오짜르트 이야기

모든 세상이 Digital이라는 표현수단으로 빠르게 움직여 가는 시절에 Analog를 고집하는 것도 참 힘든 일이다…

특히 사진의 세계에서는 Digital의 진보는 정말 눈부시다.

(그림-1) Digital Camera의 화소수 변천

(출처 : dpreview 자료를 바탕으로 필자가 정리)

(그림-1)을 보면 Digital혁명이 있었던 1990년대부터 현재까지의 Digital Camera의 화소수가 어떻게 변했는지 알 수 있다. 최근에는 똑딱이라 불리우는 DSC(Digital Still Camera)도 1000만 화소를 넘어서 대형인화에도 전혀 불편함이 없는 화질을 자랑하게 된다.

이러한 Digital 혁명의 거대한 흐름 속에서도 아날로그만의 세계에서 아날로그만이 느낌을 추구하는 세력도 분명히 존재한다.

그러나 아날로그도 디지털의 세계(예를 들어 Web과 같은 인터넷환경)와의 접점을 무시할 수 없으니, 사진의 세계에서는 필름(아날로그)으로 촬영하여 스캔한 이미지(디지털)를 Web용이나 인화용으로 사용하는 경우가 생긴다.

이러한 경우에 피할 수 없게 되는 필름 스캔을 한 번이라도 해 본 사람들에게 가장 불편하고 두려운 존재가 바로 먼지/스크래치등의 이미지 손상이다.

이러한 Film Scan에서 Digital ICE는 정말 신의 선물이라 해도 과언이 아닐 정도로 축복받은 기능임에 틀림이 없다.

그러나 Digital ICE에 대해서 잘 모르고 사용하는 사람들이 많은 것 같아서 이번 리뷰에서 Digital ICE에 대해서 분석해 보고자 한다.

이러한 기능의 이해에 바탕을 두고 Digital ICE를 활용하시길 기대하면서…

그럼 일단 초심자를 위해서 “Digital ICE는 어떤 기능인가?”를 살펴보자.

(그림-2) ICE 적용 전(좌) 후(우) 이미지 비교

(Nikon F3HP / MF 20mm / Kodak Ektar25 / 4000ED Scan)

(그림-2)에서 보듯이 Digital ICE의 기능을 통해서 필름에 있는 작은 먼지, 긁힘등의 손상된 이미지가 완벽히 복원(!)되는 것을 확인할 수 있다. (복원(Restoration)이라는 의미는 차츰 읽어 나가면 이해되리라…)

조금 큰 이미지로 그 현격한 차이를 느껴보자.

(그림-3-1) Digital ICE 적용 전

(그림-3-2) Digital ICE 적용 후

(Nikon F3HP / MF 20mm / Kodak Ektar25 / 4000ED Scan)

이 Digital ICE는 ASF(Applied Science Fiction)라는 회사가 1990년대에 발명한 기술로, 후에 Kodak이 이 회사를 합병하면서 Kodak의 기술이 된다. 당시로는 대단한 발명이 아닐 수 없는 기술로 Kodak이 이 기술 때문에 이 회사를 매수하게 되었다고 해도 과언이 아니다.

Digital ICE를 이야기 할 때 가장 많이 던지는 질문이 두 가지 정도 된다.

1)     Digital ICE는 Hardware인가? Software인가?

2)     왜 흑백 필름에서는 Digital ICE를 사용하지 못하는가?

위의 두 가지 질문은 이 Review 말미에 모두 해결되리라…

그렇다면 무언가에 손상된 이미지를 복원하기 위한 과정을 살펴 보자.

우선 필름 스캔의 경우에 스캔된 결과에서 어느 것이 원래의 이미지이고 어떤 것이 손상된 이미지인지를 구분할 필요가 있다. 또한 손상된 이미지가 구분이 되었다면, 이를 어떻게 복원할 것인가의 문제가 남는다.

이 두 단계가 이미지 복원의 핵심이 된다.

1)     Defect(dust, scratch…) Detection

2)     Inpainting(Image Restoration)

말이 어려워질지 모르겠지만, 간단히 말하면 1) 먼지 찾기, 2)원래 이미지로 복원하기로 압축될 수 있다.

(그림-4) 이미지 처리 과정
(출처 : Kodak Homepage)

(그림-4) 맨 왼쪽의 Scan된 이미지 안에는 가운데 사진과 같이 적외선을 통해서 검출된 먼지가 존재한다. 이 먼지 위치를 찾아 손상된 이미지라 판단하고 이를 Software적으로 보정하는 것이 Digital ICE의 큰 흐름이 되게 된다.

첫 번째 단계인 Defect Detection이 바로 Hardware로 구성되는 개념이다.(물론 Software로도 가능하나 정확성이 떨어지는 문제가 있다)

사실 이 개념을 설명하려면 Film의 원리(흑백, 칼라, 슬라이드등)를 설명해야 하지만, 이는 상당히 복잡한 기술적인 내용이어서 본 Review에서는 생략하고 Digital ICE를 설명하기 위한 정도의 범위만 Touch하도록 한다.

(그림-5) Digital ICE의 Hardware 개략도

(출처 : Kodak Homepage)

위의 (그림-5)과 같이 Film을 투과하는 빛(발광부)에 가시광선(빨주노초파남보)을 포함해서 적외선(IR : Infrared 가시광선보다 파장이 긴 영역)이 포함되게 된다. 여기에서 백색광에서 나오는 가시광선은 필름면의 3개 층(Yellow, Magenta, Cyan dyed layer)에서 흡수되거나 투과되어 색상 정보를 CCD에 전달하게 된다. 이 결과가 우리가 촬영한 이미지가 되게 된다.

