피사계 심도란?
피사계 심도(DoF, Depth of Field)란 사진에서 충분히 선명하게 보이는 거리의 범위를 말합니다. 실제로 완벽하게 초점이 맞는 면은 단 하나뿐이지만, 그보다 약간 앞이나 뒤에 있는 피사체도 흐림 정도가 착란원(circle of confusion)이라는 기준값 이하로 유지되는 한 여전히 선명하게 보입니다. 이 계산기는 순수한 기하 광학 원리에 기반하므로, 어떤 나라의 어떤 카메라에든 그대로 적용됩니다. 특정 국가에 한정된 조건은 전혀 없습니다.
계산기 사용 방법
네 가지 값을 입력하세요. 렌즈의 초점 거리(밀리미터), F값(조리개, 예: f/2.8이면 2.8), 피사체까지의 거리(미터), 그리고 착란원 지름(밀리미터)입니다. 풀프레임(35mm 센서)에서는 0.03 mm, APS-C에서는 대략 0.02 mm를 사용하면 됩니다. 계산기는 피사체를 기준으로 측정한 앞쪽·뒤쪽 심도, 전체 피사계 심도, 근거리·원거리 초점 한계, 그리고 과초점 거리를 알려줍니다.
공식 풀이
먼저 과초점 거리를 \(H = \frac{f^{2}}{N \cdot c} + f\) 로 계산합니다. 근거리 초점 한계는 \(D_{near} = \frac{s\,(H-f)}{H+s-2f}\), 원거리 한계는 \(D_{far} = \frac{s\,(H-f)}{H-s}\)이며, 모든 길이의 단위는 mm입니다(피사체 거리는 미터에 1000을 곱해 mm로 변환). 피사체 거리가 과초점 거리에 도달하거나 그 이상이 되면 원거리 한계는 무한대가 되어, 피사계 심도가 끝없이 이어집니다.
$$\text{DoF} = D_{far} - D_{near}$$where
$$\left\{ \begin{aligned} H &= \frac{f^{2}}{N \cdot c} + f \\ D_{near} &= \frac{s\,(H - f)}{H + s - 2f} \\ D_{far} &= \frac{s\,(H - f)}{H - s} \\ f &= \text{Focal length (mm)} \\ N &= \text{F-number} \\ c &= \text{CoC (mm)} \\ s &= 1000 \cdot \text{Distance (m)} \end{aligned} \right.$$
예제로 보는 계산
50 mm 렌즈를 f/2.8로 설정하고 10 m(\(s = 10000\) mm)에 초점을 맞췄으며 \(c = 0.03\) mm인 경우: \(H = \frac{2500}{0.084} + 50 = 29811.90\) mm. \(D_{near} = \frac{10000 \times 29761.90}{39711.90} = 7494.46\) mm, \(D_{far} = \frac{10000 \times 29761.90}{19811.90} = 15022.74\) mm입니다. 따라서 앞쪽 심도 = 2505.54 mm(약 2.51 m), 뒤쪽 심도 = 5022.74 mm(약 5.02 m), 전체 심도 = 7528.28 mm(약 7.53 m)가 됩니다.
자주 묻는 질문
뒤쪽 심도가 앞쪽보다 더 큰 이유는? 일반적인 피사체 거리에서는 초점이 맞는 영역이 피사체 앞쪽보다 뒤쪽으로 약 두 배 더 길게 펼쳐집니다. 광학적으로 초점면을 기준으로 앞뒤가 대칭이 아니기 때문입니다.
결과에 나오는 "무한대"는 무슨 뜻인가요? 과초점 거리 또는 그 이상에 초점을 맞추면 근거리 한계부터 무한히 먼 곳까지 모두 선명해집니다. 그래서 원거리 한계와 전체 심도가 무한대로 표시됩니다.
심도를 더 깊게 만들려면 어떻게 하나요? 조리개를 더 조이거나(F값을 높이거나), 초점 거리가 더 짧은 렌즈를 쓰거나, 더 먼 곳에 초점을 맞추세요.
