확장 튜브와 크롭 센서로 접사 배율 계산하기

재현 배율이라고도 하는 배율은 센서에 맺힌 이미지의 실제 크기와 피사체의 실제 크기를 비교합니다. 1:1, 즉 1×에서는 10mm 피사체가 센서에 10mm 크기의 이미지로 맺힙니다. 1:2, 즉 0.5×에서는 이미지 크기가 5mm입니다. Nikon은 센서면에서의 이러한 크기 기준으로 등배 촬영을 설명합니다. Nikon: 집에서 접사 촬영 실험하기.

핵심 계산식은 m = 센서에 맺힌 이미지 크기 ÷ 피사체의 실제 크기입니다. 화면 확대는 별개의 값입니다. 모니터에서 사진을 확대해도 표시 크기만 바뀌고 촬영 당시의 재현 배율은 바뀌지 않습니다.

카메라를 비교할 때 이 차이가 중요합니다. 피사체 이미지의 폭이 10mm라면 센서가 작을수록 센서에서 차지하는 비율은 커지지만, 이미지의 물리적 크기는 여전히 10mm입니다. 이는 재현 배율의 정의에서 바로 도출됩니다.

확장 튜브는 카메라와 렌즈 사이에 장착하는 속이 빈 간격재입니다. 렌즈를 센서에서 더 멀리 이동시키면 더 가까운 곳에 초점을 맞출 수 있어 배율이 커집니다. 튜브에는 추가 광학 요소가 없으며, 호환되는 튜브는 여러 개를 쌓아 사용할 수 있습니다. 총길이를 계산할 때는 각 튜브의 표기된 확장 길이를 더하세요. Cambridge in Colour: 접사 확장 튜브 및 클로즈업 렌즈.

m ≈ m₀ + E/f를 사용하세요. 여기서:

• m은 튜브를 사용했을 때의 추정 배율입니다.
• m₀는 선택한 초점 설정에서 튜브 없이 사용할 때 렌즈의 배율입니다.
• E는 밀리미터 단위의 추가 확장 길이입니다.
• f는 해당 초점 설정에서 렌즈의 초점 거리이며, 단위는 밀리미터입니다.

Claff는 렌즈의 이미지 거리와 초점 거리에서 이 관계식을 도출합니다. 확장 튜브가 배율에 미치는 영향.

기본 최대 배율이 0.20×인 50mm 렌즈를 예로 들어, 확장 길이 20mm를 추가하면 m ≈ 0.20 + 20/50 = 0.60×입니다. 렌즈를 가장 가까운 초점 위치로 설정하고 관련 초점 거리가 약 50mm로 유지된다고 가정했을 때의 추정값입니다.

렌즈를 무한대 초점에 맞추면 기본 배율이 0에 가까워지므로 간략한 추정식은 m ≈ E/f가 됩니다. 이 경우 같은 50mm 렌즈에 20mm 튜브를 장착하면 약 0.40×가 됩니다. 따라서 초점 링의 위치도 계산에 포함해야 합니다. 튜브 길이만으로 결과가 결정되지는 않습니다.

이 공식에는 렌즈의 실제 초점 거리를 사용하세요. 50mm라고 표기된 렌즈에 크롭 환산 초점 거리를 대입하지 마세요.

Nikon의 설명에 따르면 센서가 작으면 렌즈가 투사하는 이미지를 물리적으로 바꾸지 않고 중앙 부분을 더 좁게 기록합니다. 따라서 광학 설정을 그대로 유지한 채 센서 크기만 바꿔도 재현 배율은 변하지 않습니다. Nikon: 크롭 팩터란 무엇이며 어떻게 계산하나요?.

프레임에 들어오는 피사체의 폭을 계산하려면 재현 배율의 정의를 다음과 같이 정리하세요. 피사체가 들어오는 폭 = 유효 센서 폭 ÷ 배율. 카메라 사양에 명시된 센서 폭과 실제로 기록되는 이미지 영역을 사용하세요. 다음 비교에는 폭이 각각 36mm와 24mm라고 가정한 센서가 사용됩니다.

