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파나소닉 DMC-GH2에서 실현한 "0.1초 AF"의 비밀 목록
글쓴이 : ▦ 별자리물고기 등록일 : 2011-01-12 12:21:34 조회수 : 2,976 추천수 : 63

원문: http://dc.watch.impress.co.jp/docs/news/interview/20101224_416051.html

 

 

 

파나소닉 DMC-GH2에서 실현한 "0.1초 AF"의 비밀


 

 파나소닉이 10 월 발매한 렌즈 교환식 디지털 카메라 "LUMIX DMC-GH2"는 컨트라스트 AF에서 "0.1초"라는 고속 포커스를 강조하는 모델이다. 기존 포커스 면에서 위상차 AF보다 불리한 컨트라스트 AF를 채택하면서도 이러한 AF 속도를 낼 수있는 비밀은 어디에 있을까? 이번에는 DMC-GH2의 AF 비밀을 들어보았다. (인터뷰 : 오구라 유이치, 본문 존칭 생략)

 

오른쪽부터 토모자와 이즈미 (상품 기획), 나카지마 히데카즈 (본체 디자인), 야마네 요스케 (AF 개발) DMC-GH2

 

 이야기를 들은 것은 상품 기획을 담당한 파나소닉 AVC 네트워크 사 네트워크 사업 그룹 DSC 사업부 기획 그룹장인 토모자와 이즈미, LUMIX G 시리즈의 설계를 담당한 같은 DSC 사업부 DSLR 카메라 분야 전담 나카지마 히데카즈, AF의 개발을 담당한 디지털 선행 개발 그룹장 야마네 요스케 등이다.

 

컨트라스트 AF의 고속화를 전망한 SLR 카메라 참여

- 올림푸스와 파나소닉이 마이크로 포서즈를 시작할 때, 컨트라스트 AF의 속도에 대해 어떤 전망을 가지고 있었는지요?

 

나카지마 : 마이크로 포서즈 규격은 위상차 AF 대신 컨트라스트 AF로 간다는 결정 방향으로, 올림푸스와 검토하고 있었습니다. 당연히 컨트라스트 AF로 위상차 AF를 넘어선다는 목표를 처음부터 계속 가지고 개발을 진행하고 있습니다.

 

야마네 : 마이크로 포서즈 카메라 바디가 소형 경량화 되어도 AF가 늦어 버리면 의미가 없다. AF도 빠르지 않으면 안 된다. "문제는 AF"라는 출발점에서 컨트라스트 AF로 어느 정도까지의 고속화를 목표로 할 수 있을까를 철저하게 논의하고, "이 단계에서 여기까지 간다", "이 부분의 발전이 있으면 한층 더 고속화할 수 있다"라고 구상을 그리면서 고속화를 진행시켜 왔습니다.

 

나카지마 : 원래 컨트라스트 AF는 느리다고 하는 이미지가 있었습니다. 그렇지만 마이크로 포서즈는 SLR 카메라의 미러 구조를 없앤 것으로, 컨트라스트 AF로 가지 않을 수 없는 구조가 되어 있습니다. 반대로 말하면, 컨트라스트 AF로 반드시 다른 회사의 AF를 이길 수 있다는 확신을 가지고 있었기 때문에 미러를 없앨 수 있었습니다. 마이크로 포서즈 최초의 모델 "LUMIX DMC-G1"에서 위상차 AF와 동등한 AF 속도, 다음 단계에서 위상차 AF를 넘는다고 결정하고 있었습니다. "LUMIX DMC-G1"에서도 위상차 AF 지지 않는다고 생각하고 있습니다.

 

- 마이크로 포서즈 기를 다루기 이전에, 포서즈 카메라가 나왔습니다.

 

미카 : 네, "LUMIX DMC-L1", "LUMIX DMC-L10"의 2 기종입니다.

 

LUMIX DMC-L1 (2006년 7월 발매) LUMIX DMC-L10 (2007년 10월 발매)

 

- 이들 기종은 위상차 AF를 탑재하고 있었는지요?

 

나카지마 : DMC-L1은 위상차 AF만 탑재하고 있습니다만, DMC-L10은 SLR 카메라이면서 컨트라스트 AF를 탑재했습니다. 미러가 올라간 상태에서 컨트라스트 AF를 하고 있습니다. 다만 그 AF는 상당히 느립니다. DMC-L1, DMC-L10에서 위상차 AF의 작동 원리를 익히고 포서즈 규격 그대로 컨트라스트 AF를 하기 위해서는 렌즈와의 통신에 문제가 있다고 느꼈습니다. 그래서 우리는 미러리스 카메라를 개발할 때 마이크로 포서즈라고 하는 새로운 규격에 의하여, 고속 컨트라스트 AF가 가능한 구조를 만들어낼 수 있었습니다.

 

- DMC-L10에서 포서즈 규격의 컨트라스트 AF의 문제가 발견된 겁니까?

 

나카지마 : 원래 포서즈는 SLR 카메라의 위상차 AF에 적합한 규격으로, 컨트라스트 AF를 충분히 고려하지 못했던 부분이 많았습니다.

 

- 과연, 포서즈 카메라를 개발하고, SLR 카메라의 구조를 익히면서, 다른 한편으로는 "미러가 방해구나"라고 막연히 생각이 들었겠군요.

 

야마네 : 막연한 것이 아니라, 확실히...... (웃음).

 

나카지마 : 엄청나죠, 무겁고.. (웃음).

 

- 그것은 포서즈 카메라의 개발 초기부터입니까?

 

나카지마 : 우리가 마지막으로 디지털 SLR 카메라의 세계에 들어갈 즈음에, 카메라를 작고 가볍게 만들고 싶었습니다. 하지만 거울을 포함하는 미러 박스와 배터리를 생각하면 아무래도 타사 제품과 동등 사이즈 밖에 되지 않았습니다. 걸림돌이 무엇인가하면, 거울을 필요로 하는 미러 박스가 큰 부피를 가지고 있었던 것입니다. 이것을 어떻게든 없애지 않고서는 작고, 가볍게 되지 않는다고 생각했습니다.

 

- 그럼, DMC-L1과 DMC-L10 개발은 어떤 의미가 있었는지요.

