MTF 차트 읽는 방법: MTF차트 맹신하면 안되는 이유

'사진이 선명하다'라는 문제의 답은 조건과 사람에 따라 차이가 있기 마련입니다. 때문에 어떤 렌즈가 좋다 나쁘다 가치를 평가하는 기준으로 사람이 주관을 배제한 방법이 있습니다. 제한된 조건 안에서 소프트웨어를 이용하여 렌즈의 성능을 측정한 자료가 있습니다. 바로 MTF 차트인데요. 오늘은 이 MTF 차트에 대해서 자세히 알아보고자 합니다.

 

 

MTF 차트란?

MTF(변조전달함수, Modulation Transfer Function) 차트는 렌즈의 성능을 수치화하여 그래프로 나타낸 자료입니다. 이 차트를 통해 렌즈의 대비와 해상도에 대한 객관적인 정보를 얻을 수 있습니다. 그리고 이 차트는 대개의 경우 조리개 최대개방과 조리개 F8의 값으로 (줌 렌즈의 경우 최대 광각과 최대 망원에서) 측정하게 됩니다.

그림 a, MTF 차트 예시, Sony SEL 50mm f1.4 GM

 

여기서 의문이 하나 생기는데요. 렌즈의 성능을 따지는데 왜 대비를 가져와서 이야기를 할까요? 대비는 선명도와 밀접한 관련이 있기 때문입니다. 일례로 '하이패스', '언샵 마스크' 그리고 후보정 프로그램의 선명하게 하기와 같은 방법들은 특정 범위 안의 픽셀들 사이 대비를 조정해서 선명도(선예도)를 증가시키는 원리입니다.

 

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MTF 차트 측정 방법

렌즈는 일반적으로 중앙에서 가장자리 방향으로 선명도가 점점 감소합니다. 따라서 MTF 차트는 그림 b처럼 프레임의 중앙부터 가장자리까지의 각 구간에 방사방향과 동심원 방향의 굵은 선(10 Lines/mm)과 얇은 선(30 Lines/mm)을 프레임의 중앙부터 가장자리까지 각 구간에 배치하게 됩니다.

 

그림 b, MTF 차트 대비 분해능 검증

 

이때, 두 종류의 선으로 대비와 분해능을 측정하는데, 각 선에 대한 추가적인 설명은 다음과 같습니다.

 

• 방사방향의 선: 프레임의 중에서 바깥쪽을 향하는 선으로, Sagittal 또는 Radial로 불리며 제조사에 따라 명칭이 다를 수 있습니다.
• 동심원 방향의 선: 방사방향과 수직으로 나타내며 Meridional, Tangential등 제조사마다 다를 수 있습니다.

또한 선의 굵기에 관한 설명은 다음과 같습니다.

• 10 Line/mm: 상대적으로 굵은 선으로 렌즈의 대비 능력을 나타냅니다.
• 30 Line/mm: 상대적으로 가는 선으로 렌즈의 해상도를 의미합니다.

 

이렇게 두 가지 방향으로 굵기가 다른 선을 사용하는 이유는 렌즈의 화각과 내부 구조에 따라 발생하는 수차 때문입니다. 한 방향에서는 해상도가 높을 수 있지만, 다른 방향에서는 그렇지 않을 수 있습니다.

 

고해상도 렌즈는 선 사이에 명확한 경계를 보여주지만, 저해상도 렌즈는 경계가 흐려지는 현상이 나타날 수 있습니다. 이러한 현상은 특히 렌즈의 가장자리 부분에서 더욱 두드러집니다.

