NASA도 쓰는 1달러 카메라ㄷㄷ

사탕 깡통에 바늘로 구멍 하나를 뚫고 필름을 넣으면 그게 바로 카메라가 됩니다. 렌즈가 없어도 사진이 찍히는 이유는, 구멍이 충분히 작으면 한 방향에서 온 빛만 통과해 반대편에 상이 거꾸로 맺히기 때문입니다.

재미있는 건 이 카메라는 초점을 맞출 수 없다는 점입니다. 정확히는 초점이라는 개념 자체가 없어서, 1cm 앞의 손가락이든 멀리 있는 산이든 전부 똑같은 선명도로 찍힙니다.

대신 구멍이 작은 만큼 들어오는 빛도 적습니다. 요즘 렌즈가 f/1.8 정도라면 핀홀 카메라는 f/180 수준이라, 한낮에도 몇 초, 실내에서는 몇 분씩 노출해야 합니다. 이 느린 특성을 극단까지 밀어붙인 사례가 2012년 영국 하트퍼드셔 대학에서 나왔습니다. 한 학생이 맥주캔으로 만든 핀홀 카메라를 천문대에 걸어두고 잊어버렸는데, 8년 뒤 발견했을 때 태양이 지나간 궤적 2,953줄이 그대로 찍혀 있었습니다. 지금까지 알려진 것 중 가장 긴 노출 사진입니다.

영상 마지막에 나온 우주망원경 이야기도 사실입니다. 빛은 파장이 짧을수록 물질을 그냥 통과해버려서, 감마선은 렌즈로 굴절시킬 수도 거울로 반사시킬 수도 없습니다. 그래서 감마선 망원경은 빛을 모으는 걸 포기하고, 텅스텐이나 납판에 구멍을 수만 개 뚫어 가린 뒤 검출기에 맺힌 그림자 패턴을 컴퓨터로 역산해 이미지를 복원합니다. '코디드 애퍼처'라고 부르는 이 방식은 원리만 놓고 보면 사탕통 카메라와 똑같습니다. 다만 허블이나 제임스웹처럼 우리가 흔히 보는 화려한 우주 사진은 전부 거울로 찍은 것이고, 핀홀 방식은 감마선과 경X선 영역에만 쓰입니다.

일식 때 나뭇잎 그림자가 전부 초승달 모양이 되는 것도 같은 원리입니다. 잎사귀 사이 틈 하나하나가 전부 천연 핀홀 카메라인 셈이죠.

출처
· 영상 원본 https://x.com/tinnylogan/status/2100117927261515961
(원작자 정보가 확인되지 않았습니다. 아시는 분은 댓글 부탁드립니다)
· 8년 노출 사진 (CNN) https://www.cnn.com/style/article/can-eight-year-photo-intl-scli-gbr-scn/index.html
· 감마선 망원경이 렌즈를 못 쓰는 이유 (NASA) https://imagine.gsfc.nasa.gov/observatories/technology/gammaray_telescopes1.html
· Swift BAT 코디드 마스크 (NASA) https://swift.gsfc.nasa.gov/about_swift/bat_desc.html
· INTEGRAL IBIS 코디드 마스크 (ESA) https://www.cosmos.esa.int/web/integral/instruments-ibis

참고 자료
· 코디드 애퍼처 이미징 개요 https://en.wikipedia.org/wiki/Coded_aperture
· The Burst Alert Telescope (BAT) on the Swift MIDEX Mission https://arxiv.org/abs/astro-ph/0507410

이 영상은 교육 목적으로 제작되었습니다.