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디지털 카메라의 히스토그램을 활용한 적정노출| 카메라 Study
출처 : http://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=jindoll77&logNo=80069752132
디지털 카메라의 히스토그램을 활용한 적정노출
<사진1>안성목장 석양, 장정훈 (Nikon D80, 18-200mm렌즈, 170mm사용) <사진2>공간, 조현국 (Canon 5D, 24-70mm, 24mm사용) 좋은 사진의 생명은 사진이 가지고 있는 톤과 계조입니다. 아날로그 사진의 경우에는 촬영 전 톤과 계조를 정확하게 판단하기 쉽지 않았습니다. 물론 존 시스템을 만들어 체계적인 관리를 하려고 했었습니다. 그러나 그 작업은 사진을 전문으로 하는 몇몇 작가들에게만 가능한 일이였습니다. 하지만 디지털 카메라의 경우 촬영된 사진의 히스토그램을 현장에서 확인할 수 있기 때문에 디지털 이미지에 대한 이해만 수반된다면 누구나 훨씬 더 체계적으로 존 시스템을 구현할 수 있게 되었습니다. 히스토그램은 디지털 카메라로 촬영할 때 매우 중요한 역할을 합니다. 디지털 카메라에는 각 제조사마다 약간의 방식은 다르지만 촬영된 사진의 히스토그램을 확인할 수 있는 기능이 있어 촬영당시 이 정보를 보면서 노출을 다시 보정할 수 있습니다. 실내에서 촬영할 때에는 LCD창으로 사진의 노출을 어느 정도 판단할 수 있지만 밝은 야외에서 촬영할 경우 LCD창으로는 촬영한 사진의 노출 정보를 정확하게 판단하기 어렵습니다. 그러므로 불확실한 LCD를 보며 노출을 판단하는 것보다 객관적인 정보인 히스토그램을 보면서 노출을 측정하면 더 효과적입니다. 다음 달에 공부할 피사체 상황별 적정노출에서 다시 언급하겠지만 디지털 카메라의 경우 스팟 측광 등을 사용해 힘들게 노출을 맞춰가며 촬영한다는 것은 큰 의미가 없습니다. 정해진 피사체 상황에서 촬영자가 결정할 수 있는 것은 조리개와 셔터스피드의 수치 조합 밖에 없기 때문입니다. 노출모드를 프로그램으로 하거나 멀티패턴모드로 측광하더라도 피사체 반사율이나 빛의 방향 등에 따른 노출 보정치를 예측하고 미리 보정하고 촬영하면 스팟측광으로 촬영한 것과 같은 결과의 사진을 만들 수 있기 때문입니다. 물론 디지털 카메라가 필름 카메라에 비해 훨씬 더 정확한 노출 측정이 필요하기 때문에 더 신중해야 하지만 LCD창의 대략적 이미지와 히스토그램을 참조한다면 거의 정확한 노출 측정이 가능합니다. 이번 달에는 디지털 사진의 계조특성에 대해 알아보고 이를 기초로 디지털 카메라의 히스토그램을 활용해서 적정노출을 촬영하는 방법에 대해서 공부해 보겠습니다. 존 시스템(Zone System)과 디지털 사진의 계조특성 존 시스템이란 1940년에 안셀 아담스에 의해 개발된 것으로, 사진가에게 적절한 노출과 필름의 현상, 그리고 인화의 관계를 통해 최종 이미지를 목적에 따라 원하는 톤으로 만들 수 있는 지침을 말합니다. 존 시스템에 의하면 최종 이미지는 사진가의 의도에 따라 얼마든지 달라질 수 있고, 사진가는 노출과 필름 현상 등의 작업과정을 조절해서 나에게 맞는 이미지를 얻을 수 있습니다. 밝은 부분에서 어두운 부분까지의 차이를 다이내믹 레인지(Dynamic Range)라고 하는데, 디지털 카메라의 경우 인간의 눈과는 비교할 수 없을 정도로 다이내믹 레인지가 좁습니다. 그래서 촬영 전 눈으로는 확인이 되었던 밝은 곳이나 어두운 곳의 질감이 촬영 후에 표현이 되지 않는 경우가 있습니다. 존 시스템은 이미지의 가장 밝은 영역에서 가장 어두운 영역까지를 총 10단계로 구분하고 있는데, 이것은 인화지 위에 표현 가능한 계조를 10단계로 압축한 것이라고 이해할 수 있습니다. 그래서 경우에 따라 디지털 카메라의 경우 다이내믹 레인지가 너무 넓은 경우 밝은 곳과 어두운 곳 중 한쪽 영역의 디테일을 포기하고 촬영하기도 합니다. 디지털 이미지는 계단형의 계조를 가지며 그 단계가 많을수록 계조 표현이 자연스러워 집니다. 디지털 사진에서 계조는 비트(bit)의 조합으로 이루어지는데 1비트는 두 단계, 2비트는 4단계, 8비트는 256단계, 16비트는 65,536단계로 기록됩니다. 현재 각종 매체 등에서 통용되는 8비트 이미지의 경우, R·G·B는 각각 256단계의 계조를 가지고 있으므로 모두 16,777,216 가지의 색을 표현 합니다. 8비트 이미지의 경우 한 채널만 본다면 256단계의 레벨을 가지는데 이를 10단계의 존(Zone)으로 나눈다고 한다면, 그 간격이 규칙적일 경우 노출 한 스톱마다의 변화가 25레벨 정도씩 나누어져야 합니다. 하지만, 실제 디지털 카메라로 촬영할 경우에는 각각 레벨의 변화폭은 차이가 있습니다.
