사진을 찍으면 왜 보는 것과 다를까?

날씨가 맑은 날, 밖을 돌아다니면서 경치를 구경하고 있으면 일상에서 받은 스트레스가 해소되는 경험 누구나 있을 것입니다. 길을 걷다가 정말 맘에 드는 풍경이 있다면 스마트폰으로 한 장 찍어서 기억으로 남기는 것도 좋은 추억이 되죠.

그런데 막상 사진을 찍어보면 눈으로 봤을 땐 선명하고 아름다운데 왜 카메라에는 다 담기지 않는 것일까? 라는 생각을 하시는 분들이 있을 텐데요. 사진을 찍는 기술도 있을 수 있지만 무엇보다 선명한 부분은 다른 이유가 있을 것 이라고 생각할 수 있습니다.

그렇다면 과연 우리 눈은 세상을 몇 화소로 보는 것일까요? 기술이 발전해 카메라 장비가 정말 잘 나오는 지금, 사람 눈 화소는 어느 정도 되는 것인지 알아보도록 하겠습니다.

화소란?

화소란 영어의 pixel(picture element)를 번역한 말인데요, 텔레비전이나 전송사진 등에서 화면을 구성하고 있는 최소단위의 명암의 점입니다. 사진이나, TV, 컴퓨터 모니터 영상은 무수히 많은 점들이 이미를 구성하고 있는데, 확대했을 때 보이는 점, 그것을 바로 화소라고 부르죠. 화면 전체의 화소 수가 많으면 많을수록 정밀하고 상세한 재현 화면을 얻을 수 있고, 이를 ‘해상도가 높다’라고 표현합니다.

사실 해상도는 화소 수와 같은 개념이라고 볼 수는 없습니다. 같은 화소 수에서도 빛의 양이나 센서 크기, 실제 인코딩하는 화소 수, 대상과의 거리에 따라서 달라지기 때문이죠. 또 화면 크기가 작을수록 화면과 사람의 거리가 멀수록 화소 수 차이는 확실하지 않습니다.

사람 눈 화소는 몇 화소?

사람이 사물을 볼 때 100% 명확하게 보이는 건 눈 중심에서 빛을 받는 중핵 2도 정도 범위에 불과한데요. 팔을 눈앞에 편 다음 엄지손가락을 양쪽으로 벌렸을 때와 같은 범위인데요.

‘눈’으로 물체를 보는 방법에 대해서도 알아둘 필요가 있습니다. 주변을 둘러봤을 때 밤이 찾아오거나, 빛이 차단되면 지금처럼 밝게 보일까요?

아주 어두운 방에 들어가면 처음에는 아무것도 보이지 않다가 시간이 지나면 하나둘씩 희미하게 보이기 시작합니다. 우리는 이때 빛이 없어도 볼 수 있는 걸까라는 착각을 하게 되죠.​​ 

하지만, 우리가 물체를 보기 위해서는 물체에서 나온 빛이 우리 눈에 들어와야 하는데요. 빛이 물체에 부딪히고 이때 빛을 사방으로 반사시키게 됩니다. 

이렇게 반사된 빛 일부가 사람의 눈에 들어가면 각막과 수정체를 거치면서 망막의 한 점에 모이게 되고 물체의 각 점에 대응하는 망막의 점들이 모여 물체의 형상을 만들게 되는 것인데요.

이때 망막에 있는 시세포는 사의 모양과 빛의 에너지에 해당하는 전기 신호를 만들어 뇌에 보낸다고 하는데요. 이때 또 하나 고려해야 할 건 뇌와 눈의 관계​입니다. 눈에는 상이 맺히지 않아 시각 기능을 할 수 없는 부분도 있죠.

바로 시신경이 망막에 접히는 곳에 있는 맹점(Blind Spot)인데요. 맹점을 확인하려면 오른쪽 눈을 감고 왼쪽 눈의 초점을 눈 앞에 고정한 채 왼쪽 엄지손가락을 눈앞에 세운 상태에서 서서히 왼쪽으로 움직여 보세요. 어떤 지점에서 엄지손가락이 사라진다면 그곳이 맹점입니다.

이렇게 눈에는 시각 기능을 할 수 없는 맹점이 있지만 사람의 눈은 항상 바쁘게 움직이는데요. 덕분에 이미 뇌가 눈에서 인식한 상을 통해 눈에서 처리한 정보에서 부족한 부분을 메워줍니다.

이렇게 뇌가 처리를 하더라도 사람이 인식할 수 있는 해상도 계산은 가능한데요. 사람이 식별할 수 없는 최소 폭을 0.59분(60분=1번)으로 계산해 사람의 시각 넓이 전체로 확장하면 사람 눈 화소는 5억 7,600만 화소가 나옵니다. 다시 말해 5억 7,600만 화소 디스플레이가 있다면 이는 사람이 보고 있는 실제와 같은 해상도가 된다는 얘기가 되죠.

다만 앞서 설명했듯 사람이 실제로 명확하게 보는 건 중핵 2도 범위인데요. 이 범위에서만 한정해서 말하자면 사람 눈 화소는 700만 가량 된다고 보시면 됩니다. 조금 확장해도 100만 화소 정도만 더하면 충분하죠.

그러나 사람의 눈은 이런 기계적인 단위로 이미지를 구성하는 것이 아니라, 망막의 뇌신경의 감각세포의 반응에 의해 이미지를 구성하며, 색을 구분하는데요.

이는 색은 빛이 있기 때문에 존재하는 이유라는 것을 알 수 있는데, 눈에 보이는 파장 400~700nm의 가시광선은 일곱 가지의 무지개색을 가지고 있다고 알려져 있습니다.

그러나 사실 빛 자체가 색을 가지고 있는 것은 아니고 우리의 시각 세포가 여러 다른 파장의 빛을 다른 색깔로 인지하는 것일 뿐입니다.