올바르게 노출된 장면이라도 작업 여지가 없을 때가 있다. 밝은 한낮의 햇빛은 빠른 셔터를 강요해 흐르는 물의 블러를 얼어붙게 만들거나, 의도보다 넓은 범위를 심도 안에 가두는 작은 조리개를 요구한다. 중성 농도(ND) 필터는 스펙트럼의 특정 영역을 편향하지 않고 빛을 제거함으로써 이 문제를 해결한다. 필름에 도달하는 조도를 낮춰, 더 느린 셔터나 더 넓은 조리개로 노출을 다시 늘릴 수 있게 해준다. 산술은 단순하다. 함정은 표기 방식에, 더 이상 장면을 읽지 못하는 노출계에, 그리고 완전히 중성적이지도 않고 표시된 강도와 정확히 일치하지도 않는 강한 필터에 있다.

농도, 투과율, 그리고 로그 눈금

가장 근본적인 등급은 광학 농도(optical density)로, Lee와 Tiffen이 유리에 인쇄하는 수치다. 농도는 로그 방식으로 정의된다. 투과율은 10을 음의 농도로 거듭제곱한 값, 즉 T = 10^(-D)이다. 농도 0.3인 필터는 10^-0.3, 즉 입사광의 약 50퍼센트를 투과시키며, 이는 정확히 1스톱 감소에 해당한다. 눈금이 로그이므로 농도는 더해진다. 0.3 필터 두 장을 겹치면 0.6이 되어 2스톱 손실이 생기고, 0.9는 약 12.5퍼센트를 투과시켜 3스톱을 잡아먹는다.

편리한 결론은 0.30마다 정확히 1스톱이라는 점이다. 대표적인 수치는 바로 도출된다. 0.6은 2스톱(25퍼센트 투과), 0.9는 3스톱, 1.8은 6스톱(약 1.56퍼센트), 3.0은 10스톱으로 빛의 0.1퍼센트만 통과시킨다.

같은 필터, 세 가지 다른 표기

처음부터 혼란을 예고했는데, 바로 여기서 나타난다. 두 번째 관례인 ND 배수(ND factor)는 농도 대신 노출을 몇 배 늘려야 하는지를 나타낸다. 각 스톱마다 빛이 절반으로 줄어드므로, 배수는 스톱당 두 배씩 늘어난다. ND2는 1스톱, ND4는 2스톱, ND8은 3스톱, ND64는 6스톱, ND1024는 10스톱이다. 배수는 2를 스톱 수만큼 거듭제곱한 값이다. 세 번째, 더 느슨한 관례는 단순히 “3-stop” 또는 “6-stop”을 인쇄한다.

유리에 적힌 숫자는 제조사가 어떤 체계를 사용했는지 알기 전까지 아무 의미가 없다. ND2는 1스톱이지, 2스톱이 아니다. ND16은 4스톱이지, 16스톱이 아니다. Hoya, B+W, Cokin은 배수(ND8)를, Lee와 Tiffen은 농도(0.9)를, Leica는 배수를 곱수 형태(8x)로 표기한다. 0.9, ND8, “3-stop” 필터는 세 가지 방언으로 쓰인 같은 물건이다. 실제로 원하는 스톱 수로 구매하고, 렌즈 앞에 끼우기 전에 나머지는 모두 그 기준으로 환산하라.

필터를 통한 측광

34스톱을 넘어서면 산술이 무시하는 실질적인 문제가 생긴다. 카메라가 더 이상 볼 수 없다는 것이다. 610스톱 필터는 빛을 너무 많이 차단해서, 렌즈 투과 방식 노출계와 대부분의 핸드헬드 노출계도 신뢰할 수 있는 측광값을 얻지 못하고, 자동 초점이나 스플릿 이미지 레인지파인더도 포커스를 잡지 못한다. 따라서 작업 순서는 고정되어 있다. 필터를 끼우지 않은 상태에서 장면을 측광하고 수치를 기록한다. 필터 없이 초점을 맞춘 뒤, 어둠 속에서 헌팅이 일어나지 않도록 렌즈를 수동으로 전환한다. 그 이후에야 필터를 장착하고, 배수를 적용해 결과값을 설정한다.

배수 적용이란 카메라가 제공하는 셔터 속도에 정확히 맞추는 것을 의미한다. ND8 뒤에서 측광된 1/250초는 1/250 x 8 = 1/31.25초가 되는데, 그런 눈금은 없으므로 가장 가까운 1/30초로 설정한다. 셔터가 구현할 수 없는 소수점을 쫓기보다 표시된 값으로 반올림하라.

