으로 디자인되어 출시되고 있으며, 폭우 속에서도 사용이 가능합니다.

수중 카메라의 경우 대부분 기존의 디지털 카메라에 방수 케이스를 사용하는 형식을 취하고 있습니다.

4. 프린터 내장 디지털 카메라

캡쳐 즉시 하드카피 출력이 가능한 Olympus C-211 Zoom Digital Printing Camera.













이미지 캡쳐 즉시 컴퓨터를 통하지 않고 카메라 자체에서 하드카피 출력이 가능한 디지털 카메라.

아날로그 사진에서 사용되는 폴라로이드 카메라와 비슷한 역활을 하는 디지털 카메라로, 편리함 때문에 많은 디지털 카메라 메이커에서 다양한 종류의 모델을 출시하고 있습니다.

5. 기타 디지털 카메라

PDA와 결합된 형태의 디지털 카메라

 

 

 

 







위에 설명한 디지털 카메라 이외에 타 매체와 혼합된 형태의 디지털 카메라가 있는데, 대표적인 것으로는 MP3와 결합된 디지털 카메라, PDA와 결합된 디지털 카메라, 핸드폰과 결합된 디지털 카메라, 손목시계와 결합된 디지털 카메라 그리고 현미경 디지털 카메라 등이 있으며, 이런 종류의 디지털 카메라는 앞으로도 다양하게 출시될 전망입니다.

 

Part 3 이미지 센서

1. 이미지 센서 개요


아날로그 사진에서는 피사체를 기록하기 위하여 필름을 사용합니다.
필름은 플라스틱 지지체 위에 할로겐화 은과 젤라틴을 주성분으로 하는 감광유제가 도포되어 있는, 빛에 의해 반응 하는 일종의 감광제입니다.
아날로그 사진의 시작은 피사체에서 반사된 빛이 렌즈를 통과하여 카메라에 장착된 필름에 잠상을 형성하면서 시작됩니다.
즉, 필름은 빛을 화학적으로 변환하여 이미지를 형성하는 역활을 합니다.
이미지 센서란 바로 이 필름의 빛을 변환하는 역활을 하는 감광유제와 동일한 역활을 하는 전자부품을 말합니다.
좀 더 정확하게 설명하면 필름에 도포되어 있는 감광 유제가 빛에 반응하여 잠상을 형성하듯이, 이미지센서는 피사체에서 반사된 빛에 반응하여 전기적인 영상 신호를 형성해 냅니다.
따라서 이미지 센서란 어떤 이미지를 디지털화하는 첫 단계라 할 수 있습니다.

일반적으로 빛을 전기로 변환하는 장치를 이미지 센서는 크게 촬상관과 고체 이미지 센서로 나눌 수 있으며, 촬상관에는 비디콘 ·플럼비콘 등이 있고, 고체 이미지 센서에는 금속산화물반도체(MOS), 전하결합소자(CCD) 등이 있습니다.

1/1.8 인치 CCD와 Canon EOS D30에 사용되는 CMOS 이미지 센서.

디지털 카메라에 사용되는 이미지 센서는 전하결합소자(CCD)로, 최근에는 CMOS 이미지 센서를 채택하는 디지털 카메라가 늘고 있는 추세입니다.

2.CCD란


CCD는 1970년 벨 연구소에서 최초로 개발한 이후, 천문 분야와 의학 분야에서 사용되면서 발전을 거듭하였고 비디오 카메라를 거쳐 디지털 카메라에서 이미지를 캡쳐하는 중요한 역활을 담당하고 있습니다.
CCD는 디지털 포토의 시작으로 빛을 전기적인 영상 신호로 변환하는 역활을 담당하는데, 이미지를 분해하여 결상하는 수 많은 수광 소자(화소 또는 픽셀)들로 구성되어 있습니다.
수광 소자는 전하 우물이라고도 하는데, 이것은 수광 소자가 받아 드린 빛을 축적하기 때문이고, 이 축적된 전하는 타이밍 신호에 의해 축적된 전하를 동시에 출력합니다.
수광 소자에서 출력된 전하는 아날로그 신호이기 때문에 이를 디지털 신호로 변환하기 위해서는 별도의 A/D 컨버터가 필요하게 됩니다.
아날로그 사진에서 렌즈를 통과한 빛은 필름의 감광유제를 감광시켜 잠성을 형성합니다.
이 잠상은 아직 눈으로 볼 수 있는 이미지는 아닙니다.
잠상을 눈으로 볼 수 있는 이미지로 변환하는 것이 바로 화학 약품을 사용하는 필름 현상 공정입니다.
CCD에서 형성된 전기적인 영상 신호를 모니터에 출력하여 눈으로 볼 수 있는 디지털 신호화 하는 것이 바로 A/D 컨버터의 역활입니다.
즉, A/D 컨버터는 아날로그 사진의 필름 현상 공정과 같은 역활을 하는 것으로, A/D 컨버터의 성능에 따라 RGB 색상 채널 당 비트 수가 결정되게 됩니다.
CCD를 구성하는 수광 소자는 단순히 빛의 양 만을 축적하므로 빛의 강약(명암) 만을 기록하는데 이는 이미지를 흑백 톤으로 기록하는 것과 마찬가지 입니다.
따라서 CCD를 사용하여 컬러 이미지를 변환하려면 별도의 방법이 필요한데, 대개 CCD 앞에 RGB 색 필터를 배치하여 컬러를 캡쳐하는 방식을 사용합니다.
  

