빛의 정의 및 빛의 밝기, 색상, 콘트라스트

 

 

1. 빛의 정의

사실 빛의 본질에 대한 완벽한 정의는 복잡하다. 실제 우리가 사용하는 빛의 정의는 몇 명의 노벨상 수상자들의 공헌으로 만들어진 것이니 이로써 얼마나 빛이라는 것의 근본이 복잡한 지를 알 수 있을 것이다. 하지만 우리는 이를 사진에 접목시키기 위해 활용하는 것이니 간결하게 정리해서 사진에 응용하기 적절하게 정리를 하려고 한다.

먼저 빛이란 전자기 방사선이라고 불리는 일종의 에너지이다 전자기 방사선은 광자라 고하는 작은 묶음으로 공간을 통과한다 광자는 쑨수한 에너지이며 질량도 무게도 없다.

광자의 에너지는 광자 주변에 전자기장을 만들어내는데 눈에 보이지 않으며 그 안에 힘을 발휘할 수 있는 물질이 없으면 탐색해낼 수도 없다. 비유를 간단하게 하자면 장이라는 것을 일반 자석을 둘러싸고 있는 자기장으로 생각한다면, 못을 끌어당길만한 위치에 자석을 가져가지 않는다면 우리는 그 장이 존재한다고 말하지 못할 것이다. 우리는 못을 자석에 가까이 가져가면서 장이 가시적으로 드러났을 때 비로소 그 장이 존재한다고 이야기한다.

하지만 자석을 둘러싸고 있는 장과 달리 광자 주변에 있는 전자기장은 힘에서 일관성이 없다. 반면에 그 힘은 광자가 공간을 통과하는 동안 불안정하게 흔들린다. 이처럼 장력은 0에서 시작ㅎ하여 최고 양극 장력으로 움직였다가 다시 0으로 돌아왔다가 음극 방향으로 동일한 패턴을 반복한다. 바로 이런 이유 때문에 빛줄기 주변에 있는 장은 쇠자석처럼 금속을 끌어당기지 않는다. 빛의 광자를 둘러싸고 있는 장은 시간의 절반은 양극이며 남지 절반은 음극이 된다. 그 두상태의 평균 전하는 0이다.

전자기장이라는 말에서 알 수 있듯, 전자기장은 하나의 전기적 구성요소와 자력의 구성요소를 모두 가지고 있다. 각 구성요소는 동일한 패턴의 파동을 가지고 있다. 0에서 양극으로, 0으로, 다시 음극으로, 다시 0으로 움직이는 것이다. 전기적 구성요소는 자력의 구성요소에 수직을 이루고 있다. 자력의 구성요소든 전기 구성요소든 힘이 최고에 달했을 때면 언제든지 그 최고치가 되고, 그 반대의 경우 최저치가 된다. 그래서 전체 장력은 일정하게 유지되는 것이다.

모든 광자는 동일한 속도로 공간을 통과한다. 그러나 일부광자의 전자기장은 다른 광자의 전자기장보다 더 빠르게 파동을 일으킨다. 하나의 광자가 더 많은 에너지를 가지고 있을수록 파동은 더 빨라진다. 인간은 이런 광자 에너지의 차이와 장 파동의 속도의 차이의 효과를 육안으로 볼 수 있다. 우리는 그 효과를 색이라고 부른다. 예를 들어 빨간빛은 파란빛보다 에너지를 적게 가지고 있다. 그래서 빨간빛의 전자기장 파동의 속도는 빠르기가 삼분의 이 정도밖에 되지 않는다.

우리는 전자기장의 파동의 속도를 주파수라고 부르며 이것을 헤르츠라는 단위로 또는 편의상 메가헤르츠라는 단위로 측정한다. 헤르츠는 공간을 1초에 통과하는 완벽한 파장의 수를 말한다. 가시광선은 무수히 많은 전자기 주파수들 가운데 아주 좁은 영역에 지나지 않는다.

전자기 방사선은 진공상태와 일부 형태의 물질을 통과할 수 있다. 예를 들어 우리는 빛이 투명한 유리를 통과할 수 있다는 것을 알고 있다. 전자기 방사선은 소리나 열과 같이 물질만 통과할 수 있는 기계적으로 전달된 에너지와는 밀접한 관련이 없다. (적외선과 열은 종종 일반적으로 혼동되고 있다. 그 둘은 함께 움직이는 경향이 있기 때문이다. 햇빛은 지구에 도달하며, 뿐만 아니라 지구에 도달하기 위해서 어떤 광섬유도 필요로 하지 않는다.

오늘날의 카메라는 인간의 육안이 인식할 수 있는 전자기 주파수의 영역보다 훨씬 더 넓은 영역의 주파수에 감응한다. 바로 이런 이유 때문에 우리가 풍경 안에서 볼 수 없는 자외선으로 인해서 사진의 질이 나빠지기도 하며, 공항의 안전검색대에서 방사되는 엑스선으로 필름의 품질이 저하될 수 있는 것이다.

 

2. 사진작가들이 바라본 빛

위에서 빛의 물리적 성질에 대해 알아봤다. 하지만 우리는 그 빛이 만들어내는 이미지에 포커싱을 맞춰야 하기 때문에 마음속에 있는 이미지들을 어떤 조명 효과를 통해 나타낼 것 인지 기술적으로 서술할 필요가 있다. 빛을 서술할 수 있다는 것은 빛을 통제하는 첫걸음이다.

 

3. 밝기

광원의 속성 가운데서 사진가에게 가장 중요한 것 하나를 꼽으라면 광원의 밝기이다 대부분은 더 밝은 빛이 더 좋은 빛이다. 

아주 기초적인 수준에서 이야기하자면 빛이 충분히 밝지 못하면 사진을 얻을 수 없다. 만일 빛이 우리가 필요로 하는 최저치보다 더 밝으면, 아마도 더 좋은 사진을 얻을 수 있을 것이다.

보통 사진가들은 보다 해상도가 높은 사진을 얻기 위해 더 작은 조리개를 선호하는데 이렇게 되는 경우 밝은 광원은 필수적이다.

 

4. 색상

우리는 원하는 대로 어떤 색상의 빛이라도 사용할 수 있으며, 아주 강렬한 색상을 지닌 빛은 흔히 사진에 예술적으로 도움이 된다. 그럼에도 대부분의 사진은 하얀빛으로 만들어진다. 하지만 하얀빛조차도 색상의 영역에 속한다. 하지만 대부분의 인간은 이렇게 결합된 형태의 빛은 색상이 없다고 판단한다. 이런 뇌의 거부로 우리는 색상의 편차를 물리적으로 구분하기 위해 물리학자들이 사용하는 색온도라는 개념을 빌려서 사용하고 있다. 색온도란 진공상태에서 물질에 열을 가할 때 그 물질이 빛을 발하게 된다는 사실에 기초하고 있다. 이러한 색온도는 켈빈이라고 하는 단위를 사용하고 있으며 높은 색온도를 가진 빛은 차갑다고 하는 푸른빛을 띠고 낮은 색온도를 가진 빛은 따뜻하다고 하는 빛은 붉은빛을 띤다.

 

5. 콘트라스트

빛의 콘트라스트는 사진의 콘트라스트에 영향을 주는 유일한 요인이다. 당신이 경험이 많은 사진가라면 콘트라스트가 낮은 빛으로 만든 이미지에서 높은 콘트라스트를 찾아낼 수 있다는 것을 알 것이고, 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 또한 콘트라스트는 피사체의 재료 구성, 노출, 현상에 의해 결정된다.