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사진과 카메라 이야기/사진과 카메라에 얽힌 잉여로운 감상

RAW 파일 포맷 - 왜 사진가들은 RAW 파일을 사용할까 / RAW file format - Why do photographers shoot with RAW files?

Notice - 얄팍한 상식 수준에서 다루는 비전문적이고 깊이 없는 포스팅이므로 숨겨져 있을 오류와 논리적 비약, 수다쟁이의 헛된 망상에 주의가 필요하다.

 

색역(색 공간)이나 계조, 그리고 디지털 이미지의 기술적 처리 문제에 대해 전문적인 지식을 갖고 있지 못해서 이런 부분에 대해 수다를 떠는 것이 조금은 부담스럽다. 하지만 전문적이고 기술적인 부분에 대해 비슷한 처지의 아마추어 동호인 눈높이에서 다루는 친숙하고 이해하기 쉬운 장점도 있지 않을까 싶다.

 

RAW와 JPEG(jpg)에 대하여 잘 정리된 자료가 웹에 꽤 많다. 개념에 대해서는 명료하게 정리된 자료를 복사 후 붙여 넣기로 대충 정리해 보자.

 

 

▷ RAW 파일 포맷이란?

 

임의로 가공하거나 압축하지 않은 원본 그대로의 대용량 파일로 촬영할 수 있습니다. 일반 JPG 촬영보다는 덜 화사하고 투박할 수 있지만, 포토샵 등의 후보정에 적합한 파일 형식입니다.

RAW 촬영시 참고 사항
* 1장당 용량이 매우 커서, 저장/연사 속도가 느려질 수 있음
* 파노라마, 뷰티샷 등 필터/장면 모드 촬영시엔 RAW 촬영이 안될 수 있음
* RAW 파일은 디카 제조사의 전용 프로그램, 포토샵 등을 통해서만 볼 수 있음

 

네이버 지식백과 (쇼핑용어사전)

 

 

▷ JPEG(jpg) 파일 포맷

 

1. 정지 영상의 압축과 복원 방식에 대한 국제표준의 하나. ISO(국제 표준화 기구)와 ITU-TSS(전기 통신 표준화 센터)에서 추진하고 있는 컬러 정지 화면의 부호화 방식의 표준화를 말하며 그래픽 이미지의 압축이나 해제 방식. JPEG는 원래 ISO(국제 표준화 기구)와 CCITT(국제 전신 전화 자문)의 영상전문가들의 협력을 의미했으나, 요즘에는 정지 압축 영상의 파일형식(.JPG, .JPEG) 또는 그와 관련한 표준이라는 의미로 많이 쓴다.

2. Joint Photographic Experts Group의 준말. JPEG는 컬러 이미지를 위한 국제적인 압축표준으로 CCITT(Consultatve Committee International Telegraph and Telehpone) 와 ISO에서 인정하고 있다. JPEG는 이미지를 작은 블록으로 나누어 많은 양의 이미지 정보를 줄이는 DCT(Discrete Co-sine Transformer) 알고리즘에 기초를 두고 있다. 압축률을 조절할 수 있으며 압축률이 높으면 보다 많은 양의 정보를 지우기 때문에 이미지의 질이 낮아진다. 이미지가 손상된 것을 느끼지 못할 정도의 압축은 약 25:1 정도, 즉 25MB의 이미지를 1MB로 줄일 수 있다. 용량대비 높은 화질인터넷에서 가장 많이 사용하는 비트맵 포맷이지만 문자, 선, 세밀한 격자 등이 있는 이미지에서는 나쁜 품질을 보여 이를 보완한 PNG와 같은 비손실 압축포맷이 있다.

 

네이버 지식백과 만화애니메이션사전, 2008. 12. 30.