3. CCD의 종류 및 구성 


CCD는 다음과 같은 종류가 있습니다.

종류

명칭

특징

IT-CCD

Interline Transfer

현재 대부분의 캠코더와 디지털 카메라에서 사용되는 CCD 타입.
빛을 받아드리는 부분과 전송하는 부분이 하나의 기판에 구분되어 있는 방식.
칩 사이즈가 작고 가격대비 성능이 우수하다.
노이즈가 많이 발생되고 다이나믹 레이지(동적범위)가 좁으며, 스미어(Smear) 현상이 발생할 수 있다.

FT-CCD

Frame Transfer

빛을 받아드리는 부분과 전송하는 부분이 기판의 윗부분과 아랫부분으로 구분되어 있는 방식.
구조가 간단하고 감도가 높다.
칩 면적이 넓으며 스미어 현상이 발생될 가능성이 높다.

FIT-CCD

Frame Interline Transfer

IT형과 FT형의 장점만 채택한 타입.
즉, 촬상면은 IT 방식이고 전하 축적은 FT 방식임.
스미어 현상을 억제하고 전자 셔터에 의해 동작할 수 있음.
칩 면적이 넓으며 동적 범위가 좁다.


CCD는 수광부, 전하 전송부, 신호 출력부의 세 부분으로 나누어져 있습니다.
* 수광부(광전 변환부)
입사된 빛에너지를 전기 신호로 변환하는 역활을 담당.
수광부는 면적이 클수록 단위시간당 동일한 입사광에 대하여 많은 빛을 받아 드릴 수 있으므로 수광부의 면적이 커짐에 따라 축적되는 전하량도 증가하게 됩니다.
또 동일 수광부 면적에 대해 단위시간당 동일한 입사광에 대하여 축적되는 전하를 수광부에서 얼마나 수용할 수 있는가가 CCD의 특성을 결정하는 중요한 요소가 됩니다.
* 전하 전송부
전하 전송부는 수광부에서 축적된 전하를 손실없이 출력부로 전송하는 역할을 담당.
* 신호 출력부
수광부에서 전하 전송부를 거친 축적된 전하는 최종적으로 FD(Floating Diffusion) 영역에 축적 됩니다.
FD에 축적된 전하는 크기에 비례하는 전압으로 감지되며, 감지된 신호 전압은 출력 신호를 검출하게 됩니다.
즉, 신호 출력부는 CCD에 입사한 빛의 강도에 비례하여 축적되는 신호전하를 아날로그 전압으로 검출하는 역활을 담당합니다.

4. CCD의 특성

CCD는 여러 가지 특성을 지니고 있는데 그 중에서도 디지털 포토의 질에 영향을 미치는 것들만 간략하게 설명하면 다음과 같습니다.
♧ Blooming
축적 전하량이 CCD에서 축적 할 수 있는 것보다 많을 때 발생하는 현상으로 광원 주의가 퍼져 보입니다.

수광소자가 과도한 빛에 노출되면 축적된 전하가 전하 우물을 넘쳐 잊접 픽셀로 흘러 들어감.
(블루밍 현상)

일부 프로용 CCD는 전하 우물에 별도의 전하 드레인(배출) 장치를 가지고 있어 과도한 전하를 배출하여 안티 블루밍 효과를 나타냄.


♧ Smear
CCD에 입사하는 빛이 수광부에 수직이 아닌 다른 각도로 입사될 때(난반사) 인접한 픽셀로 스며들어 나타나는 현상으로 광원을 중심으로 위 아래로 빛이 퍼지는 모양으로 나타납니다.
※ Blooming과 Smear 현상을 방지하기 위하여 필요 이상의 많은 전하는 수직 방향 기판 쪽으로 전하를 빼 주는 VOFD(Vertical Over Fiow Drain) 방법을 사용 합니다.
♧ Deffct
CCD의 중요한 특성 중 하나인 Deffct에는 White Deffct, Black Deffct, White Line, Black Line 등이 있습니다.
White Deffct는 제조 공정 중 결함이나 오염에 의해 발생되며 하얀 점으로 보이고, Black Deffct 역시 제조 공정 상 문제를 발생되며 한 영역의 픽셀이 다른 픽셀과 비교하여 빛을 적게 받아드림으로써 검은 점의 형태로 보이는 것입니다.
White/Black Line이 보이는 것은 역시 제조상의 결함이라 할 수 있는 것들입니다.
♧ Log
Log는 잔상으로서 CCD에서는 모자이크 형태로 발생하게 됩니다.