광학 배율	폭 36mm 센서에서의 피사체 영역 폭	폭 24mm 센서에서의 피사체 영역 폭
0.50×	72mm	48mm
0.60×	60mm	40mm
1.00×	36mm	24mm

0.60×에서 폭 20mm인 피사체는 폭 12mm의 이미지로 투사됩니다. 이는 폭 36mm 센서의 3분의 1, 폭 24mm 센서의 절반을 차지합니다. 같은 광학 배율에서도 센서가 작으면 구도가 더 꽉 차게 잡힙니다.

가로 구도를 비교하려면 풀프레임 환산 배율 = m × 36/센서 폭으로 계산하세요. 따라서 예시의 폭 24mm 센서에서 0.60×는 폭 36mm 센서에서 0.90×와 같은 가로 피사체 범위를 담습니다. 이 값은 구도 환산값으로 표기하세요. 광학 배율은 0.60×로 유지됩니다.

센서 폭을 직접 사용하면 화면비가 서로 다른 포맷을 비교할 때 생기는 모호함도 피할 수 있습니다. 피사체의 세로 길이가 프레임 안에 들어오는지 판단 기준이 될 수 있다면 센서 높이 ÷ m로 세로 범위도 따로 계산하세요.

원하는 구도부터 정하세요. W는 피사체의 실제 폭, S는 센서 폭, p는 프레임 폭에서 피사체가 차지하기를 원하는 비율이라고 하겠습니다. 모든 물리적 치수는 같은 단위를 사용해야 합니다.

재현 배율의 정의에 따르면 센서에 맺혀야 하는 이미지 폭은 p × S이므로 목표 배율 = p × S/W입니다. 이를 다시 정리해 확장 길이를 구하면 필요한 확장 길이 ≈ f × (목표 배율 − m₀)입니다.

가상의 폭 24mm 센서에서 폭 30mm인 장식품이 프레임 폭의 80%를 차지하게 하고 싶다고 가정해 보세요. 기본 최대 배율이 0.20×인 예시의 50mm 렌즈를 사용합니다.

1. 목표 배율 = 0.80 × 24/30 = 0.64×.
2. 필요한 확장 길이 ≈ 50 × (0.64 − 0.20) = 22mm.
3. 예상 피사체 영역 폭 = 24/0.64 = 37.5mm.
4. 피사체 점유율 = 30/37.5 = 80%.

비슷한 길이의 확장 튜브를 구할 수 있다면 이를 시작점으로 삼으세요. 같은 가정으로 계산해 보면 가지고 있는 튜브를 모두 장착할 경우 구도가 필요 이상으로 꽉 차게 될 수 있는 이유를 알 수 있습니다.

추가 확장 길이	추정 배율	예시의 24mm 센서에서 피사체 영역 폭	폭 30mm 피사체가 가로로 들어오나요?
0mm	0.20×	120mm	예, 주변 공간이 넉넉하게 남습니다
12mm	0.44×	54.5mm	예
20mm	0.60×	40mm	예, 폭의 75%를 차지합니다
36mm	0.92×	26.1mm	아니요, 이 초점 설정에서는 들어오지 않습니다

계산 결과 필요한 확장 길이가 0이거나 음수라면, 선택한 기본 설정에서 추가 배율 없이 원하는 구도를 얻을 수 있습니다. 튜브 없이 렌즈를 사용하고 초점과 카메라 위치를 조정해 보세요. 초점을 바꾸면 결과 배율을 다시 계산하거나 측정하세요.

주요 한계는 렌즈에 표기된 초점 거리가 모든 초점 거리에서 변하지 않는다고 가정하는 것입니다. Claff의 원래 분석에 따르면 근접 촬영 시 초점 거리가 줄어드는 경우가 흔하며, 근접 초점 거리로 계산하면 예상 확장 효과가 어떻게 달라지는지도 설명합니다. 확장 튜브가 배율에 미치는 영향.

렌즈에 표기된 초점 거리를 사용한 계산은 계획을 위한 추정값으로 취급하세요. 제조업체가 해당 렌즈와 튜브 조합에 대한 배율 표를 제공한다면, 그 정보를 사용해 예측을 보정하세요.

