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디지털 사진

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목차

1. 개요

디지털 사진은 20세기 후반 기술 발전을 통해 등장하여, 이미지 후처리에 암실과 유해 화학 물질이 필요 없어지는 등 사진 분야에 큰 변화를 가져왔다. 1957년 최초의 디지털 영상이 생성되었으며, 1960년대 후반 CCD 센서가 발명되면서 디지털 카메라 기술의 토대가 마련되었다. 1975년 최초의 독립형 디지털 카메라가 제작되었고, 1990년 Dycam Model 1이 상용화되면서 디지털 사진이 대중화되었다. 디지털 카메라는 필름 카메라에 비해 즉시성, 빠른 작업 흐름, 디지털 조작 등 많은 장점을 제공하며, 이미지 조작 및 디지털 보존과 같은 문제점도 있다. 스마트폰 카메라의 발전과 소셜 미디어의 확산은 디지털 사진 문화를 더욱 발전시켰으며, 기술 혁신을 통해 미러리스 카메라가 등장하는 등 디지털 사진 기술은 지속적으로 발전하고 있다.

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디지털 사진

2. 역사

디지털 사진의 역사는 1950년대부터 시작되어 여러 발전을 거듭하며 현재에 이르렀다.

1951년 최초의 비디오테이프 레코더를 통해 디지털 신호가 자기테이프에 저장되었고,[3] 1957년에는 러셀 커시가 컴퓨터를 통해 최초의 디지털 영상을 생성했다.[4] 1969년에는 벨 연구소의 윌러드 보일과 조지 스미스가 전하결합소자(CCD)를 발명하여, 2009년 노벨 물리학상을 수상했다.[5][8]

이후, 디지털 이미징 기술은 NASA의 우주 탐사에도 활용되었다. 1965년 마리너 4호는 화성의 근접 사진을 촬영했고, 1976년 바이킹 착륙선은 화성 표면의 이미지를 지구로 전송했다.[9][10][11]

1972년에는 마이클 프랜시스 톰프셋이 CCD 센서 기술을 이용해 최초의 컬러 디지털 사진을 만들었고,[12] 1975년에는 크로멘코 사이클롭스라는 초기 디지털 카메라가 파퓰러 일렉트로닉스 잡지에 소개되었다.

이미지 압축 기술의 발전도 디지털 사진 역사에서 중요한 부분이다. 1972년 N. 아메드가 제안한 이산 코사인 변환(DCT) 기술은[13] JPEG 이미지 표준의 기반이 되었다.[14]

최초의 휴대용 디지털 카메라는 1975년 이스트먼 코닥의 스티븐 새슨이 개발했다.[17][18] 1986년에는 니콘 SVC, 1988년에는 니콘 QV-1000C 등 디지털 일안반사식(DSLR) 카메라의 초기 모델이 등장했다.[22] 1990년에는 Dycam Model 1(로지텍 Fotoman)이 출시되어 상용화의 길을 열었다.[23][24][25]

디지털 사진은 필름 사진과 달리 암실과 유해한 화학 물질 없이 이미지를 처리하고 향상할 수 있게 함으로써 사진 분야에 큰 변화를 가져왔다.

2000년대에는 샤프와 삼성이 내장 디지털 카메라를 탑재한 최초의 휴대 전화를 출시하면서,[28] 카메라폰이 디지털 사진의 대중화에 크게 기여했다.

2. 1. 초기 발전

디지털 사진이 주류가 된 것은 비교적 최근이지만, 20세기 후반에는 디지털 사진의 탄생으로 이어지는 많은 발전들이 있었다. 디지털 사진의 역사는 1950년대에 시작되었다. 1951년 최초의 비디오테이프 레코더를 통해 최초의 디지털 신호가 자기테이프에 저장되었다.[3] 1957년, 최초의 디지털 영상이 러셀 커시에 의해 컴퓨터를 통해 생성되었다. 그것은 그의 아들의 사진이었다.[4]

러셀 커시가 만든 최초의 디지털 이미지. 그의 아들 월든의 사진이다.


최초의 반도체 이미지 센서는 1969년 벨 연구소의 물리학자 윌러드 보일과 조지 스미스가 발명한 전하결합소자(CCD)였다.[5] 그들은 금속산화물반도체(MOS) 공정을 연구하는 동안 전하가 자기 버블과 유사하고 그 전하가 작은 MOS 축전기에 저장될 수 있다는 것을 깨달았다. 일련의 MOS 축전기를 연속적으로 제작하는 것이 상당히 간단했기 때문에, 그들은 전하가 하나에서 다음으로 단계적으로 이동할 수 있도록 축전기에 적절한 전압을 연결했다.[6] 이 반도체 회로는 나중에 텔레비전 방송을 위한 최초의 디지털 비디오 카메라에 사용되었으며,[7] 그 발명은 2009년 노벨 물리학상으로 인정받았다.[8]

1965년 7월 15일, 마리너 4호가 화성을 지나갈 때 NASA와 JPL가 설계한 디지털 카메라 시스템으로 화성의 최초 근접 사진이 촬영되었다. 1976년, 화성의 쌍둥이 ''바이킹'' 착륙선은 화성 표면에서 최초의 이미지를 생성했다. 영상 처리 과정은 현대 디지털 카메라와 달랐지만 결과는 비슷했다. 바이킹은 고체 센서 요소의 모자이크가 아닌 기계적으로 스캔되는 팩시밀리 카메라를 사용했다.[9] 이것은 디지털 이미지를 생성하여 나중에 상대적으로 느린 속도로 지구로 전송하기 위해 테이프에 저장했다.[10][11]

1972년 마이클 프랜시스 톰프셋이 CCD 센서 기술을 사용하여 최초로 출판된 컬러 디지털 사진을 제작했으며, ''Electronics Magazine'' 표지에 실렸다. 그것은 그의 아내 마가렛 톰프셋의 사진이었다.[12] 1975년 2월호 ''파퓰러 일렉트로닉스'' 잡지에는 상용 제품으로 개발되어 마이크로컴퓨터에 연결된 디지털 카메라인 크로멘코 사이클롭스가 소개되었다. 이것은 이미지 센서에 MOS 기술을 사용했다.

