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내 멋대로 사진 찍기


제목: 디지털 세계에서의 합성에 대한 고찰
이름: 별빛지기 * http://blog.naver.com/junos


등록일: 2013-09-05 17:47
조회수: 3525 / 추천수: 232


천체 사진을 촬영하다 보면 주변에 합성과 편집/효과를 하는 분들이 많습니다. 사실, 천체사진은 일반사진과 약간의
차이점이 있습니다만, 여기에는 얻은 사진을 보는 관점의 차이가 아닌가 싶습니다.

일반 사진도 마찬가지지만, 천체사진에는 크게 3가지 정도의 부류가 있습니다. 첫번째는 성야/피기백/일주사진인데, 주로 그 모임을 위주로(그때 당시의 하늘,주변 풍경,분위기,감성 등) 마치 캠핑속에서 밤하늘을 포함시키는 분들이지요. 장점은, 행사의 분위기를 그대로 전해준다는 것이고 단점은 도대체 별만 보인다는 것입니다. 은하나 이런건 아예 촬영을 안하거든요. 한다고 해도 별자리 정도.

두번째는 사실 그대로를 담는 부류입니다. 일명 게으른 사람들이라고 부르는데, 이유는 밝게 찍히면 찍히는데로, 희미하면 희미한대로 하늘을 담는 형태입니다.

마지막은 이야기 드리고자 하는 합성의 세계에 몰입한 분들입니다. 이 부류는 사진을 사진으로 보지 않고, 오직 데이타로만 구분하여 데이타 프로세싱에 전념하는 형태입니다. 따라서 어디서 어떤 하늘에서 촬영을 했는지 전혀 예측을 못하지요. 이 분야 중 하나가 HDR이기도 합니다.

일반 사진에서 예를 들어 보겠습니다. 야경인데요....

한강다리에 조명이 좋은데, 보통 F수를 중간정도로 하고 삼각대로 2~5초까지 노출을 주고 사진을 얻습니다. 아주 일반적인 사진이지요. 하지만, 여기엔 장노출로 인한 노이즈와 고감도로 인한 사진의 거칠음이 함께 담겨지게 됩니다. (사실 그대로 담는 부류) 거기다가 한술 더 떠서 사람들이나 차들이 흐르는 모습까지 찍혀 있게 되지요.

조금 노력을 하는 분들은 ND필터를 사용하여, 아예 10~20초 노출을 줍니다. 물론 촬영소자(CMOS)의 노이즈는 증가하겠지만, 지나가는 사람,차,새 등등은 사진에서 거의 사라지게 됩니다. 충분한 정보를 담기전에 화각에서 벗어나 버리기 때문이지요.

그럼, 그 비싼 ND필터를 사용하지 않고, 노이즈도 없으면서 저감도로 촬영하고, 심지어 지나다니는 사람들 까지 완벽하게 사라지게 하는 방법이 있을까요? 물론 돈 한푼도 안들이고요. ^^; 이제 합성이란 분야에서 조금 설명 하고자 합니다.

1) 합성시 촬영 방법: 원래 노출 시간에 비례하게 나눠서 촬영 합니다. 예를 들어 10초 노출 사진이었다면, 1초 노출 10장을 촬영하는거지요. 그다음, 다크를 촬영합니다: 1초로 나누었다면 렌즈 커버를 씌우고 1초 노출을 줍니다. 이는 카메라에 있는 "노이즈 리덕션"이란 기능과 똑같은데, 촬영 시간 인터벌이 길어지기 때문에 11컷을 찍고, 여기에 적용할 Dark Frame을 기록하는 것입니다.
  따라서 10초짜리 한장대신 1초짜리 11장을 촬영하게 되는 거지요.

2) 노이즈 제거: 우리가 사용하는 촬영소자는 오류가 있습니다. 그 오류는 몇가지가 있는데, 주요한 항목은 다음과 같습니다.