5. CCD의 유형

디지털 입력기기용 CCD는 크게 선형(Linear)CCD와 영역(Array)CCD로 나눌 수 있습니다.
선형 CCD는 수광소자들이 일렬로 나열 된 것이며, 주로 필름/평판 스케너와 일부 디지털 백에서 사용되고 선형 3 패스 CCD와 3선형 1패스 CCD(컬러 선형 CCD)로 나눌 수 있습니다.
영역 CCD는 일정한 형태의 면적에 수광소자들이 배열된 것이며, 주로 디지털 카메라에서 사용되고 전 스펙트럼 영역 CCD와 색 필터 영역 CCD(색상 메트릭스 배열 CCD)로 나눌 수 있습니다.
◇ 선형 3 패스 CCD
단일 라인에 일렬로 배열된 수광 소자들이 이미지를 따라 이동하면서 기록하는 방식.
대부분의 초급 플랫베드(평판) 스케너에서 채택하는 CCD로 컬러 이미지를 기록하기 위하여 CCD에 R, G, B  색필터를 각각 사용하여(3번 움직여서) 따로 따로 기록하고 이것을 다시 합쳐서 하나의 컬러 이미지를 만들어 냅니다.
◇ 3선형 1패스 CCD
R, G, B 3개의 병렬 센서를 일렬로 배열한 것.(R,G,B 색상별 단일 라인 3개 묶어 하나의 라인을 형성한 것.)
주로 고급형 스케너에 사용되는 방식이지만 스켄 백 방식의 디지털 카메라에도 사용됩니다.
대용량의 이미지 파일을 얻을 수 있으나, 움직이는 물체는 캡쳐할 수 없고 이동에 제약이 따릅니다.
◇ 전 스펙트럼 CCD

전 스펙트럼 CCD(일반적인 CCD)는 빛의 강도 만을 측정하기 때문에 흑백 명암만을 기록합니다.
따라서 컬러를 기록하기 위해서는 크게 두 종류의 방법을 사용하는데, 하나는 3개의 전 스펙트럼 CCD를 각기 배열하고 프리즘을 이용하여 입사되는 빛을 RGB로 분해하여 기록하는 방법과 하나의 전스펙트럼 CCD 앞에 RGB 색필터를 각각 차례차례 이동시켜 3번 기록하는 방법이 있습니다.
전자는 주로 비디오 카메라에 사용되는 방식이고 후자는 고품질 디지털 백에 사용되는 방식입니다.
◇ 색 필터 영역 CCD
CCD 앞에 RGB 필터를 위치하는 방식.
즉, 하나의 조명 센서 앞에 R,G,B 중 하나의 색 필터를 위치하여 배열한 영역 CCD를 말하며, 따라서 하나의 조명센서는 하나의 색을 기록할 수 있습니다.
색필터의 배열은 주로 G-R-G-B를 사용하므로 4개의 수광 소자가 하나의 셋트를 이루어 배열된 구조를 지니고 있습니다.
특히 이 방식은 한 번 노출로 컬러 이미지를 기록할 수 있는 이점이 있어 거의 대부분의 디지털 카메라가 채택하고 있는 방식입니다.
그런데 수광 소자는 한 가지 색만을 기록하기 때문에 예를 들어 붉은 색 물체를 캡쳐한다면 수광 소자 4개 중 하나만 붉은 색을 기록할 수 있습니다.(만일 그린 색 물체라면 2개가 기록합니다.)
색을 감지하지 못한 나머지 3개 수광 소자에 해당되는 픽셀은 컴퓨터가 인접 색상을 참고해서 연산하여 메꾸는 일종의 보간법으로 전체 색상을 표현합니다.
따라서 이 방식을 채택하고 있는 디지털 카메라의 성능 판단 기준은 얼마나 원본에 가까운 색상을 재현해 내는가에 달려 있는데, 재현된 디지털 포토가 아무리 원본에 가깝다하더라도 그것은 컴퓨터에서 만들어진 색을 사용하고 있는 것입니다.
♤ 컬러이미지를 재현 하기 위해 CCD가 어떤 방식을 취하든지 수광소자(포토 다이오드)통해 기록되는 이미지는 여전히 흑백 아날로그신호입니다.
즉, 컬러 필터를 통하여 수광소자로 입력된 신호는 컬러 신호가 아닌 그 컬러에 해당되는 흑백 신호인 것입니다.
이 흑백 신호는 컴퓨터에서 컬러로 변환되는데, 여기서 중요한 것은 수광소자가 기록하는 컬러에 해당되는 흑백 신호의 정보량이 얼마인가 하는 점입니다.
신호의 정보량(디지털로 표현한다면 비트, 비트심도, 컬러 심도라 할 수 있고 아날로그사진에서는 다이나믹 레인지라고 함.)을 결정하는 것은 전하를 축적하는 곳의 깊이 입니다.
같은 크기의 수광소자라면 빛을 전하로 바꾸어 저장하는 콘덴서의 깊이가 깊을수록 저장되는 전하의 양이 많아지게 되고 따라서 정보량도 늘어나는 것입니다.
또 이는 추후 A/D 컨버터에서 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환할 때 채널 당 비트수(비트심도, 컬러 심도)를 높히는데 결정적인  역활을 합니다.
따라서 전하 우물의 깊이는 CCD 칩의 성능(다이나믹 레인지)을 판단하는 중요한 요소입니다.