 

야마네 : 지금까지 파나소닉은 시스템 카메라를 만들지 않았기 때문에, 기술이던지 지식을 전혀 가지고 있지 않았습니다. 그러니까, 2 기종 개발로 "시스템 카메라라고 하는 것은 이러한 문제가 있다"는 것을 알게 해주었다고, 지금 돌이켜보면 정말 그렇게 생각되는군요.

 

나카지마 : 미러를 없애려고 하면 위상차 AF와 광학 파인더 등 없애지 않으면 안 되는 요소가 많네요. 이외에도 셔터 등의 신규 개발도 필요하게 됩니다. 이것들에 관해서 야마네의 부서에서 요소 개발을 진행했는데, 거기에 대체로 여러 해를 보내고 있습니다.

 

토모자와 : 지금 생각해보면, DMC-L 시리즈의 개발을 진행했기 때문에, 파노소닉으로서는 차세대 미러리스 제품을 개발하려는 확신을 가질 수 있었습니다.

 

나카지마 : DMC-L1, DMC-L10의 2 기종을 내놓았기 때문에, 고객의 목소리를 많이 들을 수 있어서, 정말 공부가 되었습니다. 고객의 요구하고 있는 것은 이런 카메라라는 데이터를 많이 축적하고, 그것을 마이크로 포서즈 초대기인 DMC-G1에 담은 것으로, DMC-G1은 매우 완성도가 높다는 평가를 받았습니다. 기술자로서는 DMC-L1, DMC-L10의 2 기종을 개발한 것이, 결과적으로는 미러리스 시스템의 개발을 위해 굉장한 공부가 되었습니다.

 

- 확인입니다만, 파나소닉이 처음 포서즈에 참가할 때, 초기부터 마이크로 포서즈를 구상하고 있었습니까?

 

토모자와 : 그렇지 않습니다. "우선 디지털 SLR 카메라를 제대로 하지 않으면 안 된다. 제대로 카메라 사업을 성립하기 위해, 컴팩트 카메라만으로는 어렵고 SLR 카메라를 개발할 수 있는 제조사 브랜드가 된다"고 하는 것이 발단으로, 그 첫 번째가 DMC-L1, DMC-L10이었습니다.

 

 따라서 그 2 기종은 당시 우리가 가지고 있는 모든 기술을 전부 쏟고, 최고의 물건을 내놓을 수 있었다고 생각합니다. 그 결과, 우리가 생각했던 것 이상으로, 기존 SLR 카메라와는 다른 세계에 대한 수요가 많다는 것을 알았습니다. 그 세계를 더욱 확대하기 위해, 마지막 출발하는 브랜드로 어떻게 해야 할지 생각했을 때, 기존 SLR 카메라와는 다른, 새로운 세계를 개척해 나가자는 결정을 내리고, 마이크로 포서즈라고 하는 길을 선택했습니다.

 

 다시 말하지만, 처음부터 마이크로 포서즈가 있었던 것은 아닙니다. 처음에는 순수하게 SLR 카메라의 세게에 제대로 진입하려는 생각이 있었다고 하는 것입니다.

 

토모자와 : LUMIX를 일류의 카메라 브랜드로 만들자고 하는 것이 사업 발족 시의 가장 근본에 있는 큰 목표이며, 컴팩트 카메라만의 브랜드가 아닌, SLR 카메라도 시야에 넣는 것은 처음부터 의지를 가지고 있었습니다. 그 당시에는 마이크로 포서즈라던지 포서즈라고 하는 것이 아니라, 렌즈 교환식 카메라의 세계에 제대로 진입하려는 비전이 우선 있던 것입니다.

 

나카지마 : 여기서 하나의 중요한 점은 DMC-L1 개발을 진행시키는 가운데, 앞으로 디지털 SLR 카메라의 세계는 사진뿐만 아니라, 이 스타일로 동영상도 찍을 수 있으면 좋겠다라는 생각이 다가왔습니다. 동영상 촬영은 위상차 AF로는 매우 어려운 부분이 있으므로, 무엇이 가장 최적인가라는 것을 병행하여 생각하고 있었던 것입니다.

 

야마네 : 앞으로는 동영상을 생각하고 나가야 하고, 거기에는 반드시 AF가 연결된다. 그것이 현재의 컨트라스트 AF에 연결되는 것입니다.

 

나카지마 : 그래서 우선은 그것을 DMC-L10로 해보자는 것이 되었습니다.

 

이번 인터뷰를 실시한 파나소닉 AVC 네트워크사 (오사카부 카도마시)

 

- 위상차와 컨트라스트의 하이브리드 AF군요.

 

나카지마 : 그렇습니다. AF를 하이브리드로 하려면 어떻게 하면 좋을 거라고. 그것을 세밀히 검토하고 있는 가운데, 컨트라스트 AF를 하려면 기존의 포서즈의 속박 속에서는 문제가 보였던 것입니다. 그럼 어떻게 하면 요구되는 AF나 동영상이 "일상적으로 할 수 있을까"를 가다듬고 이런 형태로 확장합시다, 진화시킵시다라고 하는 움직임이 되었습니다. 파나소닉이 디지털  SLR 카메라의 개발을 해나가는 가운데, 문제를 돌파해, 우리의 목표로 하고 싶은 물건을 실현시키기 위해서 마이크로 포서즈라고 하는 진화된 규격으로, 현재의 LUMIX G 시리즈가 실현될 수 있는 것입니다.

 

- 마이크로 포서즈는, 포서즈를 조금 소형화하고, 하위 집합의, 단순화된 버전 같은 인상이 있지요. 마운트 직경도 작아졌고요.

 

나카지마 : 명칭에 대해서도 올림푸스와 상당히 검토했습니다. 마이크로 포서즈라고 하면, 작다고 하는 이미지가 너무 강하다던지.......

 

토모자와 : 규격적인 측면에서만 보면, 실제로 SLR 카메라의 세계에 참가해 보고, 캐논, 니콘이라고 하는 대선배의 시장을 우리가 동등한 수준으로 공유하는 것은 꽤 어렵다고 보았습니다. 이 2 제조사는 당연히 렌즈 자산도 있고, 그렇기 때문에, 앞으로 렌즈 교환식 카메라에 들어오려는 손님에게 인지시키고, 더하여 선택 받기 위해서는 무엇을 해야 할지 생각했습니다.