 

 

 JPEG나 RAW 파일 포맷의 장단점에 대해서는 이미 잘 알고 있는 부분일 테고 잘 정리된 자료 또한 웹서핑에서 어렵지 않게 찾을 수 있으므로 이에 대한 설명은 이 정도로 족해 보인다. 한 가지만 덧붙이자면 데이터의 용량의 차이와 디테일의 차이를 만드는 주된 요인은 RGB 색정보 압축과 비트 뎁스(심도)에 따라 결정되며, 인용한 자료에서 JPEG 보다 RAW 파일이 화질에서 더 뛰어나다는 점은 반드시 시각적으로 보기에 더 좋다는 것을 의미하지 않는다. 재생 환경에 따라 화질이 더 좋은 것을 체감할 수도 있고, 체감하지 못할 수도 있다. 현재 기준에서 카메라의 Raw 파일의 비트 심도를 디스플레이 장치의 비트 심도가 따라가지 못해 불균형인 경우가 대부분이고 따라서 '화질의 차이가 시각적인 차이로 바로 체감되지 않는 경우가 더 많으며, 보다 많은 데이터를 가지고 있다는 의미로 이해하는 것이 더 알맞다.

 

데이터 압축은 데이터를 저장하거나 전송하는데 자원을 줄여주므로 매우 유용한 기술이다. 디지털 신호 처리에서 '데이터 압축' '소스 코딩' 또는 '비트율(bit rate) 감소' '색공간 변환' '크로마 샘플링' 등의 용어를 접하게 된다. 데이터 압축은 데이터의 용량/크기를 줄이는 것으로 때때로 데이터의 손실이 있을 수도 있고 없을 수도 있어서 이를 구분하여 '손실 압축'과 '무손실 압축' 등으로 구분한다. 손실 압축은 불필요하거나 덜 중요한 정보를 제거하여 데이터를 줄이는 것을 의미하므로 이미지 파일의 경우 사람의 시각은 색의 변화보다는 미묘한 밝기 변화에 더 민감하게 반응하므로 밝기 변화에 대한 값보다는 색의 정보량(데이터)을 줄여서 데이터를 압축하는 등의 방식이 대표적인 손실 압축의 예라고 할 수 있겠다. 무손실 압축은 그 알고리즘에 따라 효과에서 큰 차이를 보이는데, 보통 중복된(통계적 중복) 데이터를 제거하고 활용하는 방식이 주로 활용된다. (Wikipedia 'Data compression 참조)

 

 

 

▶ RAW도 모두 같은 것은 아니다 - 비트 심도/ bit depth (12 bit RAW & 14 bit RAW)

 

디지털카메라의 전유물과 같았던 RAW 파일은 이제 스마트 폰에서도 만나 볼 수 있다. 물론 모든 스마트 폰에서 가능한 것은 아니지만, 각 회사의 최상위 모델 Iphone 6와 SE 버전 이상과 삼성 갤럭시 S6, LG G4 이상에서 RAW (Iphone의 경우 adobe PS mobile 등의 앱을 이용해서 DNG-어도비에서 만든 RAW 표준 파일 이미지 포맷- 옵션을 선택할 수 있다) 포맷을 지원한다는 소식을 몇 해 전에 기사로 본 듯하다. 아직 구닥다리 Iphone 5를 사용하고 있어 직접 확인한 바는 없다.

 

그렇다면 스마트 폰에서 구현하는 RAW 파일은 하이엔드 이상의 전문 디지털카메라에서 만드는 RAW 파일과 어떤 차이가 있는 것일까?

 

스마트 폰 제조사로부터 공개된 공식 자료는 찾기 어렵지만, RAW 파일의 비트 심도(bit depth)는 차이가 있음에 분명하다. 스마트 폰 카메라의 비교적 높은 화소수(2000만 화소에 육박하는 수준)에도 저장되는 RAW 파일의 용량은 2MB 수준에 그친다. 용량의 크기로만 추정하면 약 10 bit 기반의 RAW 파일로 생각된다.