6. CCD의 색필터


디지털 카메라에서 가장 많이 사용되는 색 필터 영역 CCD에서 컬러 인식을 위해 수광소자 앞에 착색된 색필터에는 원색계 필터와 보색계 필터의 두 종류가 있습니다.

원색계 필터

보색계 필터


♤ 원색계 필터
빛의 3원색인 RGB 색상을 G-B-G-R로 조(패턴)를 이루어 배열한 필터를 원색계 필터라고 합니다.
빛을 원래의 기본 색인 RGB로 받아드리고 다시 컴퓨터 상에서 RGB로 재현함으로 컬러 모드 변환에 따른 손실이 없기 때문에 비교적 원본에 입각한 충실한 색재현이 가능하나, 필터를 통과하는 빛의 양을 감소시킴으로서 CCD의 감도를 저하시키는 단점이 있습니다.
♤ 보색계 필터
보색계 필터는 RGB 의 보색인 CMY를 C-Y-M-G로 조(패턴)을 이루어 배열한 필터입니다.
입사되는 빛의 RGB 색상을 보색인 CMY와 추가된 G으로 받아드리기 때문에 통과되는 빛의 양이 원색계에 비하여 2배가 되어 CCD의 감도는 높아지나, 다시 색상을 RGB로 변환할 때 손실이 발생되어 색재현 능력이 떨어집니다.
※ 보색관계

빛의 삼원색

색의 3원색

레드: R(= M+Y)

시안:    C(= G+B)

그린: G(= C+Y)

마젠타: M(= R+B)

블루: B(= C+M)

옐로우: Y(= R+G)


따라서 보색계 필터에서 M 색필터는 입사되는 빛의 R과 B 색을 통과시키므로 수광소자에 입사되는 빛은 원색계에 비하여 2배가 됩니다.

7. CCD의 크기

CCD의 크기 여러 가지 면에서 중요한 의미를 지니고 있고, 디지털 카메라의 성능에 많은 영향을 미치고 있습니다.

♤ CCD의 크기 표시
일반적으로 CCD는 화소수와 대각선 길이로 표시하는데, 화소수는 다시 총화소수와 유효 화소수로 나누어 표시할 수 있습니다.

아날로그 시트 필름과 프로용 CCD 칩과의 사이즈 비교.
CCD 칩의 노란색 부분이 실제 빛을 수광하는 부분이고 나머지는 회로 구성을 위한 부분임.
Sinar INFO 인용










◇ 대각선 길이
아날로그 카메라에서는 사용하는 필름의 대각선 길이를 구해 표준 렌즈의 초점거리를 산춣 합니다.
디지털 카메라에서도 마찬가지로 사용되는 CCD 칩의 대각선 길이로 표준 초점거리를 산출하고 동시에 CCD의 크기를 표시합니다.
CCD의 크기는 감도와 연관이 있는데 예를 들어 화소수가 동일한 CCD가 면적이 더 크다면 수광소자의 수광부가 크다는 것이 되고 수광부가 크면 단위 시간당 빛을 받아 드리는 양이 늘어나므로 감도가 향상되는 것입니다.
반대로 동일 면적에 화소수가 더 많다는 것은 수광부의 면적이 작다는 것을 의미하므로 받아 드리는 빛의 양이 적어지고 따라서 CCD의 감도는 낮아지게 됩니다.
◇ 화소수
실제 캡쳐되는 이미지 화소 수(CCD 전체 화소 수)를 총화소 수라 하며, CCD에 기록되는 화소 수를 유효 화소 수라 하고, 실제 모니터 상에서 디스플레이되는 픽셀 수를 출력 화소 수라 합니다.

 

총화소수는 CCD 칩의 전체 크기(이미지 전체)를 나타내는 것이고, 유효화소수는 실제 이미지를 기록하는데 사용된 픽셀 수를 의미합니다.
(화면에서 테두리 안쪽이 유효화소임)

실제 이미지를 기록한 유효 화소수와 출력 화소수는 동일하여야 함.
만일 출력 화소 수가 유효 화소 수보다 크다면 그 캡쳐 이미지는 소프트웨어적으로 보간된 것임.