 

나카지마 : 당시 생각은, 필름의 컴팩트 디지털되었을 때 대단한 발전이 있었다 것입니다. 필름이 필요 없게되고, 점점 작아졌다. 한편, SLR 카메라를 볼 경우, 필름 SLR 카메라 및 디지털 SLR 카메라는 거의 다르지 않다. 필름이 없어져 LCD 모니터가 붙은만의 세계입니다. 장래를 생각하면,이 렌즈 교환식 카메라는 세계를 크게 발전시키지 않으면 안되는 것은 아닐까. 그것을 발전시키는 것이 마이크로라는 규격으로 추진하고있는 것입니다.

 

토모자와 : 파나소닉 마지막 출발 이기에 그런 과감 결단 수 있었다는 것은있는 것이 아닐까 생각합니다.

 

컨트라스트 AF를 어떻게 고속화 하는가

- 위상차 AF와 비교하여 컨트라스트 AF는 어째서 속도면에서 불리한지요?

 

야마네 : 아시는 분도 많을 거라 생각합니다만, 위상차 AF라고 하는 것은, 전용 센서에 의해 초점이 벗어난 방향과 벗어난 정도를 즉시 검색할 수 있는 것이 특징입니다. 한편, 컨트라스트 AF는 촬상 센서의 출력 신호로부터 얻을 수 있는 초점 정보가 되는 컨트라스트 정보를 산출합니다만, 이 컨트라스트 정보가 최대가 되는 렌즈 위치가 초점이 맞는 위치가 되기 때문에, 항상 렌즈를 움직이면서 컨트라스트 정보를 확인하는 피드백 동작이 필요합니다. 그 과정을 거치기 위해서, 위상차 방식의 AF에 비해 속도면에서 불리하게 되어 버립니다.

 

DSLR 카메라(왼쪽)와 마이크로 포서즈(오른쪽) 구성의 차이

 

DSLR 카메라(왼쪽)는 위상차 센서 방식을, 마이크로 포서즈(오른쪽)는 컨트라스트 검출 방식 AF를 채택하고 있다.

 

- 마이크로 포서즈의 개발에 있어서, 컨트라스트 AF의 속도에 관여한 큰 포인트는?

 

야마네 : 1 번째는 앞에서도 언급한 규격에 대한 이야기입니다. 시스템 카메라는 바디와 렌즈가 통신을 하지 않으면 안 되기 때문에, 통신의 연구가 가장 큰 포인트가 됩니다. 그 연구란, 바디가 렌즈의 정보를 요구하는 명령을 했을 때에 실시간으로 렌즈로부터 데이터를 받을 수 있도록, 신속하고 정확한 좋은 정보를 교환할 수 있는 요소를 규격에 통합하는 것입니다. 그 때문에 렌즈와 바디의 통신을 위해서 마운트 부에 설치된 신호 핀을 포서즈 때보다 2개 늘렸습니다.

 

 고속화의 2 번째 포인트입니다만, 아무리 통신이 빨라도 포커스 용 렌즈(AF 초점 맞추기에 사용되는 렌즈)의 움직임이 늦으면 AF의 속도를 개선할 수 없기 때문에, 포커스 용 렌즈를 빠르게 움직이는 것이 가능한 교환 렌즈를 개발했습니다.

 

 3 번째는, AF 정보를 추출하는 촬상 센서의 샘플링 속도(frame rate)를 올려 AF 제어 피드백 시스템의 반복 처리를 보다 빠르게 했습니다. 이상의 3 가지 노력이 마이크로 포서즈의 AF 고속화를 실현한 포인트가 됩니다.

 

나카지마 : 1 번째인데, 기존의 포서즈 바디와 렌즈의 통신은 일정한 간격으로 밖에 할 수 없었습니다. 더욱더 바디 쪽의 처리 속도가 빨라져, 렌즈에 "지금 정보를 줘!"라고 하고 싶습니다만, 렌즈와 일정 간격으로 밖에 통신을 할 수 없다고 하는 규격의 제약이 있었습니다. 그것을 마이크로 포서즈는 언제라도 렌즈 측으로부터 바디에 정보를 전달할 수 있도록 변경했다는 것입니다.

 

- 포서즈에서는 그래도 충분했다고 하는 것이군요.

 

나카지마 : 기존 포서즈에서는 충분했습니다. 위상차 AF가 기본이기 때문에, 바디가 렌즈에 "가라!"고 명령해 렌즈를 목적하는 위치까지 바로 이동할 뿐이니까요. 컨트라스트 AF의 경우, 일일이 상세하게 렌즈로부터의 정보를 원합니다. 그렇지만 비교적 느리게 밖에는 정보를 갱신할 수 없었습니다.

 

- 과연, 위상차 AF는 기본적으로 한 번의 정보 교환으로 해결되므로, 그것으로도 좋았던 것이군요. 하지만 고속 컨트라스트 AF는 바디와 렌즈가 몇 번이고 몇 번이고 정보를 교환하지 않으면 안 된다.......

 

토모자와 : 자동차 네비게이션과 비슷한지도 모르겠네요. 자신이 지금 있는 장소를 정확하게 파악하고 있지 않으면 지도상에 표시할 수 없으니까요.

 

나카지마 : 옛날의 네비게이션은 포콕, 포콕, 포콕하고 건너 뛰고 있었습니다만, 지금의 자동차 네비게이션은 자연스럽고 부드럽게 이동합니다. 이미지 측면에서는 그런 느낌이군요.

 

DMC-GH2은 "0.1 초 AF"를 내세웠다 (포토키나 2010에서 발표회로부터)

 

- 바디가 AF를 위해 렌즈로부터 곧바로 받고자 하는 정보는 무엇입니까?

 

나카지마 : 포커스 렌즈의 위치 정보입니다.

 

야마네 : 포커스 렌즈의 위치에 따라, 어디에 초점이 맞는가라는 거리와 실제로 포커스 렌즈가 움직이고 있는 물리적인 위치는 1대1로 대응합니다. 그러니까, 그 렌즈의 위치가 어딘지 하는 정보를 바디 쪽에서 판단합니다.