산술이 끝나는 곳: 상반칙 불궤

배수 계산은 필름이 빛에 선형적으로 반응한다는 가정을 전제로 하며, 약 1초 이하에서는 실제로 그렇다. 그 이상에서는 에멀전이 감도를 잃어 계산된 시간이 네거티브를 노출 부족으로 만든다. Ilford 필름을 제조하는 HARMAN은 Film Reciprocity Failure Compensation 시트(David Abberley, 2024년 5월 30일)에서 보정값을 거듭제곱 법칙으로 제시한다. 보정된 시간 Tc는 측광 시간 Tm을 필름별 지수 P로 거듭제곱한 값이며, 1초 이하에서는 보정이 필요 없다. 지수는 에멀전마다 다르다. HP5+는 1.31, FP4+는 1.26, Delta 100은 1.26, Pan F+는 1.33, SFX는 1.43이다. Ilford의 예시: HP5+ 측광값 10초는 10^1.31 = 20.4초가 되며, 20초로 설정한다.

같은 자료에는 암실에서 가장 유용한 사실도 담겨 있다. 장노출은 콘트라스트를 높인다. 한 장의 네거티브 안에서 프레임의 밝은 부분과 어두운 부분이 서로 다른 광량에 놓이기 때문에 상반칙 불궤가 다른 양으로 발생한다. 그림자가 하이라이트보다 더 많이 손실되고, 곡선이 늘어진다.

입자 구조도 여기서 중요하다. Kodak의 T-grain 필름은 고전적인 큐빅 입자 에멀전보다 훨씬 관대하다. T-MAX 100은 1/1,000초부터 1/10초 사이에서는 보정이 필요 없고, 1초에서 +1/3스톱, 10초에서 +1/2스톱(15초 촬영), 100초에서 +1스톱만 필요하다. Tri-X는 비교적 혹독하다. 대략 1/100,000초에서 +1스톱, 100초에서 +3스톱에 이르며, 측광값 1분은 약 8분을 줘야 한다. 필름은 외관뿐 아니라 노출 길이에 맞춰 선택하라.

10스톱 프레임 계산 예시

하나의 예를 끝까지 따라가 보자. 3.0 / ND1024 필터 뒤에서 측광된 1/60초는 1/60 x 1024, 약 17초가 된다. 그런데 17초는 상반칙 불궤 임계값을 훨씬 넘기 때문에, 보정 없는 수치는 함정이다. HP5+에서는 17^1.31, 약 41초가 된다. FP4+(P 1.26)에서는 약 36초다. T-MAX 100에서는 같은 17초에 +1/2스톱만 필요해 약 25초가 된다. 같은 빛, 같은 필터인데 필름마다 상반칙 불궤가 다르게 작용하므로 세 가지 다른 노출이 나온다. ND 계산이 출발점을 잡아주고, 데이터시트가 최종 수치를 완성한다.

완전히 중성적이지 않은

이름에 들어간 “중성”은 목표이지 보증이 아니다. 강한 필터에는 색 편향(colour cast)이 생긴다. Lee Big Stopper는 차갑고 파란 쪽으로 치우치고, B+W 10스톱은 따뜻한 쪽으로 기운다. 팬크로매틱 흑백 필름에서 이는 단순한 외관 문제가 아니다. 파란색으로 치우치는 “ND”는 네거티브에서 약한 블루 필터처럼 작용해, 완전히 중성적인 유리에 비해 하늘을 밝게 하고 빨간색을 어둡게 만든다. 고농도에서는 두 번째 누출 문제도 있다. 농도 3.0 근처에서는 필터가 가시광선을 너무 많이 차단하기 때문에, 잔류 근적외선이 필름에 도달하는 빛의 측정 가능한 비율을 차지해 그림자 농도를 높이고 콘트라스트를 떨어뜨린다. IRND 유리는 이를 차단하기 위해 존재한다. Lee의 ProGlass IRND, 그리고 NiSi와 Formatt-Hitech의 IRND 라인이 여기에 해당한다.

두 가지 실용적인 주의사항이 더 있다. 표시된 강도는 어림값이다. Lee Big Stopper를 독립적으로 측정해보면 정확히 10스톱이 아니라 약 10.3~10.6스톱으로 나오는 경우가 많으므로, 자신이 가진 필터로 한 장의 보정 프레임을 찍는 것이 링에 인쇄된 수치보다 훨씬 가치 있다. 또한 두 장의 편광 필터를 서로 교차해 돌리는 방식의 가변 ND는 공간을 절약하지만 최대 농도 근처에서 기능이 저하된다. 사각 방향의 광선이 균일하게 소거되지 않아 프레임을 가로지르는 어두운 “X”가 나타나며, 광각과 초광각 렌즈에서 특히 심하다. 최대 정격값 이하로 유지하라. 고정 필터를 겹치면 광각 렌즈에서의 비네팅과 유리 면 사이의 반사라는 자체 비용이 따른다. 가능하면 여러 장을 쌓기 전에 먼저 단일 고농도 필터를 선택하라.