 

8. 노이즈

디지털 카메라의 CCD에 의해 발생하는 노이즈(잡신호, Noise)는 기본적으로 CCD의 온도가 상승함과 인위적인 신호의 증폭으로 인해 발생됩니다.
CCD는 입사되는 빛이 없어도 전하를 자체 발생시키는데(이를 음전하라 함.) CCD의 온도가 상승함에 따라 발생되는 양도 따라서 증가하게 됩니다.
발생되는 음전하는 빛에 의해 생성되는 전하에 추가되는데 만일 빛에 의한 전하 량이 많을 경우에는 무시할 수 있을 정도가 됩니다.
그러나 다음과 같은 경우에는 음전하의 생성량이 과도해져 이미지 상에 흰 점으로 표시되는 노이즈를 발생시킵니다.
1. 연속적인 이미지 캡쳐에 의한 CCD의 온도 상승.
2. 장시간 노출에 의한 CCD의 온도 상승
3. 인위적인 ISO 감도 상승(CCD 자체 감도가 상승되는 것이 아니고 신호의 증폭에 의한 감도 상승)
1과 2의 경우에는 CCD의 온도를 낮춤으로서 노이즈를 최대한 억제할 수 있는데 실제로 고가형 디지털 백의 경우에는 기계식 쿨링 시스템을 장착한 것과 전자적으로 CCD를 냉각시키는 장치를 가진 것이 많습니다.
또 디지털 카메라에 따라서는 캡쳐된 이미지에서 노이즈를 제거하는 시스템을 내장하고 있는 것도 있는데 주로 고가형 디지털 카메라에서 볼 수 있습니다.
일반적인 디지털 카메라의 경우 CCD 냉각 장치를 가지고 있지 않기 때문에 소프트웨어적으로 사후 조치를 하는데, 그 방법은 이미지를 캡쳐할 때마다 발생되는 노이즈의 위치가 다르다는 점을 이용하여 한 번은 이미지를 캡쳐하고 다시 렌즈를 막고 카메라를 작동하여 만들어진 파일을 합성하여 노이즈를 제거하는 것이 대표적인 예입니다.

 

Part 4. CMOS 이미지 센서

1. CMOS 센서의 개요


CMOS 이미지 센서(CIS: Contact Image Sensor라고도 함)는 1967년부터 개발이 시작되었습니다.
그러나 당시 MOS형 이미지 센서는 노이즈가 심하고 CCD와 비교하여 이미지 품질은 낮으며 칩 사이즈가 크고 회로가 복잡하는 등의 이유로 개발이 중단된 상태였습니다.
1990년대 초 최초의 CMOS형 카메라 칩이 발표된 후 본격적인 개발이 시작되면서, 칩 사이즈가 오히려 CCD보다 작아지고 성능이 향상되면서 저가형 디지털 카메라에서 채택하기 시작하였습니다.
이후 CMOS 센서는 CCD에 비하여 여전히 낮은 이미지 품질로 인해 감시용 카메라, PC 카메라, 저가형 디지털 카메라(주로 토이형 디지털 카메라)에서 주로 사용하고 있습니다.
지금까지 디지털 카메라에 사용되는 이미지 센서는 CCD가 주를 이루고 있었습니다.
CCD 센서는 이미지 품질 면에서나 해상도 면에서 디지털 카메라에는 가장 이상적인 이미지 센서로 생각되어 왔으나 전력 소비가 크고 특히 가격이 높다는 문제를 안고 있었습니다.
CMOS 센서가 기술적인 발전을 하면서 화질 개선을 이루었고, CCD에 비하여 전력 소비가 적으며 가격이 저렴하다는 이점 때문에 향후 디지털 카메라의 주력 이미지 센서로 주목받고 있습니다.
특히 CMOS 센서는 CANON EOS D30 SLR형 디지털 카메라에 채택되면서 프로용 디지털 카메라에도 사용될 수 있을 정도의 기술적인 발전을 이루었고 고화질을 요구하는 인쇄용 이미지 제작용 디지털 백에도 채택될 예정이어서 프로용 디지털 카메라와 디지털 백의 저가화에 기여할 것으로 기대를 모우고 있습니다.

CMOS 센서를 채택한 프로용 SLR 디지털 카메라 CANON D30









그러나 최근 저가를 무기로 급격하게 CCD 시장을 대체할 것으로 기대했던 CMOS 센서는 CCD의 가격하락으로 인해 예상보다는 고전하고 있습니다.

2. CCD와 CMOS 비교


일반적으로 CMOS 센서는 CCD 센서에 비하여 이미지 품질이 낮은데 그이유는 고정 패턴 노이즈가 존재하기 때문입니다.
CMOS 센서는 하나의 수광소자에 하나의 트랜지스터를 사용하는 구조로 되어있는데, 트랜지스터의 특성에 의해 노이즈가 발생하게 됩니다.
※ CANON D30 디지털 카메라로 캡쳐된 이미지들을 CMOS 센서에 의해 발생되는 노이즈를 자체 컬러 재현 기술을 사용하여 효과적으로 제거할 수 있다는 것을 보여주었고, CMOS 센서가 CCD 센서를 대체할 수 있다는 것을 증명하였습니다.