 

디지털카메라에서도 카메라의 종류 또는 모델에 따라 지원하는 RAW 파일 포맷의 비트 심도에 차이가 있는데, 플래그 쉽(최상위) 모델에서는 14 bit RAW 파일 포맷을 지원하지만, 일반 보급기 디지털카메라나 콤팩트 카메라에서는 12 bit RAW 파일 포맷인 경우가 일반적이다. 이는 앞서 '디지털 데이터 압축'에서 언급하였듯이 데이터의 저장/전송의 효율 등의 비트율(bit rate)을 고려하여 데이터 용량을 줄이기 위한 것으로 생각된다. 스마트 폰으로 촬영된 이미지 RAW 파일의 경우에는 데이터를 손실 압축하지는 않지만, 파일의 용량/크기로 미루어 볼 때, 가지고 있는 정보의 양 자체가 전문 디지털카메라의 RAW 파일에 비해서는 적음을 의미한다. 따라서 보유하고 있는 이미지 색 정보를 활용해서 스마트 폰에서 촬영된 JPEG 파일 보다는 자유롭게 색상이나 밝기를 조절할 수 있지만, 상대적으로 높은 비트율의 RAW 파일 포맷과 비교하면 정보의 양이 그리 많지 않아서 전문 디지털 카메라의 RAW 파일에 비하면 화질에서 차이가 발생할 가능성이 있다.

 

 

 

12 bit와 14bit RAW 포맷은 차이는 데이터(정보)의 표현에 있어 디테일의 차이라고 할 수 있는데 이에 대해서는 아래 RAW 파일의 정보 활용에서 언급하는 내용에서 다룰 수 있으리라 생각한다

 

비트 심도가 높다는 것은 데이터(정보)가 풍부하고 따라서 세부 디테일에 차이가 발생하는데, 가장 대표적으로 체감할 수 있는 것은 계조(명암이나 색의 농도 표현) 정보를 예로 들 수 있다. (물론 엄밀하게 따지면, 정지 이미지와 동영상 파일 등의 색 정보 또한 샘플링 방식이나 압축 방식과 사용된 코덱, 그리고 가장 효과적인 방식을 얻기 위해서 명도 차이에 따라 차등적으로 계조 단계를 차등 적용하는 카메라 제조사의 이미지 프로세싱 알고리즘-감마 곡선-에 따른 차이 등 아주 복잡한 변수가 많아서 이를 일률적으로 단정하기 어려운 측면이 있다) 비트 심도와 비트율(전송 과정에서의 비트 심도), 디지털 카메라에서 계조에 대해서 보다 깊이 있게 다루면 더 이해하기 좋겠지만, 자세한 내용은 다음 기회로 미뤄두는 것이 정신 건강에 좋을 듯하다. (추후 링크로 대신하자) 

 

▷ 2019/05/20 - [사진과 카메라 이야기/사진 그리고 한 걸음 더] - 계조(階調) - 디지털 이미지(사진)의 계조 Part.1 / Gradation of digital image & grayscale 1

 

계조(階調) - 디지털 이미지(사진)의 계조 Part.1 / Gradation of digital image & grayscale 1

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▷ 2019/05/23 - [사진과 카메라 이야기/사진 그리고 한 걸음 더] - 계조(階調), 디지털 이미지(사진)의 계조 - 비트 심도 그리고 Raw와 JPEG에 대하여 Part.2 / Gradation & gray scale - bit depth II

 

계조(階調), 디지털 이미지(사진)의 계조 - 비트 심도 그리고 Raw와 JPEG에 대하여 Part.2 / Gradation & gray scale - bit depth II

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▷ 2019/05/27 - [사진과 카메라 이야기/사진 그리고 한 걸음 더] - 계조(階調), 디지털 이미지(사진)의 계조 - 다이나믹 레인지와 감마 곡선 Part.3 / Gradation & gray scale - DR & gamma curve III

 

계조(階調), 디지털 이미지(사진)의 계조 - 다이나믹 레인지와 감마 곡선 Part.3 / Gradation & gray scale - DR & gamma curve III

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카메라 제조사마다 다른 RAW 파일 포맷

 