 

나카시마 : 요컨대, 피사체의 컨트라스트의 고점을 얼마나 빨리 찾아낼 것인가입니다. 정보의 교환을 천천히 하고 있으면, 고점이 있어도 지나쳐 버리고나서 "아, 알았다. 고점이 있었다"와 같이 되어 버립니다. 거기를 미세하게, 조금이라도 내려가면 "고점이다"라는 것을 빨리 찾아내고 싶습니다. 그러기 위해서는 항상 렌즈의 정확한 위치 정보를 원할 것입니다.

 

- 2 번째 렌즈 구동을 빨리했다는 부분입니다만, 좀 더 설명을 해주시겠습니까? 기계적인 요소인가요, 알고리즘 부분인가요?

 

야마네 : 기계적인 요소가 크네요. DMC-L1, DMC-L10에서 사용하고 있는 표준 렌즈는 포커스 렌즈(AF 초점을 맞추기 위해 사용되는 렌즈)가 10g 이상이라는 무게가 있기 때문에, 캠을 개입시켜 구동하는 방식을 채택하고 있었습니다만, 포커스 렌즈를 직접 구동하는 방식으로 변경했습니다. 구동 액츄에이터는, 주로 스테핑 모터를 이용하고 있습니다만, 특히 "LUMIX G VARIO HD 14-140mm F4-5.8 ASPH. MEGA OIS"에서는, 포커스 렌즈를 한층 더 빠르게 구동할 수 있도록, 전동 리니어 액츄에이터를 채택하고 있습니다. 물론 단지 빠르게 동작시키는 것만이 아니고 AF에 필요한 렌즈의 위치 결정 정밀도도 보유한 구동계를 만들었습니다.

 

LUMIX G의 컨트라스트 AF의 성능 향상 포인트

 

카메라 시스템의 소형화가 AF 속도 향상에 기여

- 마이크로 포서즈의 경우, 35mm 필름 등에 비해 렌즈를 소용화 할 수 있습니다. 그 부분도 관계가 있는 것입니까?

 

야마네 : 물론입니다. 렌즈를 고속으로 구동하는 것은, 얼마나 "포커스 렌즈를 작고 가볍게 할 수 있을까", "포커스 렌즈의 이동 거리를 짧게 할 수 있을까?"가 포인트가 됩니다. 마이크로 포서즈는 35mm 필름에 비해 센서 크기가 작아, 포커스 렌즈 그 자체도 작고 가볍게 하는 것이 가능하게 됩니다만, 그 중에서도 포커스 렌즈를 한층 더 작게 할 수 있는지, 포커스 렌즈의 이동 거리를 짧게 할 수 있는지에 주력하여 광학 설계를 진행하여 왔습니다.

 

- 컨트라스트 AF는 정밀도에 있어서는 위상차 AF와 다르지 않은 것일까요?

 

야마네 : 위상차 AF는 "여기에 가라"라고 렌즈에 명령할 뿐입니다. 비유하자면, 상사가 부하에게 한 마디 "마지막 밖에 확인하지 않으니까, 스스로 해"라고 하는 것과 항상 부하를 관리하면서, "당신의 업무는 어떻습니까?"라고 관리해 온 결과를 목표치에 가지고 가는 것은, 일의 완성도도 조금 정도가 다르잖아요. (웃음)

 

나카지마 : 한 번만 조언하여 제출된 보고서의 품질과, 몇 번이나 협의하고 나온 보고서의 질은 반드시 다릅니다.

 

- 일반 위상차 AF라고 수정하는 효과가없다고 하는 것이군요.

 

야마네 : 좀 과장해서 말했을지도 모르겠습니다만, 알기 쉽게 말하면 그것 것이라고 생각합니다.

 

나카지마 : 특히 밝은 렌즈의 개방치가 되면, 위상차 AF에서는 정확도가 나오기 어렵습니다. 그러니까 거의 수동 포커스로 맞추지 않으면 안 된다고 들었습니다.

 

야마네 : 그 부분은 위상차 센서의 정밀도에 의해 결정됩니다. 반면 컨트라스트 AF는 확실히 이미지에서 초점이 맞고 있는지의 여부를 사용해 피드백하기 때문에, 마지막까지 초점을 몰아넣을 수 있다고 하는 뛰어난 특징이 있습니다.

 

나카지마 : 위상차 AF는 AF 센서가 따로 있지요. 촬상 센서와는 별개이므로, 그에 따른 오차는 좀처럼 제로가 되지 않을 거라고 생각합니다.

 

- 물리적으로 미러를 경유하고 있으니까요. 수동 포커스로 초점 조작을 하는 경우에도 마찬가지입니다.

 

야마네 : 컨트라스트 AF는 정밀도의 측면에서 유리하다고 하는 것은, 첫 번째로 검토하고 확신하고 있었습니다. "그 다음이 속도다!"라고.

 

위상차 AF 대응 렌즈에서 컨트라스트 AF가 느린 이유

- 기존의 위상차 AF 대응 렌즈에서 컨트라스트 AF가 느린 이유는 어떤 이유일까요?

 

나카지마 : 가장 큰 문제는, 위상차 AF라고 하는 것은 한 방향으로 초점을 맞추는 것이 기본입니다. 컨트라스트 AF라고 하는 것은 가서 돌아오지 않으면 안 됩니다. 방금 전 말한 것처럼, 위상차 렌즈의 AF 구동은 캠을 이용한 구동부가 일반적이고, 한 방향이라면 신속하게 갑니다만, 반대 방향으로 돌 때 무리가 생깁니다. 그러니까 1초 먼저 간 것을 1초 되돌리면 원래 있던 곳으로 돌아오지 않습니다. 기어를 연결하고 있으면, 되돌릴 때 캠이 움직이기 시작하기까지 약간의 유격이 생깁니다. 위상차 AF 용을 기본으로 만들어진 렌즈에서는, 그 유격이 몹시 큰 것입니다.

 

- 그것은 위상차 AF를 전제로 하는 경우에는 전혀 문제가 없는 것이군요.

 

나카지마 : 원칙적으로, 위상차 AF에서는 전혀 문제가 없네요.

 

- 그것이 컨트라스트 AF로 세세하게 가거나 오거나의 움직임에 모두 대응할 수 없다로 이어지는 것이군요.

 

나카지마 : 컨트라스트 AF에서는, 자동차에 비유하면 핸들을 45도 돌려 45도 되돌리면, 타이어는 똑바로 안 되는 구조입니다.

