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현재 DNG 파일의 렌즈 보정: 아카이브의 모순점

디지털 네거티브("Digital Negative (DNG)") 파일 형식은 역사적으로 사진가와 아카이브에게 디지털 사진을 보다 잘 문서화하고 미래에도 사용할 수 있는 신뢰할 수 있는 수단을 제공하고자 했습니다. 카메라에서 생성된 원본 원시 데이터를 유지하는 것 외에도, 많은 사람들이 처리되지 않고 보간되지 않은 센서 데이터와 함께 통합된 메타데이터를 보관하는 데 사용합니다. 또한, 이러한 통합된 이미지를 특정 카메라보다 이전의 소프트웨어와 함께 사용할 수 있습니다.

이 과정에서 Adobe의 "DNG Converter" 애플리케이션은 다양한 소프트웨어 및/또는 소프트웨어 세대와의 범용적인 호환성을 보장했습니다. 주어진 DNG는 나중에 어느 때라도 시각적 결과를 대부분 유지하면서 표준의 이전 버전으로 변환될 수 있었습니다.

2020년에 출시된 "Adobe Camera Raw (ACR) 12.4" 이후, 이 아카이브 안정성은 점점 더 많은 카메라에서 심각하게 손상되었습니다.

현재 DNG 파일에 특허 받은 렌즈 보정 요소 포함

영향을 받는 카메라에 대해, "Adobe DNG converter"는 최신 ACR 버전을 대상으로 할 때, 특정 "Lens Correction Profiles" (렌즈 보정 프로필) (LCP)을 DNG 파일에 포함합니다. 이러한 LCP는 특정 Adobe 소프트웨어에서만 사용될 수 있기 때문에, 이 단계는 DNG 사양에 포함되지 않은 수정을 도입합니다.

기존 DNG 파일을 대상으로 하는 후속 DNG 변환에서는 구 버전 ACR이나 다른 소프트웨어를 위해 설계된 경우에도 독점 LCP가 무시됩니다. 이 사실은 보정 방법 없이 이미지가 왜곡되어 남는 것으로 시각적 연속성을 방해합니다. DNG 파일에 독점적 요소를 포함시키고, 특히 이후에 보다 일반적인 형태로 변환할 수 없다는 점은, DNG 형식의 개방된 성격을 근본적으로 해치고 있습니다.

실제로 이는 다양한 현대 카메라에 대해 원본 카메라 RAW 이미지에서만 접근 가능한 변환 경로가 존재하며, 파생된 DNG에서는 이를 수행할 수 없게 되었음을 의미합니다! 영향을 받는 카메라에 있어 원본 RAW 이미지를 폐기하는 것은 선택의 손실을 의미합니다.

한 번 생성된 DNG 파일의 이전 버전 호환성 또는 제3자 호환성이 부족함으로써 포맷의 핵심 목적 - 원시 이미지 데이터에 대해 신뢰할 수 있고, 포괄적이며, 전 세계적으로 해석 가능한 아카이브 매체를 제공하는 것을 무효화할 위험이 있습니다. 또한, Photoshop 같은 소프트웨어에서 LCP를 적용하는 데 사용되는 알고리즘이 독점적이기 때문에, 다른 업체의 이미징 애플리케이션은 데이터를 완전히 활용할 수 없습니다.

이 글은 Adobe의 DNG 파일 처리 방식의 변경이 소개한 복잡성에 대해 검토하고 메타데이터 수준에서 발생하는 현상을 조사합니다. 우리는 주목받지 못한 주제에 대해 논의하고 긍정적인 변화를 촉진하기 위해 이 보고서를 작성했습니다.

2020년 이후에 출시된 카메라의 원본 이미지를 장기간 보관하기 위해 DNG 파일에 의존하는 사람은 Adobe의 독점 소프트웨어 생태계에서 해결책을 선호하는 이 변경의 함의를 인지해야 합니다.