디지털 이미지 압축 기술의 중요한 발전은 1972년 캔자스 주립 대학교에서 근무하던 N. 아메드가 처음 제안한 손실 압축 기술인 이산 코사인 변환(DCT)이었다.[13] DCT 압축은 1992년 공동 사진 전문가 그룹이 도입한 JPEG 이미지 표준에 사용된다.[14] JPEG는 이미지를 훨씬 작은 파일 크기로 압축하며, 가장 널리 사용되는 이미지 파일 형식이 되었다.[15] JPEG 표준은 디지털 사진의 대중화에 크게 기여했다.[16]

1975년 이스트먼 코닥의 스티븐 새슨이 최초의 독립형(휴대용) 디지털 카메라를 만들었다.[17][18] 새슨의 카메라는 1973년 페어차일드 반도체가 개발한 CCD 이미지 센서 칩을 사용했다.[19] 이 카메라는 무게가 약 3.63kg였고, 카세트 테이프에 흑백 이미지를 기록했으며, 해상도는 0.01메가픽셀(10,000픽셀)이었고, 1975년 12월에 첫 번째 이미지를 캡처하는 데 23초가 걸렸다. 이 프로토타입 카메라는 생산을 위한 것이 아니라 기술적인 실험이었다.[20] 1981년 소니가 최초의 소비자용 카메라를 생산할 때까지는 디지털 이미징과 사진의 기반이 마련되었다.[21]

최초의 디지털 일안반사식(DSLR) 카메라는 1986년에 시연된 니콘 SVC 프로토타입이었고, 그 뒤를 이어 1988년에 출시된 니콘 QV-1000C가 있었다.[22] 최초로 널리 상용화된 디지털 카메라는 1990년의 Dycam Model 1이었으며, 로지텍 Fotoman으로도 판매되었다. 이것은 CCD 이미지 센서를 사용하여 사진을 디지털로 저장하고 이미지를 다운로드하기 위해 컴퓨터에 직접 연결했다.[23][24][25] 처음에는 전문 사진작가에게 높은 가격으로 제공되었지만, 1990년대 중후반 기술 발전으로 인해 일반 대중에게 널리 보급되었다.

디지털 사진의 등장은 사진 분야의 문화적 변화를 가져왔다. 필름 사진과 달리 이미지 후처리를 위해 더 이상 암실과 유해한 화학 물질이 필요하지 않았다. 이미지는 이제 개인용 컴퓨터에서 처리하고 향상시킬 수 있었다. 이를 통해 사진작가들은 처리 및 편집 기술에 있어 더욱 창의적이 될 수 있었다.

2. 2. 상용화 및 대중화

디지털 사진이 주류가 된 것은 비교적 최근이지만, 20세기 후반에는 디지털 사진의 탄생으로 이어지는 많은 발전들이 있었다. 1951년 최초의 비디오테이프 레코더를 통해 최초의 디지털 신호가 자기테이프에 저장되었다.[3] 6년 후인 1957년에는 러셀 커시에 의해 컴퓨터를 통해 최초의 디지털 영상이 생성되었다. 그것은 그의 아들의 사진이었다.[4]

최초의 반도체 이미지 센서는 1969년 벨 연구소의 물리학자 윌러드 보일과 조지 스미스가 발명한 전하결합소자(CCD)였다.[5] 이 반도체 회로는 나중에 텔레비전 방송을 위한 최초의 디지털 비디오 카메라에 사용되었으며,[7] 그 발명은 2009년 노벨 물리학상으로 인정받았다.[8]

1975년 2월 ''파퓰러 일렉트로닉스'' 잡지에 크로멘코 사이클롭스가 소개되었는데, 이는 마이크로컴퓨터에 연결된 디지털 카메라였다. 이것은 이미지 센서에 MOS 기술을 사용했다.

이산 코사인 변환(DCT)은 1972년 캔자스 주립 대학교에서 근무하던 N. 아메드가 처음 제안한 손실 압축 기술이다.[13] DCT 압축은 1992년 공동 사진 전문가 그룹이 도입한 JPEG 이미지 표준에 사용된다.[14] JPEG는 이미지를 훨씬 작은 파일 크기로 압축하며, 가장 널리 사용되는 이미지 파일 형식이 되었다.[15] JPEG 표준은 디지털 사진의 대중화에 크게 기여했다.[16]

최초의 독립형(휴대용) 디지털 카메라는 1975년 이스트먼 코닥의 스티븐 새슨이 만들었다.[17][18] 새슨의 카메라는 1973년 페어차일드 반도체가 개발한 CCD 이미지 센서 칩을 사용했다.[19] 이 카메라는 무게가 3.6kg였고, 카세트 테이프에 흑백 이미지를 기록했으며, 해상도는 0.01메가픽셀(10,000픽셀)이었고, 1975년 12월에 첫 번째 이미지를 캡처하는 데 23초가 걸렸다.[20] 1981년 소니가 최초의 소비자용 카메라를 생산할 때까지 디지털 이미징과 사진의 기반이 마련되었다.[21]

최초의 디지털 일안반사식(DSLR) 카메라는 1986년에 시연된 니콘 SVC 프로토타입이었고, 그 뒤를 이어 1988년에 출시된 니콘 QV-1000C가 있었다.[22] 최초로 널리 상용화된 디지털 카메라는 1990년의 Dycam Model 1이었으며, 로지텍 Fotoman으로도 판매되었다. 이것은 CCD 이미지 센서를 사용하여 사진을 디지털로 저장하고 이미지를 다운로드하기 위해 컴퓨터에 직접 연결했다.[23][24][25] 처음에는 전문 사진작가에게 높은 가격으로 제공되었지만, 1990년대 중후반 기술 발전으로 인해 일반 대중에게 널리 보급되었다.

디지털 사진의 등장은 사진 분야의 문화적 변화를 가져왔다. 필름 사진과 달리 이미지 후처리를 위해 더 이상 암실과 유해한 화학 물질이 필요하지 않았다. 이미지는 이제 개인용 컴퓨터에서 처리하고 향상시킬 수 있었다.

