색보정 (3) 로그 감마 인코딩과 LUT

1. 감마, 감마 인코딩

색보정 (1) - 감마, 감마 인코딩

 

2. 표준 감마(REC.709 GAMMA), 표준 색역(REC.709 GAMUT )

 

색보정 (2) 표준 감마(REC.709 GAMMA), 표준 색역(REC.709 GAMUT )

 

3. 로그 감마 인코딩의 필요성

 

1) GAMMA(감마)와 GAMUT 설정

 

카메라 본체에서 Format, Frame rate, Bit rate, Bit depth 등을 사전 설정하듯, 사진이나 영상 촬영 시 GAMMA(감마)와 GAMUT을 사전 설정하게 된다. GAMMA(감마)와 GAMUT은 사진이나 영상에 담기는 데이터의 성질이다.

 

2) 로그 감마 인코딩의 필요성

 

표준 감마 즉, REC.709가 업데이트된 시기는 1995년이므로 지금으로부터 거의 26년 전이다. 그러나 카메라, 그래픽 분야의 과학기술은 수백 배 발달했다. 카메라 센서의 다이내믹 레인지는 매우 좋아졌다.

 

(참고) 다이내믹 레인지 : 사람의 눈과 얼마나 비슷하게, 카메라가 인식하는 밝기의 차이를 인식하는 단계(다이내믹 레인지 = 계조와 유사)

 

감마(GAMMA)와 색역(GAMUT)을  ITU 709 혹은 ITU 709 Matrix로 설정한다면 촬영 이후 이 데이터를 수정하려 해도  범위가 이미 한정되어 있다. 표준 감마 값으론 부족하다

 

즉 기술과 카메라 성능은 엄청나게 발전되었는데도 불구하고 REC.709/ sRGB의 표현 방식은 매우 떨어진다. 그래서 감마 인코딩(즉 표준 감마)으로는 부족하여 로그 함수를 쓰게 된 것이 로그 감마 인코딩이다.

 

3) 로그 촬영본이 어둡고 뿌옇게 보이는 이유

 

로그 함수를 써서 인코딩했기 때문에 Rec.709 감마를 써서 표시되는 화면에서는 어둡고 뿌옇게 보인다.

 

4) 로그 감마 사용 시의 문제점

 

Rec.709에 비해 로그 감마는 더 많은 계조를 수용(800% 이상)한다. 그런데 문제는 로그 함수를 썼던 것을 다시 되돌릴 때, 데이터의 손실이 발생하고, 손실이 있는 부분은 같은 모양과 같은 밝기의 데이터 조각으로 채워 넣어야 한다.

 

로그 촬영을 하면, 똑같은 조각으로 데이터를 보충하다 보니 밝은 쪽이 잘 깨진다. 특히 하늘은 보정하기 힘들다. 그래서 로그 촬영을 할 때는 더 밝게 찍는 방법을 쓰긴 하다.

 

 

5) 색역 확장의 필요성

 

로그 감마를 써서 밝기의 계조가 확장된다면 그 계조에 맞춰 색역도 확장시켜야 한다. 왜냐하면 색(RGB)은 밝기를 따라다니기 때문에 빛을 담을 수 있는 성능만큼 색역도 확장되어야 하고 관련 회사들은 색역(GAmut)을 확장하게 된다. REC.709에 비해 REC.2020의 색역은 2배 정도로 늘어난다.

 

 

6)  LUT

 

LUT은 Look Up Table의 약자이며 로그 감마와 확장된 색역을 표준으로 복원함에 있어 사용되는 보조수단이다. 예를 들어 소니의 로그 감마에는 S-LOG2, S-LOG3 등이 있는데 이것을 다시 REC.709로 복원함에 있어 사용되는 수학적 연산표가 LUT이다. 소니의 색역인 S Gamut. S Gamut3 등을 REC.709로 복원함에 있어 사용되는 수학적 연산표가 LUT이다.

 

LUT은 다음 3가지 종류가 있다.

 

1) Technical LUT : 로그 감마와 색역을 표준으로 복원(혹은 다른 감마나 색역 이동)하기 위한 LUT이고

2) Creative LUT : 감마와 색역의 좌표값을 임의로 바꾸어 밝기와 색의 톤을 잡아 주기 위한 LUT이며

3) Cameta LUT : 카메라에 내장시켜 놓은 LUT을 말한다.