LCP(렌즈 보정 프로필) 임베딩으로 영향을 받는 카메라 모델을 우리의 테스트로 확인하였습니다

2023년 7월, "Adobe Camera Raw (ACR) 12.4"보다 최신인 접근 가능한 모든 카메라 모델의 RAW 이미지를 검토하고, 우리가 알고 있는 영향을 받은 모델의 목록을 작성했습니다:

• 후지필름 GFX 100S
• 후지필름 GFX 50S II
• Nikon Z FC
• Nikon Z5
• Nikon Z6 II
• Nikon Z7 II
• Nikon Z8
• Nikon Z9
• Nikon ZF
• 파나소닉 GH5 II
• 파나소닉 GH6
• 파나소닉 S5

위에서 언급된 모델들 이후에 출시된 동일한 카메라 브랜드의 모든 모델도 영향을 받을 것으로 예상합니다. 다른 제조사의 새 카메라로부터 파생된 DNG는 신중하게 검토되어야 하며, 문제가 없다고 간주해서는 안 됩니다. 사실, 복잡한 분석은 필요하지 않습니다. Photoshop의 Adobe Camera Raw에서 원본 카메라 RAW 이미지를 열 때 문제가 있는지 알아보는 방법을 배우려면, 이 페이지의 마지막 단락만 읽으면 됩니다. OM System의 새로운 출시는 OM-5가 새로움에도 불구하고 영향을 받지 않았기 때문에 특히 흥미로울 것입니다. 카메라는 가끔 목록에 추가될 수 있습니다. 누락된 항목을 발견하시면 꼭 알려주십시오.

카메라 내 기하학적 왜곡 보정의 진화: 과거를 돌아보기

2010년을 전후로 디지털 사진 환경에서 중요한 변화가 시작되었습니다. 올림푸스와 파나소닉이 2008년 8월에 발표한 마이크로 포서즈 시스템 도입은 이 변화에서 중요한 이정표였습니다.

갑자기 기하학적 왜곡을 수정하는 것은 더 이상 광학 설계에서만 해결해야 할 문제가 아니었습니다. 이 이미지 결함은 이제 카메라 내에서 디지털 방식으로 수정될 수 있으며, 눈에 띄지 않게 처리됩니다. RAW 사진의 경우, 카메라 제조업체들이 보정 지침을 메타데이터에 포함하기 시작했습니다.

 

이 혁신의 한 예로, f2.8 팬케이크 렌즈를 장착한 최초의 디지털 올림푸스 펜인 올림푸스 E-P1이 있습니다. 이 작고 가벼운 렌즈는 디자인에 디지털 기하학적 왜곡 보정을 포함시킴으로써 혜택을 받았습니다.

건축가 라파엘 비놀리가 설계한 2011년 도쿄 국제 포럼의 사진에서, 이러한 보정의 효과가 분명해집니다. 동일한 이미지의 보정된 버전과 보정되지 않은 버전을 비교할 때, 모서리 영역과 전체 이미지에서 눈에 띄는 차이를 관찰할 수 있습니다. 예시를 클릭하여 확대할 수 있으며, 이를 통해 더욱 명확하게 볼 수 있습니다(보정된 상태를 보기 위해 슬라이더를 왼쪽으로 이동하세요).

이러한 디지털 보정이 이미 당시에 렌즈 설계의 중요한 부분이 되었음을 지적하는 것이 중요합니다. 보정된 형태는 이미지 구성 중에 카메라 화면에서도 볼 수 있었습니다. 당시 대부분의 사용자에게 이러한 보정 기능은 완전히 불투명하였으며, Adobe 중심의 대부분의 워크플로에서 특별한 방법 없이는 비활성화가 불가능했습니다.

마이크로 포서드의 인기와 동시에, 캐논은 소비자용 컴팩트 카메라에 이러한 보정 기능을 세심하게 통합하기 시작했습니다. 이것은 또한 대략 2009년에 일어났습니다. 렌즈 설계의 이 변화는 처음에는 카메라 내의 CHDK 소프트웨어 추가 기능을 통해 제공되는 원시 이미지 데이터를 분석함으로써만 발견될 수 있었으며, 우리가 알기로는, 많은 보도를 받지 않았습니다.

디지털 사진 산업이 미러리스 시스템으로 더 많이 전환되고 전통적인 DSLR 카메라 디자인에서 벗어나면서, 디지털 기하학적 왜곡 교정이 더욱 일반화되었습니다. 오늘날, 이는 거의 모든 브랜드와 카메라 모델에서 사용되는 업계 표준이 되었습니다. 이러한 필수 보정을 적용하지 않으면 렌즈의 전체 성능 잠재력을 활용하지 못하게 되어, 그 효과적인 능력의 일부만 작동하게 됩니다.

DNG 논의로의 복귀: 옵코드, LCP 및 호환성에 대한 심층 분석

 

저희의 깊이 있는 탐구를 위해 Nikon Z7 II와 NIKKOR Z 24-70mm f/2.8 S 렌즈를 사용하여 찍은 CC0 라이선스 원본 이미지를 자세히 살펴보겠습니다. 이 이미지는 raw.pixls.us에서 쉽게 접근할 수 있으며, DNG 검사의 실제 예시로 사용될 것입니다。

동일한 이미지의 조정된 버전과 조정되지 않은 버전을 비교할 때, 카메라에서 보여주는 상태와 실제 센서 데이터 사이의 차이를 다시 한번 관찰할 수 있습니다。 예시는 클릭하여 다시 확대할 수 있습니다(핸들을 왼쪽으로 이동하여 수정된 상태를 확인하세요).