카메라폰은 인터넷, 소셜 미디어,[27] 그리고 JPEG 이미지 형식과 함께 디지털 사진의 대중화에 더욱 기여했다.[16] 내장 디지털 카메라가 장착된 최초의 휴대 전화는 2000년 샤프와 삼성이 생산했다.[28]

3. 디지털 카메라



디지털 카메라는 렌즈를 통해 들어온 빛을 이미지 센서가 디지털 신호로 바꾸어 저장한다. 전하 결합 소자(CCD)나 CMOS 센서가 주로 사용되며, 대부분 베이어 패턴을 이용하여 컬러 이미지를 만든다.[29] 메모리 카드에 사진을 저장하며, 주로 SD 카드나 콤팩트플래시(CF) 형식이 사용된다.

USB나 FireWire를 통해 컴퓨터와 연결하여 사진을 전송하거나, 웹캠으로 사용할 수 있다. 일부는 동영상 촬영 기능도 제공하며, PictBridge를 지원하여 프린터에 직접 연결할 수도 있다.

디지털 이미지 품질은 화소 수 외에도 렌즈 품질, 촬상 매체, 촬상 형식, 처리 기술 등 다양한 요소에 의해 결정된다.[30] 35mm 필름보다 작은 센서를 가진 디지털 카메라는 35mm 환산 초점 거리를 사용하여 화각을 표시한다.

3. 1. 센서

이미지 센서는 카메라 렌즈가 만든 광학 이미지를 디지털 파일로 바꿔 카메라 안이나 밖의 디지털 메모리 장치에 저장하는 전자 장치이다. 이미지 센서 어레이의 각 부분은 이미지의 작은 영역(픽셀)에 닿는 빛의 강도를 측정하고 디지털 값으로 바꾼다.

센서에는 두 가지 주요 유형이 있는데, 전하 결합 소자(CCD)와 CMOS 또는 능동 픽셀 센서이다. CCD는 광전하를 중앙의 전하-전압 변환기로 이동시키고, CMOS는 각 픽셀에서 전하-전압 변환을 수행한다.

대부분의 소비자용 카메라는 RGB와 같은 3차원 색 공간에서 각 픽셀이 색상 값을 가지는 컬러 이미지를 만든다. 각 픽셀에 들어오는 빛의 파장을 구별하는 기술도 있지만, 대부분의 카메라는 가시광선 스펙트럼 전체의 빛 강도만 기록하는 단색 센서를 사용한다. 컬러 이미지를 만들기 위해 이런 카메라는 베이어 패턴으로 각 픽셀에 색 필터를 적용하거나, 빛 분할기를 사용한다. 이렇게 만들어진 그레이스케일 이미지는 합쳐져 컬러 이미지가 된다. 이 과정은 보통 카메라 자체에서 이루어지지만, 일부 카메라는 RAW 이미지 형식으로 처리되지 않은 그레이스케일 이미지를 제공하기도 한다.

야간 투시 장치의 단색 이미지


열 영상이나 저조도 관찰, 고속 촬영용 카메라와 같은 특수 목적 카메라는 단색(그레이스케일) 이미지만 기록하기도 한다. 예를 들어 라이카 M 모노크롬 카메라는 더 나은 해상도와 다이내믹 레인지를 위해 그레이스케일 전용 센서를 사용한다. 3차원 색상을 그레이스케일이나 세피아 톤으로 바꾸는 것은 디지털 후처리를 통해 가능하며, 카메라 자체 옵션으로 제공되기도 한다. 반면, 일부 다중분광 카메라는 각 픽셀에 대해 3개 이상의 색상 좌표를 기록한다.

디지털 및 필름 사진 시스템은 모두 제한된 "다이나믹 레인지"를 가진다. 이는 정확하게 재현할 수 있는 휘도의 범위를 의미한다. 너무 밝은 부분은 흰색으로, 너무 어두운 부분은 검은색으로 표현된다. 필름은 하이라이트의 세부 정보 손실이 급격하지 않고, 디지털 센서의 어두운 그림자도 마찬가지다. 디지털 센서의 "하이라이트 날아감"은 출력 이미지에서 급격하지 않은데, 이는 큰 다이나믹 레인지를 출력의 더 제한적인 다이나믹 레인지(SDR 디스플레이나 인쇄)에 맞추기 위한 톤 매핑 때문이다. 서로 다른 색상의 센서 요소가 차례로 포화되면, 날아간 하이라이트에서 색조나 채도 변화가 생길 수 있다.

일부 디지털 카메라는 이미지 검토에서 날아간 하이라이트를 보여주어 사진가가 노출을 수정해 다시 촬영할 수 있게 한다. 다른 카메라는 어두운 픽셀의 노출 시간을 늘려 장면의 명암비를 보정한다. 후지필름의 FinePix S3 Pro DSLR은 이미지 센서에 감도가 낮은 추가 포토다이오드를 포함하여, 주 센서에는 너무 밝은 부분의 세부 정보를 유지한다.

하이 다이나믹 레인지 이미징(HDR)은 이미지 센서의 다이나믹 레인지를 높이거나, 노출 브라케팅을 사용하고 별도 이미지를 후처리하여 다이나믹 레인지가 더 높은 단일 이미지를 만드는 방식으로 이 문제를 해결한다.

3. 2. 이미지 처리

대부분의 카메라폰과 디지털 카메라는 이미지 데이터를 저장하기 위해 플래시 메모리가 내장된 메모리 카드를 사용한다. 별도 카메라용 카드의 대부분은 Secure Digital (SD) 형식이거나 구형 CompactFlash (CF) 형식이며, 다른 형식은 드물다. XQD 카드 형식은 고화질 캠코더와 고해상도 디지털 사진 카메라를 대상으로 한 마지막 새로운 카드 형식이였다. 대부분의 최신 디지털 카메라는 메모리 카드가 장착되어 있든 없든 사진을 일시적으로 저장할 수 있는 용량이 제한된 내장 메모리를 사용하며, 나중에 메모리 카드나 외부 장치로 사진을 전송할 수 있다.

메모리 카드는 수많은 사진을 저장할 수 있으므로 메모리 카드가 가득 찰 때만 신경 쓰면 된다. 대부분의 사용자에게는 수백 장의 고화질 사진이 같은 메모리 카드에 저장되는 것을 의미한다. 보관이나 개인적인 용도로 이미지를 다른 미디어로 전송할 수 있다. 고속 및 대용량 카드는 비디오 및 버스트 모드(짧은 시간에 여러 장의 사진을 연속으로 촬영)에 적합하다.

