Notice - 상식 수준에서 다루는 비전문적이고 깊이 없는 포스팅이므로 숨겨져 있을 오류와 논리적 비약, 수다쟁이의 헛된 망상에 주의가 필요하다.
오랜만에 글을 쓸려니 어색하다. 웹에서 취합한 단편적인 정보를 엮어서 이에 대한 잡다한 감상을 글로 정리하는 것이 큰 의미가 있다고 생각하진 않지만, 이런 잉여로운 작업도 수년씩 이어지다 보니 단편적인 정보들이 꽤 쌓였다. 두서없고 의식의 흐름에 따라 쓰여서 파편화된 카메라와 사진에 관한 잡다한 포스팅들이 못마땅했고, 나름의 방식으로 정리하고 싶었다. 일종의 정리에 대한 개인적 강박이고 이를 통해 그동안의 하찮은 수다들을 서로 연관 지어 이해하기 쉽게 하고 싶었다. 가능하면 저급함에서 한 단계 끌어올려서 '사진이나 영상에 대한 소박한 담론'쯤으로 보이게 하고픈 욕심이 마음 한구석에 항상 도사리고 있었다.
예전 다룬 수다 '사람 눈의 초점거리와 심도는 어느 정도...' 포스팅(아래 링크 참조)의 연장선에서, 이전 글 말미에서 추후 다루기로 했던 부분과 예전에 잘 몰랐거나 별 언급 없이 지나쳤던 내용을 추가하여 다룰 생각이다. 근거로 언급되는 대부분의 정보는 웹 서핑에서 얻은 것이고, 문제는 이를 제멋대로 이해한 망상 수준의 저급 사고 과정이 언제나 걱정스럽다. 간혹, 이미 결말을 정해두고 이를 타당한 것으로 포장할 요량으로 몇몇 공연한 사실과 생각을 뒤섞어 엮은 것에 불과한 것일 수도 있다. 하지만, 복잡하거나 어려운 주제를 다루는 것이 아니라 우리가 사물을 보는 일반적인 특성이므로 스스로의 시지각 특성을 확인하며 비교/분석하는 것으로 그 타당 여부 판단이 어렵지 않으리라 생각한다.
▶ 시각의 인식 특성에 대하여
사람의 시각 인식 특성에 대해 다루는 이유에 대해서 간략히 언급하는 것이 좋겠다. 우리가 사물은 보는 방식 즉, 시각 인식 특성의 이해가 더 좋은 사진을 위한 반드시 필요하다고 생각하진 않지만, 시각 인식 특성을 통해 사진이나 영상에서 현실감 있는 사실적인 표현뿐만 아니라 더 다채로운 감각, 때로는 사실적인 표현을 넘어선 색다른 표현, 더 나아가 사진이나 영상을 재생하는 환경(디스플레이 등)에 대해 성찰하거나 나름의 실용적인 답을 찾는 출발점이 될 수 있다는 생각에서다.
아래 링크의 이전 포스팅에서 다룬 바 있듯이 우리 눈의 구조는 광학적 초점거리 약 17mm, 그리고 동공(홍채)의 크기를 따른 감안한 f값은 2.36에서 8.5 정도다. 그렇다면 카메라에 대략 17mm 초점거리에 f/2.4에서 f/8 설정으로 촬영한 사진이나 영상이 우리 시각으로 인식하는 것과 (판형 등의 영향에 의한 시야 범위 차이 등은 제외) 거의 유사하다고 할 수 있을까?
사람 눈의 초점거리와 (피사계)심도는 어느 정도 일까? - "동공의 최대 크기와 최소 크기 그리고
Notice - 상식 수준에서 다루는 비전문적이고 깊이 없는 포스팅이므로 숨겨져 있을 오류와 논리적 비약, 수다쟁이의 헛된 망상에 주의가 필요하다. 카메라의 광학계와 촬상소자(필름, 디지털 이미
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이와 관련해서 평소 의아하게 생각한 것은 사람 눈의 광학적 특성(초점거리 17mm, f/2.36~f/8.5)에 견주어 실제 순간적으로 지각하는 장면의 심도는 훨씬 얕게 인식/체감한다고 느껴지는 점이었다. 그리고 한 곳에 서서 주변 풍경을 여유 있게 바라볼 때는 또 매우 깊은 심도로 보는 것처럼도 여겨지기도 했다. 대략 추측해 보면 사람의 시각 인식 특성이 즉, 본다는 행위 자체가 그리 간단하지 않기 때문이지 않을까? 이유에 대해서 한 걸음 더 들어가 보자.