 

야마네 : 핸들을 45도 돌려 45도 되돌렸는데, 타이어는 15도 밖에 돌아오지 않으면 사고로 이어지겠군요. 위상차 AF 렌즈에서는, 그 15도를 되돌리기 위해 또 한 번 시간이 걸려 버립니다.

 

DMC-GH2에서는 어디를 어떻게 연구했는지?

- 드디어 DMC-GH2입니다만, DMC-GH2의 AF 고속화의 포인트는 무엇일까요.

 

야마네 : 포인트는 3 가지가 있습니다. 하나는 센서의 frame rate(읽기 속도)를 올린 것입니다. 120fps라고 하는 고속 센서 판독으로 AF를 실시하고 있습니다. 즉 1 초에 120 장의 화상을 읽고, 그것을 컨트라스트 AF에 이용하고 있습니다. 그것이 고속화의 첫 번째 포인트입니다. DMC-GH2 이전의 기종은 60fps였습니다.

 

 2 번째는 그 속도, frame rate(샘플링)에 맞추어 LUMIX G VARIO HD 14-140mm F4-5.8 ASPH. MEGA OIS의 렌즈 구동을 고속화했습니다. 아까도 말씀 드렸습니다, LUMIX G VARIO HD 14-140mm F4-5.8 ASPH. MEGA OIS의 포커스 렌즈의 구동 액츄에이터는 "리니어 액츄에이터"라고 하는, 직접 움직이는 구동 장치입니다. 단, 이것은 매우 고속으로 움직입니다만, 바디에 의해 최고 속도는 여기까지라고 결정되면, 그 이상으로 움직이지는 않습니다. 그런데 이번에 frame rate를 올려, 보다 고속의 AF 제어를 할 수 있게 되었으므로, "더 빠르게 움직여도 좋아"라고 제한을 해제하여, 바디와 렌즈의 협조에 의해서 렌즈는 한층 더 고속으로 움직일 수 있게 된 것입니다.

 

초점 위치에 맞는 알고리즘으로 정밀도를 유지하면서 속도를 향상시켰다.

 

- 지금까지는?

 

야마네 : 엄격하게 하고 있었습니다. (웃음) 컨트라스트 AF를 할 때, 렌즈가 너무 빠르게 움직여 버리면, 컨트라스트 검출 포인트가 부족해지게 되어 버립니다. 컨트라스트가 제일 높아지는 곳(초점이 맞는 렌즈 위치)의 정확도를 높이기 위해서는, 일정한 밀도의 샘플링을 해주지 않으면 안 됩니다. 바디를 고속화하여 샘플링 밀도가 올라가면, 예를 들어 60fps가 120fps가 되면 검출 포인트가 채워집니다. 그렇게 되면 렌즈는 더 빠르게 움직여도 됩니다. 같은 정밀도를 요구하는 경우, 요점은 2 배 빨리 움직여도 좋다는 것입니다.

 

- LUMIX G VARIO HD 14-140mm F4-5.8 ASPH. MEGA OIS는 센서의 frame rate 고속화를 예측한 사양으로 만들어져 있었습니까?

 

야마네 : 교환 렌즈는 바디에 비해 오래 사용하는 경우가 많으므로, 향후 바디 쪽의 발전을 대비하여, 일정 이상 여유를 갖도록 설계하고 있습니다.

 

- 분명히 교환 렌즈는 오랫동안 사용하는 것이니까요. 이외에도 고속화의 포인트가 있습니까?

 

야마네 : 가능한 한 빠르게 AF 제어를 할 수 있도록 철저하게 소프트웨어 처리 속도에서 낭비되는 시간을 제거하였습니다. 이것은 매우 세련되지 못한 작업이므로, 말씀 드리는 것은 어렵습니다만.

 

- 그것은 렌즈 쪽입니까, 바디와 양쪽 모두 입니까?

 

야마네 : 양쪽 모두입니다.

 

- 세계 최고 속도라고 하는 "0.1 초 AF"를 강조하고 있습니다만, 이것은 어느 정도의 성능일까요?

 

야마네 : 0.1 초 AF를 제공하는 조건입니다만, "DMC-GH2에 LUMIX G VARIO HD 14-140mm F4-5.8 ASPH. MEGA OIS를 장착하고, 초점거리가 광각 18-30mm 근처에서, 피사체가 카메라로부터 2m 거리에 있을 경우, 무한대로부터 그 지점으로 AF를 맞추는데 필요로 하는 시간"이라는 것이 있습니다.

 

LUMIX G VARIO HD 14-140mm F4-5.8 ASPH. MEGA OIS

 

포커스 렌즈를 경량화를 시도

 

 

포커스 렌즈 구동 방식의 변경을 실시

 

각 렌즈에 따른 구동 방식의 구별

 

- DMC-GH1은 동일한 조건에서 0.2 초 정도였지요?

 

야마네 : DMC-GH1은 0.2 초 미만이었다고 생각합니다.

 

- DMC-GH1 이후의 DMC-GF1와 DMC-G2도 마찬가지일까요?

 

나카지마 : 그렇습니다. 하지만 DMC-GF1 보다 DMC-G2가 약간 빨라지고 있습니다.

 

AF 속도는 VARIO HD 14-140mm F4-5.8 ASPH. MEGA OIS가 두드러짐

- LUMIX G VARIO HD 14-140mm F4-5.8 ASPH. MEGA OIS 이외의 렌즈를 장착해도 고속화가 가능합니까?

 

야마네 : 네. 초고속 리니어 모터는 LUMIX G VARIO HD 14-140mm F4-5.8 ASPH. MEGA OIS에서만 제공하지만, 그 이외의 모터를 사용한 렌즈에서도 포커스 렌즈를 직접 움직일 수 있는 렌즈가 대부분이므로, 고속화의 효과는 나타나고 있습니다.

 

나카지마 : LUMIX G VARIO HD 14-140mm F4-5.8 ASPH. MEGA OIS 이외의 렌즈에 관해서는, 기존 대비 2~3%는 빨라졌으니까요?

 

- LUMIX G VARIO HD 14-140mm F4-5.8 ASPH. MEGA OIS의 속도가 두드러지는 것이지요.