사진작가는 이미지 파일의 무결성에 의존하기 때문에 메모리 카드를 적절하게 관리하는 것이 중요하다. 한 가지 방법은 카드 포맷으로, 기본적으로 카드의 오류 가능성을 검사하는 것이다. 일반적으로 이미지를 컴퓨터로 전송한 후 카드를 포맷하는 것이 권장된다. 모든 카메라는 카드의 빠른 포맷만 하므로, 컴퓨터에서 적절한 소프트웨어를 사용하여 더욱 철저한 포맷을 주기적으로 수행하는 것이 좋다.

3. 3. 다기능성 및 연결성

대부분의 디지털 카메라는 (일부 고급 선형 배열 카메라와 저가형 웹캠을 제외하고) 이미지를 저장하는 데 디지털 메모리 장치를 사용하며, 나중에 컴퓨터로 전송할 수 있다. 이 메모리 장치는 일반적으로 메모리 카드이며, 플로피 디스크와 CD-RW는 덜 일반적이다.[29]

디지털 카메라는 사진 촬영 외에도 소리나 비디오를 녹음할 수 있다. 일부는 웹캠으로 기능하고, PictBridge 규격으로 프린터에 직접 연결할 수 있으며, 텔레비전에 연결하여 사진을 보여줄 수도 있다. 마찬가지로 많은 캠코더는 정지 사진을 촬영하여 비디오테이프나 플래시 메모리 카드에 저장할 수 있어, 디지털 카메라와 같은 기능을 한다.[29]

대부분의 디지털 카메라는 컴퓨터와 직접 연결할 수 있으며, 사진을 컴퓨터로 전송하거나 웹캠으로 사용할 수 있다. 연결에는 USB나 FireWire 등이 사용된다.

일부 카메라는 동영상을 기록할 수 있지만, 용량이 제한되어 있다. 최근 카메라는 640×480 해상도로 초당 30프레임의 영화 수준 기록이 가능하다. 컴퓨터에 직접 연결하여 동영상을 컴퓨터의 하드디스크나 DVD에 기록할 수도 있다.

3. 4. 성능 지표

디지털 이미지의 품질은 다양한 요소들의 종합적인 결과이며, 화소 수(메가픽셀 단위로 표시)는 그 중 하나일 뿐이다. 디지털 카메라 제조사들은 화소 수를 강조하지만, 실제로는 카메라 내부의 처리 시스템이 더 중요하다. 4메가픽셀 이상의 일부 카메라가 더 고급 카메라보다 성능이 좋은 경우도 있다.[30]

섬네일


화소 해상도 외에도 이미지 품질에 영향을 미치는 요소는 다음과 같다:

  • '''렌즈 품질:''' 해상도, 왜곡, 분산 (렌즈 참조)
  • '''촬상 매체:''' CMOS, CCD
  • '''촬상 형식:''' 화소 수, 디지털 파일 형식 (RAW, TIFF, JPEG)
  • '''처리:''' 디지털 처리


주어진 최대 해상도(가로 ''w'' 픽셀, 세로 ''h'' 픽셀)에 대한 픽셀 수 ''n''은 ''n'' = ''w × h''이다. 예를 들어, 1600 × 1200 크기의 이미지는 1.92메가픽셀을 가진다.

제조업체에서 제시하는 픽셀 수는 전체 색상 픽셀 수가 아닐 수 있다. 단일 칩 이미지 센서를 사용하는 카메라의 경우, 주장되는 숫자는 단일 색상 감지 광센서의 총 수일 수 있다. 베이어 센서 카메라는 데모자이킹을 통해 광센서와 동일한 수의 RGB 픽셀을 생성하지만, Foveon X3 센서는 광센서보다 1/3 적은 수의 RGB 픽셀을 가진 보간되지 않은 이미지 파일을 생성한다.[30]

해상도 증가에 따른 세부 묘사의 상대적 증가는 그림 영역의 총 픽셀 수가 아닌 그림의 가로(또는 세로) 픽셀 수를 통해 비교할 수 있다. 예를 들어, "4메가픽셀"(2560 × 1600= 4,096,000)에서 3200 × 2048 (6.5메가픽셀)로 증가하면, 그림의 픽셀 수는 1.6배 증가하지만, cm당 픽셀 수는 1.25배만 증가한다.

35mm 필름(24mm×36mm)보다 작은 센서를 가진 디지털 카메라는 같은 초점 거리의 렌즈를 사용할 때 화각이 좁아진다. 화각은 초점 거리와 센서 크기에 의해 결정된다. 따라서 카탈로그 등에서는 35mm 환산 초점 거리라는 개념을 사용한다.

화소 밀도가 변하면 얻을 수 있는 정보량도 변한다. 해상도는 단위 면적당 화소 수와 관련이 있지만, 1화소가 1색만을 기록하거나 필름 종류에 따라 실질적인 해상도가 다르기 때문에 비교는 간단하지 않다. 또한, 화소 밀도가 높은 큰 센서는 고가이며, 큰 렌즈가 필요하고, 작은 화면에 화소 밀도가 높은 센서는 노이즈 레벨이 높아지는 문제가 있다.

작은 디지털 카메라도 화소 밀도가 높은 센서(및 성능이 좋은 렌즈)를 사용하면 고해상도 이미지를 생성할 수 있다. 일반적으로 이러한 카메라에는 35mm 필름 카메라라면 광각 렌즈로 간주되는 초점 거리의 렌즈가 장착되어 있다.