RAW 파일은 카메라의 이미지 센서 픽셀에서 읽은 전체 해상도 데이터와 색상 정보 등 센서 이미지 데이터(Sensor image date)를 가지고 있다. 특히 이미지 센서에서의 색상 정보는 이미지 센서에서 각각의 색을 인식하는 센서의 배열이 제조사(이미지 센서 제품)에 따라 저마다 다르고 주요 메이저 카메라 제조사 대부분은 자신들만의 방식으로 암호화할 것이다. 따라서 RAW 파일은 정상적으로 읽기 위해서는 카메라 제조사마다의 알고리즘에 부합하는 애플리케이션 등을 이용해야 하는 경우가 일반적이고 표준 또는 공식의 RAW 파일 포맷은 아직 확정되지 않았다. 이런 표준화를 위해 어도비 시스템즈에서 2004년 DNG RAW image format을 출시했고 삼성, 펜탁스, 라이카, 리코, 핫셀블래드 등이 지원에 동참한 바 있다. 특허에 대한 주장이 없는 공개된 RAW 파일 포맷(오픈 소스)이지만 카메라 시장 점유율이 높은 캐논, 니콘, 소니 등이 사용하지 않아 실질적인 표준화에는 미치지 못했고 어도비가 제안한 공용 Raw 포맷 정도에 그쳤다.

 

표준화 또는 공인된 RAW 파일 포맷이 없는 것은 RAW 활용의 대중화에 가장 큰 걸림돌 중의 하나라고 생각한다. 카메라 제조사에서 상품 판매 시 박스에 동봉되는 디스크 장치 등을 통해 전용의 뷰어나 편집 프로그램을 제공하지만, 제조사마다 그 기능이나 인터페이스가 다르고 편의 기능이 그리 뛰어나지 못하고 가장 중요한 이미지 후반 작업의 보정 성능 또한 그리 내세울 바 못된다. 따라서 대부분은 별도의 사진 편집/보정 프로그램(Adobe의 포토샵, 라이트룸이나 애플의 Apeature, 페이즈원 Capture one 등등)을 구매해서 사용하게 된다. 소비자의 편의 측면에서 카메라 제조사들은 공용 또는 표준화된 RAW 파일 포맷을 제공하는 것이 타당하지 않을까 생각한다. 하지만, 실질적인 공용 Raw 포맷에 대한 기대치는 그리 높지 않은데, 이미지 센서의 물리적 구조와 Bayer 필터의 방식 등의 차이로 제조사마다 저마다 특화된 자신만의 방식을 취하는 경우가 많고, 이는 자신들만의 영업기밀에 속하는 것일 테다. 따라서 범용의 Raw 포맷은 현실적으로 어려워 보인다. 스마트 폰 등의 약진으로 디지털카메라 시장이 위축되는 상황에서 부진 탈출을 위하여 합종연횡이 되든 범 세계적인 카메라 제조사 대연합이 되든 변화를 살짝 기대해 본다.

 

 

▷ 스마트 폰에서 촬영 가능한 RAW 파일은 어느 정도의 수준일까?

 

스마트 폰 등에 적용된 카메라 모듈은 작은 광학계와 작은 이미지 센서의 광학적/물리적 한계를 가질 수밖에 없다. 아무리 데이터의 양이 풍부하다고 하여도 기본적인 테이터(정보)의 질이 큰 이미지 센서와 광학계로 구성되는 전문 디지털카메라에 비할 수는 없다. RAW 파일은 테이터를 담는 그릇이라고 할 수 있다. 그릇의 크기는 비슷하지만 안에 담기는 내용물은 각각의 카메라의 이미지 센서와 광학계의 영향을 지대하게 받는다. 그릇 모양이 같다고 담겨 있는 내용물의 양과 상관없이 차이가 없다고 말할 수는 없는 노릇이다.

 

그리고 앞서 설명한 스마트 폰에서의 RAW 파일 자체의 작은 용량은 파일에 기록된 정보의 양이 그리 크지 않음을 의미하고 많은 데이터를 가지는 것을 장점으로 하는 RAW 파일의 특성상 결코 뛰어난 화질을 기대하기 어렵다.

