'천체사진보정'에 해당되는 글 2건

  1. 2016.03.28 필터개조(Low pass filter 제거)한 DSLR 사진의 보정
  2. 2015.10.21 Image stacking 時, flat frame의 처리

 

  지난번 포스팅에서 2015/11/01 - [Advanced/Equipment for image] - 필터개조(Low pass filter 제거)한 EOS 650D 캐논의 DSLR이 타社에 비해서 천체사진에 유리하지만 Low pass filter 때문에 발광성운에 대해서는 매우 불리하다고 했다. 그러면 LPF를 제거한 DSLR로 사진을 찍으면 색감은 어떻게 바뀔까? 다음은 LPF를 제거하기 전의 순정(?) EOS 650D로 찍은 방 안의 사진이다.

 

EOS 650D로 찍은 사진. 색온도 4900K, 색조 +45일 때 WB가 대충 맞아보인다.

  방 안의 조명이 형광등이라서 플리커(Flicker) 현상을 최소화 하기 위해서 1/60sec.보다 느린 1/50sec.로 찍었다. 대충 눈대중으로 Whitebalance를 맞추었고, 그 값은 색온도가 4900K, 색조가 +45였다. 약간 마젠타 빛이 도는 것 같지만 흰색이라고 치자-_ -;;

  다음은 LPF를 제거한, 즉 LPF removed 650D를 사용해서 찍은 사진이다. 제거 전과 비교해보기 위해서 색온도와 색조값을 각각 4900K, +45로 순정 EOS 650D와 똑같이 하였다. 

      

LPF removed 650D로 찍은 사진. LPF 제거 전인 사진과 같은 색온도와 색조 값은인데도 불구하고 WB가 맞지 않고 붉은기가 아주 강하게 보인다.

   일단 눈으로 보기에도 굉장히 붉은 빛이 돌고 있다. 그리고 우측상단의 히스토그램을 보면 R이 가장 밝고 그다음이 G, 마지막으로 B인데, 이는 R, G, B의 밝기가 거의 같은 EOS 650D의 경우와 대조적이다. 즉, LPF를 제거하면 비개조 대비 R, G, B순으로 감도가 증가한다는 것을 의미한다.B는 거의 증가하지 않는다. 더하여, AUTO WB설정을 해주어도 LPF제거로 인해 바뀐 감도는 적용이 되지 않아 항상 붉은색이 돈다. 그러면 WB를 어떻게 맞추면 될까?

  일반적으로 DSLR의 사진을 custom으로 WB를 잡을 경우, 화이트 카드나 그레이 카드 등을 사용하거나 후보정 프로그램에서 WB 기능을 사용한다. 전자의 경우에는 조명색에 상관없이 화이트나 그레이 카드가 기준이 되니 WB을 잘 잡을 수 있고, 후자의 경우엔 사진안에 원래 흰색인 물체예를 들어 A4용지라던가가 있으면 거의 비슷하게 WB을 잡을 수 있다.

  하지만 천체사진의 경우에는 조금 다르다. 화이트 카드나 그레이 카드를 사용하려면 일단 빛이 충만해야하는데 천체사진은 칠흙같은 암흑속에서 찍기 때문에 쓸수가 없다. 후보정 프로그램으로 WB를 맞추려고 해도 원래 흰색인 피사체를 맞추기가 쉽지가 않다. 뭐 사진 속의 주계열성 중에서 H-R도(Hertzsprung-Russell Diagram)상, A0 분광형을 가진 항성에 WB를 찍으면 얼추 맞긴 하겠네-_ -;

  

H-R도(Hertzsprung-Russell Diagram). 지구과학2를 수능 선택과목으로해서 꽤 익숙한 도표이다. 수능 본 지 12년이 지난건 비밀;

  그렇다면 감으로 때려 잡아야 한다는 말인데, 색온도만 건들면 되는걸까? 아니다. 색온도만으로는 제대로 된 색보정을 할 수 없다. 우리는 고등학교 물리시간이나 대학교 일반물리학 시간에 흑체 복사(Black body Radiation)에 대한 내용을 배운다. 결론만 말하면 전자기파의 파장이 짧을수록 양자에너지가 높다라는 개념인데 더 자세히 알고 싶으면 일반물리학 전자기파 파트와 양자역학을 공부하자-_ -;;, 가시광선에 적용하면 온도가 높을수록 청색, 온도가 낮을수록 적색이 된다.

 

흑체 복사(Black body Radiation) 스펙트럼. 복사체의 절대온도와 그때 발생되는 전자기파의 파장과의 상관관계를 설명해주는 그래프이다.

 

파장에 따른 가시광선의 스펙트럼.

  하지만 물리학에서 말하는 파장에 따른 가시광선의 스펙트럼과 조명학에서 말하는 색온도는 조금 차이가 있다. 물리학에서 말하는 색은 가시광선의 파장에 따라 색이 정의되지만 사진을 포함한 영상기기들 색온도는 사람이 실제로 빛의 색깔을 구분하는 점, 즉, 인간의 색채 인지라는 요소까지 포함되어 있다. 따라서 물리학적인 색과는 다른, 인간의 눈에 맞춰진 색에 대한 정의가 필요하였고, 따라서 인간의 색채 인지에 대한 연구를 기반으로하여 수학적으로 정의된 색공간인  CIE 1931 XYZ 색공간이 탄생하게 되었다CIE 1931 색공간이라고도 하며, CIE는 Commission Internationale de l'Eclairage로 국제조명위원회이다.