디지털 이미지의 화질은 필름 카메라와 마찬가지로 다양한 요인에 의해 결정된다. 화소 수는 주요 요인 중 하나이지만, 마케팅적으로 과장되어 강조되는 경우가 많다. 원시 데이터를 균형 있게 조정하는 카메라 내부의 처리 기구가 중요하며, 저화소 카메라가 고화소 카메라보다 화질이 더 좋은 경우도 있다. 필름 카메라와 유사한 요인은 다음과 같다:

  • '''렌즈:''' 분해능, 왜곡, 색수차 (렌즈)
  • '''촬상 기구:''' CMOS, CCD
  • '''기록 포맷:''' 화소 수, 파일 형식(RAW 이미지, TIFF, JPEG)
  • '''처리:''' 디지털 처리


수광 센서의 1화소당 수광 면적은 동일한 포맷에서 화소 수를 늘리면 작아지므로 정보량이 감소한다. 따라서 동일한 설계로 비교하면 이미지 신호에 전기적 노이즈나 왜곡이 많아지고, 다이내믹 레인지가 축소되는 등의 문제가 있으며, 고화소화와 종합적인 화질의 양립은 어려운 면도 있다.

4. 필름 카메라와의 비교

화질 향상과 더불어 디지털 사진의 여러 장점 덕분에 전문 보도 사진 기자들은 일찍부터 디지털 카메라로 전환했다. 특히 보도 사진 분야에서는 현상이 필요 없고 배포(전송)가 빠르다는 점이 장점으로 작용했다.[1]

디지털 사진은 일반인들에게도 널리 퍼졌으며, 웹사이트나 셀카, SNS 등을 통해 인터넷에 사진을 간편하게 공개하는 문화가 확산되었다.

천문학 분야에서는 일반 분야보다 더 일찍 디지털 사진 기술을 받아들였다. 1980년대 초에는 이미 필름 사진이 거의 사용되지 않을 정도였다. 이미지 센서의 뛰어난 감도, 특성의 일관성, 그리고 컴퓨터를 이용한 손쉬운 분석 등이 그 이유이다. 천문학용 이미지 센서는 일반적인 것과 유사하지만, 주로 흑백을 사용하며 액체 질소로 냉각하여 열에 의한 노이즈를 줄인다. 또한 여러 개의 이미지 센서를 배열하여 억 단위 이상의 화소 수를 구현하기도 한다. 천체 관측을 취미로 하는 사람들 사이에서도 디지털 카메라 사용이 일반화되었으며, 웹캠을 활용한 "비디오 천문학(video astronomy)"도 등장했다.

하지만 상업 사진 작가나 예술 사진을 취미로 하는 사람, 카메라 애호가 중에는 필름 특유의 색감 등을 이유로 여전히 필름 카메라를 선호하는 경우도 있다. 2010년대에는 체키와 같은 구형 카메라가 젊은 층 사이에서 인기를 얻기도 했다.

4. 1. 장점

소비자 수준의 디지털 카메라는 필름을 구매할 필요가 없어 반복적인 비용이 낮고, 현상 비용도 절감할 수 있다. 비슷한 필름 카메라보다 휴대 및 사용이 간편하며, 사진을 이메일, 웹페이지 등으로 바로 보낼 수 있어 현대적인 사진 활용에 더 적합하다. 특히 스마트폰에 내장된 디지털 카메라는 이러한 장점을 극대화한다.

전문적인 용도에서 디지털 카메라는 속도, 정확성, 유연성, 편의성, 비용 면에서 많은 이점을 제공한다.

  • '''즉시성''': 촬영 후 바로 이미지를 확인하고 삭제할 수 있으며, 조명과 구성을 즉시 평가하여 저장 공간을 효율적으로 사용할 수 있다.
  • '''빠른 작업 흐름''': 색상 및 파일 관리, 조작, 인쇄 도구가 필름 방식보다 다양하다. 그러나 RAW 파일 일괄 처리는 고성능 컴퓨터에서도 시간이 오래 걸릴 수 있다.
  • '''빠른 이미지 수집''': 고해상도 RAW 파일을 메모리 카드에서 전송하는 데 몇 초밖에 걸리지 않지만, 필름을 고품질 스캐너로 스캔하는 데는 몇 분이 소요된다.
  • '''플래시''': 이미지에 플래시를 사용하면 이미지 조명과 같은 다양한 효과를 얻을 수 있다.[1]
  • '''많은 이미지 저장''': 필름 롤 교체 없이 더 많은 사진을 촬영할 수 있다. 대부분의 사용자에게 단일 메모리 카드는 카메라 수명 동안 충분하지만, 필름 카메라는 필름 롤 구매 비용이 계속 발생한다.
  • '''정확하고 재현 가능한 처리''': 디지털 처리는 수치적으로 이루어지므로, 결정적 알고리즘을 사용한 이미지 처리는 완벽하게 재현 가능하다. 광화학 처리에서 발생하는 변화를 없애고, 어렵거나 비실용적인 처리 기법을 가능하게 한다.
  • '''디지털 조작''': 디지털 이미지는 기존의 네거티브 및 인화 방식보다 훨씬 쉽고 빠르게 수정 및 조작할 수 있다.


니콘(Nikon), 캐논과 같은 제조업체는 디지털 일안 반사식 카메라(DSLR)를 사진 저널리스트들이 채택하도록 장려해 왔다. 2메가픽셀 이상으로 촬영된 이미지는 신문이나 잡지에서 작은 이미지로 사용하기에 충분한 품질을 제공한다. 최신 디지털 SLR의 8~24메가픽셀 이미지는 고급 렌즈와 결합될 경우 35mm 필름 기반 SLR의 필름 인화와 거의 비슷한 디테일을 재현할 수 있다.[2]

4. 2. 단점


  • '''앨리어싱(Aliasing)'''[1]: 일반적인 전자 이미지 센서의 주기적인 픽셀 구조와 촬영 대상의 주기적인 구조(일반적으로 인공물)가 결합하여 앨리어싱 아티팩트(예: 베이어 패턴 센서를 사용하는 카메라에서의 가짜 색상)가 발생할 수 있다. 앨리어싱은 필름에도 존재하지만, 필름의 확률적 입자 구조(확률적 샘플링)로 인해 일반적으로 덜 눈에 띄는 방식(예: 입자도 증가)으로 나타난다.
  • '''전기에 의존'''[2]: 디지털 카메라는 일반적으로 배터리를 통해 제공되는 전기 없이는 작동할 수 없다. 반면에 라이카 M2와 같이 배터리가 필요 없는 많은 기계식 필름 카메라도 존재했다. 이러한 기기는 열악하거나 외딴 환경에서 디지털 기기에 비해 장점이 있었다.
  • '''제한된 센서 크기'''[3]: 반도체 제작에서 지속적인 과제는 1cm2보다 훨씬 큰 칩을 결함 없이 생산하는 것이 비싸다는 점이며, 이로 인해 기존 35mm 광학 장치와 호환되는 대형 이미지 센서 포맷은 전문가 및 프로슈머 시장에 국한된다.