 

 

▷ 무손실 압축 RAW 파일과 비(무) 압축 RAW 파일

일부 제품의 소개나 홍보에서 무손실 압축 RAW, 또는 무(비) 압축 RAW 지원 등의  표현을 보게 되는데 RAW의 압축방식에 의문이 생길 수 있다. 현재 카메라 제조사의 최신 플래그 쉽 카메라들은 무압축 14bit RAW 포맷을 대부분 지원하는데, 과거의 일부 모델에서 12 bit RAW 포맷을 지원하거나 통계적 중복 데이터를 줄여서 압축하는 무손실 압축 기술(S-RAW 등)을 적용한 경우도 있었다. 이는 압축을 통해 저장 용량과 전송 속도 등의 이점을 활용하기 위한 것이었지만, 이러한 압축 알고리즘을 다시 이 압축을 해제하는 옵션이나 추가 장치 또는 전용 프로그램 조작 등의 조치가 필요한 경우가 있어서 호환성이나 편리한 사용에서는 그리 좋은 선택은 아니다. 하지만 (정보의 무손실이라는 전제하에) 저장이나 전송 속도 등의 장점은 있으므로 일장일단이 있는 방식이라 할 수 있다.

 

 

 

 

▷ 왜? 16 bit가 아니고 12 bit와 14 bit 인가.

 

 

디지털 데이터는 2진수를 기반으로 하므로 2bit 4bit 8bit 16bit 32bit 64bit 등 2의 배수로 증가하는 것이 일반적이다. 하지만 카메라의 RAW 파일 포맷은 왜 8bit, 16bit가 아니고 12bit 또는 14 bit를 사용하는 것일까?

 

이는 데이터의 용량과 그에 따라 전달/처리 속도의 문제에 기인하는 것으로 보인다. 휴대용 카메라 장치에서 용량이 제한적인 저장장치(메모리), 이미지 정보 전송/처리를 위한 프로세싱과 전원 등 데이타 용량이 폭증할수록 하드웨어와 소프트웨어에 미치는 부하는 증가할 수밖에 없다. 따라서 부득이 RAW 파일 포맷이 12 또는 14 bit로 선택되어 있다. 추후 기술 발전으로 이런 제한을 넘어서는 사양을 가진 카메라의 등장은 쉽게 예견된다. 그리고 12 또는 14 bit 파일 포맷의 데이터도 컴퓨터에 옮겨서 후반 작업을 할 때는 16 bit 포맷으로 처리된다. PC에서는 8 bit 다음은 16 bit로 처리되기 때문이다.

 

 

▶ 모든 사진은 RAW로 찍어야 하는가.

 

'RAW'의 사전적 의미는 '익히지 않은, 날 것'이라는 의미라고 한다. 이를 음식에 비유하면 RAW는 익히지 않은 요리 재료 정도에 해당하지 싶다. 시장에 가서 요리의 재료를 구해서 오는 것은 사진 촬영에 비유할 수 있겠다. 이렇게 마련된 날 것의 요리 재료를 사진가는 자신 만의 레시피와 조리 실력으로 음식을 만들어 낼 것이고, 조리 기구는 사진 편집 프로그램 정도가 되지 않을까 싶다. 레시피가 엉터리 거나 조리 실력이 없다면 이상한 음식이 만들어질 수도 있겠다. 사진작가들은 유명 식당의 셰프쯤 된다고 할 수 있겠고 주로 출장 행사 사진 등을 촬영해 주는 업체는 배달 전문 요리업체, 주변의 조그만 사진관이나 스튜디오는 동네 맛있는 맛집 정도에 비유할 수도 있겠다.

 

JPEG는 인스턴트식품이나 조리가 되어 있어서 완성된, 또는 데워서 먹기만 하면 되는 식품과 같지 않을까. 누가 조리해도 일정 수준의 음식이 만들어지지고 간편하지만 맛은 일률적이고 (제조사에 따라 각기 특색 있는 맛을 가지기도 하겠지만,) 때로는 질려서 진정한 요리를 갈구하게 될 때도 있을 것이다. 물론 이런 인스턴트식품도 솜씨를 발휘해서 자신만의 요리 솜씨를 버무려 내기도 하지만, 그리 흔한 경우도, 노력 대비 훌륭한 결과물을 얻는 것도 아닐 게다.