Nikon Z7 II 또는 기타 영향을 받는 카메라의 추가적인 대표 예제를 기부하고 싶으시다면 저희에게 연락해 주세요.

ACR 11.2 이하의 호환성으로 설정된 경우 DNG에 포함된 옵코드

"DNG Converter"가 고대로 여겨지지 않는 11.2 이하의 "Adobe Camera Raw (ACR)" 버전과 호환되도록 설정될 때 DNG 파일에 포함된 옵코드를 살펴보겠습니다. 이 경우 니콘 RAW 이미지의 메이커 노트 메타데이터는 "OpcodeList2"의 "FixVignetteRadial" 오퍼레이션 코드와 "OpcodeList3"의 "WarpRectilinear" 오퍼레이션 코드로 변환됩니다.

OpcodeList2: 1 opcode

Opcode: FixVignetteRadial, minVersion = 1.3.0.0, flags = 0
  Radial vignette params: 0.167002, -0.023831, 0.040625, 0.000000, 0.000000
  Optical center:
	 h = 0.500029
	 v = 0.499863

OpcodeList3: 1 opcode

Opcode: WarpRectilinear, minVersion = 1.3.0.0, flags = 0
Planes: 3
  Optical center:
    h = 0.500029
    v = 0.499863
  Plane 0:
    Radial params:     0.942946, 0.037120, 0.000247, 0.004814
    Tangential params: 0.000000, 0.000000
  Plane 1:
    Radial params:     0.943147, 0.037107, 0.000264, 0.004813
    Tangential params: 0.000000, 0.000000
  Plane 2:
    Radial params:     0.943081, 0.037081, 0.000259, 0.004812
    Tangential params: 0.000000, 0.000000

이 작업 순서의 이유는 비네팅이 이미지의 기하학적 형태가 변하지 않는 한 상대적으로 쉽게 교정할 수 있는 방사형 대칭 효과이기 때문입니다. 그러나 이미지의 기하학적 형태가 배럴 또는 핀쿠션 왜곡을 수정하기 위해 변형되면 비네팅은 더 이상 방사형 대칭이 아니며, 따라서 훨씬 더 수정하기 어려워집니다.

이 두 오퍼코드는 2009년 6월 ACR 5.4에 의해 처음으로 지원된 DNG 1.3 표준 구현 이후 모든 ACR 버전에 포함될 것입니다.

또한 ACR 12.4 이전에 출시된 어떤 카메라에서 사용된 동일한 렌즈라도, Nikon Z7과 같은 경우, 호환성 선택에 관계없이 항상 이 종류의 DNG를 생성합니다. 이 조정들은 카메라 내에서 이미 볼 수 있었던 것을 반영하며, 현재의 DNG 표준에 완전히 부합합니다. ACR 5.4보다 더 오래된 호환성 버전을 선택하면, 이미지는 보간 처리되고 조정은 파일에 영구적으로 적용됩니다.

ACR 12.4 이상으로 호환성을 설정한 경우 DNG에 포함된 LCP와 작은 옵코드

ACR 12.4 이상과 호환되도록 "DNG Converter"가 설정될 때, Nikon Z7 II에서는 어떤 일이 발생하는지, 그러나 Z7에서는 발생하지 않는지 살펴보겠습니다. 이 경우 "FixVignetteRadial" 옵코드가 사라지고 "WarpRectilinear" 옵코드가 빨간색 및 파란색 이미지 평면에 미세한 왜곡을 적용하는 옵코드로 대체됩니다.

OpcodeList2: 0 opcodes

OpcodeList3: 1 opcode

Opcode: WarpRectilinear, minVersion = 1.3.0.0, flags = 0
Planes: 3
  Optical center:
    h = 0.500029
    v = 0.499863
  Plane 0:
    Radial params:     0.999787, 0.000025, -0.000025, 0.000006
    Tangential params: 0.000000, 0.000000
  Plane 1:
    Radial params:     1.000000, 0.000000, 0.000000, 0.000000
    Tangential params: 0.000000, 0.000000
  Plane 2:
    Radial params:     0.999929, -0.000028, -0.000004, 0.000001
    Tangential params: 0.000000, 0.000000

이 옵코드는 내장된 렌즈 보정 프로필 (LCP)을 통해 모든 세 색상 채널에 대한 범용 조정을 위한 동등한 조건을 설정하려는 것으로 보이지만, 이는 DNG 표준을 벗어나 처음에 논의한 문제로 이어지며, 이에 대해 다음에 자세히 살펴볼 것입니다.