4. 3. 동등한 기능

디지털 카메라 이미지의 노이즈는 때때로 필름 카메라의 필름 그레인과 시각적으로 유사할 수 있다.[1]

20세기 초 디지털 카메라는 필름 카메라에 비해 긴 시작 지연 시간을 가졌다(즉, 켜진 후 첫 번째 사진을 찍을 준비가 될 때까지의 지연 시간). 하지만 현대 디지털 카메라의 경우 시작 시간이 0.25s 미만이므로 더 이상 그렇지 않다.[2]

캐논 F-1의 드문 고속 모터 드라이브처럼 일부 필름 카메라는 초당 최대 14프레임(fps)에 도달할 수 있었지만, 전문적인 DSLR 카메라는 가장 높은 프레임 속도로 정지 사진을 촬영할 수 있다. 소니 SLT 기술은 최대 12fps의 속도를 허용하지만 캐논 EOS-1D X는 14fps의 속도로 정지 사진을 찍을 수 있다. 니콘 F5는 번거로운 대용량 필름 백 없이 36장의 연속 프레임(필름 길이)으로 제한되는 반면, 디지털 니콘 D5는 버퍼를 지워야 하고 저장 매체의 나머지 공간을 사용할 수 있기 전에 100장이 넘는 14비트 RAW 이미지를 캡처할 수 있다.[3]

재료와 보관 방법에 따라 아날로그 사진 필름과 인화지는 시간이 지남에 따라 바래질 수 있다. 마찬가지로 디지털 이미지가 저장되거나 인쇄되는 매체는 손상되거나 손상될 수 있으며, 이로 인해 이미지 무결성이 손실될 수 있다.[4]

색 재현(색역)은 사용되는 필름 또는 센서의 종류와 품질, 광학 시스템과 필름 처리의 품질에 따라 달라진다. 서로 다른 필름과 센서는 색상 감도가 다르므로 사진작가는 정확한 색상 재현을 위해 장비, 조명 조건 및 사용되는 매체를 이해해야 한다. 많은 디지털 카메라는 RAW 형식(센서 데이터)을 제공하므로 카메라 설정에 관계없이 개발 단계에서 색역을 선택할 수 있다.[5]

그러나 RAW 형식에서도 센서와 카메라의 다이내믹 레인지는 하드웨어에서 지원하는 색역 내의 색상만 캡처할 수 있다. 그 이미지가 어떤 장치에서 재현하기 위해 전송될 때 달성 가능한 가장 넓은 색역은 최종 장치가 지원하는 색역이다. 모니터의 경우 디스플레이 장치의 색역이고, 사진 인화의 경우 특정 종류의 용지에 이미지를 인쇄하는 장치의 색역이다.[6]

전문 사진작가는 종종 특별히 설계되고 보정된 모니터를 사용하여 색상을 정확하고 일관되게 재현한다.[7]

5. 사회적 영향

2002년 말, 미국에서 가장 저렴한 디지털 카메라는 약 100USD에 판매되었다.[31] 같은 시기에, 사진 현상소를 갖춘 많은 할인 매장에서는 "디지털 프런트 엔드"를 도입하여 소비자들이 잉크젯 프린트가 아닌 진정한 화학적 인화 사진을 한 시간 안에 얻을 수 있도록 했다. 이러한 가격은 필름 네거티브에서 인화한 사진과 비슷했다.

2003년 7월, 일회용 카메라 시장에 리츠 다코타 디지털(Ritz Dakota Digital)영어이 출시되면서 디지털 카메라가 진입했다. 가격은 단 11USD였다. 미리 프로그래밍된 25장의 사진 한계에 도달하면 카메라는 상점으로 반환되고 소비자는 인화 사진과 사진이 담긴 CD-ROM을 받는다. 그런 다음 카메라는 재생산되어 다시 판매된다.

다코타 디지털이 출시된 이후, 여러 유사한 일회용 디지털 카메라가 등장했다. 대부분의 일회용 디지털 카메라는 사양과 기능면에서 원래 다코타 디지털과 거의 동일하지만, 몇몇은 더 나은 사양과 더욱 고급 기능(예: 더 높은 이미지 해상도와 LCD 화면)을 포함한다. 대부분의 일회용 디지털 카메라는 현상 비용을 제외하고 20USD 미만이다. 그러나 경쟁력 있는 가격으로 복잡한 디지털 카메라에 대한 엄청난 수요로 인해 제조 과정에서의 단축이 자주 발생했고, 카메라 오작동, 높은 부품 가격 및 짧은 수명에 대한 고객 불만이 크게 증가한 것으로 나타났다.

2003년 이후로 디지털 카메라 판매량이 필름 카메라를 능가했다.[32] 코닥(Kodak)은 2004년 1월, 더 이상 선진국에서 코닥 브랜드 필름 카메라를 판매하지 않겠다고 발표했다.[33] 2006년 1월, 니콘(Nikon)도 필름 카메라 모델 중 두 개를 제외한 모든 모델의 생산을 중단하겠다고 발표했다. 같은 달, 코니카 미놀타(Konica Minolta)는 카메라 사업에서 완전히 철수한다고 발표했다. 디지털 카메라와의 직접적인 경쟁과 중고 필름 카메라의 이용 가능성으로 인해 35mm 및 고급 사진 시스템(APS) 콤팩트 카메라의 가격이 하락했다.[34]

필름 카메라 판매 감소는 이러한 카메라용 필름 구매 감소로도 이어졌다. 2004년 11월, 아그파-게바에르트(Agfa-Gevaert)의 독일 지사인 아그파포토(AgfaPhoto)가 분사되었다. 6개월 만에 파산 신청을 했다. 코니카 미놀타 포토 이미징(Konica Minolta Photo Imaging), Inc.는 2007년 3월 31일까지 전 세계적으로 컬러 필름과 인화지 생산을 종료했다. 또한 2005년까지 코닥은 20년 전보다 직원 수가 3분의 1 미만으로 줄었다. 디지털 카메라는 이전에 사진을 현상하는 데 필요했던 비싼 필름 롤과 현상 화학약품의 사용 감소를 통해 필름 사진 산업을 궤멸시켰다. 이는 후지, 코닥(Kodak), 아그파(Agfa)와 같은 회사에 큰 영향을 미쳤다. 2012년, 코닥은 변화하는 산업에 적응하는 데 어려움을 겪은 후 파산 신청을 했다.[36]

폼팩터가 카메라로 사용하기에 최적화되어 있지 않아 다소 어색하게 스마트폰으로 사진을 찍는 한 남자.


