흑백 작업에서는 두 개의 필터를 동시에 사용하는 경우가 잦다. 톤을 분리하는 콘트라스트 필터에 더해, 하늘을 짙게 만들거나 반사를 제거하는 편광 필터, 또는 더 긴 셔터 속도를 얻기 위한 중립 농도(ND) 필터를 함께 쓴다. 원리 자체는 단순하지만, 노출 계산을 덧셈으로 처리하는 순간 실수가 생기고, 추가된 유리로 인한 광학적 손실은 실재하며 수치로 측정 가능하다.

팩터는 곱하고, 스톱은 더한다

모든 필터에는 필터 팩터가 있다. 필름에 도달하는 빛의 양을 얼마나 줄이는지를 나타내는 곱셈 수치다. 팩터 2는 빛을 절반으로 줄여 1 스톱을 소모하고, 팩터 4는 2 스톱, 팩터 8은 3 스톱, 팩터 16은 4 스톱에 해당한다. 이 관계는 로그적이다 — 스톱은 팩터의 밑수 2 로그와 같다 — 그래서 필터를 중첩할 때 팩터와 스톱의 계산 방식이 달라진다. 필터를 겹치면 팩터는 곱해지고 스톱 값은 더해진다. 두 필터의 합산 팩터는 각각의 팩터를 곱한 값이며, 암산 실수를 피하는 가장 간단한 방법은 팩터를 곱하는 대신 공표된 스톱 값을 더하는 것이다.

Wratten 번호와 팩터를 포함한 일반적인 야외 촬영용 필터 목록은 다음과 같다.

필터	Wratten	팩터	스톱
Yellow (K2)	No. 8	2	1
Yellow-green (X1)	No. 11	4	2
Deep yellow (G)	No. 15	~2.5	1⅓
Orange (YA3)	No. 21	4	2
Red (A)	No. 25	8	3
Deep red (F)	No. 29	16	4
Green	No. 58	~6	~2⅔
Blue (C5)	No. 47	~6	~2⅔

필터를 중첩할 때 핵심이 되는 수치들이다. Wratten No. 25와 편광 필터를 겹치면 8 더하기 2.5가 아니라 8 곱하기 2.5다.

계산 예시 두 가지

Kodak Wratten No. 25 적색 필터는 팩터 8, 즉 3 스톱이다. 편광 필터는 고정된 팩터가 없다 — 제조사마다 달라서, B+W와 Hoya는 약 2.32.8(약 1.21.5 스톱)을 명시하고, Tiffen은 1.5~2 스톱을 제시한다 — 하지만 일반적으로 통용되는 공칭 팩터는 약 2.5, 즉 1과 1/3 스톱이다. 겹치면 팩터는 8 × 2.5 = 20이지, 10.5가 아니다. 20은 대략 4.3 스톱에 해당하며, 이는 3 더하기 1과 1/3이기도 하다. 스톱을 더하라. 머릿속에서 팩터를 곱하지 마라.

두 번째 조합은 같은 원리를 톤 의도와 함께 보여준다. Orange No. 21(팩터 4, 2 스톱)과 편광 필터(약 1과 1/3 스톱)를 합치면 팩터 곱은 4 × 2.5 = 10으로, 약 3과 1/3 스톱에 가깝다. 이 스톱들을 공짜로 얻는 건 아니다. Red No. 25는 맑은 파란 하늘을 팬크로매틱 필름이 필터 없이 기록하는 것보다 2~3 존 더 어둡게 렌더링하여 구름과 하늘을 분리한다. 오렌지+편광 조합은 지평선에서 정점으로 갈수록 완만한 기울기를 유지하면서 하늘을 약 2 존 정도 낮춘다. Green No. 58은 반대로 나뭇잎을 밝게 만든다. 필터는 자신의 색을 밝게 하고 보색을 어둡게 한다 — 그 존 이동이, 빛의 손실이 아니라, 필터를 들고 다니는 이유다. Ansel Adams는 이를 The Negative(1981)에서 설명하고 있으며, Kodak의 Photographic Filters Handbook(Publication B-3)은 Wratten 분광 및 팩터 데이터의 제조사 기준 자료다.

