화소수와 화질의 관계

요즘은 DXOMark의 센서 성능 평가가 디지탈 카메라의 화질적 성능 판단 기준이  된 것 같습니다.

최근에 나온 소니 A7과 A7R의 센서 성능을 비교해 보면 Screen상의 점수,즉 우리가 모니터로 100% 크기로 감상시는 A7이 A7R보다 DR이 높습니다

(물론 근소한 차이라 육안으로 쉽게 구분할 사람은 많지 않을 겁니다만).

그런데 Print에서는 A7R이 A7보다 점수가 높습니다.

                                          출처는 http://www.dxomark.com/Cameras/Compare/Side-by-side/Sony-A7-versus-Sony-A7R___916_917 입니다.

그 이유는 무엇일까요?

Screen 점수는 모니터 화면에서 100% 픽셀 크기로 평가한 성능입니다.Print는 카메라의 화소수와는 관계없이 동일 사이즈(300dpi 8x12in)로  인화(normalization)시 성능이고요.

그러면 Screen과 Print 점수에서 왜 이런 차이가 발생하는지 의문을 가지신 유저들이 분명히 있을겁니다.

디지탈 카메라가 상용화되기 전에는 필름 카메라가 사용되었는데 저도 원래 필름 카메라부터 시작했습니다.필름 카메라는 지금 디지탈 카메라보다 

다양한 포맷이 있었습니다.하프 사이즈부터 8x10in 카메라 까지 다양한 카메라 선택이 가능했었죠.그 시절에는 35mm 풀 프레임 카메라로 아무리 잘 찍어도

중형이나 대형 포맷의 압도적인 화질과는 비교될 수 없었습니다.동일 사이즈로 인화해서 비교해 보면 중형이나 대형 카메라의 압도적인 생생함과 치밀한 묘사를

확연하게 느낄 수 있었습니다.그 이유는 필름 사이즈에 따른 차이인데 동일 사이즈로 인화시 필름 사이즈가 크면 클수록 그만큼 이미지의 밀도가 높아지기 때문입니다.밀도가 높아질수록 필름 그레인의 크기도 작아져 이미지 자체가 아주 깔끔하고 생생하게 보입니다.

디지탈 카메라에서는 이미지 크기는 화소수가 결정합니다.물론 화소수가 무조건 화질을 결정하지는 않습니다.센서 크기가 작은 똑딱이로 화소수를 아무리

높여도 같은 화소수의 풀 프레임 카메라와는 현격한 차이가 있습니다.그것은 픽셀의 물리적 한계 때문에 어쩔 수 없는 것이죠.그러한 센서 크기의 현격한 차이가

없을 때에는,즉 센서 자체의 성능이 비슷하거나 동일할 경우에는 동일 사이즈로 프린트시 화소수가 이미지의 화질과 직접적인 관계가 있습니다.그 이유는 노이즈(필름의 경우 그레인)와 상관이 있습니다.DR(Dynamic Range)은 명부와 암부를 얼마나 넓게 표현하는가를 말하는 것인데 노이즈가 많을 경우 순수한 블랙이나 화이트가 나오지 않습니다.즉 그만큼 명부나 암부 표현력-DR-이 줄어드는 것입니다.아래 그림은 왼쪽은 화이트(255,255,255)이고 오른족은 블랙(0,0,0)인 이미지에 노이즈를 추가한 것 입니다.노이즈가 많을수록 순수한 화이트나와 블랙에서 벗어남을 알 수 있습니다.즉 노이즈가 DR에 영향을 미치는 것을 알 수 있습니다.

감도를 올릴수록 DR이 떨어지는 이유도 위 원리와 같이 노이즈가 심해지기 때문입니다.필름에서와 마찬가지로 디지탈 이미지에서도 노이즈가 많은 이미지라도 작게 프린트하면 노이즈가 확 줄어든다는 것을 알 수 있습니다.포토샵에서도 노이즈가 많은 이미지를 작게 리사이즈해도 노이즈가 상당히 줄어듭니다.그래서 화소수가 많은 카메라의 이미지를 화소수가 적은 카메라의 이미지 원본 사이즈로 줄이면 그만큼 노이즈가 줄어 들어 DR 자체가 향상되는 효과를 볼 수 있습니다.DR 뿐만 아니라 다른 부분도 비슷한 효과가 나옵니다.화소수가 많으면 동일 사이즈로 인화시 빈틈이 그만큼 매워지게 되고(고밀도화) 그만큼 이미지 퀄리티가 나아지게 되는 것입니다.