위 <표 1>를 보면 알 수 있듯이 중간영역에서는 한 스톱의 노출변화에 따라 레벨의 변화폭이 40단계 이상 유지하고 있습니다. 그러나 하이라이트와 셰도우에서는 변화할 수 있는 단계의 수가 상대적으로 적다는 것을 알 수 있습니다. 이처럼 같은 피사체 콘트라스트를 가지고 있는 피사체도 노출에 따라 레벨의 변화폭이 달라지는 것입니다. 따라서 하이라이트와 셰도우 영역에서는 계조가 끊어지는 포스터리제이션(Posterization) 효과가 나타날 확률이 높습니다.
<사진3>왼쪽의 사진은 원본 이미지 이고 오른쪽 사진은 포토샵에서 레벨값을 줄인 이미지 이다. 하늘과 바위 부분에 포스터리제이션 효과가 나타났다. 따라서 8비트로 촬영할 경우 하이라이트나 셰도우영역을 존3와 존8의 범위 안에 포함되도록 하는 것이 좋습니다. 하지만 거친 질감이나 복잡한 패턴을 갖고 있으면 포스터리제이션 효과가 나타나더라도 그 폭이 너무 좁기 때문에 육안으로 보았을 때 문제가 두드러지지는 않습니다. 그래서 이런 경우에는 어느 정도 포스터리제이션이 생기는 것을 무시해도 큰 문제가 되지는 않습니다. 반대로 넓은 면적에서는 <사진3>의 하늘처럼 포스터리제이션 효과가 크게 보이기 때문에 급격한 계조변화가 일어나지 않도록 조절해야 합니다. 이러한 이유에서 디지털 이미지는 상황에 따라 노출을 정확하게 맞춰야 하는 경우와 또 이미지가 극단적일 때에는 경우에 따라 일부 디테일을 포기하고 촬영하기도 합니다. 디지털 카메라의 히스토그램을 활용하는 이유도 이러한 세부 디테일을 확인하기 위한 방안입니다. 히스토그램 히스토그램은 사진의 톤과 콘트라스트를 예측할 수 있는 자료가 됩니다. 히스토그램은 디지털 이미지가 가진 픽셀들의 밝기 분포를 그래프로 나타낸 것으로, 히스토그램의 분포를 분석하면 사진을 직접 보지 않고도 노출에 대한 정보와 톤에 대한 정보 그리고 콘트라스트에 대한 정보를 예측할 수 있습니다.
디지털 카메라의 LCD창을 보면 설정에 따라 등고선 같은 것이 보이는데, 이것이 바로 히스토그램입니다. 히스토그램의 왼쪽으로 갈수록 레벨값은 0에 가까워지며 픽셀의 밝기는 어두워집니다. 그리고 오른쪽으로 갈수록 255에 가까워지고 픽셀의 밝기는 밝아집니다. 그리고 등고선의 높이는 해당 밝기의 픽셀량을 나타냅니다. 즉 높이가 높을수록 해당 밝기의 픽셀이 많이 분포되어 있다는 의미입니다.