디지털 카메라 판매는 2012년 3월에 정점을 찍어 월평균 약 1100만 대에 달했지만, 그 이후로 판매량이 크게 감소했다. 2014년 3월에는 매달 약 300만 대가 판매되어 최고 판매량의 약 30%에 그쳤다. 판매 감소는 바닥을 친 것 같으며, 월평균 판매량은 약 300만 대를 유지하고 있다. 주요 경쟁자는 대부분 내장 디지털 카메라를 갖추고 있으며 정기적으로 개선되는 스마트폰이다. 대부분의 디지털 카메라와 마찬가지로 비디오 녹화 기능도 제공한다.[37] 스마트폰은 기술적으로 계속 개선되고 있지만, 폼팩터가 카메라로 사용하기에 최적화되어 있지 않고 배터리 수명이 디지털 카메라에 비해 일반적으로 더 제한적이다.

디지털 사진은 긍정적인 시장 영향도 가져왔다. 디지털 사진액자와 캔버스 인화와 같은 제품의 인기 증가는 디지털 사진의 인기 증가의 직접적인 결과이다. 광학/카메라 제조 기술 및 사진 기술의 발전은 이미지 감상 방식을 변화시켰다. 1970년대까지 미국에서는 슬라이드 프로젝터로 이미지를 보는 경우가 많았다. 그 후, 컬러 사진의 등장으로 컬러 인화가 이루어지게 되었다.

21세기에 들어서면서 정지 이미지를 보는 주요 수단은 컴퓨터와 휴대전화로 이동하고 있다. 이 때문에 필름과 필름식 카메라 시장은 감소했고, 코닥(Kodak), 후지필름(FujiFilm), 아그파-게바르트(Agfa-Gevaert)와 같은 기업들은 극적인 변혁을 강요받았다. 마찬가지로 필름 현상·인화 서비스로 이익을 얻어왔던 곳들도 큰 영향을 받고 있다.

5. 1. 접근성 향상

디지털 사진은 더 많은 사람들이 사진을 찍을 수 있도록 만들었다. 사진작가들이 이용할 수 있는 새로운 기술과 편집 프로그램은 사진이 대중에게 제시되는 방식을 바꾸어 놓았다. 디지털 사진은 필름의 지연과 비용을 없앴다. 소비자들은 특수 장비를 사용하는 대신 일반 가정용 컴퓨터로 디지털 이미지를 보고, 전송하고, 편집하고, 배포할 수 있게 되었다.[38]

카메라폰은 최근 사진에 큰 영향을 미쳤다. 사용자는 스마트폰을 설정하여 제품을 인터넷에 업로드하여 카메라가 파손되거나 사진이 삭제되더라도 이미지를 보존할 수 있다. 일부 대형 사진 매장에는 블루투스 기술을 통해 스마트폰에서 이미지를 직접 인쇄할 수 있는 셀프 서비스 키오스크가 있다.[38]

월드 와이드 웹은 1992년 팀 버너스-리가 최초의 사진을 온라인에 게시한 이후로 사진을 저장하고 공유하는 인기 있는 매체였다. 오늘날 Flickr, Picasa, PhotoBucket과 같은 사진 공유 사이트뿐만 아니라 소셜 웹도 수백만 명의 사람들이 사진을 공유하는 데 사용되고 있다. 디지털 사진과 소셜 미디어를 통해 조직과 기업은 더 크고 다양한 인구에게 사진을 더 쉽게 접근할 수 있도록 할 수 있다.[39]

21세기에 들어서면서 정지 이미지를 보는 주요 수단은 인쇄물도 여전히 존재하지만 컴퓨터와 휴대전화로 이동하고 있다. 이 때문에 필름과 필름식 카메라 시장은 감소했고, 코닥(Kodak), 후지필름(FujiFilm), 아그파-게바르트(Agfa-Gevaert)와 같은 기업들은 극적인 변혁을 강요받았다. 마찬가지로 필름 현상·인화 서비스로 이익을 얻어왔던 곳들도 큰 영향을 받고 있다. 수익성이 높은 필름 현상 서비스의 수요가 급감하고, 디지털 사진 인화 서비스에 대응하기 위한 시스템 도입에 설비 투자가 매우 고액(디지털 대응 미니 랩 시스템의 경우 약 1000만엔)이며, 인터넷 인화와 같은 새로운 형태의 경쟁 서비스가 출현하여 동네 사진관은 감소 추세에 있고, 대기업 체인점의 통폐합도 진행되고 있다.

5. 2. 이미지 조작 문제

디지털 아트 및 미디어 아트에서 디지털 사진은 종종 편집, 조작되거나 다른 디지털 이미지와 결합된다. 스캐노그래피는 스캐너를 사용하여 디지털 사진을 만드는 관련 과정이다.

디지털 카메라와 컴퓨터 편집 기술의 발전은 사진 이미지가 인식되는 방식에 영향을 미친다. 원본 그대로의 사진과 달리, 디지털 방식으로 사실적인 이미지를 만들고 조작할 수 있게 되면서 디지털 사진의 "진실성"에 대한 관객의 인식 또한 변화하고 있다.[41] 디지털 조작은 과거와 현재의 현실 인식을 조정하여 사람들의 정체성, 신념, 의견 형성에 영향을 줄 수 있다.