   

CIE 1931 XYZ 색 공간(혹은 CIE 1931 색 공간). 인간의 색채 인지에 대한 연구를 바탕으로 수학적으로 정의된 최초의 색 공간 가운데 하나이다. 국제조명위원회(CIE)가 1931년 제정하였다.

  CIE 1931 XYZ 색공간을 보면, 둘레는 물리학에서 쓰이는 가시광선의 파장(nm)에 따른 색이 나타나있고, 가운데에는 조명학에서 말하는 색온도(절대온도)에 따른 색이 나타나있다.

 

일반적으로 알려져 있는 색온도. 주광의 색온도는 약 5200K로 알려져 있다.

  인간은 태양 아래에서 살고 있다. 따라서 인간은 태양이라는 조명아래에서 보이는 물체의 색을 왜곡이 없는 그 물체의 고유의 색이라고 인식한다. 그래서 조명학에서는 정오시간의 태양빛보통 광이라 한다.물리학, 분광학적으로는 노란색에 가깝지만백색광으로 정의했고, 이때의 색온도는 5200K 정도가 된다.

  이쯤에서 가시광선의 파장에 따른 색, 즉, 물리학에서 말하는 색온도와 조명학에서 말하는 색온도에서 가장 큰 차이점이 무엇일까? 그것은 바로 조명학에서의 색온도에는 G, green 성분이 빠져있다는 점이다. 이 말을 하려고 위에 저렇게 장황하게 썼다. 이는 색온도 만으로는 상대적으로 시그널이 강해진 R과 원래는 순정(?)과 같지만 상대적으로 시그널이 약해진 B간의 색의 균형만을 잡을 수 있을 뿐 시그널이 강해진 G의 균형을 잡기에는 한계가 있다는 것을 의미한다. 따라서 WB을 맞추기 위해서는 G의 균형을 잡아야하고, 이는 Magenta(심홍색)와 G간의 균형을 맞춤으로서 가능한데 ACR에서는 Tint로 조정가능하다.

   

LPF removed 650D로 찍어서 WB를 맞춘 사진. 색온도를 낮춰서 B를 더했고 Tint를 -로 낮춰서 G을 뺐다.

  위 사진은 LPF 제거한 650D의 WB를 맞춘 것인데, Temperature 3500, Tint -8이다. 이는 순정 650D에서 Temperature 4900, Tint +45와 거의 같다. 따라서 LPF를 제거해서 붉게 된 사진의 WB를 맞추는 방법은 색온도를 낮춰서 B를 더하고 Tint를 상대적으로 더 - 쪽으로 이동시켜서 G을 없애면 된다.

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Image stacking 時, flat frame의 처리

Posted by 천랑성_Sirius Previous/Modification of image : 2015. 10. 21. 01:06

    천체사진은 전자기기의 발달로 사진 또한 디지탈화 되면서 촬영뿐만 아니라 후보정도 굉장히 달라졌다. 특히 stack이라는 개념이 생겨났다. stack은 보통 여러개의 frame들을 가지고 하는데, 크게 light, dark, flat, bias 4가지 종류가 있다. 그 중에서 flat frame은 렌즈의 비네팅으로 인한 주변부 광량의 저하에 대한 정보를 가지고 있다. 따라서 주변부의 밝기가 중앙부만큼 올리는데 중요한 정부를 제공해준다. 한편, DSLR 렌즈의 경우에는 Raw로 찍었다면, 그 안에 사용된 렌즈의 정보까지 담겨져 있어서 소프트웨어적으로 비네팅 및 왜곡을 잡을 수 있다.

  앞에서 밝혔다시피 flat frame은 렌즈, 특히 망원경의 비네팅을 잡는데 주로 사용되며 주변부 왜곡(상 늘어짐)은 플래트너로 잡아야한다. 하지만 카메라 렌즈의 경우에는 비네팅과 왜곡에 대한 정보를 Raw의 보정 프로그램에 제공해서 소프트웨어적으로 비네팅과 왜곡을 동시에 잡을 수 있다. 

  따라서 본 실험은 카메라 렌즈를 통해서 천체사진을 찍었을 때, 소프트웨어로 비네팅 및 왜곡을 잡은 것과 flat frame을 적용시켜서 비네팅을 잡은 것을 비교분석 해보았다. 

 

ACR로 렌즈의 비네팅 및 왜곡 보정

  위 사진은 Raw로 촬영 한 다음 CS6의 Adobe Camera Raw, ACR로 렌즈의 비네팅 및 왜곡을 소프트웨어로 보정 후 Tiff로 변환, DSS로 stacking 하고 CS6로 후보정 한 것이고

 

Flat frame 사용

  위 사진은 Raw로 촬영 한 다음 ACR로 수차를 보정하지 않고 Tiff로 변환, DSS로 flat frame까지 포함시켜켜 stacking 하고 CS6로 후보정 한 것이고

 

Flat frame 미사용(Bright frame만 사용)

  끝으로 위 사진은 reference로서 Raw로 촬영 한 다음 ACR로 수차를 보정하지 않고 Tiff로 변환, flat frame 없이 DSS로 stacking 하고 CS6로 후보정 한 것이다.

  세 결과를 비교해보면 소프트웨어로 보정 한 것과 flat frame을 사용한 것 모두 비슷한 수준의 비네팅 억제력을 보였다. 하지만 소프트웨어로 보정한 경우엔 렌즈의 왜곡까지 잡아주었다. 광각렌즈로 갈수록 이 효과는 더 극대화 될 것이다. 따라서 이번 결과만 놓고 본다면 카메라 렌즈는 flat frame을 사용 하는 것보다 ACR이나 DPP를 사용하여 보정하는게 더 낫다는 결론을 내릴 수 있다.

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