풀프레임 DSLR

1. 개요

풀 프레임 DSLR은 35mm 필름과 동일한 크기의 이미지 센서를 사용하는 디지털 일안 반사식 카메라를 의미한다. 35mm 필름에서 유래된 풀 프레임은 넓은 화각, 얕은 심도 표현, 고화질 등의 장점을 가지지만, 센서 제조 비용이 높아 카메라 가격이 비싸고, 렌즈 크기가 커지며 휴대성이 떨어진다는 단점도 있다. 2000년대 초반 일본에서 처음 개발되었으며, 캐논, 니콘, 펜탁스, 소니 등 주요 카메라 제조사에서 다양한 풀 프레임 DSLR 카메라를 출시했다.

2. 풀 프레임의 어원

풀 프레임이란 어원은 35mm 필름 포맷으로부터 유래한다. 135 (ISO 1007) 포맷이 코닥에 의해 1934년 카트리지 형태의 35mm 너비의 필름을 스틸 사진용으로 출시한 이후부터 빠른 대중화되면서, 1960년대 120 포맷이 나오기 전까지 가장 독자적이고 대중적인 스틸 사진 필름 규격으로 군림하게 된다.

이 때 동일한 135 카트리지를 사용하지만 36x24 mm 전체 크기를 찍을 수 있는 카메라를 풀 프레임이라고 부르고, 절반 크기인 18x24mm의 이미지 면적을 찍는 카메라를 하프 프레임(half frame)으로 부르게 된다.

3. 풀 프레임의 장단점

촬상면의 크기가 일반적인 35mm 필름을 사용하는 카메라와 거의 같기 때문에, 같은 초점 거리의 렌즈를 사용했을 경우의 화각이나 아웃 포커스가 거의 동일하다는 장점이 있다. 35mm 필름을 사용하는 일안 반사식 카메라와 레인지 파인더가 너무 널리 보급되었기 때문에, 이들의 교환 렌즈 시스템의 규격이 디지털 카메라에 계승되는 경우가 많다. 또한, 화각, 아웃 포커스, 초점 거리, 조리개 등의 상호 관계를 습득하고 있는 사진 애호가도 많다. 이러한 이유로, 과거에 35mm 필름 카메라를 사용해 온 층에게는 35mm 풀 사이즈의 촬상 소자를 가진 카메라가 가장 사용하기 쉬운 카메라이며, 필름 카메라 시대의 렌즈의 묘사 특성을 살리기 위해서는 35mm 풀 사이즈의 촬상 소자를 사용할 필요가 있다고 주장되는 경우가 있었다.

디지털 카메라의 촬상 소자 비교에서는 풀 사이즈가 촬영 범위가 넓어지는 것은 물론, 피사계 심도가 얕아져 아웃 포커스 정도가 커진다는 장점이 있다.

또한, 같은 화소수의 촬상 소자로 비교했을 경우, 1 화소당 수광 면적이 APS-C 크기에 비해 2.2배나 커져, ISO 감도나 S/N비 측면에서 유리하다고 여겨진다.
반도체 소자는 그 면적이 커지면 한 장의 실리콘 웨이퍼에서 얻을 수 있는 수량이 줄어들거나, 수율이 나빠진다. 따라서 이미지 센서의 제조 비용이 높고, 카메라 본체의 고가격화로 이어진다. 또한, 이미지 센서의 구조에 기인하는 디지털 카메라 특유의 주변 광량 저하가 더 강하게 나타나므로, 원심성이 높은 렌즈 설계가 필요하다고 여겨지지만, 렌즈 마운트의 직경 제한이 있어 렌즈의 초점 거리에 따라 설계가 어려울 수 있다. 또한, 구조상 카메라 본체가 대형화되고 무게도 증가하여 휴대성이 떨어진다.

게다가, 이미지 서클이 상대적으로 크다는 점도 있어, 필요한 성능을 가진 렌즈는 같은 초점 거리에서도 APS-C용에 비해 크고 무게가 증가하며, 가격도 고가로 될 수밖에 없다. 그렇기 때문에 카메라 본체뿐만 아니라 시스템 전체가 대형화되고 무거워지며, 고가격이 되기 쉽다. 일부 미러리스 일안 리플렉스 전용 렌즈에서는 미러리스 일안 리플렉스 카메라의 AF 성능 향상으로 저조도에서도 사용할 수 있게 되었으며, 그 혜택으로 렌즈의 조리개 개방 값을 작게 함으로써 소형·경량화를 실현하고 있다. 예를 들어 초망원 렌즈인 일안 리플렉스 렌즈, 캐논 EF 1200mm F5.6L USM의 질량이 약 16.5kg인 반면, 미러리스 일안 리플렉스 전용으로 조리개 개방 값이 작은 RF 1200mm F8L IS USM의 질량은 약 3.34kg으로 13kg 이상 경량화되었다.