<x:xmpmeta xmlns:x="adobe:ns:meta/" x:xmptk="Adobe XMP Core 5.6-c011 79.156380, 2014/05/21-23:38:37">
<rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#">
    <photoshop:CameraProfiles>
     <rdf:Seq>
      <rdf:li>
       <rdf:Description
        stCamera:Author="Adobe"
        stCamera:Make="NIKON CORPORATION"
        stCamera:Model="NIKON Z 7_2"
        stCamera:UniqueCameraModel="Nikon Z 7 2"
        stCamera:CameraRawProfile="True"
        stCamera:AutoScale="False"
        stCamera:Lens="NIKKOR Z 24-70mm f/2.8 S"
        stCamera:CameraPrettyName="Nikon Z 7 2"
        stCamera:LensPrettyName="NIKKOR Z 24-70mm f/2.8 S"
        stCamera:ProfileName="Camera Settings"
        stCamera:SensorFormatFactor="1.003485"
        stCamera:FocalLength="70"
        stCamera:FocusDistance="10000"
        stCamera:ApertureValue="6.918863">
       <crlcp:PerspectiveModel>
        <rdf:Description
         stCamera:Version="2"
         stCamera:ImageXCenter="0.500029"
         stCamera:ImageYCenter="0.499863"
         stCamera:ScaleFactor="0.943147"
         stCamera:RadialDistortParam1="0.411859"
         stCamera:RadialDistortParam2="0.030669"
         stCamera:RadialDistortParam3="5.85431">
        <crlcp:VignetteModel>
         <rdf:Description
          stCamera:ImageXCenter="0.500029"
          stCamera:ImageYCenter="0.499863"
          stCamera:VignetteModelParam1="1">
         <stCamera:VignetteModelPiecewiseParam>
          <rdf:Seq>
           <rdf:li>0.000000, 1.000000</rdf:li>
           <rdf:li>0.009970, 0.999826</rdf:li>
           <rdf:li>0.019940, 0.999306</rdf:li>
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           <rdf:li>0.099702, 0.983124</rdf:li>
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           <rdf:li>0.229314, 0.916183</rdf:li>
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           <rdf:li>0.259225, 0.892998</rdf:li>
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          </rdf:Seq>
         </stCamera:VignetteModelPiecewiseParam>
         </rdf:Description>
        </crlcp:VignetteModel>
        </rdf:Description>
       </crlcp:PerspectiveModel>
       </rdf:Description>
      </rdf:li>
     </rdf:Seq>
</rdf:RDF>
</x:xmpmeta>

LCP가 포함된 기존 DNG 파일을 이전 버전의 ACR이나 타사 소프트웨어와 호환되도록 변환할 때, LCP는 고려 없이 파일에서 단순히 제거됩니다. 그 결과 이미지는 그대로 왜곡된 형태로 남게 됩니다.

영향을 받는 카메라의 "Custom" (사용자 정의) DNG 변환 설정은 작동하지 않습니다

"DNG Converter"의 사용자 정의 호환성 설정에서 흥미로운 관찰이 있습니다. "Custom" (사용자 정의)를 선택할 경우, DNG 표준 버전 1.1에서 1.6 사이를 선택할 수 있고, 파일을 압축할지 여부를 결정하며, "DNG Converter"에 의한 보간을 "linear (demosaiced)" (선형 (디모자이징)) 옵션을 통해 선택할 수 있습니다. 선택에 상관없이 영향을 받는 카메라의 DNG 파일에는 항상 내장된 렌즈 보정 프로파일(LCP)이 포함되어 있습니다.

DNG 1.1을 선택하고 "linear (demosaiced)" (리니어 (디모자이킹))를 활성화해도 마찬가지입니다. 물론, "Custom" (사용자 정의) 외부에서 ACR 2.4 호환성을 선택하여 원하는 결과를 얻을 수 있지만, 이는 해당 카메라에 대한 사용자 정의 설정이 실제로는 작동하지 않음을 보여줍니다.