1. 1/1.8인치CCD
5.52 x 4.14 cm

2. EOS D30 CMOS
22.7 x 15.1 cm

3. Nikon D1 CCD
23.6 x 15.5 cm

4. APS film
30.2 x 16.7 cm

5. 35mm film
35.0 x 23.3 cm


CMOS 센서는 구조적으로 노이즈 문제를 안고 있으나 화질 개선을 위한 지속적인 연구 개발이 진행되고 있고 칩의 소형화와 원 칩화, 저소비전력, 저가의 장점이 있어 디지털 카메라에 사용되는 이미지 센서의 한 축을 담당할 것으로 생각됩니다.
 

구분

CCD

CMOS

구조

광전 변환 반도체와 전하 결합 소자로 구성.

광전 변환 반도체와 CMOS 스위치로 구성.

원리

빛 에너지에 의해 발생된 전하를 축적후 전송.

빛 에너지에 의해 발생된 전하를 반도체 스위치로 읽어냄.

장점

1. 화질이 우수하다.
2. 감도가 높다.

1. 회로의 집적도가 높고 주변 IC의 원칩화가 가능.
2. 저소비전력(대략 CCD의 1/10)
3. 가격이 저렴하다.

단점

1. 가격이 비싸다.
2. 주변 회로가 복잡하다.
3. 주변 IC와 원 칩화가 불가능함.

1. 노이즈가 많이 발생한다.
2. 감도가 낮다.
3. 다이나믹 레인지가 좁다.

활용

1. 고품질 디지털 입력기기에 주로 사용.
2. 고화소 고품질 지향

1. 저품질 디지털 입력기기에 사용.
2. 지속적인 기술 향상이 이루어지고 있다.

 

3. Leaf C-Most


CMOS 센서를 사용한 최초의 하이앤드 디지털 카메라는 SLR 타입의 CANON D30 디지털 카메라입니다.
D30 디지털 카메라로 캡쳐된 이미지의 화질은 지금까지 CMOS 센서에 대해 가지고 있던 생각(노이즈로 인한 화질저하, 즉 CCD 센서보다 화질이 나쁘다.)들을 불식시키기에 충분하였습니다.

※ CANON D30의 샘플 이미지   Gallery1
이제 CMOS 센서는 프로용 디지털 카메라에 충분히 사용될 수 있는 이미지 센서라는 것이 증명되었고, 여기서 한 걸음 더 나아가 프로용 디지털 백에 적용하고자 하는 시도를 하게 되었습니다.
CMOS 센서를 프로용 디지털 백에 사용하여 종전의 CCD 타입의 디지털 백과 동등한 이미지 품질을 나타낼 수 있다면 상당히 혁신적인 일이 될 것입니다.
프로용 디지털 백이라는 것은 주로 광고 사진사가 스튜디오에서 인쇄물에 사용될 이미지를 캡쳐하는데 사용되며,필름을 사용하지 않고 디지털로 직접 이미지를 캡쳐하기 때문에 현 인쇄과정 디지털화와 부합되며 시간적 경제적인 이득을 얻을 수 있는 중요한 장비입니다.
이렇듯 많은 이점을 가지고 있는 프로용 디지털 백이 일반화 되지 못하고 있는 원인 중 가장 큰 것이 바로 가격 문제 입니다.
인쇄와의 통합을 위해서라도 시간적 경제적 이득을 위해서 스튜디오를 디지털화 하고 싶어도 수 천만원이라는 고가의 디지털 백을 구입한다는 것은 그리 쉬운 일이 아닙니다.
프로용 디지털 백의 가격 문제를 해결할 수 있는 가장 현실적인 대안이 바로 CMOS 이미지 센서를 사용하는 것입니다.
CreoScitex에서는 CMOS 센서에 기반을 둔 Leaf C-Most back를 개발하였습니다. 

CreoScitex의 Leaf C-Most back.










이 새로운 디지털 백의 주요 특징 660만 픽셀의 CMOS 기반의 센서를 사용하며, 컴팩트한 사이즈, 컴퓨터와 연결이 용이하며(FireWire 인터 페이스를 사용) 저전력 소비, 카메라에 부착이 용이하다는 점 등인데, 이것들보다도 더 중요한 것은 그동안 프로용 디지털 백 시장에서 보여준 CreoScitax의 컬러 이미지 재현 기술력이 그대로 적용되고 있다는 점입니다.
무엇보다도 이 Leaf C-Most back에 거는 기대는 프로용 디지털 백의 품질은 그대로 유지하면서 가격하락에 일조하리라는 것에 있습니다.
프로용 디지털 백이 가격하락으로 인해 일반화 된다면 그것은 디지털 포토의 상업성과 가능성을 동시에 향상하는 것을 의미하기 때문입니다.

4. 이미지 센서에 대하여...

