HDR 파노라마 만들기[PTGui Pro 버전용]

HDR은 무엇인가?

사진에서 가장 중요한 제약은 다이나믹 레인지 입니다: 맑은 날, 카메라로 사진촬영을 하면 태양빛을 받는 부분과 그늘진 부분의 명암대비(contrast)는 종종 지나치게 높게 나타납니다. 노출을 길게 설정하면 그늘진 부분의 디테일은 살지만 하늘과 같은 밝은 부분은 노출과다가 되어 종종 거의 하얗게 날라갑니다. 노출을 짧게 설정하면 밝은 부분은 적당히 노출이 맞을 수 있으나 어두운 부분은 완전 까맣게 되거나 노이즈가 생길 수 있습니다. 이러한 제약은 넓은 영역을 촬영하여 명암대비가 많은 파노라마 사진인 경우에는 특히 두드러지게 나타납니다.

고대비(HDR) 사진은 이러한 제약을 극복하고자 동일한 장면을 노출이 다른 여러장의 사진(브라켓팅 노출)으로 촬영한 후 한장의 사진으로 결합하여 만든 사진입니다. 이렇게 결합된 이미지는 높은 다이나믹 레인지를 갖게되며 일반적으로 채널당 32비트 이미지 파일로 저장됩니다(보통의 jpeg 포멧 파일은 8비트 입니다). 컴퓨터의 모니터와 종이의 잉크는 카메라와 마찬가지로 다이나믹 레인지가 제약되어 있기 때문에 HDR 이미지는 디스플레이되기전에 톤 매핑되어야 합니다. 톤 매핑(Tone mapping)은 HDR 이미지를 디스플레이 또는 프린트에 적합하게 하기위해 다이나믹 레인지를 감소시켜 비선형적으로 밝기 조절을 합니다. HDR과 Tone mapping에 대한 자세한 정보는 다음 페이지를 참고하기 바랍니다. 위키백과(한글): 하이 다이나믹 레인지와 톤 매핑. Wikipedia(영문): HDR과 Tone mapping.

고대비(HDR)를 가진 장면을 담은 이미지를 디스플레이할 수 있도록 하는 또다른 접근법은 Exposure Fusion이라 불러지는 기술입니다. 이 기술의 진행과정은 HDR 이미징과 유사하지만, Exposure Fusion 기술은 고대비(HDR) 이미지를 생성하는 단계를 생략하고 직접 브라켓 노출된 이미지들로부터 톤 매핑된 이미지를 만듭니다. 최종적으로 톤 매핑된 이미지만 원한다면, Exposure Fusion 기술은 HDR 이미징 기술을 보다 간략하게 해줍니다.

PTGui Pro는 HDR 이미징과 관련하여 폭넓은 지원을 제공합니다: PTGui Pro는 아래 설명에 나오는 HDR 파노라마를 만드는 전체 과정 또는 한개의 쉬운 과정으로 톤 매핑된 파노라마를 만드는 과정을 선택적으로 사용할 수 있습니다. 그러나 무엇보다도 적합한 방법으로 사진촬영을 하여 소스 이미지를 확보하는 것이 중요합니다:

HDR 파노라마 촬영

HDR 촬영은 동일한 장소를 다양한 노출로 여러장 촬영하는 것입니다. 이러한 촬영법을 '브라켓팅'이라 부릅니다. 브라켓팅 촬영된 이미지들은 각 이미지에서 적절하게 노출된 부분을 취하여 HDR 이미지로 결합됩니다.

카메라에서 빛의 양을 조절하는 파라미터는 3가지가 있습니다: 노출시간(셔터 스피드), 조리개 수치, 감도(ISO) 입니다. 조리개의 변화는 빛의 양을 변경할 뿐 아니라 심도(DOF)에도 영향을 줍니다. 비슷하게 감도(ISO)의 변화도 빛의 양 뿐만아니라 이미지의 노이즈 양에도 영향을 줍니다. 카메라의 노이즈 감소 알고니즘은 상황에 따라 다르게 동작합니다. 그러므로 다른 요소에 영향을 주지 않는 이상적인 파라미터는 노출시간(셔터 스피드) 뿐입니다.

PTGui Pro로 HDR 파노라마를 스티칭 할 경우, 한가지 요구조건이 더 있습니다: 동일한 노출 시간대의 각 소스 이미지 구룹은 각기 최종 파노라마와 동일한 화각의 파노라마를 만들 수 있어야 합니다. PTGui Pro는 동일한 노출 시간대별로 소스 이미지들을 구룹짓고 각 구룹마다 한개의 파노라마 이미지를 합성합니다. 이렇게 합성된 파노라마(PTGui Pro에서 'blend planes'으로 부릅니다)들는 최종적으로 HDR 파노라마 이미지로 결합 합니다. 만약 특정 노출 시간대의 구룹에 이미지가 한개뿐이라면 PTGui Pro는 이 한개의 이미지를 전체 blend plane 파노라마로 취급합니다. 이 blend plane은 다른 blend plane 파노라마들과 결합하여 하나의 HDR 파노라마로 만들어져서 얼룩진 결과물을 가져옵니다.