그러나 적외선의 경우에는 필름면에 있는 색상정보 Layer(Yellow, Magenta, Cyan)등의 영향을 받지 않고 아래의 Sensor까지 투과하는 특징을 가지고 있다. 그러나 이러한 적외선도 먼지, 긁힘등의 물리적인 장애물이 존재하면 통과하지 못하게 되어 아래의 Sensor까지 도달하지 못하게 된다. 이것이 Defect Detection의 핵심 기술이 되는 것이다. 결론적으로 적외선 Channel은 색상정보를 전혀 가지고 있지 않고 오직 Defect(먼지)의 정보만을 가지게 되어 (그림-4)의 가운데 그림과 같은 정보를 만들어 준다.

이렇게 적외선이 도달되지 않은 위치를 표시하여 이 곳에는 이미지가 손상이 될만한 원인(Source)이 있다고 판단하고 이 Source에 의해서 이미지가 손상되었다고 판단하여 이미지 복원을 진행하게 된다.

그럼 두 번째 단계인 이미지 복원은 어떻게 이루어 지는가?

이 과정을 흔히 Inpainting이라 부르게 되는데 이 Inpainting의 알고리즘은 박사학위 논문으로도 많이 나올 정도로 많은 Algorithm이 존재하고 또 그 과정도 복잡하다. 너무 수학적이어서 본 Review에서는 생략하도록 하지만, 그 예를 하나 들어 보도록 하자.(그림-6)

(그림-6) Image Restoration(이미지 복원) 예제

(출처 : Wikipedia)

이러한 Inpainting 기술 중에서 우리가 가장 많이 활용하는 것이 Photoshop의 Healing Brush이다.

이렇게 Digital ICE의 핵심은 눈에 보이지 않는 적외선을 이용하여 먼지를 검출하고 검출된 위치는 Software적인 계산을 통하여 원래의 이미지를 복원하는 일련의 과정을 말한다.

여기에서 먼지와 같이 적외선을 투과시키지 못하는 성질을 이용하기 때문에 흑백 필름에서는 Digital ICE를 사용할 수 없게 된다.

흑백 필름의 경우에 은화염이라는 은(銀)입자(Silver Particle)가 빛을 차단하는 원리로 흑과 백을 표현하는 방식을 채택하고 있다. 따라서 흑백필름의 경우에는 필름면 전체에 금속입자(은화염)가 고루게 분포하고 있어서 적외선을 조사(照射)하면 적외선이 투과하지 않기 때문에 Digital ICE를 적용하면 필름면의 거의 전체를 먼지로 오인하기 때문이다.

아래(그림-7)에서 보듯이 ICE기능을 끄게 되면 정상적으로 스캔이 되지만(왼쪽), ICE를 켜게 되면(중간) 필름면 거의 전체에 먼지가 있는 것으로 오인하여 강제적인 Inpainting과정을 거치게 되어 이상한 결과물을 얻게 된다.

따라서 흑백 필름의 경우에는 ICE를 끄고 스캔한 이후에 Photoshop의 Healing Brush와 같이 직접 Inpainting을 하여 결과물을 확보하여야 한다.

(그림-7) 흑백필름에서 ICE

(Nikon FM2 / MF 20mm / Kodak Plus-X Pan PX / 4000ED Scan)

그러나 흑백 필름 중에서 컬러 현상액(C-41)을 사용하는 Film(Kodak BW400CN, ILFORD XP2)의 경우에는 금속입자를 이용한 빛의 차단이 아닌 색상 Layer를 이용한 흑백 표현을 하는 원리로 제작되어 은화염이 존재하지 않는 흑백필름이다. 이 경우에는 Color Film과 똑 같이 Digital ICE를 사용할 수 있게 된다.

또한 Kodak의 Kodachrome이라는 필름의 경우에는 Cyan Layer가 적외선을 흡수하기 때문에 Digital ICE를 적용하면 색상정보가 틀어지는 문제가 있다고 한다(필자는 이 필름을 사용한 경험이 없어서…).

(그림-8) Nikonscan Menu의 Kodachrome 선택 화면

이에 대한 대비로 Nikon의 9000ED에서는 Digital ICE Professional이라는 기능을 개발하여 Kodachrome에서 Digital ICE를 적용할 수 있도록 되어 있다고 한다. 참조하시길…

결론적으로 서두에 던진 질문에 답을 해 보면 Digital ICE는 Hardware적인 기능이 추가되어야 완벽한 성능을 확보할 수 있으며, 흑백필름은 필름의 구동 메커니즘이 Digital ICE를 적용할 수 없는 것을 이해할 수 있다.

그 외에 Digital ROC, Digital GEM등의 부가 기능이 있지만, 어지간한 상황이 아니면 사용하지 않을 것을 권한다. 색상정보가 왜곡되거나 하는 경우가 생기기 때문에…

참조

             http://en.wikipedia.org/wiki/Digital_ICE

             http://en.wikipedia.org/wiki/Inpainting

             http://motion.kodak.com/US/en/motion/Products/Lab_And_Post_Production/dice.htm

             http://www.motion.kodak.com/US/en/motion/Hub/Itp/dIce.htm

             The Darkroom Cookbook(Steve Anchell, 3rd Edition)