일반적으로 디지털 카메라의 성능을 판단할 때 CCD나 CMOS를 막론하고 화소 수로 판단하는 경우가 많은데, 단순히 화소 수만으로 성능을 판단하기에는 많은 맹점이 있습니다.
이미지 센서(CCD, CMOS)는 기본적으로 아날로그 사진의 필름 감광유제와 같은 역활을 합니다.
필름의 감광유제는 할로겐화 은 화합물과 젤라틴이 주성분으로 필름 베이스에 도포되어 있는데, 감광유제에 사용되는 할로겐화 은의 결정 입자에 따라 감광도, 입상성, 감색성 그리고 콘트라스트가 달라지게 됩니다.
예를 들어 동일 포멧 필름에서 고감도 필름(ISO 수치가 높은)의 경우 입자가 중감도와 저감도 필름에 비하여 크고 거칠며 저해상력에 콘트라스트가 낮은데 비해 저감도 필름(ISO 수치가 낮은)의 경우 입자 크기가 미세하고 고해상력에 높은 콘트라스트를 나타냅니다.
CCD의 경우 아날로그 필름과는 달리 복잡한 양상을 띠게 되는데 그것은 CCD 자체 크기와 수광소자 크기에 따라서 서로 다른 양상을 나타내고 또 사용하는 렌즈의 해상력과 밝기에 의해서 출력 이미지의 질이 차이가 나기 때문입니다.
1. CCD의 면적이 커지면 빛을 받아드리는 수광 면적도 넓어지므로 감도가 높아진다.
2. 동일 CCD 면적에서 수광소자의 밀도가 높아지면(화소 수 증가, 수광소자의 수광면적이 작아짐) CCD의 감도는 저하된다.
3. 일반적인 CCD의 경우 35mm 필름 면적보다 작은 면적에 수광소자가 고밀도로 집적되어 있으므로 세부 묘사를 위해서는 35mm용 렌즈의 해상력보다 높은 해상력을 지닌 렌즈를 요구한다.
따라서 동일 면적에 수광소자 크기가 더 작아진다면 더욱 더 높은 해상력을 지닌 렌즈가 필요하게 되는데 렌즈의 한계를 넘어서는 해상력이 필요한 경우가 발생될 수도 있다.
4. 렌즈의 밝기는 빛이 적은 곳(어두운 곳)에서 이미지를 캡쳐할 때 영향을 미친다.
CCD에서 감도 저하는 노이즈 증가, 빈약한 컬러 정보(좁은 다이나믹 레이지) 등을 유발하여 이미지 품질을 저하 시킵니다.
따라서 저감도 필름의 미립자와는 완전히 다른 양상을 보이게 됩니다.
그렇다면 CCD 크기을 늘리면서 화소수도 증가시키면 이미지 품질을 향상시키는데 문제가 없을 것 같지만, CCD의 크기가 커지면 기하급수적으로 제조비용이 더 들어가게 됩니다.
예를 들어 Nikon D1 SLR 디지털 카메라는 크기 23.6x15.5mm, 유효 화소수 262만 화소 CCD에 해상도는 2,000x1,312 픽셀이고 가격은 대략 바디만 US$ 5,500(변동될 수 있음)인데 화소수가 더 높은 Sony DCS-P1디지털 카메라는 크기 5.52x4.14mm, 유효 화소수 314만 화소 CCD에 해상도는 2,048x1,536 픽셀인데 가격은 대략 US$ 799 정도 입니다.
 


 

1, 2, 3, 4 이외에도 디지털 포토의 이미지 품질은, CCD에서 생성된 전기 신호를 영상 신호로 변환할 때 픽셀과 픽셀 사이의 보간과 기종에 따라서는 이미지 사이즈를 크게 하는 리사이즈 작업이 필요하게 되는데 각 메이커별로 사용하는 방식이 다르므로 이것에 의한 품질 차이가 발생되며 적외선을 차단하기 위한 적외선 필터와 로우패스 필터(LPF)채택 여부 등에 의해  좌우됩니다.
결국 화소 수만이 디지털 카메라의 성능을 좌우하는 것은 아닙니다.
디지털 포토의 품질은 여러 가지 방법을 사용하여 향상할 수 있는데, 문제는 품질 향상을 위해 지불해야 하는 비용이 너무 크다는 점입니다.
디지털 카메라가 프로 작업에 사용되기 위해 필요한 성능을 갖춘 경우에는 가격이 너무 고가이기 때문에 극히 일부 사진사 만이 프로용 디지털 카메라나 디지털 백을 사용하고 있습니다.
현재 많은 사진사는 시대적인 추세를 맞춰 디지털화를 서두르고 있으나 고가의 프로용 디지털카메라와 백은 디지털화에 걸림돌이 되고 있습니다.
빠른 시간내에 프로용 디지털 카메라와 디지털 백의 가격이 적정수준으로 되어 디지털 포토 발전에 기여할 수 있기를 기대합니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

분류

명칭

해상도

내용

 

하프VGA

320 x 240

초기 디지털 카메라의 해상도.
현재는 토이 디지털 카메라와 PC 카메라에서 채택하고 있음.