실제 양안 시야범위-약 120도 내외-에서 (중심 일부분에서는 카메라 장치와 비슷한 시각적 효과를 얻지만) 이미지의 대부분을 차지하는 주변부에서는 중심부 대비 상대적으로 얕은 심도의 배경 흐림처럼 지각되는 특성을 보인다.
조금의 두서라도 갖추기 위해서 라도 (사람을 기계에 견주는 듯해서 마음 한켠이 불편하지만, 이런 용어 이외에는 잘 떠오르지 않을 정도로 생리학적인 소양이 부족하다) '하드웨어적 측면'(눈의 생리학적 구조와 작용 방식)과 '소프트웨어적 측면'(뇌의 해석과 작용)으로 나누어 접근하자.
- 중심시와 주변시 (foveal & peripheral vision)
사람 눈의 구조에 대해서는 전문적인 자료가 많으므로 상세한 내용은 웹 검색을 통하고 일반 상식 수준에서 간략히 다루자.
각막을 통과하며 일정 모여진 빛(상)은 홍채(카메라의 조리개와 유사)와 수정체(초점 조절)를 지나 망막에 맺힌다. 이때 빛에 반응하는 망막의 시세포(원추체와 간상체)는 화학적 반응으로 빛을 전기적 자극/신호로 만들고 이를 뇌에 전달한다. 망막의 시세포의 밀도는 균일하지 않고 초점이 맺히는 중심와(황반)에는 시세포가 밀집되어 있어서 시력에서 매우 중요한 역할을 한다. 그리고 주변부로 갈수록 시세포의 밀도 상대적으로 낮아서 주변부로 갈수록 분해능은 낮아지며, 색의 인지 범위도 중심 부분(colour differentiation-색상 차별화-)으로 한정된다. 최대 시력 중심와 영역(Maximun acuity foveal zone)은 3~5도 정도에 해당한다.
이런 눈의 구조와 기능하는 방식에 따라 시지각 특성을 정리하면, 5도 내외의 중심부는 선명하게 보이고, 색의 인식/구분은 좌/우 각각 30도 내외의 가운데 영역에서 가능하고, 전체 시야의 분해능 측면에 주목해 보면 최대 시력 중심와를 제외한 주변부는 분해능이 떨어져서 중심과 비교해 상대적으로 흐릿해 보이는 시각 특성으로 요약할 수 있다. (하지만, '한 점에 집중'한 경우와 달리 대부분의 경우에는 눈동자의 작고 빠른 움직임을 통해 물체를 훑어볼 수 있고, 이를 통해 얻은 더 많은 시각적 정보/단서를 뇌에서 다시 재인지 과정의 '종합/총체적 인식'으로 시각 인식 특성은 선명하게 보는 영역이 눈동자의 움직임과 총체의 인식으로 더 확장해 인식할 수도 있다)
중심시와 주변시의 특성은 우리 눈과 망막의 구조 때문이라고 할 수도 있지만, 역으로 이런 구조를 가지게 된 이유를 유추할 수도 있다. 주변시까지 선명하게 보는 것은 일응 더 효과적이라고 볼 수도 있겠지만, 이런 시각 정보는 뇌로 전달되어 재인식되어야 하고 이는 뇌에서 처리해야 할 시각 정보의 양이 크게 증가할 수밖에 없다. 즉, 굳이 집중할 필요 없는 부분의 시각 정보까지 모두 다루는 것이 효과적이라 생각하기 어렵고, 선택과 집중을 통한 효율성의 측면에서 현재 눈의 구조로 진화된 것은 아닐까. 시각과 관련한 뇌의 재인식과 역할/효과에 대해서는 아래에서 다시 다루자.
이처럼 황반과 그 외 주변부의 시신경 세포의 밀도 차이로 인해서 선명한 중앙 시각과 상대적으로 해상력이 낮은 주변부로 인한 시각 인식 특성과 카메라 장치의 얕은 심도로 인해 초점이 맞는 영역과 배경 부분의 흐림으로 인한 시각적 효과가 완전히 동일하다고는 할 수 없다. 그럼에도 불구하고 이런 시각 인식 특성을 시각적으로 표시하려니 심도 또는 흐려짐(블러)로 인한 방법이 가장 비슷하다고 생각해서 느낌적인 느낌? 수준에서 비교할만한 이미지를 만들어 보자.
