빛에 가려진 아름다움까지 선명하게 잡아내는 HDR 기술, ‘스마트 ISO 프로’

[양해용기자]=오래 두고 보고 싶은 풍경을 사진으로 남겨도, 그때의 감동을 사진에 고스란히 담아내는 것은 쉽지 않다. 입체적인 아름다움을 사진의 평면으로 옮겨오는 것이 어려울 뿐 아니라, ‘다이내믹 레인지(Dynamic Range)’의 한계가 존재하기 때문.

‘다이내믹 레인지’는 사진이 표현할 수 있는 가장 밝은 곳에서 가장 어두운 곳까지의 범위를 말한다. 해당 범위를 벗어난 부분은 본래의 색과 관계없이 흰색 혹은 검은색으로 나타난다. 때문에 다이내믹 레인지가 넓을수록 다채로운 범위의 색상들을 표현할 수 있다. 역광처럼 어두운 그림자와 밝은 빛이 공존하는 상황에서는 디테일한 색감을 살리기 위해 다이내믹 레인지의 성능이 더 중요하다.

최근 삼성전자가 선보인 이미지센서 ‘아이소셀 HM3’는 진화한 HDR(High Dynamic Range) 기술인 ‘스마트 ISO 프로’를 탑재해, 마치 눈으로 직접 보는 듯한 생생한 색감을 사진으로 옮기도록 돕는다. ‘스마트 ISO 프로’의 자세한 이야기를 아래에서 만나 볼 수 있다.

어두워도 밝아도 OK, 최적의 사진을 만드는 ‘스마트 ISO’ 기술

사진의 완성도는 빛에 대한 ‘민감도’에 따라 결정된다. 카메라의 이미지센서가 충분한 양의 빛을 받아들여야 다채로운 색상을 구현해낼 수 있다. 이미지센서가 받아들인 아날로그 형태의 빛 신호는 정해진 비율에 따라 전기 신호 즉 전압으로 바뀌는데, 이 비율을 컨버전 게인(Conversion gain)이라고 한다.

이 컨버전 게인에 따라 사진의 선명도, 색감 표현이 달라진다. 컨버전 게인이 낮으면 어두운 곳에서 적은 양의 빛만 받아들일 수 있어 전압이 충분하지 않다. 이런 경우 사진에 노이즈가 발생한다. 반대로 밝은 곳에서는 센서가 받아들일 수 있는 빛의 양을 초과하기 쉽고, 세세한 부분들도 본래 색감 대신 하얗게 표현된다. 기존 이미지센서들은 고정된 컨버전 게인 값을 가지고 있어 밝기가 다양한 환경에서 최적의 이미지를 만들어내기 어려웠다.

삼성전자는 지난 2019년, 두 개의 컨버전 게인을 탑재해 환경에 따라 적절한 값을 선택하도록 만든 ‘스마트 ISO’ 기술을 선보였다. 어두운 환경에서는 High ISO 모드를 선택해, 적은 빛 정보도 충분한 양의 전압으로 변환시켜 노이즈 없이 선명한 사진을 찍을 수 있다. 또한 밝은 환경에서는 Low ISO 모드를 선택해 빛을 전압으로 증폭시키는 비율은 줄이고, 빛을 받아들이는 능력은 늘린다. 기존보다 더 많은 빛을 받아들일 수 있어 밝은 부분의 다양한 색 정보들도 세밀하게 표현이 가능하다.

역광처럼 밝고 어두움의 차이가 심한 환경에서도, 모두 생생하게 표현되는 사진을 찍고 싶다면? 삼성전자는 ‘스마트 ISO’의 원리를 활용해 HDR을 구현하는 ‘스마트 ISO 프로’ 기술을 선보였다.

‘스마트 ISO 프로’ 기술은 두 개의 컨버전 게인을 모두 사용한다. 사용자가 사진을 찍었을 때 받아들인 빛 신호를 고감도(High ISO)와 저감도(Low ISO) 모드로 각각 변환하는 것. 이 두 개의 값을 하나의 이미지로 합치면, 한 장의 사진 속에서 밝은 곳과 어두운 곳의 색상 모두 생생하고 깨끗하게 표현한 HDR 사진을 만들 수 있다. 고감도 모드로 변환한 이미지 정보는 어두운 부분의 색상을 구체적으로 살려내고, 저감도 모드로 변환한 이미지 정보는 지나치게 밝아 하얗게만 표현되던 부분의 색상을 섬세하게 표현해준다.

12비트로 687억 개의 색상 표현

스마트 ISO 프로’가 가진 또 하나의 장점은 바로 12비트(bit)의 사진 촬영이 가능하다는 것. 디지털 사진에서 비트는 색의 깊이, 즉 얼마나 많은 색상을 표현할 수 있는지를 나타낸다. 8비트는 약 1,677만 개, 10비트는 약 10억 7,374만 개의 색상을 나타내는 반면, 12비트는 이보다 약 64배 많은 687억 개의 색상 표현이 가능하다. 다채로운 색깔 범위로 한층 생생한 사진을 만들 수 있는 것.

‘스마트 ISO 프로’는 한 번 촬영을 할 때 고감도와 저감도로 각각 10비트의 이미지 정보를 만들고, 두 장의 10비트 이미지 정보를 합성해 12비트의 HDR 이미지를 만든다. 사용자는 스마트폰에서 프로 모드로 촬영한 사진을 12비트 로우(RAW) 파일로 저장하고 편집할 수 있다. 풍부한 색상 정보를 가진 사진인 덕분에 노출, 밝기, 화이트밸런스, 색조, 색상 등을 큰 화질 저하 없이 자유자재로 조절 가능하다.

사진의 완성도를 좌우한다는 빛. ‘스마트 ISO 프로’가 더해진 아이소셀 이미지센서를 활용하면 밝고 어두운 빛 속에 숨겨진 아름다움까지 사진에 고스란히 담을 수 있다.