   (1) Bias Frame: 우리가 사진촬영을 하기 위해 사진기에 전원을 넣는것 만으로도 촬영소자는 열을 받기 시작 합니다. 쉽게 생각해서 노트북을 사용하지 않더라도 어덥터를 전원에 연결하면 어덥터에 미세한 온도 변화가 생기거든요. 이 온도 변화는 촬영 센서들을 미묘하게 변화시킵니다. 즉, 가만히 있는 것들을 활성화 시켜 주지요. 즉, 사진을 촬영하여 얻는 데이타 값과 약간의 차이가 나는 값을 알려 주게 됩니다. 문제는 1,600만 화소에서 각각의 화소가 활성화 되는 정도가 다르다는 것입니다. 즉, 어떤 화소는 0.1값을.. 어떤 화소는 0.8값을.. 갖고 빛에 반응을 시작하지요. 따라서 5라는 빛이 들어와도 제각각 5.3, 5.8등의 값을 가지게 됩니다. 쉬운 예로 화이트 벨런스를 맞추기 위해 붉은 색을 촬영해서 확대를 해보면 픽셀 하나하나가 제각각 색상값을 가지게 되는 이유라 보시면 됩니다.

  (2) Dark Frame: 위와 같이 전원을 넣는게 아니라 촬영 소자를 Ready시킬 정도의 전원이 들어 갔을때 발생하는 소자 오류값들 입니다. 쉽게 "불량소자(Bad pixel)"를 예로 들 수 있습니다. 뭐.. 빛도 받지 않았는데, 혼자 흥분하는 소자(pixel)을 이야기 합니다. 사람도 다르듯이 화소들도 다 달라서 빛을 받아들이기 위해 촬영 전원이 만들어내는 열화 노이즈라고도 합니다. 이 Dark Frame은 기본적으로 Bias Frame 값을 가지고 있습니다. Add-on 값들이니까요.

  (3) Flat Frame: 위의 두개는 소자들의 활성화시 발생하는 오류값이라면, Flat Frame은 사용하는 렌즈의 오류값이라 생각하면 쉽습니다. 아주 좋은 예로 비네팅을 예로 들 수 있습니다.

    이렇듯, 사용하는 카메라와 렌즈에 따라 원초적으로 지니고 있는 오류값들이 있는데(그 예로.. 캐논이 얼굴색이 좋게 나온다 등..), 우리는 이것을 카메라의 특성이라 부릅니다. 합성의 좋은 점은 이런 오류값을 제거할 수 있다는 거지요.

일반 사진에서는 야경 사진에서 Dark Frame 처리만 해줘도 상당히 많은 기계적 오류값을 제거할 수 있습니다.
연산 방식은 Substract. 즉, 10장의 사진에서 1장의 Dark Frame을 각각 빼주는 작업이지요.

여기서 문제는 불량 Fixel들입니다. Dark Frame 처리를 해주면, 불량 픽셀의 경우 이미지에서 같은 값을 빼버리기 때문에 검은 구멍이(어차피 야경이라 티는 별로 안나지만, 사람 얼굴 있는데 위치하면 코구멍이 3개로 늘어나기도 합니다.)이 숭숭 뚤리게 됩니다.

3) 레지스탁스: 촬영된 사진의 데이타를 비례 축척 합니다. 즉, 10매의 사진을 정렬하며 위에 한장 한장씩 쌓는 것입니다. 이 기능은 포토샵에도 있지만, 레지스탁스 전용 프로그램을 사용하시면 단, 몇분만에 가능 합니다. (프리웨어로 인터넷에 많음)

이렇게 합쳐진 이미지가 환해 질꺼라 생각하시겠지만, 위에 비례적인 합성이라 실제로는 이미지의 Dynamic range내에서 두장의 이미지가 합쳐질때 최대값과 최소값내에서 균등 조정되게 됩니다. 즉, 붉은색은 더욱 명확한 붉은 값으로, 밝은 것은 좀더 밝게, 어두워서 구분이 안가는 부분은 명확하게...

합성을 하게 되면, 촬영 소자 기준이 아니라 촬영된 이미지를 기준으로 정렬을 다시 합니다. 따라서 위에 Dark Frame을 처리하면서 뚤렸던 구멍들이 마술처럼 사라집니다. 왜그럴까요? 카메라가 셔터를 작동하는 진동 만으로도 1~1.5pixel 움직입니다. 즉, 10장의 이미지에서 불량화소의 위치가 변하게 되는데, 10장 중 1장만이라도 위치가 다르면 매꿔지게 되기 때문입니다. ^^;

이렇게 합성된 이미지를 보시면 너무 너무 명확해진 컨트라스트로 약간 부자연스럽습니다. 포토샵에서 커브와 부드러운 필터를 약간만 사용하면... 거의 대형 포스터에 사용할 수 있는 완벽에 가까운 사진을 얻게 되지요.