35mm FF 판형 카메라에 우리 눈의 초점거리와 심도가 비슷한 18mm f/2.8로 중심부(렌즈)에서 "약 1mm 떨어진 촬영거리"에서 지금 앉아 있는 책상 위를 촬영했다. 소형 필름 FF 판형에서 초점거리 18mm 렌즈의 대각선으로 화각은 약 100도 정도에 해당하지만, 아래 이미지는 가로 세로 16:9 이미지이므로 100도에 살짝 못 미친다. 그럼에도 불구하고 (양안시야 범위는 최대 120도 정도이지만) 전방의 특정한 물체에 주목할 때에 체감되는, 그리고 한쪽 눈으로 볼 때의 시야범위에 거의 근접하는 시야범위라고 생각한다. 18mm f/2.8은 우리 눈의 동공이 크게 확장한 조건과 거의 유사한데, 해당 조건에서 꽤 깊은 심도 효과를 이미지에서 확인할 수 있다.
한 물체에 주목/집중했을 때 (즉, 눈동자를 굴리지 않고 한 점에 고정한 상태) 우리 눈의 시지각 특성을 반영하여 한쪽 눈에 보이는 시각 효과와 대체로 유사하게 보정해 보았다. 즉, 황반에 해당하는 시신경의 밀도가 높은 중심부 약 5~10도 내외는 선명하다. 주변부는 시신경의 밀도가 낮아서 낮은 해상도임을 감안해 블러 처리했고, 그리고 색을 구분할 수 있는 영역은 60도 내외 등등을 반영했다.
사족으로 일반적인 시력 측정은 '최대 시력 중심와 영역의 분해능'이라 할 수 있고, 정상 시력 1.0 기준은 1'(1/60도)의 물체를 식별할 수 있는 능력이다.(ISO 8596) 이를 통해 선명하게 볼 수 있는 디스플레이 장치, 영화 스크린 또는 전시/광고 사진 해상도와 적정(또는 권장) 시청 거리를 감안한 디스플레이 장치와 사진의 크기의 설정 기준으로 삼을 수도 있겠다.
- 양안 시차(binocular vision)와 양안시 융합(binocular fusion)
우리 눈은 약 6.5cm 떨어진 두 안구를 통해 물체를 본다. 이를 양안시 또는 양측시각투사(bilateral visual projection)라고 한다. 즉, 양측 눈에 이미지를 대칭되는 뇌의 양쪽 부분에서 동시에 처리해서 시각을 인식하는 특성을 가진다. 이를 통해 사물을 입체적으로 볼 수 있고, 입체감과 원근감의 지각 요소를 모아서 뇌에서 재인식함으로써 3차원 공간의 시각 정보로 인식한다.
양안시(兩眼視, binocular vision)는 생물학에서 동물이 두 안구가 하나의 주변 3차원 상을 감지하기 위해 같은 방향을 향할 수 있는 시각의 한 유형이다. 양안시의 다른 현상으로는 두 눈 중 어느 쪽이 빛에 자극을 받는지를 구별하는 능력, 눈우세(Ocular dominance), 두눈경합이 포함된다. 양안시는 붙잡기, 운동능력 등의 능력에 도움을 준다.
<출처, 위키피디아>
양안시를 통해 시차가 있는 두 상은 초점이 맞는 중심부에서는 '양안시 융합'이 일어난다. 이는 상호 보완을 통해 더 선명하게 중앙부의 물체를 볼 수 있다. 그러나 일정 (임계치) 각도 이상의 시차가 발생한 상은 융합이 일어나지 않고 겹쳐진 두 개의 상(복시)의 이미지를 만든다. 이 또한 더 강한 시각으로 선택적 인식이 일어나서, 두 상의 경합을 통해 우세한 쪽(주로 더 시력이 뛰어난 쪽, 우세안 또는 주시안-dominate eye-)의 상만 시각적으로 인식한다. (양안을 통해 입력된 각각의 이미지는 뇌로 전달되어 재인지/해석 과정을 거쳐 인식된다. 뇌에서의 해석과 재인지 그리고 이를 통한 시각 인식 특성에 대해서는 아래에서 따로 다루자)
다시, 느낌적인 느낌?으로 양안시를 통해 보이는 예시의 이미지를 만들어 보자.