*디지털 카메라의 히스토그램 밝기 디스플레이 - 위 왼쪽 그림으로 이 히스토그램은 이미지의 밝기 레벨의 분포를 표시하는 그래프이다. 전체적인 밝기의 분포는 확인할 수 있지만 화이트발란스나 각 채널의 밝기 분포까지 확인하기는 힘들다. RGB 디스플레이 - 위 오른쪽 그림으로 이 히스토그램은 이미지 상의 각 3원색(Red, Green, Blue)의 밝기 레벨 분포를 표시하는 그래프이다. 이 디스플레이는 색의 채도와 계조 변화 상태 및 화이트 밸런스 성향까지 참조할 수 있다. 디지털 카메라의 적정노출과 히스토그램 활용 카메라 노출계가 지시하는 대로 사진을 찍는다 하여 언제나 적당한 밝기의 사진을 만들 수 있는 것은 아닙니다. 아무리 노출 시스템이 훌륭해도 광선의 방향이나 피사체의 반사율 등 여러 가지 요인으로 인해 노출 오차가 발생하기 때문입니다. 내가 원하는 적당한 밝기의 사진을 만들기 위해서는 우선 내가 사용하는 카메라를 정확하게 이해해야 합니다. 디지털 이미지는 수치로 이루어져 있기 때문에 적정노출의 개념도 필름카메라와는 다릅니다. 슬라이드 필름의 경우에는 디지털 이미지와 비슷하게 하이라이트 디테일 묘사가 약합니다. 하지만 셰도우 표현 능력은 실제로 라이트 박스에서 식별이 불가능한 부분의 디테일 까지도 스캔을 통해서 일부 복원이 가능합니다. 반대로 네거티브 필름의 경우에는 하이라이트 쪽 디테일 묘사에 강합니다. 이렇게 필름의 경우 노출관용도가 매우 넓지만 디지털 카메라의 경우에는 파일모드를 Jpeg로 촬영한다면 레벨 0에서 레벨 255사이에 기록되지 않은 모든 데이터는 영원히 복원이 불가능합니다. 촬영 당시뿐만 아니라 후반 작업 시에도 밝기 조정 등으로 없어진 데이터는 복원이 불가능 합니다. 그래서 가장 이상적인 디지털 카메라를 사용한 적정 노출은 레벨값이 0에서 255사이로 촬영하는 것을 말합니다. 디지털 카메라의 경우 대부분 LCD창의 이미지를 확인하고 촬영합니다. 하지만 디스플레이 창에 표시되는 사진은 주위의 밝기에 따라 더 어둡거나 밝게 보입니다. 더구나 카메라 기종마다 디스플레이 창의 밝기와 성능이 다르기 때문에 카메라에서 보는 것만으로는 노출의 과부족을 정확하게 판단하기 어려운 경우가 많습니다. 특히 밝은 야외에서 카메라 디스플레이 창으로 사진의 밝기를 확인한다는 것은 결코 쉬운 일은 아닙니다. 이때 디지털 카메라의 히스토그램 분포는 적정노출을 맞추는 가이드 역할을 합니다. 나에게 맞는 적정 노출을 얻기 위해서는 카메라 LCD의 히스토그램을 해석하면 도움이 됩니다. 전 영역에 픽셀이 골고루 분포되고 왼쪽이나 오른쪽으로 히스토그램이 한쪽으로 치우치지 않는 사진이 적정노출일 가능성이 높습니다. 아래쪽의 사진 중에는 가운데가 이에 해당됩니다. 아래 오른쪽 사진처럼 히스토그램이 오른쪽으로 몰려 있으면 노출 오버일 가능성이 높습니다. 이것은 밝은 하이라이트가 잘렸거나 디테일이 없는 순백색으로 기록되었다는 신호이기 때문입니다. 히스토그램에서 하이라이트가 클리핑된 것이 보이면 사진을 다시 찍어 하이라이트가 순백색이 되지 않도록 조정해야 합니다. 디지털 카메라의 경우 촬영 당시 1/3 또는 1/2스톱만큼 마이너스로 보정하여 촬영하는 이유도 하이라이트 디테일을 최대한 살리기 위해서입니다. 이렇게 하면 최소한 하이라이트 쪽 디테일이 없어지는 것을 방지할 수 있습니다. 아래 왼쪽 사진처럼 히스토그램이 왼쪽 가장자리에서 잘려 있으면 노출 부족일 가능성이 높습니다. 셰도우 톤은 어둡기 때문에 눈으로 확인하기 힘듭니다. 그래서 히스토그램을 확인해 히스토그램이 왼쪽으로 클리핑 되었다면 노출 보정을 통해 셰도우 디테일을 살려서 촬영해야 합니다. 히스토그램을 확인해서 원하는 부분에 미묘한 디테일이라도 있게 한다면 나중에 포토샵에서 살릴 수 있습니다.