 

야마네 : 0.1 초 정도의 속도가 되면 렌즈의 구동 속도의 효과가 매우 현저하게 나타나고 있는 것이죠.

 

AF 초점 맞추기 시간 비교

 

- 원래 잠재적으로 고속 AF를 실현할 수 있는 여유 성능을 갖고 있었다는 말씀이군요.

 

미카 : 네, 그렇습니다. LUMIX G VARIO HD 14-140mm F4-5.8 ASPH. MEGA OIS는 파나소닉 LUMIX G 시리즈를 대표하는 렌즈라고 생각하고 있습니다.

 

- LUMIX G VARIO HD 14-140mm F4-5.8 ASPH. MEGA OIS의 펌웨어 업데이트(12 월 7 일 공개. Ver. 1.4)가 실시 되었습니다만, 뭐가 어떻게 개선되었는지요. 업데이트 하지 않으면 0.1 초 AF는 실현되지 않는다고 들었습니다.

 

야마네 : 그것은 아까 말씀 드린, 이만큼의 속도로 움직여도 좋다고 하는 제약을 느슨하게 하는 부분입니다.

 

나카지마 : 더 빨리 움직이라고요.

 

- 이전 버전의 펌웨어에서 제약이 걸려 있었다는 것이네요.

 

야마네 : 렌즈는 더욱 빠르게 움직이고 싶어했는데, 약간 느슨하게 한 것입니다. 120fps라는 DMC-GH2의 샘플링 속도에서 잘 움직일 수 있도록 최적화하는 형태로 말이지요.

 

나카지마 : LUMIX G VARIO HD 14-140mm F4-5.8 ASPH. MEGA OIS의 펌웨어는 야마네 그룹에서 개발을 진행했습니다. 당초 우리가 DMC-GH2의 상품화를 진행시키는 과정에서, LUMIX G VARIO HD 14-140mm F4-5.8 ASPH. MEGA OIS와의 편성으로 AF가 0.12 초까지 실현될 수 있었습니다. 여기서 0.1 초 미만이 되려면 LUMIX G VARIO HD 14-140mm F4-5.8 ASPH. MEGA OIS 렌즈의 펌웨어를 수정할 수 밖에 없다고 생각해 야마네에게 "이미 발매되어 있는 렌즈이지만, 이 렌즈의 펌웨어를 수정해 주었으면 한다"고 의뢰했습니다. 당시 야마네 그룹은 이번 가을에 발매된 "LUMIX G 14mm F2.5 ASPH"나 "LUMIX G VARIO 100-300mm F4-5.6 MEGA OIS" 렌즈의 개발을 매우 분주하게 진행하고 있었습니다만, "1 개, LUMIX G VARIO HD 14-140mm F4-5.8 ASPH. MEGA OIS의 펌웨어도 수정" 해달라고 부탁을 했습니다.

 

야마네 : 그 부분은 말할 수 없는 세련되지 못한 부분도 많이 있었습니다만, 바디와 렌즈를 조합해 0.1 초 AF를 실현시킨다는 것이 매우 명확하고 의욕이 생기는 목표였으므로 "좋아, 해주자"라고.

 

나카지마 : 상품화의 후반에 다다를 즈음이었으니까요.

 

야마네 : 그 무렵, LUMIX G 14mm F2.5 ASPH와 LUMIX G VARIO 100-300mm F4-5.6 MEGA OIS, 이 2 개의 개발이 진행되고 있고, 이제 막바지 피크일 때 나카지마로부터 "한 개 더 해"라고.

 

- 보람이 있지요.

 

야마네 : 지금 생각하면, 정말로 하기를 잘했다고 생각합니다.

 

- "0.1 초 AF"라고하는 것은, 캐치 프레이즈로 대단히 강하네요.

 

나카지마 : 그렇습니다. "0.12 초 AF"라고 하면 좀 임팩트가 약하지요. 확 느낌이 왔던 것입니다.

 

야마네 : 0.12 초에서 "앞으로 0.02 초는 어떻게든 빠르게 해서, 어쨌든 0.1 초가 채 안 되게끔 해줘!"라고 나카지마가 말하자마자 정해져 버렸지요.

 

센서의 120fps 읽기도 고속 AF에는 필수 기술

- 센서의 120fps 구동이라고 하는 것은, 어느 정도의 거칠기로 읽기를 실시하는 것입니까.

 

야마네 : 숫자 자체는 말씀 드릴 수 없습니다만......

 

- "AF에 충분히 필요"하다는 것이군요.

 

야마네 : 물론 충분히 필요하기 때문에, 120fps를 센서의 사양에 포함시킨 것입니다.

 

- 기존 60fps와 신호의 정밀도는 동일한 수준일까요.

 

야마네 : 신호의 양은, 기본으로 생각하는 AF의 정확도로 얻을 수 있는지 여부를 기준으로 하면서, 프레임 속도를 빠르게하는 사양을 넣었습니다. 당연히 frame rate가 빨라지면 그만큼 빛에 노출되는 시간이 짧아집니다. 짧아진다는 것은 어두운 조건이 되면 신호량이 적게 되어 S/N 비의 영향이 나타나기 쉬워집니다. S/N 비가 나빠지는 것은, 컨트라스트의 고점이 흐트러지기 쉬워져, 그만큼 AF 정밀도의 악화로 이어집니다.

 

 그 아슬아슬한 지점을 검토하면서 센서 사양에 넣었습니다. 그러므로 무턱대고 빠르게 하지 못하고, 센서 읽기 속도와 S/N 비의 균형이 잡힌 곳으로 가지고 가지 않으면 안되었습니다.

 

- 기존 60fps와 단순하게 신호가 많고 적음을 논하는 것은 어렵고, 그때 그때 AF에 충분히 필요한 신호량에 결정해 가는 것이군요.

 

야마네 : 그렇습니다, 그 점을 유의하지 않으면 AF의 정밀도와 응답성(속도)는 양립할 수 없게 됩니다.

 

- 과연, 센서를 설계하는 최초의 단계에서부터, 이 센서는 120fps 구동으로 AF를 한다고 하는 것이 있는 것이군요.

 

야마네 : 목표치로써는 가지고 있었어요.

 

나카지마 : 지금이라도 해보면, 더 빠른 AF가 가능하겠지요. 단, AF 정밀도가 희생될 가능성이 있습니다. 그러면 의미가 없어요.