앞서 한 물체에 주목했을 때의 시각 이미지에 다시 오른쪽으로 수평 이동(약 6.5cm)하여 우안에서의 시각 이미지를 촬영했다.
양안시와 양안시 융합의 특성을 고려하여 두 상을 겹쳐보면, 주목한(초점이 맞는) 물체의 해상력은 융합/fusion을 통해 보강되고 주변부로 갈수록 양안 시차로 인해 복시가 되면서 더 흐릿해지는 특성을 보인다. 노파심에 다시 한번 더 언급하지만 일반적인 경우 양안 시각의 경합을 통해 우세한 시각 정보만 인식되므로 아래 이미지의 주변부와 같이 복시로 보이는 것은 아니다. (다만, 시력 이상이나 피곤 등등의 이유로 복시로 보일 때도 있다)
최근 양안시와 관련된 시각 인식 특징 그리고 이를 통한 입체시는 VR과 3D 입체영상 디스플레이 장치와 관련해서 많은 연구가 이루어졌고 이와 관련한 고급진 자료를 웹 검색을 통해 어렵지 않게 찾을 수 있으니 더 자세한 정보는 각자의 관심 여부에 따라 각자 찾는 것을 권한다.
- 뇌에서 일어나는 시각의 해석과 인식, ("우리는 눈이 아니라 뇌로 본다")
"일단 빛이 눈을 감싸는 제일 바깥쪽의 투명한 막인 각막을 통과한 후 카메라의 렌즈와 같은 역할을 하는 수정체를 지나면서 굴절하게 된다. 그다음 상이 맺히는 부분인 망막에 도달하게 되는데, 여기에 존재하는 색상과 명암을 감지하는 시각세포들이 흥분하게 된다. 이 흥분이 시각 신경을 통해 대뇌의 시각령에 도달하면 마침내 시각이 성립되는 것이다. 즉 빛이 전기적인 정보로 전환되어 뇌에 전달되는 것인데, 사람의 눈은 0.04~0.15초 정도의 짧은 시간 내로 빛을 감지한다. 그야말로 눈 깜짝할 사이에 시각이 성립되는 것이다. 이렇게 눈이 전하는 정보를 뇌가 해석하고 그 결과 우리는 사물을 인식하게 된다." <출처 -삼성디스플레이-아래 링크>
https://news.samsungdisplay.com/27508
[호기심 과학] 눈으로 보는 것이 모두 사실이 아니라고? 뇌는 눈을 속일 수 있다! '착시의 세계'
'관찰'로부터 시작되는 과학의 탐구 방법 과학의 탐구 방법에는 많은 관찰을 통해 일반적인 결론을 도출해 내는 ‘귀납적 탐구 방법’과 관찰 후 문제를 인식하고 가설을 세워 이를 검증하는 ‘
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인용문에서 언급된 바, 우리가 시각으로 사물을 인식할 때 뇌의 해석은 필수적이다. 그리고 시각 인식에 관여하는 요소는 모두 열거하기 어려울 정도로 많다. 입체감뿐만 아니라 색의 인지범위 또한 이를 통해 확대된다. 그리고 시각 인식은 뇌의 해석(뇌 속에서의 정형화된 지각 방식)을 통해 여러 감각 정보를 조합해서 빠르고 효과적인 시각 인식을 하지만, 때로는 속도와 효용 중심의 뇌의 해석에 의해 실제와 부합하지 않는 시각 인식이 일어난다. 이를 흔히 '착시'라고 일컫는다.
사진에 대한 대표적 착시 효과 중 하나인 '미니어처 효과'를 예로 들어보자. 극단적인 얕은 파사계 심도의 이미지는 사물이 매우 가까이 있고 근접한 거리감의 정도에 따라 크기를 유추해서 인식하는 시각 특성이 있다. 즉, 피사계 심도는 초점면이 근접한 상태일수록 얕아지고 초점면이 원경에 있을수록 깊어진다. 따라서 극단적으로 얕은 심도의 사진을 보면 우리 뇌는 매우 근접해서 물체를 보는 상황으로 해석하고, 따라서 매우 근접한 상태의 작은 물체로 인식하는 착시가 나타난다.