명령 줄에서 "DNG Converter"를 사용할 때의 영향

프로그램을 명령줄에서 사용할 때, "-dng" 스위치를 사용하면서 파일에 LCP가 포함되지 않게 하려면, "-l"을 사용하든 사용하지 않든, 예전에는 선택적이었던 "-acr" 스위치가 이제 필수가 되었습니다. 이러한 갑작스러운 변경은 변경 사항을 모르는 고급 사용자에게 예상치 못한 결과를 초래할 수 있습니다. 우리에게도 정확히 그런 일이 발생했습니다.

왜 이런 일이 발생하는 건가요? Adobe에서 이를 문서화했나요?

DNG 파일에서의 이러한 변경 사항은 매력적인 미스터리를 제공합니다. DNG 표준의 창립자인 Adobe는 왜 형식의 개방적 본질에 부합하지 않는 독점적 요소를 도입하는 걸까요? 더욱이, 최신 DNG 표준(1.6)에서 도입된 "WarpRectilinear2" 오퍼코드와 같은 폴백이나 호환성 메커니즘이 왜 존재하지 않는가?

우리는 추측할 수밖에 없지만, 특정 신규 카메라에 대해 ACR에서 렌즈 조정을 편집 가능하게 하는 과정에서의 부주의가 한 가지 가능성일 수 있습니다.

우리가 알기로 Adobe는 이러한 개발에 대해 공식적으로 언급하지 않았지만, ACR에서 카메라 내 렌즈 조정을 편집할 수 있는 능력과 관련된 변경이 있었음을 발견했습니다. Adobe도 이에 대해 공식적으로 언급하지 않았습니다. 그러나 Adobe 직원이 장기적인 기능 요청에 대한 답변에서 후자를 언급한 포럼 게시물이 있습니다.

이 포럼 답변은 Rikk Flohr가 작성했으며, 2020년 9월 11일에 게시되었습니다. Flohr는 "Camera Raw 12.4", "Lightroom Classic 9.4", "Lightroom Desktop 3.4" 출시 이후 일부 새로운 카메라 모델에 대한 변경이 이루어졌음을 확인합니다. 그는 또한 이 변경사항을 "retroactive to previously released camera models" (이전에 출시된 카메라 모델에 소급 적용할 계획이 없다)고 언급했습니다。

우리의 발견에 따르면, 이 변경사항은 이후 대부분의 새로운 교환 렌즈 카메라로 확장되었습니다. Flohr의 코멘트는 이러한 카메라들에서 ACR에서 렌즈 보정이 편집 가능해진 것을 언급하지만, 이 변경이 DNG 포맷에 미치는 보다 광범위한 영향에 대해서는 전혀 언급하지 않습니다.

ACR에서 원본 RAW 이미지를 단순히 보아 영향을 받는 카메라 식별하기

 

2020년 이후 출시된 카메라의 원본 RAW 이미지를 Photoshop 또는 PSE용 ACR에서 열고 나서, "Optics" 섹션을 확인함으로써, 이 페이지에 자세히 설명된 상황이 해당 카메라의 이미지로부터 생성된 DNG에 영향을 미치는지 확인할 수 있습니다.

그 경우는 아닙니다 만약 당신이 우리가 오른쪽에 표시하는 것의 하단에서 "Built-in lens profile applied." (내장 렌즈 프로필이 적용되었습니다.)라는 텍스트를 발견할 수 있다면. 해당 정보 줄이 표시되고 클릭할 수 있다면, 클릭하여 "Nikon Z7" 카메라에서 사용될 때의 "Nikkor Z MC 50mm f/2.8"에 대해 여기에 표시된 메시지 상자를 열 수 있습니다. 그러나 해당 정보 줄이 없고 "Make" (제조사), "Model" (모델) 및 "Profile" (프로필)이 "Lens Profile" (렌즈 프로필) 아래에 입력되어 있고, "Correction Amount" (보정량) 슬라이더에 접근할 수 있다면, "Nikon Z7 II" 카메라에서 동일한 Nikon 매크로 렌즈를 사용하는 경우처럼, 이 페이지에 자세히 설명된 모든 내용이 관찰하는 카메라 모델에 적용됩니다.

이제 ACR에서의 이 변경이 좋은 것이라고 생각하고 마음에 든다면, 그 자체로 논쟁할 필요는 없습니다.

우리의 주장은 간단합니다. 원본 카메라 RAW 이미지를 열 때 LCP를 즉시 생성할 수 있다면, 특정 카메라의 파생 DNG를 열 때도 같은 방식으로 할 수 있어야 합니다. 이 기능을 추가함으로써 DNG 형식을 복잡하게 하거나 품질을 저하시킬 정당한 이유는 전혀 없습니다.