 

RAW 포맷은 많은 정보를 날 것 그대로 가지고 있고 화질이 좋아서(결코 '보기에 더 좋다'는 의미가 아니다. 더군다나 RAW 파일 포맷으로 촬영하고 카메라의 LCD로 확인하는 것은 RAW 파일과 함께 생성된 미리 보기 JPEG 파일을 보는 것이다. 카메라의 이미지 프로세싱 과정에서의 이미지 처리, 보정이 들어가 있지 않으므로 JPG와 비교하면 보기에 좋지 않을 경우가 대부분이다) 후반 작업에서 보정의 자유도가 더 크다. 데이터를 손실 압축하지 않는 만큼 풍부한 명도와 색 정보를 가진다. 따라서 명도(노출)를 조절하거나 색상에 따라 명도/채도 등을 다양하게 조절하는데 유리하다. 다만 데이터의 양이 많으므로 저장 장치에 많은 공간을 필요로 하고 전송/처리 속도 등에서 느리다.

 

촬영된 이미지의 명도와 색역에 따라 채도와 계조의 전반적인 보정을 거치고 변환된 JPEG 파일은 용량을 줄이기 위해서 불필요하거나 덜 중요한 정보를 카메라 내부의 이미징 프로세싱 과정에서 버리는 손실 압축의 과정을 거친다. 용량이 줄어들어 저장과 전송에 유리하지만 손실된 데이터를 다시 복구할 수는 없다.

 

끝으로 RAW 포맷 파일도 결과적으로는 후반 작업을 완료한 후에는 이미지의 사용 목적(웹용, 출판, 인화 출력용 등등)에 따라 JPEG 또는 TIFF 파일 포맷으로 저장되어 저장/전송되는 과정을 거치게 된다. 따라서 RAW는 후반 작업을 위한 전 단계 (앞에서 비유를 들었던 날 것의 요리를 위해 요리 재료)의 의의가 있다. RAW와 JPEG를 비교하는 것은 어쩌면 후반 작업을 위한 선행물와 완성된 결과물을 서로 비교하는 것처럼 어울리지 않아 보이기도 한다.

 

긴 비유를 들었지만, 스스로 맛있는 요리를 매번 해 먹기는 현실적으로 어렵다. 대부분은 맛은 조금 떨어질지라도 편리한 라면을 먹거나 배달 요리 또는 때때로 외식을 하기도 한다. 그리고 라면에도 각자 취향이나 조리 솜씨를 발휘하여 파, 계란 등을 곁들여 개성진 라면을 만들 수 있다. 하지만, 이런 것으로도 채워지지 않는 허기나 풍성한 맛의 잔치를 즐기는 미식가라면 자신이 원하는 요리나 맛을 찾아서 스스로 요리를 하는 것도 좋다. 물론 조리 기구를 장만해야 하는 번거로움과 요리 실력을 갈고닦는 과정이 수반되어야 제대로 된 음식을 만들겠지만, 간단한 요리 한두 개 정도는 누구나 쉽게 할 수 있다. 레시피는 유튜브 등에서 공개된 강좌 등을 통해 찾아볼 수도 있다. 전문적인 요리, 즉 자신의 취향이나 미적 감각을 살린 사진을 만들거나 사진에서 기존의 일률적인 표현에서 탈피하여 자신만의 작품 세계를 꿈꾸는 사진가라면 필연적으로 RAW 포맷을 활용하게 되지 않을까 싶다. 그리고 직업적인 사진가의 경우에도 의뢰받은 행사/이벤트 등의 사진에서 콘셉트의 전체적인 일관성 등을 유지하기 위한 후반 작업이나 실수로 인한 데이터 복구 등의 문제에서 RAW 포맷으로 작업하는 것이 안전하고 효율적인 선택이 된다.