선형 편광과 원형 편광, 그리고 TTL이 틀릴 수 있는 이유

편광 필터는 방향에 따라 효과가 달라지기 때문에 수치가 복잡해진다. 공칭 팩터는 비편광 각도 근처에서 적용되며, 맑은 하늘을 향해 최대 효과 방향으로 돌리면 겉보기 손실이 변한다. TTL 측광은 그 변화를 추적하지만 — 편광 필터가 원형 종류일 경우에만 그렇다. 선형 편광 필터는 반은경 빔스플리터 미러를 사용하는 카메라에서 TTL 측광과 위상차 AF를 왜곡한다. 측광 센서와 AF 센서에 도달하는 빛의 강도가 그 미러에 부딪히는 빛의 편광 각도에 따라 달라지기 때문이다. 원형 편광 필터는 선형 소자 뒤에 1/4파장판을 배치하여 출력을 원형 편광으로 변환함으로써, 반사 강도가 방향과 무관해지도록 한다. 원형 편광 필터가 존재하는 이유가 바로 이것이다. 빔스플리터 바디에서는 원형 편광 필터를 사용할 때만 TTL을 신뢰하라. 선형 편광 필터를 사용한다면 필터 없이 측광하고 팩터를 수동으로 추가하라.

수치로 보는 광학적 손실

필터 하나마다 공기-유리 경계면이 두 개 추가되며, 코팅이 없는 계면에서는 빛의 약 4%가 반사된다(Fresnel 반사). 따라서 코팅 없는 면의 투과율은 약 96%다. 코팅 없는 필터 두 개는 경계면이 네 개: 0.96⁴ ≈ 0.849, 표면 반사만으로도 약 15%의 빛이 손실되며, 이는 각 필터의 분광 흡수 손실을 포함하기 전의 수치다. 멀티코팅은 면당 반사율을 약 0.2~0.5%로 낮춘다. 면당 0.997로 계산하면 0.997⁴ ≈ 0.988으로 약 1%만 손실된다. 이 차이가 중첩 스택에 코팅이 필요한 실질적인 이유다.

반사된 빛은 그냥 사라지지 않고 플레어가 된다. 가장 심각한 문제는 두 필터 사이의 공기층이다. 바깥쪽 면이 잘 코팅되어 있더라도, 서로 마주한 두 경계면이 1~2밀리미터 간격으로 밝은 광원을 앞뒤로 반사한다. 프레임 바로 밖의 가로등은 바깥쪽 코팅이 아무리 좋아도 네거티브에 고스트 — 광원의 흐릿한 역상 복사본 — 를 곧장 만들어낸다.

비네팅과 장노출의 함정

두 번째 기계적 손실은 비네팅이다. 표준 필터 링의 두께는 약 57mm이며, 슬림 또는 로우프로파일 링은 약 3.25mm다. 중첩하면 두 링이 전방으로 어셈블리를 연장시켜 앞쪽 가장자리가 이미지 서클을 침범할 수 있다. 풀프레임(135) 기준으로, 중첩 스택으로 인한 기계적 비네팅은 약 28mm 아래에서 나타나기 시작하고 24mm 아래에서 심해진다. 스텝업·스텝다운 링도 스택 높이를 추가한다. 광각 렌즈에서의 원칙은 결과가 허용하는 한 필터 하나만 사용하는 것이다.

중립 농도 필터는 노출 측면에서 더 단순하게 동작한다 — 의도적으로 가시 스펙트럼 전반에 걸쳐 균일한 농도를 가지므로, 3 스톱 ND(ND8, 팩터 8)를 3 스톱 적색 필터와 함께 쓰면 총 6 스톱이 된다. 함정은 그 6 스톱이 셔터 속도에 미치는 영향이다. 이 방식으로 수 초의 노출에 도달하면 많은 필름이 상반칙 불궤에 빠진다. Ilford 필름은 약 1초를 넘으면 보정이 필요하며, Fomapan 100과 Fomapan 400은 상반칙 불궤가 급격히 나타나 수 초짜리 노출에서는 상당한 추가 노출이 필요하다. 합산된 측광 팩터는 시작점일 뿐이다. 거기에 필름 제조사가 공표한 상반칙 불궤 보정값을 추가로 더해야 한다.

필터 팩터는 Kodak Wratten/B-3 데이터를 따랐으며, 톤 및 존 시스템 지침은 Ansel Adams, The Negative(1981)를 따랐다.