우리 눈은 특정 '형태'의 사물을 집중해서 바라볼 때 그 사물 이외의 다른 사물이나 배경을 동시에 인식할 수 없다. (이는 형태 심리학-Gestalt Psychology-과 관련 있는데 이에 대해서는 이어질 연작물의 마무리 즈음에 다시 다루자)
그리고 눈은 매 순간 빠른 안구 운동을 통해 주변의 시각 정보 지속적으로 뇌로 보내고, 뇌는 이 시각 정보를 (또 다른 감각 기관의 정보 등을 더하여) 종합적으로 해석하여 인식한다. 이 과정이 매우 빠르고 빈번하게 발생하고, 선명하게 보는 중심시의 좁은 반경과 다른 사물이나 배경과 분리하여 부분을 개별적/독립적으로 보는 방식에도 불구하고, 주위를 훑어보는 안구 운동으로 주변부의 다양한 시각 정보 얻고, 여러 시각 정보(때로는 다른 감각의 정보까지 포함)의 합으로 우리는 주변의 공간과 사물 배치를 시각적으로 그리고 입체/공간적 총체로 인식한다. 이를 뇌에서 일어나느 종합/총체적으로 해석/인식으로, 앞서 언급한 중심시와 주변시의 특성과 양안시로 인한 시각의 부분적 그리고 광학적으로 얕은 심도와 비슷한 시각 인식보다, 깊은 심도로 보는 것 이상의 시각 인식 효과를 얻는다고 할 수도 있겠다.
도리어 특정 물체에 시각을 집중하지 않으므로써 -흔히 무술이나 권투 등에서 먼산을 보는 시야를 통해 다양한 각도의 손이나 발의 움직임을 파악할 수 있듯이- 더 넓은 시야를 인식(물론 중심부의 선명도는 저하되겠지만) 하기도 하고, 때로는 한곳에 집중하여 해당 대상만을 선명하게 볼 수도 있다. 그리고 특정한 물체에 집중할 때 선명하게 보는 중심영역의 범위는 좁아지는데, 이는 카메라에서 얕은 피사계 심도 효과로 초점이 맞는 곳에 발생하는 시각적 집중 효과와 유사하다.
여담으로, "사랑에 빠지면 호르몬 분비 변화의 효과로 얼굴이 붉어지고 동공이 확장된다"거나 "흥분할 경우에 동공이 확장되는 특성을 이용해 눈동자 관찰을 통해 성적 취향을 알 수 있다"는 주장의 글을 본 적이 있고, 당시에는 제법 그럴싸하게 보였다. 물론, 호르몬 등의 영향일 수도 있겠지만, 동공의 확장 등의 징후는 어떤 특정한 사물에 집중할 때 나타나는 일반적이고 어쩌면 당연한 현상이지 않을까 생각한다. 주변의 여러 다양한 물체의 시각 정보를 얻기 위해서는 상대적으로 적당히 조여진 동공 상태의 심도 조건이 더 유리하겠지만, 특정한 사물에 집중해서 볼 때는 동공이 확장되는 것이 더 유리하기 때문이 아닐까. 물체에 집중해서 그 물체만을 더 또렷이 보려고 노력할 때는 동공이 확장되는 것 더 많은 빛의 유입으로 더 선명하게 보는데 유리하기 때문이라 생각한다. 사랑에 빠져 해당 대상에 시각의 집중이거나 자신의 취향 탓에 어떤 것에 집중했기 때문에 그리고 더 집중하기 위해 동공이 확장된다고 생각하는 것이 더 타당해 보인다.
정작 다루고 싶은 주제는 우리 "시각 인식 특성을 고려한 사진과 영상의 효과"에 대해서였지만, 전제되어야 할 내용에 너무 몰입해서 애초 목표했던 '사진의 심도 효과'는 또 다음 글로 미룰 수밖에 없겠다. 이전 포스팅 말에 '추후에 다루자'라고 해놓고 만 3년이 지나서야 다루는 나태함에는 할 말이 없지만...
시각의 인식 특성과 사진의 심도. II - 얕은 심도 사진의 시각적 효과에 대하여 / Visual perception & de
Notice - 상식 수준에서 다루는 비전문적이고 깊이 없는 포스팅이므로 숨겨져 있을 오류와 논리적 비약, 수다쟁이의 헛된 망상에 주의가 필요하다. 이전 글(아래 링크 참조)에서 사람 시각의 인식
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