5. 3. 디지털 보존 문제

사진은 인화나 네거티브 필름을 부적절하게 보관하거나 장시간 직사광선에 노출하면 색이 바래는 문제가 있었다. 디지털 이미지는 데이터 형태로 컴퓨터에 저장되기 때문에 화질 저하는 없지만, 이미지 파일을 삭제하거나 덮어쓰는 경우, 저장 장치가 고장 나거나, 어떤 원인으로 이미지 파일 일부가 손상되어 손실될 가능성이 있으므로 백업이 중요해진다.[42]

6. 최근 연구 및 혁신

오늘날 디지털 사진 기술은 미러리스 카메라의 등장으로 급속도로 발전하고 있다.[44] 미러리스 카메라는 소형화와 혁신적인 설계, 수동 조절, 조정 가능한 설정, 교환식 렌즈, 그리고 센서에서 바로 이미지를 표시하는 전자식 뷰파인더 또는 LCD 화면을 갖추어[45][46] DSLR에 비해 여러 가지 이점을 제공한다.[47] 빠른 자동 초점, 조용한 작동, 빠른 촬영 속도를 제공하지만, 렌즈 종류의 제한 및 배터리 수명이 짧은 단점도 있다. 그러나 2024년 현재 미러리스 기술의 지속적인 발전은 이러한 한계를 해결하고 있다.[48]

디지털 사진에 사용되는 조명, 광학, 센서, 처리, 저장, 디스플레이 및 소프트웨어를 개선하기 위한 연구 개발은 계속되고 있으며, 몇 가지 예시는 다음과 같다.

연구 분야설명
다중 이미지를 이용한 3차원 재구성일반적인 이미지 모음으로부터 3차원 모델을 만들 수 있다. 결과물인 장면은 새로운 시점에서 볼 수 있지만, 모델을 만드는 데는 매우 많은 연산이 필요하다. 예를 들어 마이크로소프트의 Photosynth는 유명한 장소의 몇 가지 모델을 예시로 제공했다.[54]
파노라마 사진외부 처리 없이 카메라에서 직접 만들 수 있다. 일부 카메라는 3D 파노라마 기능을 제공하여 다른 각도에서 단일 렌즈로 촬영한 사진을 결합하여 깊이감을 만든다.
가상 현실 사진사진의 상호 작용적인 시각화.
하이 다이내믹 레인지 (HDRI)카메라와 디스플레이는 상용화되어 있다. 1,000,000:1을 초과하는 다이내믹 레인지를 가진 센서가 개발 중이며, 여러 개의 비 HDR 이미지(다른 노출로 촬영됨)를 HDR 이미지로 결합하는 소프트웨어도 있다.
모션 블러 제거플러터 셔터(흐릿함에 서명을 추가하는 깜박이는 셔터로, 후처리가 이를 인식함)[55]로 크게 제거할 수 있다. 아직 상용화되지 않았다.
고급 보케 기법2개의 센서로 구성된 하드웨어 시스템을 사용하며, 하나는 사진을 일반적으로 촬영하는 동안 다른 하나는 심도 정보를 기록한다. 보케 효과와 재초점은 사진 촬영 후 이미지에 적용할 수 있다.[56]
중성 밀도 필터고급 카메라 또는 캠코더에서 2개 이상의 중성 밀도 필터를 사용하여 센서의 감도를 조절한다.
정반사 캡처물체의 정반사는 컴퓨터로 제어되는 조명과 센서를 사용하여 캡처할 수 있다. 예를 들어 매력적인 유화 이미지를 만들기 위해 필요하다. 아직 상용화되지 않았지만 일부 박물관에서 사용하기 시작했다.
먼지 제거 시스템이미지 센서에서 먼지를 제거하는 데 도움이 된다. 원래 올림푸스 DSLR과 같은 소수의 카메라에서만 도입되었지만, 현재는 저가형을 제외한 대부분의 모델과 브랜드의 탈착식 렌즈 카메라에서 표준이 되었다.



기타 진전 영역으로는 개선된 센서, 더 강력한 소프트웨어, 고급 카메라 프로세서, 확장된 색역 디스플레이, 내장 GPS 및 Wi-Fi, 컴퓨터로 제어되는 조명 등이 있다.

7. 한국의 디지털 사진 문화

한국에서 디지털 사진은 카메라폰과 스마트폰의 발달로 대중화되었다. 사용자들은 스마트폰으로 찍은 사진을 즉시 인터넷에 업로드하여 공유하고, 블루투스 기술을 통해 사진 매장의 셀프 서비스 키오스크에서 직접 인쇄할 수 있게 되었다.

팀 버너스-리가 1992년 최초의 사진을 월드 와이드 웹에 게시한 이래, Flickr, Picasa, PhotoBucket과 같은 사진 공유 사이트와 소셜 웹을 통해 수백만 명의 사람들이 사진을 공유하고 있다. 내셔널 지오그래픽과 같은 조직과 기업들은 트위터, 스냅챗, 페이스북, 인스타그램 등 소셜 미디어를 활용하여 더 많은 사람들에게 사진을 제공하고 있다.[39]

7. 1. 소셜 미디어와 사진 공유

카메라폰은 최근 사진에 큰 영향을 미쳤다. 사용자는 스마트폰을 설정하여 사진을 인터넷에 업로드하여 카메라가 파손되거나 사진이 삭제되더라도 이미지를 보존할 수 있다. 일부 대형 사진 매장에는 블루투스 기술을 통해 스마트폰에서 이미지를 직접 인쇄할 수 있는 셀프 서비스 키오스크가 있다.[38]

월드 와이드 웹은 1992년 팀 버너스-리가 최초의 사진( CERN 하우스 밴드 Les Horribles Cernettes의 이미지)을 온라인에 게시한 이후로 사진을 저장하고 공유하는 인기 있는 매체였다. 오늘날 Flickr, Picasa, PhotoBucket과 같은 사진 공유 사이트뿐만 아니라 소셜 웹도 수백만 명의 사람들이 사진을 공유하는 데 사용되고 있다. 디지털 사진과 소셜 미디어를 통해 조직과 기업은 더 크고 다양한 인구에게 사진을 더 쉽게 접근할 수 있도록 할 수 있다. 예를 들어, 내셔널 지오그래픽 매거진은 트위터, 스냅챗, 페이스북 및 인스타그램 계정을 보유하고 있으며, 각 계정에는 해당 플랫폼에서 찾을 수 있는 특정 대상 고객을 위한 콘텐츠가 포함되어 있다.[39]

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