 

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MTF 차트 읽는 방법

 

그림 c,MTF 이론상 완벽한 렌즈와 일반적인 렌즈

 

• X축:
  • 화면의 중앙으로부터 대각선 모서리까지의 거리를 나타냅니다.
  • 대부분의 풀프레임 렌즈는 제조사마다 동일한 간격을 가집니다.
  • 크롭 바디의 경우 제조사마다 다를 수 있습니다.(니콘: 0, 3, 6, 9, 12mm / 캐논: 0, 5, 10, 13mm)
• Y축:
  • 렌즈의 대비와 해상도를 나타낸 축으로, '1'일수록(값이 높을수록) 우수한 성능을 의미합니다.
  • 다른 의미로는 렌즈가 투과할 수 있는 빛의 양을 말해줍니다.(더 많은 빛=더 많은 신호)
• 색상 그래프:
  • 빨간색선은 대비 성능을 나타내고 파란색 선은 해상도를 말해줍니다.
  • 이론적으로 완벽한 렌즈는 (전 구간에서 대비와 해상도가 완벽한 렌즈) 빨간색, 파란색 두 선 모두전 구간에서 '1'의 값을 가집니다

 

 

보통 일반적인 렌즈의 경우 프레임 중앙에서 높은 대비와 해상도 값을 가지다가 프레임 모서리로 갈수록 그 값이 감소합니다. 그리고 그림 a에서 살펴볼 수 있듯이 실선(방사방향의 선)과 점선(동심원 방향의 선)이 가까이 있다는 것은 렌즈가 측면 색수차(Lateral Chromatic Aberation)와 난시(astigmatism, 비점 수차)를 보지 않는다는 것을 의미합니다.

 

또한 일부 제조사들은 두 선의 근접성이 렌즈가 만들어내는 '보케'의 품질을 말해준다고 주장합니다. 하지만 조리개 날 수, 렌즈의 구성 요소 등 다른 변수들이 존재하기 때문에 MTF 차트 만으로 판단하기는 무리가 있습니다.

제조사마다 공개하는 MTF 차트는 형식이 조금씩 다르긴 하지만 그 내용은 이때까지 살펴본 위의 내용에서 크게 벗어나지 않습니다.

 

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MTF 차트의 한계

MTF(Modulation Transfer Function) 차트는 렌즈의 성능을 평가하는 데 널리 사용되는 도구입니다. 그러나 맹신해서는 안 될 이유가 있는데요. 이 차트는 제조사가 임의의 조건 아래 결과에 영향을 줄 수 있는 변수에 대해 일정한 통제 없이 이뤄지는 등의 많은 문제점을 가지고 있습니다.

 

• 해상도의 제한
  • MTF 차트는 필름 시절에 만들어진 방법을 기반으로 하기 때문에, 현대의 디지털카메라 센서에 대한 정확한 해상도 측정이 어렵습니다. 예를 들어, 30 lp/mm의 MTF 차트는 최대 해상력이 1440 pixel 밖에 되지 않는다는 것을 의미합니다.
• 측정 기준의 부재
  • MTF 차트를 생성할 때 사용되는 환경과 조건은 표준화되어 있지 않습니다. 따라서 동일한 렌즈를 제조사 및 여러 리뷰사이트에서 찾아보면 그 값이 동일하지 않습니다.
• 신뢰성의 문제
  • 렌즈 제조사에서 제공하는 MTF 값은 상대적으로 신뢰할 수 있지만, 파워블로거 나 SLR 클럽 등의 리뷰 사이트에서 제공하는 값은 다양한 요인(금품수수 등)으로 인해 신뢰하기 어려울 수 있습니다.
• 단순한 기준
  • MTF 차트는 렌즈의 해상도와 대비만을 평가합니다. 색수차, 플레어, 왜곡 등 다른 중요한 렌즈 특성은 전혀 고려되지 않습니다.
• 복잡성
  • MTF 차트는 직관적이지 않아서 초보자에게는 복잡하게 느껴질 수 있으며, 올바른 해석을 위해서는 어느 정도의 이해가 필요합니다.

 

 

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결론

MTF 차트는 분명 렌즈의 성능을 평가하는 유용한 도구이지만, 그 한계와 제한 사항을 이해하는 것이 중요합니다. 렌즈 선택 시 MTF 차트만을 기반으로 하지 않고, 다양한 리뷰와 실제 사용자의 후기 등을 참고하는 것이 좋습니다.