PTGui Pro는 소스 이미지들의 노출 데이터에서 반복되는 값이 있는지 판독하여 브라켓 노출로 촬영된 이미지들인지 판단합니다. will try to find out whether the source images are 3단계 노출 시간대로 브라켓 촬영된 이미지들은 다음과 같은 것입니다: 1/100, 1/25, 1/400, 1/100, 1/25, 1/400, (etc).

모든 이미지들은 같은 노출 설정으로 촬영되어야 하고 가급적이면 같은 폴더에 기록되어야 합니다. 대부분의 DSLR 카메라는 이러한 조건을 쉽게 해주는 자동 브라켓팅 기능이 있습니다. 자동 브라켓팅 모드가 설정되어 있으면, 한번 셔터를 누를 때마다 다수의 이미지들이 서로 다른 노출시간대로 연속적으로 촬영되어 집니다. 이 때 카메라의 노출모드는 수동(M) 모드로 설정해야 합니다: 이외 다른 모드로 설정되어 있는 경우에는 카메라의 자동 노출 기능이 작동하여 셔터를 누를때 마다 노출을 조절합니다. 이렇게 되면 빛이 있는 밝은 쪽 사진들과 빛이 부족한 어두운 쪽 사진들이 서로다른 노출시간대를 갖게 됩니다. HDR 촬영시 장점은 적절한 노출을 찾으려고 그다지 신경쓰지 않아도 된다는 점입니다. 브라켓팅 촬영은 어쨋든 장면내의 각 피사체마다 적절하게 노출된 사진을 포함하고 있기 때문입니다!

수동(M) 모드로 촬영할 경우에는 조리개 수치와 셔터 스피드(노출 시간)를 맞춰 적절한 노출을 설정해야 합니다. 일시적으로 Av(조리개 우선) 모드를 이용하면 좀더 쉽게 설정할 수 있습니다; 원하는 조리개 수치를 설정한 다음 카메라를 장면내의 가장 밝은 장소와 가장 어운 장소 쪽으로 번갈아 향하게 하여 카메라가 자동으로 각기 선택한 셔터 스피드(노출 시간)의 중간 값 정도를 기억해 둡니다. 수동(M) 모드로 돌아가서 조리개 수치는 그대로 설정하고 셔터 스피드(노출 시간)를 기억해둔 값으로 설정합니다.

컴팩트 디카는 M 모드를 지원하지 않는 모델이 많습니다. M 모드를 지원하지 않으면 HDR 파노라마 촬영은 거의 불가능합니다; HDR 촬영을 위해서는 DSLR 카메라를 준비하는 것이 좋습니다.

어떤 파노라마를 촬영하던 간에 카메라의 화이트 밸런스 모드를 프리셋이나 커스텀으로 설정하여 잠그는 것을 기억하기 바랍니다!

가급적 트라이포드를 사용하여 촬영하기를 권장합니다. 트라이포드를 사용하여 쵤영된 이미지들일 경우에는, PTGui가 이미지들을 'link' 시켜 각 브라켓 촬영된 이미지 구룹마다 정확하게 오버랩 시킬 수 있습니다. 그러나 손으로 들고 촬영한 이미지들이라면 Link 옵션을 설정하지 말아야 하고, PTGui는 각 브라켓 구룹내에서 이미지들을 정렬하려고 합니다. 아래 내용을 보기 바랍니다.

PTGui Pro에서 HDR 작업 순서

아래 이미지를 사용합니다:


download original images (23 MB .zip file)

이 사진은 3개의 다른 노출로 브라켓팅 촬영한 4 구룹 사진입니다. 일본에 있는 힌드라산 입니다. 각 구룹은 1/80, 1/320, 1/20 의 셔터 스피드(노출 시간)를 가지고 있습니다. 노출 시간이 짧은 사진은 하늘 부분 노출이 적절하고, 노출 시간이 긴 사진은 산쪽 노출이 적절합니다.

PTGui Pro를 열고, 모든 소스 이미지들을 불러와서 Align Images 버튼을 누릅니다. PTGui는 이 사진들을 브라켓팅 노출 촬영된 사진들로 인식(노출 시간대가 다음과 같은 패턴으로 반복되기 때문: 1/80, 1/320, 1/20, 1/80, 1/320, 1/20 ...)하여 블라케팅된 이미지들끼리 링크(Link)할 것인지를 묻게 됩니다. 링크된 소스 이미지들은 한개의 이미지처럼 다뤄집니다: 링크된 이미지들은 같은 yaw, pitch, roll 값을 가지며 control point들 또한 합쳐집니다. 그러나 손으로 들고 촬영한 이미지들이라면 정확하게 정렬되지 않을 수도 있습니다. 그러므로 PTGui가 적당하게 소스 이미지들을 정렬할 수 있도록 Bracketed Exposures 대화창에서 'Enable HDR mode but do not link images' 옵션을 선택합니다.