 

일반적으로 SNS 등에 사용되는 웹용 이미지나 간편하게 주고받는 사진까지 굳이 RAW 포맷의 이미지를 고집할 이유는 없어 보인다. 디지털과 스마트 폰으로 대표되는 SNS나 웹에서 소모되는 이미지에서는 간단하고 국제 표준으로 호환이 뛰어나고 8 bit 디스플레이 장치에서 화질의 차이를 쉽게 분별할 수 없으며 전송/저장에 유리한 JPEG가 우위에 있다. 따라서 대부분의 RAW 파일 또한 후반 작업을 거쳐 JPEG 또는 TIFF 파일 등으로 보다 사용하기 편리한 형태의 파일 포맷으로 변환하여 사용하는 것이다.

 

하지만 보다 많은 명도 단계나 색의 정보를 구현할 수 있는 인쇄물, 또는 고화질 디스플레이(기존 8bit가 아닌 10bit 고화질) 장치 등에서는 sRGB나 Adobe RGB의 색역 차이와 그라데이션의 표현에서 확연하게 차이가 발생할 수 있다.

 

 

▶ RAW 파일의 정보를 어떻게 활용할 것인가.

 

RAW 파일의 풍부한 색의 정보는 후반 작업을 통해 색의 농담, 계조 그라데이션 표현에 있어 자유로운 표현과 묘사에 유리하다. 다이내믹 레인지에서 다루었던 명암의 영역에서와 같이  풍부한 계조와 색조 표현으로 보다 다양하고 세밀한 보정이 가능하다.

 

그렇다고 데이터(정보)가 많아질수록 무한히 좋아지는 것은 아니다. 이는 인간의 시력으로 구분할 수 있는 한계에 대해 고려하여야 한다.


해상력과 마찬가지로 눈으로 식별할 수 있는 한계를 넘어서는 고해상도의 이미지는 확대해서 사용하지 않는 한 눈으로 인식하는데 큰 차이가 없듯이, 색의 정보 또한 눈으로 인식할 수 있는 한계를 초과하여 시각화할 수 없는 데이터는 큰 의미가 없다. 인간의 눈은 최대 약 1680만 개 정도의 색을 구분할 수 있다고 하는데, 8bit의 jpg도 1677만 개의 색상을 표현할 수 있다고 한다. 14bit로 표할 수 있는 최대치는 4조라고 한다. 이런 숫자 노름의 사양 비교는 사실 의미가 없지 않나 싶다. 그렇다면 사람의 시력을 넘어서 4만의 색조를 어디에 어떻게 쓰이는 것일까?

 

왜 카메라에 14 bit RAW 파일 포맷을 사용하도록 만들고, 전문 작가나 사진 애호가들은 왜 14 bit RAW를 사용해서 사진을 찍는 것일까. 필요가 없다면 데이터의 용량이 증대하여 파일이 커지고 커진 용량의 파일은 이미지 처리와 속도에 악영향을 주는 것을 감내하는 것은 무엇인가 얻는 것이 있기 때문일 것이다. (현실은 비트 뎁스는 더 높을수록 화질이든 뭐든 모두 좋다. 하지만, 16bit Raw의 데이터 전송과 저장 이를 처리하기 위한 프로세싱에서 아직 준비가 되지 않았을 뿐이다. 긴 안목에서 본다면 14bit Raw 또한 지나가는 과도기의 포맷에 불과하다)

 

그 차이는 사진의 후반 작업, 흔히 후보정 과정에서 사용/활용할 수 있는 정보의 양의 문제인 동시에 디테일한 표현의 차이이다. 나아가 보정할 수 있는 영역/범위의 문제가 되기도 한다. 일전 다이나믹 레인지와 관련한 포스팅에서 다루었듯이 카메라의 다이나믹 레인지는 약 14 f-stop 정도로 수준이고 이 범위 내에서 촬영된 RAW 파일은 명암과 색의 계조(농담)에 대한 정보를 담고 있다. 색의 정보도 이와 유사하며 비트율이 높을수록 더 많은 정보를 가지고 있다고 할 수 있다. 그리고 이러한 bit의 차이는 해상력과도 일응 관련되는 측면이 있는데 비슷한 색이나 명도로 뭉개지지 않고 디테일한 묘사가 가능해지기 때문이다.