Canon의 EF50mm f/1.8 STM 설명서에는 유용한 실제 사례가 나와 있습니다. 기본 최대 배율은 0.21×, EF12 II 장착 시 배율은 0.24–0.45×, EF25 II 장착 시에는 0.53–0.74×로 표기되어 있습니다. 이 범위는 초점 설정에 따라 달라집니다. Canon EF50mm f/1.8 STM 설명서, 확장 튜브 사양.

표기된 초점 거리 50mm를 사용하면 25mm 확장 시 최대 배율은 0.21 + 25/50 = 0.71×로 예상됩니다. Canon이 표기한 0.74×와 비교하면, 근사 공식이 제조업체의 명시된 사양을 대체해서는 안 되는 이유를 알 수 있습니다.

배율만으로는 피사체와 렌즈 앞부분 사이에 확보되는 공간을 알 수 없습니다. 구도와 조명을 배치할 때 이 부분은 별도로 확인하세요. 확장 튜브를 사용하면 렌즈가 초점을 맞출 수 있는 거리 범위가 줄어들며, 먼 거리에는 초점을 맞출 수 없게 될 수도 있습니다. Cambridge in Colour: 확장 튜브 사용 시 고려 사항.

자를 촬영하면 렌즈의 근접 초점 거리를 몰라도 결과를 확인할 수 있습니다. 아래 방법은 재현 배율의 정의에서 도출됩니다. 알려진 피사체 폭이 기록된 센서 폭 전체에 걸쳐 있으면 두 폭의 비율이 배율입니다.

1. 카메라의 공식 사양에서 물리적 센서 폭을 확인하세요. 이미지를 잘라 기록한다면 실제로 사용되는 폭을 사용하세요.
2. 사용할 튜브와 렌즈를 장착하고 초점 거리를 선택한 다음, 확인하려는 초점 위치를 설정하세요.
3. 밀리미터 눈금이 프레임 중앙을 가로지르도록 눈금자를 센서면과 평행하게 놓으세요.
4. 눈금에 선명하게 초점이 맞을 때까지 카메라나 눈금자를 움직이세요. 이때 초점 설정은 그대로 유지하세요.
5. 프레임 전체를 촬영한 뒤 이미지의 왼쪽 가장자리와 오른쪽 가장자리 사이에 보이는 눈금자 길이를 읽으세요. 이후에 잘라내거나 원근을 보정한 이미지는 사용하지 마세요.
6. 측정 배율 = 유효 센서 폭 ÷ 눈금자에 담긴 길이로 계산하세요.

예를 들어 폭 24mm인 가상의 센서에 눈금자 30mm가 프레임 전체에 정확히 기록된다면 m = 24/30 = 0.80×입니다. 이것이 측정된 광학 재현 배율입니다. 가로 기준 풀프레임 환산 구도 배율은 0.80 × 36/24 = 1.20×입니다.

눈금자를 센서와 평행하게 놓고 밀리미터 눈금을 정확하게 읽으세요. 눈금자가 기울어지거나 이미지가 잘리면 측정 오차가 발생합니다. 설정을 재현할 수 있도록 튜브 길이, 초점 거리, 초점 설정, 눈금자에 담긴 길이, 계산한 배율을 기록하세요.

확장 공식으로 시작할 조합을 선택하고, 센서 치수로 구도를 예측한 다음, 자를 촬영해 실제 배율을 확인하세요. 측정된 피사체 영역에 피사체와 원하는 주변 공간이 들어오면 자를 피사체로 바꾸고 해당 광학 설정을 유지해 촬영하세요.

• 초점 맞추기: 집에서 접사 촬영 실험하기 — Nikon
• 접사 확장 튜브 및 클로즈업 렌즈 — Cambridge in Colour
• 확장 튜브가 배율에 미치는 영향 — Bill Claff, Photons to Photos
• 크롭 팩터란 무엇이며 어떻게 계산하나요? DX와 FX 설명 — Nikon
• EF50mm f/1.8 STM 설명서 — Canon