 

- 컨트라스트 AF의 발전은, 한편으로는, 노이즈와의 싸움이기도 한 것이군요.

 

나카지마 : 촬영 장면에서는, 화면 내의 원근이 어우러져 컨트라스트 고점이 얼마든지 나옵니다. 어디에 맞추는 것이 가장 좋은 것인지, 어느 고점을 선택하는가 하는 것도 알고리즘의 이야기로, 컨트라스트가 낮은 곳(저졈)에 대해서도, 맞추기 위한 구조 만들기나 노이즈와의 구별, 그 부분도 어려운 점이군요.

 

- 노이즈를 노이즈라고 파악하는 것이 어려운가요?

 

나카지마 : 노이즈에 초점을 맞추어 버리면 진짜 피사체는 흐려져 버립니다. 그렇게 되지 않도록, 얼마나 저조도이고 낮은 컨트라스트에서도 AF를 맞출 수 있는지를 고민하고 있습니다.

 

야마네 : 피사체의 컨트라스트나 밝기의 차이에 따라 고점의 모양은 매끈하지 않고 거칠게 되거나 높이도 완전이 바뀌어 버립니다. 어떤 것이 피사체의 컨트라스트로써 확실한 것인지 분별하는 것은 어려운 것입니다..

 

나카지마 : 낮은 컨트라스트의 경우, 아무리 낮은 고점에서도 핀트를 맞추고 가려고 하면 노이즈와의 싸움이 됩니다. 신호와 노이즈의 레벨에 큰 차이가 있으면 잘못되지 않습니다만, 고점이 아주 낮아지면 노이즈를 초점 위치라고 오인하기 쉬워집니다.

 

- 120fps라고 하는 것은 대충 0.01 초 이하, 0.1 초 AF에서는 약 10개 화면을 읽게 됩니다만, 대대으로부터 2m까지 AF를 구동하는 경우, 그 10개 화면으로부터의 정보는 어떻게 활용되는 것입니까?

 

야마네 : 컨트라스트 검출의 고점을 그리는 포인트가, 무한대의 렌즈 위치로부터 초점이 맞는 2m 위치까지 점점이 10 곳이 있는 것입니다.

 

- 그 10 곳의 점으로 AF를 맞출 수 있는 것입니다?

 

야마네 : 그렇습니다.

 

- 더 적어도 할 수 있습니까?

 

야마네 : 그렇다면 아까의 정밀도의 이야기가 됩니다. 점이 10 개 있으면 고점이라고 알지요. 그렇지만 그 점의 수가 줄어 들면, 고점의 올바른 모양이 그리기 힘들어져 버립니다.

 

나카지마 : 지금이 시스템은 10 시간 주면 초점 산을 찾을 수 있습니다는 것입니다.

 

- 역시 10회로 정해져 있습니까.

 

나카지마 : 120fps에서 0.1 초 AF니까요.

 

야마네 : 그 10 회라고 하는 것은, 다른 렌즈에서도 같습니까?

 

나카지마 : LUMIX G VARIO HD 14-140mm F4-5.8 ASPH. MEGA OIS는 0.1 초라고 하는 속도가 나와 있습니다만, 다른 렌즈는 그만큼까지 빠르지 않기 때문에, 바디 쪽은 기다리는 상태가 됩니다. 바디 쪽은 여력을 가지면서, "렌즈가 더 빠르게 움직여주면 안 될까"라며 조금 졸고 있는. (웃음)

 

야마네 : 다른 렌즈들은, 컨트라스트의 고점에 도달할 때까지의 시간이, 좀 더 걸리는군요. 드릉드릉 자고 있는 녀석(렌즈)에게, "해라! 해라!"라고 해도 그렇게 빠르게 할 수 없기 때문에...... (웃음)

 

나카지마 : 그래서 바디는 초조해하고 있을 거에요. (웃음)

 

- LUMIX G VARIO HD 14-140mm F4-5.8 ASPH. MEGA OIS만 역전 현상이 있는 것이군요.

 

미카 : 네.

 

- LUMIX G VARIO 100-300mm F4-5.6 MEGA OIS는 빠르지 않습니까?

 

나카지마 : 그 나름대로 고속이지만, 0.1 초에 가능한가 하면, 그 정도로 빠르지는 않다......

 

- 그 말은 LUMIX G VARIO HD 14-140mm F4-5.8 ASPH. MEGA OIS만 대단히 특별한 것입니까?

 

미카 : 네, 특별 사양입니다.

 

동체 예측은 첫 모델부터 탑재하고 있었다

- 움직이는 피사체에 대한 AF 추적 속도는 향상되고 있는 것입니까?

 

야마네 : 센서 읽어 내는, 컨트라스트 검출의 속도가 빨라지고 있기 때문에, 그만큼 정밀도는 올라갑니다.

 

- 연사 시 LVF(라이브 뷰파인더)와 LCD 모니터의 표시에 대해서는 어떻습니까.

 

나카지마 : DMC-G1에서는 연사 시 LVF 표시가 멈추어 있었습니다. DMC-GH2에서는, 연사에 H / M / L의 3 종류가 있는데, 중간 속도 M(미들 연사)까지는 LVF나 LCD 모니터가 쫓아가도록 만들 수 있습니다. H(하이 연사) 5 매/초에서는 아직도 쫓아가려면 조금 답답합니다. 단지 거기는, 장치의 개량 등을 해나가면 개선할 수 있는 있는 수준준이라고 생각합니다.

 

- 장치의 개량과 LVF나 LCD 모니터 등 하나하나의 부분의 성능 향상입니까?

 

나카지마 : 그렇습니다. LVF의 보기 응답에 병목 현상이 있기 때문에, 거기를 빠르게 해나가면 향상될 수 있다고 생각합니다.

 

- 동체 예측 AF라고 하는 것은, 아직이고 다음부터일까요?

 

나카지마 : 아니요 탑재하고 있어요.

 

야마네 : 서서히 발전시키고 있습니다.

 

- 최초의 DMC-G1에서부터 실려 있습니까?

 

미카 : 네, 실리고 있습니다.

 

- 그다지 크게 명문화하지는 않네요.