VGA

표준해상도

640 x 480

14,15인치 모니터의 표준 해상도.
30만 화소급 디지털 카메라 해상도

SVGA

슈퍼VGA

800 x 600

48~50만 화소급 디지털 카메라 해상도.
많이 사용되지 않는 해상도.

XVGA

엑셀런트VGA

1,024 x 768

17인치 모니터의 해상도.
80만 화소급 디지털 카메라 해상도.
출력 및 일반적인 사용이 가능함.

SXGA

슈퍼 엑셀런트VGA

1,280 x 1,024

130만 화소급 디지털 카메라 해상도.
A4 출력 및 일반적인 사용에 적합함.

VXGA

울트라VGA

1,600 x 1,200

200만 화소급 디지털 카메라 해상도.
제한된 범위에서 전문적인 작업이 가능함.

 

고해상도

1,600 x 1,200 이상

300만 화소 이상의 디지털 카메라 해상도.
전문적인 디지털 포토작업에 적합.
프로용.

 

구분

CCD

CMOS

구조

광전 변환 반도체와 전하 결합 소자로 구성.

광전 변환 반도체와 CMOS 스위치로 구성.

원리

빛 에너지에 의해 발생된 전하를 축적후 전송.

빛 에너지에 의해 발생된 전하를 반도체 스위치로 읽어냄.

장점

1. 화질이 우수하다.
2. 감도가 높다.

1. 회로의 집적도가 높고 주변 IC의 원칩화가 가능.
2. 저소비전력(대략 CCD의 1/10)
3. 가격이 저렴하다.

단점

1. 가격이 비싸다.
2. 주변 회로가 복잡하다.
3. 주변 IC와 원 칩화가 불가능함.

1. 노이즈가 많이 발생한다.
2. 감도가 낮다.
3. 다이나믹 레인지가 좁다.

활용

1. 고품질 디지털 입력기기에 주로 사용.
2. 고화소 고품질 지향

1. 저품질 디지털 입력기기에 사용.
2. 지속적인 기술 향상이 이루어지고 있다.

 

 

 

 

 

 

종류

명칭

특징

IT-CCD

Interline Transfer

현재 대부분의 캠코더와 디지털 카메라에서 사용되는 CCD 타입.
빛을 받아드리는 부분과 전송하는 부분이 하나의 기판에 구분되어 있는 방식.
칩 사이즈가 작고 가격대비 성능이 우수하다.
노이즈가 많이 발생되고 다이나믹 레이지(동적범위)가 좁으며, 스미어(Smear) 현상이 발생할 수 있다.

FT-CCD

Frame Transfer

빛을 받아드리는 부분과 전송하는 부분이 기판의 윗부분과 아랫부분으로 구분되어 있는 방식.
구조가 간단하고 감도가 높다.
칩 면적이 넓으며 스미어 현상이 발생될 가능성이 높다.

FIT-CCD

Frame Interline Transfer

IT형과 FT형의 장점만 채택한 타입.
즉, 촬상면은 IT 방식이고 전하 축적은 FT 방식임.
스미어 현상을 억제하고 전자 셔터에 의해 동작할 수 있음.
칩 면적이 넓으며 동적 범위가 좁다.

 

수광소자가 과도한 빛에 노출되면 축적된 전하가 전하 우물을 넘쳐 잊접 픽셀로 흘러 들어감.
(블루밍 현상)

일부 프로용 CCD는 전하 우물에 별도의 전하 드레인(배출) 장치를 가지고 있어 과도한 전하를 배출하여 안티 블루밍 효과를 나타냄.

 

※ 보색관계

빛의 삼원색

색의 3원색

레드: R(= M+Y)

시안:    C(= G+B)

그린: G(= C+Y)

마젠타: M(= R+B)

블루: B(= C+M)

옐로우: Y(= R+G)

 


아날로그 시트 필름과 프로용 CCD 칩과의 사이즈 비교.
CCD 칩의 노란색 부분이 실제 빛을 수광하는 부분이고 나머지는 회로 구성을 위한 부분임.
Sinar INFO 인용




총화소수는 CCD 칩의 전체 크기(이미지 전체)를 나타내는 것이고, 유효화소수는 실제 이미지를 기록하는데 사용된 픽셀 수를 의미합니다.
(화면에서 테두리 안쪽이 유효화소임)

실제 이미지를 기록한 유효 화소수와 출력 화소수는 동일하여야 함.
만일 출력 화소 수가 유효 화소 수보다 크다면 그 캡쳐 이미지는 소프트웨어적으로 보간된 것임.

1. 1/1.8인치CCD
5.52 x 4.14 cm

2. EOS D30 CMOS
22.7 x 15.1 cm

3. Nikon D1 CCD
23.6 x 15.5 cm

4. APS film
30.2 x 16.7 cm

5. 35mm film
35.0 x 23.3 cm

 

 

 

                                                               

최종편집일 2003년 2월 19일 강완신