아래의 사진처럼 히스토그램이 왼쪽으로 치우쳤다고 해서 항상 노출 부족의 이미지는 아니라는 것도 알아야 합니다. 로우키 사진의 경우 히스토그램이 왼쪽으로 치우치고 하이키 사진은 히스토그램이 오른쪽으로 치우치는 경향이 있는데, 어느 한쪽 영역이 클리핑 되지 않는다면 적정노출의 사진으로 보아도 될 것입니다. 이와 함께 각 채널의 히스토그램도 중요한 역할을 하는데 이것으로 특정색상의 계조 표현 등에 대한 정보도 함께 알 수 있습니다. 이 부분은 다음에 화이트발란스 부분에서 다시 언급하도록 하겠습니다.
<사진10>처럼 어두운 영역과 밝은 영역으로 양분화 되어 있는 경우가 있습니다. 이런 사진은 히스토그램도 양분화 되어 나타납니다. 아래 사진의 경우 하늘이 밝은 영역으로 나타나고 오른쪽의 교회 탑은 어두운 영역을 나타냅니다. 반면 중간 밝기의 픽셀 정보가 매우 적기 때문에 콘트라스트가 전체적으로 강하게 보입니다. <사진11>은 흐린 날 하늘에 날아가는 갈매기를 촬영한 것으로, 전체적인 콘트라스트가 약합니다. 콘트라스트가 약한 사진의 히스토그램은 중앙부로 몰린 형태가 되어 히스토그램 좌우에 픽셀 정보가 나타나지 않습니다. 그리고 중앙부로 더 심하게 몰리면 사진 전체가 회색으로 보일 정도로 콘트라스트가 약한 사진이 되는 경우도 있습니다. 지금까지 디지털 이미지의 계조특성과 히스토그램에 대해서 공부해 보았습니다. 위의 내용으로 볼 때 디지털 카메라로 촬영할 때에는 레벨값의 분포를 최하 8~10 정도에서 최고 248~252 정도 사이에 분포시켜 촬영하면 가장 이상적입니다. 그러나 사실상 모든 상황에서 이상적으로 촬영하기란 쉽지 않은 이야기입니다. 정물사진 같은 타이밍이 중요하지 않은 사진의 경우에는 히스토그램을 참조해서 정확하게 촬영하는 것이 가장 이상적이고, 스포츠 사진 같이 타이밍이 중요한 사진의 경우에는 하이라이트 디테일을 고려해서 1/3정도 부족으로 촬영하면 하이라이트가 날라가는 것을 방지할 수 있습니다. 또 과다노출 된 하이라이트 부분을 섬광으로 표시되도록 LCD파인더를 조정하고 촬영하는 방법도 이상적입니다. 보통의 경우에는 그냥 촬영하다가 섬광이 생기는 경우에는 노출을 보정하면 효과적이기 때문입니다. 촬영을 할 때 항상 레벨값을 255이하로 만들어야 하는 것은 아닙니다. 사진에서 유리, 물, 광택이 있는 금속 위의 밝은 반사와 같은 정반사성(specular) 하이라이트의 경우에는 사진에서 차지하는 면적이 넓지 않다면 레벨값 255의 순백색으로 기록되어도 무방합니다. 최근 광고사진가 들이 필름으로 촬영할 경우 폴라로이드 테스트 대신 디지털 카메라를 사용하는 경우도 흔히 있습니다. 피사체 상황에 맞게 히스토그램이 적절히 분포하고 있다면 사실상 노출계를 사용하는 것 보다 훨씬 더 정확한 촬영을 할 수도 있습니다. 사실 노출을 맞추는 방법은 촬영자 개성에 맞게 스스로 결정하는 것이 가장 이상적입니다. 그런데 필자가 감히 노출을 맞추는데 특별한 다른 방법보다 노출모드는 프로그램으로 하고 측광모드를 멀티패턴으로 해서 촬영해도 된다고 역설하는 대에는 작은 소망이 있기 때문입니다. 사진을 하는 모든 분께서 적정 노출을 맞추는데 스트레스를 받지 않았으면 하는 작은 바람 때문입니다. 이제 수없이 많은 방법들 중 개성에 맞는 노출법을 만들어 가는 것은 본인의 몫입니다. 출처 : http://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=jindoll77&logNo=80069752132 |