다음 작업 단계에서 'True HDR' 또는 'Exposure Fusion' 메소드중 선택할 수 있습니다. True HDR 메소드는 우선 소스 이미지로 부터 고대비(HDR) 파노라마를 만듭니다. 그다음 이 고대비(HDR) 파노라마를 디스플레이 또는 프린트에 적합한 일반적인 저대비(LDR) 파노라마로 톤 매핑합니다. 반면에 Exposure Fusion 메소드는 중간에 HDR 파노라마를 만들지 않고 브라케팅된 소스이미지들로 부터 바로 톤 매핑된 파노라마를 만듭니다. 두 메소드를 모두 살펴 볼 것임으로, 'True HDR'를 체크하고 OK 버튼을 누릅니다:



소스 이미지들을 분석하고 control point들을 생성한 후 Panorama Editor 창에 정렬된 파노라마가 나타납니다. Panorama Editor 창은 소스 이미지들을 펼쳐서 정렬한 파노라마를 상태를 보여주는 것이며 HDR로 합쳐진 상태는 아닙니다. 노출 브라켓팅된 이미지들이 펼쳐져 쌓여있는 것이기 때문에 제일 위에 있는 이미지들이 보여지고 있는 상태입니다. 이 예제인 경우에는 노출 시간이 가장 긴 구룹의 사진들이 위에 보이고 있습니다. Panorama Editor 창의 편집 모드를 'Edit Individual Images' 모드로 변경하면 숫자탭을 클릭하여 각각의 이미지들을 살펴볼 수 있습니다.



Create Panorama 탭으로 이동하여, 파일 이름을 입력하고 HDR file format으로 OpenEXR 포멧을 선택합니다. Output 구성물로 'HDR panorama'와 'Tone mapped panorama'를 선택합니다:



Exposure / HDR 탭으로 이동하여 Tone Map Settings... 버튼을 누릅니다. PTGui는 최종 HDR 파노라마의 작은 미리보기용 이미지를 만들것 입니다. 이 창에서 Tone mapping에 관련된 설정을 할 수 있습니다:



결과가 만족스럽게 보일때 까지 슬라이더들을 움직여 수정한 후 OK 버튼을 눌러 프로젝트에 수정된 설정을 저장 합니다.

마지막으로 Create Panorama 탭으로 돌아가서 Create Panorama 버튼을 누릅니다. 두개의 파일이 생성됩니다. 하나는 다음 그림에 보이는 것처럼 톤 매핑된 jpeg 포멧의 파노라마 파일 입니다:



다른 하나는 고대비(high dynamic range) .exr 포멧 파노라마 파일 입니다. 이 파일은 HDR 이미지이기 때문에 직접 디스플레이될 수 없습니다. 그러나 이 파일은 다른 HDR 어플리케이션으로 톤 매핑하여 사용할 수 있으며, PTGui의 유틸리티 메뉴(Tools > Tone Map HDR image...)로서 실행할 수 있는 독립된 Tone Mapping 유틸리티에서 사용될 수 있습니다. HDR panorama는 3D 프로그램에서 Image Based Lighting 소스로 이용할 수 있습니다.

Exposure Fusion 노출 합성

만약 디스플레이 또는 프린트에 적합한 톤 매핑된 파노라마만 필요하고 HDR 파노라마에는 별 관심이 없을 경우, Exposure Fusion 메소드가 이러한 작업을 하는데 더 쉬운 방법입니다. Exposure / HDR 탭으로 이동하여 True HDR 메소드를 Exposure Fusion 메소드로 변경합니다:



Fusion Settings... 버튼을 누릅니다. 톤 매핑 미리보기와 유사하게, 최종적으로 노출 합성된 파노라마를 작게 미리보여주는 Exposure Fusion 창이 열립니다. 이 창에서 Fusion Settings 설정을 수정할 수 있습니다:



Create Panorama 탭으로 돌아가 노출 합성된 파노라마를 최대 크기로 생성합니다.

맺음 말

HDR 파노라마인 경우, 한번의 스티칭 과정에서 여러 종류의 출력 파일을 한번에 생성할 수 있습니다. 몇몇 HDR 파일 포멧을 지원합니다. 자세한 정보는 Create Panorama 탭을 참고하기 바랍니다.

톤 매핑은 몇몇의 파라미터에 의해서 조절되는 복잡한 프로세스 입니다. PTGui 톤 매퍼와 이에 대한 설정에 관한 자세한 정보는 Tone Mapping 페이지를 보시기 바랍니다. Exposure Fusion 알고니즘은 Exposure Fusion 페이지에 자세히 설명되어 있습니다.

소스 이미지를 링크시키는 방법에 대한 정보는 Image Parameters 탭을 참고하기 바랍니다.

마지막으로, PTGui 웹사이트의 Support 페이지에는 HDR 에 대한 잦은 질문 란이 있습니다.