 

▷ 참고 - <올드렌즈와 디지털카메라의 이종결합 X VI> 다이나믹 레인지와 노출 관용도 / Dynamic range & Exposure latitude      http://surplusperson.tistory.com/323

 

 

대부분의 제품을 개발하는 회사들이 그렇 듯이 카메라 제조사 또한 한정된 디지털 자원을 효율적으로 사용하기 위해 한정된 하드웨어 성능에서 최상의 결과/효과를 얻을 수 있도록 연구한다. 이미지 파일의 경우, 사람 시력의 특징에 주목해야 하는데 명암의 변화/차이에 대하여 매우 민감하고 대신 색조의 변화에는 그리 민감하지 못하다. 특히 어두운 영역에서의 색의 변화나 차이에 대하여 둔감한 편인데 이미지 파일의 정보 양의 분포에도 이를 반영하여 중간 톤과 밝은 톤 영역에서는 매우 많은 색의 정보를 가지고 어두운 영역에서는 상대적으로 적은 양의 색 정보만을 기록하도록 설계된다. 즉, 모든 밝기 영역의 단계에 균등하게 색의 정보를 저장하는 방식이 아니라, 중간 밝기 영역과 밝은 영역에 상대적으로 많은 색의 정보를 저장하고 어두운 영역에서는 상대적으로 적은 색의 정보를 저장한다.

 

이 방식은 매우 효율적인 방식이지만, 후보정에서 밝기를 보정하는 경우, 특히 이미지의 밝기를 어두움에서 밝음 영역으로 이동/변화시킬 경우에 색의 정보가 상대적으로 빈약해져서 이미지의 화질이 저하된다. 따라서 8bit 보다는 12 bit가 12 bit 보다는 14 bit가 가지고 있는 정보가 더 많고 촘촘하므로 더 유리하다.

 

 

RAW 파일의 정보량을 더 풍성하게 확보하려면 (HDR - High Dynamic Range)

 

14 bit RAW 파일은 14 f-stop의 다이나믹 레인지 범위에서 이미지 데이터를 저장한다. 이는 인간의 시력이 하나의 장면에서 인식할 수 있는 최대 다이나믹 레인지에 근거하여 효율적인 디지털 자원을 활용하기 위한 카메라 제조사들의 선택이다. 하지만 다이나믹 레인지가 14 f-stop의 범위를 넘어서거나 어두운 영역(암부)의 이미지 정보를 노출 값을 변동하여 중간 톤으로 보정하여 활용하고자 할 때, 앞에서 언급한 기술적인 문제로 어두운 영역의 데이터가 빈약하여 디테일을 살려내지 못하는 문제가 발생한다. 이 때 가장 효율적인 방법이 HDR을 활용하는 것이다. 브라켓 설정이나 노출이 각각 다르게 여러 장을 촬영하고 이를 하나의 이미지 파일로 합치면 모든 영역에서 이미지 데이터의 양은 급증하고 다이나믹 레인지가 확장되는 효과와 더불어 밝기 보정 등으로 상대적으로 부족하다고 느꼈던 어두운 영역의 이미지 데이터 정보를 확보할 수 있다.

 

카메라 또는 스마트 폰의 자동 설정으로 이루어지는 HDR 기능은 단순히 밝은 영영과 어두운 영역의 범위를 넓혀서 다이나믹 레인지를 확장시켜주는 기능이다. 기본적인 다이나믹 레인지가 좁은 스마트 폰이나 컴팩트 디지털 카메라에서는 꽤 유용한 기능이지만, RAW 파일과 HDR 기능을 함께 사용한다면 다이나믹 레인지의 확장뿐만 아니라, 후반 작업에 활용할 수 있는 데이터를 중첩하여 방대하게 확보할 수 있는 점에 주목해야 한다.

 

 

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