3.1. 센서 크기로 인한 장점

풀프레임 DSLR은 센서 크기로 인해 다양한 장점을 가진다.

* 얕은 심도 표현: 얕은 심도를 통해 피사체를 강조하고 배경을 흐리게 표현하는 데 유리하다. 이는 인물 사진이나 특정 물체를 강조하는 데 효과적이다. 풀프레임 카메라는 피사계 심도가 얕아져 아웃 포커스 정도가 커지는 장점이 있다.
* 고화질: 이미지 센서의 각 픽셀이 더 많은 빛을 받아들여 넓은 다이내믹 레인지(DR)와 고감도 저노이즈를 통해 우수한 화질을 제공한다. 동일한 렌즈와 ISO를 사용했을 때, 풀프레임 센서는 더 작은 센서보다 노이즈가 적게 발생한다.

* 광각 렌즈 활용: 풀프레임 DSLR은 35mm 필름 카메라와 동일한 넓은 화각을 유지한다. 이는 풍경 사진이나 건축 사진 촬영에 유리하다.
* 초광각 실현: APS-C나 포서즈 시스템에 비해 더 넓은 초광각 촬영이 가능하다.

같은 화소수의 촬상 소자로 비교했을 경우, 풀프레임 카메라는 1 화소당 수광 면적이 APS-C 크기에 비해 2.2배나 커져, ISO 감도나 S/N비 측면에서 유리하다.

3.2. 센서 크기로 인한 단점

풀프레임 DSLR은 이미지 센서 제조 비용이 높아 카메라 가격이 비싸다. 센서 크기가 커지면 실리콘 웨이퍼에서 얻을 수 있는 수량이 줄거나, 수율이 나빠지기 때문이다. 또한, 이미지 센서 구조로 인한 디지털 카메라 특유의 주변 광량 저하가 더 강하게 나타나므로, 원심성이 높은 렌즈 설계가 필요하지만, 렌즈 마운트 직경 제한으로 인해 설계가 어려울 수 있다.

렌즈의 경우 자이델의 5대 수차 감소를 위해 더 고급 설계가 필요하며, 특히 색수차는 렌즈의 광학적 문제로 인해 발생한다. 망원 렌즈의 경우, 같은 화각을 얻기 위해 더 긴 초점 거리의 렌즈가 필요하며, 이는 크기, 무게, 가격 증가로 이어진다. 하지만 빛을 모으는 능력을 고려하면 풀 프레임용 망원 렌즈가 반드시 비싸다고 할 수는 없다. 풀 프레임용 망원렌즈는 더 큰 면적의 센서에 빛을 투과시키기 때문에 화질적인 면에서 이점이 있다.

풀프레임 DSLR은 구조상 카메라 본체가 크고 무거워 휴대성이 떨어진다. 이미지 서클이 상대적으로 크기 때문에, 필요한 성능을 가진 렌즈는 같은 초점 거리에서도 APS-C용에 비해 크고 무거워지며, 가격도 비싸질 수밖에 없다. 따라서 카메라 본체뿐만 아니라 시스템 전체가 대형화, 고가격화되기 쉽다.

4. 35mm 필름 카메라 렌즈와의 호환성

렌즈 마운트가 호환된다면, 수동 초점 렌즈를 포함하여 35mm 카메라용으로 설계된 많은 렌즈를 풀프레임 DSLR 카메라에 장착할 수 있다. 풀프레임 카메라용으로 설계된 렌즈를 이미지 서클 중앙 부분만 사용하는 크롭 센서 DSLR에 장착하면, 이미지 영역의 중앙 부분을 확대하는 것과 같아 "크롭 팩터" 또는 "초점 거리 배율"이 발생한다.

기존의 필름 일안 반사식 카메라와 동일한 조건으로 촬영이 가능하지만, 적외선 컷 필터, 옵티컬 로우 패스 필터, 센서 커버 유리 등 필름 카메라에는 없는 광학 소자로 인해 수차가 발생할 수 있다. 이 수차는 빛의 입사각도가 클수록 (센서 주변부) 강하게 나타나는 경향이 있다. 필름용으로 설계된 밝은 렌즈나 광각 렌즈 주변부 이미지가 불선명해지는 것은 이러한 요소가 주요 원인이다.

일부 고급 기종에서는 옵티컬 로우 패스 필터로 고가의 니오브산 리튬을 채용하여 필터 두께를 줄임으로써 필름용 렌즈 사용 시 수차 발생을 억제하기도 한다. 저렴한 수정을 옵티컬 로우 패스 필터로 사용하면 필름용 렌즈와의 조합에서 수차가 커진다.

