85 명암의 대비가 심할 때의 대처 - High Dynamic Range

85 명암의 대비가 심할 때의 대처 - High Dynamic Range

 

야외에서 혹은 실내에서라도 사진을 찍을 때 명암의 대비가 심한 경우를 자주 접하게 됩니다.  예를 들면 한 낮에 모자를 쓰고 있는 사람의 얼굴을 찍을 때, 창 밑의 그늘진 부분이 검게 나오는 경우 라던지 아니면 창문으로 들어 오는 강한 햇빛에 진 그림자와 빛나는 피사체의 대비 같은 경우를 들 수 있겠지요.

 

태양이 떠오르면서 밝아지는 세상에는 광원이 태양 하나뿐이기 때문에 빛을 통과시키지 않는 물체가 그 빛을 막으면 자연히 그림자가 생기게 되지요.  그림자는 빛이 없을 때 처럼 검게 어두워 지지만 그 주변이 밝기 때문에 굴절되고 산란된 빛의 영향으로 부드럽게 어두워지기 시작해서 중심부가 가장 어둡게 되지요. 이를 계조(階調) 혹은 그라데이션(Gradation)라고 하는데 쉽게 말하면 밝은 부분에서 어두운 부분으로 자연스럽게 이어지는 명암의 변화를 이야기 합니다.

자연광의 계조영역이 일반적으로 50,000:1을 넘고 있지만 오늘날 디지털 카메라에서 사용하는 JPG 방법으로는 256:1 정도로 계조영역이 제한적입니다.

14 bits를 사용하는 RAW 방식에서는 좀 더 늘어 날 수가 있지요. 허나 우리가 볼 수 있는 TV나 모니터 화면의 contrast는 100,000:1 혹은 1,000,000:1이라고 광고는 하지만 우리 눈의 한계 때문에 식별하는 일이 쉽지가 않지요. 카메라의 센서도 마찬가지입니다.  그래서 어두운 부분에도 형상이 있지만 대체로 검게 나타나게 되는 것이지요.

바꾸어 말하면 모자를 쓴 사람의 얼굴을 찍을 때 카메라가 밝은 얼굴을 측광하였을 경우에는 모자 밑의 어두운 부분은 노출 부족이 되어 어두워 지고, 만일에 어두운 부분을 측광을 하면 밝은 부분은 노출 과도가 되어 밝게 날라가 하얗게 되는 것입니다.

이런 극한적인 대비를 조금 더 자연스럽게 만들어 주기 위한 방식이 HDR(High Dynamic Range)인 것입니다. 즉 HDR은 일반적으로 허용하는 계조 수치보다 훨씬 높은 다이내믹 레인지를 처리할 수 있는 디지털 화상 처리 기술로, 초현실적인 표현이나 사실적인 표현이 가능하므로 주로 명암의 대비가 극명한 분야에서 많이 응용되고 있습니다.

바꾸어 쉽게 표현하면, Dynamic Range 는 센서가 받아들이는 빛의 범위를 나타내고

계조는 그 DR을 얼마나 부드럽게 표현하는가?...가 될 것입니다.

 

요즈음 카메라에는 대부분 HDR(High Dynamic Range)라는 기능이 있습니다. 쉽게 이야기 하면 한번에 3장의 사진을 찍는데 한장은 노출 부족으로, 한장은 적정 노출로 마지막 한장은 노출과도로 찍은 후 3장을 합쳐서 계조가 부드럽게, 그리고 어두운 부분의 형상도 조금 더 밝게 나타내는 방법인 것입니다. 카메라에 내장된 컴퓨터가 측광을 하여 자동적으로 만들어 주는 것이지요. 물론 노출과도와 부족의 크기를 임의로 조절 할 수도 있습니다.

 

만약에 HDR기능 없다면 3장을 연속해서 찍을 수 있는 기능인 “브라케팅” 기능을 활성화 시키셔서 +3,  0,  -3 스텝으로 3장 촬영 하셔서 Photoshop같은 사진 보정 프로그램을 통해 톤 매핑을 하시면 됩니다.  만약에 RAW로 촬영을 하시려 한다면 이 방법이 통하지를 않습니다. 대신 한장의 RAW file사진으로 이렇게 3장의 다른 밝기 file을 만들어 합성할 수도 있지요.(여기에 대해서는 이견도 있기는 있습니다.)

 

촬영할 때 주의 사항은 절대로 컷과 컷 사이에 카메라를 움직이면 안됩니다.  그러니 당연히 삼각대를 사용해야 겠지요?  사실 버튼 하나만 살짝 만져도 미세하게 카메라는 흔들린답니다.

이렇게 촬영 사이에 흔들림이 발생하면 그 차이가 눈으로 식별하기 어렵도록 미세 하다면 별 문제 없지만, 큰 경우에는 고스트(Ghost)가 남습니다.

 

 

왼쪽 사진은 조각에 노출을 맞추었기에 채색유리문의 디테일이 날라 갔습니다.

오른쪽은 창문에 노출을 맞추었기 때문에 채색 유리문의 디테일은 살아 났지만 조각은 어두움에 가려 졌습니다.

 

HDR 기능으로 촬영한 결과입니다.(사진: Andrew Gibson)

이처럼 HDR의 가장 큰 특징은 사진이나 영상의 밝은 부분과 어두운 부분이 동시에 뚜렷해진다는 것입니다. 명암 대비가 확실해지면서 세밀한 부분까지 잘 표현되기 때문에 HDR 기법을 사용한 사진이나 영상의 경우 정교한 표현을 통해 사실적이고 생동감 있는 결과물을 얻을 수 있게 되는 것입니다.

 

그러나 항상 그늘진 부분을 부드럽게 살려내야만 하는 것은 아닙니다.

사진이란 촬영되는 피사체를 통해서 사진사가 “무엇을 표현하려는가” 에 따라서 노출이 정해지게 되기 때문입니다.

 

1940년 무렵 안셀 아담스(Ansel Adams)와 후레드 아쳐(Fred Archer)가 개발한

존 시스텀(Zone system)이 있습니다

가장 어두운 곳을 0 Zone 이라고 하고 가장 밝은 곳을 10 Zone으로 나누어서 사진의 명암을 11단계로 조절하는 방법의 챠트지요.

JPG 에서는 3개의 원색인 RGB(red, green, blue)각각 0 에서부터 256까지의 계조로 나누어서 16,777,216가지의 색상을 국제적인 기준으로 만들어 놓았습니다. 이 것을 True Color라고 하지요.

 

HDR의 사전적 정의

HDR은 ‘하이 다이내믹 레인지(High Dynamic Range)’의 약자로 생생한 화면을 구현하는 디지털 화상 처리 기법이다. ‘하이 다이내믹 레인지 이미징(HDRI, High Dynamic Range Imaging)’이라고도 한다. 사진에 적용한 HDR을 HDRI(하이 다이내믹 레인지 이미징), 영상에 적용할 경우 ‘HDRR(하이 다이내믹 레인지 렌더링, High Dynamic Range Rendering)’이라 구분해 부르기도 한다.