천체 사진에서는 모자라는 빛을 축적하기 위해 사용하고, 얻은 데이타가 올바른지 비교 확인 하기 위해 사용되는 기법이기도 합니다. 따라서 움직이는 대상은 이 기법을 사용할 수 없습니다.


근데, 이게 사진일까요? 완벽에 가까운 티끌 없는 sRGB색상으로(컬러 표현에 있어서 sRGB가 가장 넓은 컬러를 표현할 수 있습니다.)만들어진 합성된 사진. 물론 캐드로 그리고 스케치로 뭉겐것 보다는 훨씬 현실에 가깝지만...

디지털로 와버린 사진 세상에서 과연 어디까지를 사진으로 부를 것이냐에 대해서는 천체 사진을 찍는 사람들 사이에서도 의견이 분분 합니다. 다만, 이도 사람이 사는 세상이기에 어느 스님이 이야기 하시것 처럼 "합성이 어디까지는 맞고, 어디까지는 틀렸다라고 보기 보다는.... 내가 추구하는 방향과 조금 다른 것 뿐" 이라고 받아 들여야 하는지..
생각하며 글을 올렸습니다.

기회가 된다면, 이러한 합성관련(오려서 붙이는거 말구요. ^^;)해서 설명 드리고도 싶습니다.

이제 가을입니다. 여기 가끔 들려서 너무 너무 좋은 사진 많이 보고 가기에, 조금 도움이 될까 해서요.
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저녁노을
지난 번 자유갤러리에 올리신 태양사진에 20매 합성이라는 글을 보고 궁금해하면서도
HDR 합성이 아닐까 생각해 보았는데 제 짐작이 조금은 맞았나 봅니다.
하지만 그 동안 HDR합성은 3-4장 정도의 사진으로 함성을 하는 작업으로만 알고 있었습니다.
10매...20매 정도의 함성이라면 정말 대단한 열정이 아니고는 쉽지 않은 작업 같아 보입니다.ㅎㅎ

저는 디지털 사진에서 보정이라는 것을 부정적으로 보지 않습니다.
너무 과한 보정으로 어색한 색감이나 눈에 거슬리는 것이 느껴진다면 문제가 되겠지만
디지털 사진촬영에서 나타나는 단점과 부족한 점들을 보완해주는 역활이라고 봅니다.
우리가 흑백필름으로 사진을 촬영하고 현상과 인화를 거칠 때 현상시 노출시간을 증감하고
인화할 때 버닝과 닷징을 거치면서 보정 작업을 하는 것과 다를바가 없다고 생각합니다.
사진에 조금이라도 관심을 가진 분이라면 누구나 들으면 다 알만한 명성을 가진 작가들 중에
필름으로 촬영한 흑백사진 중에서 이런 보정작업을 거치지 않고 프린팅 하는 사람은 거의 없지 않았을까 싶네요.
필름 카메라의 촬영에서 현상과 프린팅 작업을 제 2의 창작으로 인정하고 있다면
디지털 사진에서의 보정작업 또한 제 2의 창작이라고 봐도 무방하지 않을까요?

아직은 생소하고 많이 어럽게 느껴지는 별사진과 HDR 합성에 대한 글...고맙습니다.
예전에 별빛지기님의 별사진 강의와 추운 겨울밤에 실습하던 그 때의 추억이 다시 떠오르네요.
여 공간에도 자주 들리셔서 좋은 글 많이 올려주시기 바랍니다.
2013-09-06
11:11:35
한섬
별사진을 찍어보고 싶은 일인입니다
별빛님의 글을 읽고 다소 낙담이 되는 것은 저뿐인가요?
그래도 언젠가는 해볼수 있겠지요 그 때까지 많은 지도 부탁드립니다
2013-09-13
20:25:07
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