필름 카메라용 렌즈는 출사 동공(exit pupil) 위치가 다양하여 마이크로 렌즈가 예상하는 위치에 있지 않을 수 있다. 이 때문에 많은 렌즈에서 주변 광량 저하가 발생한다.

디지털 전용 렌즈는 이러한 광학 소자의 존재와 이미지 센서의 특성을 고려하여 설계된다. 그러나 광학 소자가 기종마다 달라 디지털 전용 렌즈라도 예상과 다른 광학 소자가 탑재된 카메라와 조합하면 수차가 제대로 제어되지 않을 수 있다. 마운트 직경 제한으로 출사 동공을 이상적인 위치에 배치할 수 없어 주변 광량 저하를 충분히 제어하지 못하는 경우도 있다.

이러한 이유로 필름 카메라용 렌즈를 사용했을 때 기대하는 결과를 얻지 못할 수 있다. 필름에서 디지털로 전환할 때, 촬상 소자 크기보다 다른 요소의 영향이 크기 때문에, 선명한 묘사를 원한다면 반드시 풀 프레임에 얽매일 필요는 없다는 의견도 있다.

5. 풀 프레임 DSLR 카메라의 역사 및 현황

최초의 풀 프레임 DSLR 카메라는 2000년에서 2002년경 일본에서 개발되었다. 펜탁스의 MZ-D, 콘탁스의 N 디지털 및 캐논의 EOS-1Ds가 초창기 풀 프레임 DSLR 카메라이다.

캐논은 EOS-1Ds(2002)를 시작으로, EOS-1D 시리즈와 EOS 5D 시리즈(2005), EOS 6D 시리즈(2012년 9월 17일)를 출시했다. EOS-1D 시리즈는 전문가용 플래그십 모델이며, EOS 5D 시리즈는 고급 사용자 및 전문가를 위한 고성능 모델, EOS 6D 시리즈는 아마추어 및 입문자를 위한 보급형 모델이다.

니콘은 D3(2007)를 시작으로 D3, D4, D5, D6 시리즈와 D800 시리즈(2012), D700 시리즈(2008), D600 시리즈(2012년 9월 13일)를 출시했다. D3, D4, D5, D6 시리즈는 전문가용 플래그십 모델이며, D800 시리즈는 고화소 및 고해상도에 특화된 모델, D700 시리즈는 고성능 및 범용성을 강조한 모델, D600 시리즈는 아마추어 및 입문자를 위한 보급형 모델이다. 니콘은 풀프레임 카메라를 FX 형식으로 지정하고 있다.

펜탁스는 K-1(2016년 2월 18일)과 K-1 II(2018년 2월 21일)를 출시했다. K-1 시리즈는 펜탁스의 풀프레임 DSLR 카메라 라인업이다.

소니는 α900(2008), α850(2009), α99 시리즈(2012년 9월 12일)를 출시했다. α900과 α850은 DSLR 카메라, α99 시리즈는 반투명 미러를 사용한 SLT 카메라이다.

5.1. 주요 풀 프레임 DSLR 카메라

캐논은 EOS-1Ds(2002)를 시작으로, EOS-1D 시리즈와 EOS 5D 시리즈(2005), EOS 6D 시리즈(2012년 9월 17일)를 출시했다. EOS-1D 시리즈는 전문가용 플래그십 모델이며, EOS 5D 시리즈는 고급 사용자 및 전문가를 위한 고성능 모델, EOS 6D 시리즈는 아마추어 및 입문자를 위한 보급형 모델이다.

니콘은 D3(2007)를 시작으로 D3, D4, D5, D6 시리즈와 D800 시리즈(2012), D700 시리즈(2008), D600 시리즈(2012년 9월 13일)를 출시했다. D3, D4, D5, D6 시리즈는 전문가용 플래그십 모델이며, D800 시리즈는 고화소 및 고해상도에 특화된 모델, D700 시리즈는 고성능 및 범용성을 강조한 모델, D600 시리즈는 아마추어 및 입문자를 위한 보급형 모델이다. 니콘은 풀프레임 카메라를 FX 형식으로 지정하고 있다.

펜탁스는 K-1(2016년 2월 18일)과 K-1 II(2018년 2월 21일)를 출시했다. K-1 시리즈는 펜탁스의 풀프레임 DSLR 카메라 라인업이다.

소니는 α900(2008), α850(2009), α99 시리즈(2012년 9월 12일)를 출시했다. α900과 α850은 DSLR 카메라, α99 시리즈는 반투명 미러를 사용한 SLT 카메라이다.

최초의 풀프레임 DSLR 카메라는 2000년에서 2002년경 일본에서 개발되었다. 펜탁스의 MZ-D, 콘탁스의 N 디지털 및 캐논의 EOS-1Ds가 초창기 풀프레임 DSLR 카메라이다.

6. 대한민국의 풀 프레임 카메라 시장