 

나카지마 : 아직 불행히도 "위상차 AF를 넘었다"고 소리 높이 손을 들 수 없는 수준입니다. 현 시점에서는, 동체 예측 AF에 대해서는 AF 센서를 따로 가지고 있는 위상차 AF 쪽이 아직 빠릅니다.

 

야마네 : 수행 중입니다. (웃음)

 

- 제법 좋은 승부군요.

 

나카지마 : AF-C(연속 AF)로 해주시면 동체 예측 효과가 있기 때문에, 전철 정도라면 찍힙니다.

 

- 컨트라스트 AF에 있어서의 동체 예측 AF는, 앞으로도 개선의 여지가 있는 것입니까?

 

야마네 : 물론, 개선해 갈 것입니다.

 

나카지마 : 위상차 AF를 없애고 컨트라스트 AF로 갈 때에, 하나의 약점은 속도라고 생각했습니다만, 속도는 DMC-G1에서 동등하게 되었고, DMC-GH2에서는 0.1 초 AF가 되었으므로 소리 높이 강조했습니다. 또 하나 동체 예측에 대해서, 아직 "거의 같음"까지 밖에 오지 않은 수준이지 않을까요. 그러니까 소리 높이 말할 수 없는 부분이 있습니다만, "머지 않아 넘는다"라는 쪽으로 연구는 계속 하고 있습니다. 구체적으로 어떻게 한다라고 하는 것은 위상차 AF를 넘는 단계에서 이야기하려고 합니다.

 

- 그 점은 역시 컨트라스트 AF의 약점입니까?

 

나카지마 : 원리적으로, 컨트라스트 AF 자체의 약점이라면 약점입니다. 그렇지만 그것은 기술과 아이디어로 극복할 수 있다고 생각하고 있습니다.

 

야마네 : 위상차 AF라면 "갈 수 있어, 갈 수 있다"로 OK입니다만, 컨트라스트 AF라면 반드시 고점을 넘어 어디에 고점이 있을까를 보지 않으면 안 되기 때문에, 그만큼 우회를 하는 확률이 높아지는 것입니다. 그것을 위상차 AF 같은 수준, 위상차 AF 이상으로 하려면, 한층 더 빠르게 움직이는 방법도 있을 것이고, 여러 가지 정보를 가져와 "가라!"고 하는 목표를 재빠르게 설정할 수 있으면, 보다 빠르게 추종할 수 있겠죠

 

모터의 종류도 영향

- 망원 영역이나 매크로 영역에서는 컨트라스트 AF의 고속화는 꽤 어렵다고 들었습니다만, 그것은 어째서입니까?

 

야마네 : 아무래도 렌즈의 이동 거리가 증가해 버리기 때문입니다.

 

나카지마 : 그렇지만 타사의 위상차 AF보다는 빠르다고 생각해요.

 

- LUMIX G VARIO HD 14-140mm F4-5.8 ASPH. MEGA OIS보다, LUMIX G 14mm F2.5 ASPH.나 LUMIX G 20mm F1.7 ASPH. 팬케이크 쪽이 AF의 고속화는 용이한 듯한 생각도 듭니다만......

 

나카지마 : 렌즈의 초점 거리나 밝기, 성격의 부여에 의해서, 내장 모터의 종류 등을 종합적으로 검토한 결과가 됩니다.

 

- 모터의 종류에 따라서도 AF 속도가 바뀌는군요.

 

야마네 : 네, 많이 다릅니다. LUMIX G VARIO HD 14-140mm F4-5.8 ASPH. MEGA OIS에 내장된 리니어 모터는 매우 빠르지만, 일반적인 스테핑 모터라고, 그 정도의 속도 향상은 어려운 방향이 됩니다.

 

동영상 AF는 빠르면 좋은 것이 아니다

- 동영상 AF에 대해서도 고속화되고 있는 것입니까.

 

야마네 : 동영상 속 AF는 반드시 속도 우선으로 생각하고 있는 것은 아닙니다. AF 동작 중에는 모두 기록을 해버리기 때문에, "고급스러움"이나 "부드러움"도 중요한 포인트가 됩니다. 센서 읽기의 고속화에 의해 성능이 향상되는만큼, 재빠르게 컨트라스트 검출을 진행하여, 그것을 안정된 AF 구동에 이용하는 데에 알고리즘의 생각의 기본이 있다고 생각하고 있습니다.

 

- 스피드로써는 충분하다고.

 

나카지마 : 체감으로는 DMC-GH1보다 DMC-GH2 쪽이 빠르다고 체감할 수 있다고 생각합니다.

 

- 그렇지만 "동영상의 AF는 무턱대고 빠르게 하면 좋다고 하는 것은 아니다. 정지 화면과는 그 점에서 다르다"라고 하는 것이군요?

 

나카지마 : 그렇습니다. 일단 프로토타입 검토 중에 그것을 경험했습니다. 실은, DMC-GH1을 개발하고 있을 무렵, 어쨌든 빠른 것이 좋다와 동영상의 AF도 엄청 빠르게 하면 재상그렇군요. 일단 프로토 타입 검토 중에 그것을 경험했습니다. 실은 DMC-GH1을 개발하고있는 무렵, 어쨌든 빠른 것이 좋다고 동영상의 AF도 엄청 빠르게 하면 재생 화면을 보고 있을 수 없었습니다. 0.2 초에 AF를 움직이면, 엄청 빨리하면 재생 화면을 볼 수가 없었습니다. 0.2 초 AF를 이동하면, 삥~하고 (웃음), 눈이 핑핑 돌았습니다. 거기에서, 동영상은 동영상 나름의 AF가 있다는 것을 배운 것입니다.

 

- AF를 위한 센서 읽기는, 앞으로도 240fps, 480fps, 960fps와 같이 고속화해 나가는 것입니까?

 

야마네 : 아까 말씀 드렸듯이, frame rate는 감도와 trade-off로, frame rate를 올리면 올릴수록 S/N 비가 나빠지기 때문에, 저조도 시의 AF 정밀도를 어떻게 유지할 수 있을지가 향후 frame rate를 올려 갈 때의 과제가 된다고 생각합니다.

 

- 그럼 센서로써의 잠재력, 고감도 성능을 올려 가는 방법은 어떨까요.

 

야마네 : 그렇습니다, 센서는 진화한다는 것이



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