과연 디지털 이미지 처리는 조작일까요?

한 때는 디지털 이미지 처리는 인공적이고 필름 사진이 자연스러운 모습이다라는 것이 널리 인식되었습니다. 이 말의 뉘앙스 뒤에는 디지털은 원본을 후 가공하면서 조작되어진다는 개념이 깔려 있습니다. 이번에 냉각 ccd 사진을 처음으로 이미지 처리(=현상)하면서 느낀 것인데, 본인이 의도적으로 정보(별이나 성운기)를 삭제하거나 첨가하지 않는 이상(이런 기능이 소프트 웨어에도 없지만) 절대적으로 정보 조작이 아니라는 것을 확실히 느꼈습니다. 단지 이미지처리를 하면서 늘어나는 것이 노이즈인데 이 노이즈를 여러 기법으로 삭제를 합니다. 노이즈를 삭제하는 것은 정보량하고는 관계가 없지요. 단지 가공자는 이미지 정보를 모니터나 인화 사진에 보다 이쁘게 보이게 하기 위해서 변형을 하지만 원본 정보량은 변하지 않습니다. 스텔라이미지4는 32비트의 fit 파일로 저장이 되는데 이러면 무지 많은 정보량이지만 모니터로 표현해줄 수 수 있는 정보는 얼마 안되기 때문입니다. 그야말로 새발의 피지요. 소프트웨어의 정보량이 많아짐에 따라(계조수가 늘어남에 따라) 화면에서 새하얗게 타버리게 나오는 은하 핵도 정보량을 가지고 있으므로 디지털현상기능을 사용하면 복원될 수 있다고합니다. 스텔라이미지4가 가진 강력한 기능이라고 자랑입니다.    

그럼 디지털이미지는 조작된다는 풍문은 왜, 어디서 나왔을까요? 제가 보기에는 대략 10년 전이라고 생각하는데 미국의 법원에서 디지털 자료는 재판 증거물로 인정할 수 없다는 판례가 근거가 되지 않았나 생각합니다. 이건 위의 이미지 처리 개념과는 다릅니다. 이 재판 증거물로 인정되지 않는 디지털 자료라는 것은 입력된 신호를 컴퓨터 수치로 받아서 파일로 만들어(예를들어 엑셀파일) 이것을 가공하여 출력할 때 그 파일 제작자가 수치를 변경할 수 있으므로 출력물로 변경되므로, 그 결과물을 증거로 인정할 수 없다는 개념이었습니다. 이런 때는 애당초 입력치를 의도적으로 가공할 수없이 그대로 출력해주는 아날로그 자료가 신뢰성이 있다는 것입니다. 이게 원인이 된지는 모르지만 디지털 자료-->가공 가능-->조작 가능으로 퍼진 것같습니다.  
.........................

아래 글은 오카노 쿠니히코씨가 적은 냉각 ccd 책 자료인데, 디지털 화상 처리의 기본 개념은 은염필름 화상처리 개념과 같다는 이야기입니다.

은염 유제(乳劑)에 의한 사진이 자연스럽게 보이도록하는 작용은 어떻게 해서 그런 것인가를 구체적인 예를 들어 생각해보자. 은염 사진의 현상 처리에서는 비록 표준 현상 처리라도 실제로는 의외의 화상처리 효과가 작용하고 있는 것이다. 천체 사진에서는 본인이 그것을 인식하고 있는가 어떤가에 관계없이, 현상 공정에서 전자 암실 화상 처리에서도 쉽게 재현 될 수 없을 정도의 큰 변화가 일어나고 있는 것이다. 그래서 은염 사진이 자연적인 느낌으로 보일 수 있도록 말할 수 있을 정도가 된다. 가장 기본적인 화상 처리는 ‘특성 곡선의 조정’과 ‘엣지 강조 처리’로 크게 나눌 수 있다. 감마를 내리면 화상의 콘트라스트는 내려가고, (그대신) 피사체의 폭넓은 휘도(輝度) 범위를 프린트 상으로 명암으로 표현할 수 있다. 그러나 콘트라스트를 내리는 것은 전체적으로 (술에 술 탄듯, 물에 물 탄 듯 삐리리~한) 잠자는 인상의 화상이 되어버린다. 여기에서 명암의 경계만을 선명히하는 엣지 효과를 병용하는 것에 의해서 전체적으로 연조(軟調)하면서도 선예한 사진이 실현될 수 있다.

사진 필름의 현상에서는 (현상액) 교반(攪拌) 작업이 결과에 큰 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 이 이유를 생각해보자. 교반을 줄였을 경우, 넓은 면적에 걸쳐서 빛을 많이 받은 부분, 예를들면 성운의 중앙 부근 등은 현상이 진행됨에 따라 필름에 접하고 있는 현상액은 피로해 온다. 그대로 교반을 하지 않으면, 신선한 현상액이 돌지 않으므로 현상의 진행이 정체되고, 밝은 부분이 포화해버리는 것을 자동적으로 방지해주는 것이된다. 즉 특성 곡선의 어깨 부분의 구배가 완만해지는 것이다.

한편 같은 노광량의 빛을 받더라도, 그 면적이 작던가(예를들어 항성), 밝은 부분과 명암부분의 경계(예를들어 월면 주변)에서는 그다지 교반을 하지 않아도 경계의 밝은 측에는 어두운 측에서 피로가 덜한 현상액이 확산 공급되기 때문에, 현상은 점점 진행한다. 역으로 경계에서 어두운 부분에서는 주위의 어두운 부분보다도 현상액이 피로해져서 현상의 진행은 더디게 된다. 이런 결과로서 엣지효과가 일어나고, 항성상이나 명암의 경계가 확실히 선명하게 된다. 주위 깊게 사진이나 네가 필름을 관찰해보면, 항성 테두리나 월면 테두리에 언샵마스크 처리를 과하게 했을 때와 같은 검은 윤곽이 발생하는 것도 있다. 즉 밝은 부분의 포화를 억제하면서, 콘트라스트가 약하더라도 상이 잠자지 않는 듯한 엣지효과가 걸리는 것이 된다. 실로 정교한 화상 처리 효과가 아닌가.

연조, 고선예도 처방의 하나로 현상액을 표준보다 묽게 사용하여 희석 현상이라고하는 방법도 있다. 희석하면 교반으로부터 다음 교반까지 사이에 필름에 접하고 있는 현상액이 피로하기 쉽게되고, 교반을 줄였을 때의 효과를 더욱더 강조할 수 있다. 똑같이 고온+신속 현상과 저온+장시간 현상 차이는 현상의 진행속도(고온일수록 빠름)와 교반하지 않는 사이의 신선한 현상액을 공급(그다지 온도에는 구애받지 않음)의 관계를 조정하고 있다고 생각하면 그 효과를 예상하기 쉽다고 생각한다.

이것들은 은염 사진 유제 현상 처리에서 발생하고 있는 극히 적은 예에 지나지 않지만 이와같은 교묘한 화학적, 물리적인 거동이 은염 사진이 자연스럽게 보이는 비밀인 것은 틀림없다고 생각한다.

결코 화상 처리를 하지 않았으므로 자연스러운 것이 아니다. 은염 사진의 역사는 화학적 반응을 사용한 화상 처리 역사 그 자체인 것이다.

*현상액의 피로: 현상액의 처리 능력이 점차 떨어지는 것을 관례적으로 ‘피로하게 되었다’라고 설명한다.