파노라마 사진의 원리와 촬영방법

사진/360 파노라마 2008.07.07 08:46 Posted by 드론쟁이 푸른하늘이

예전 어디 놀러가면 사진기로 파노라마 사진을 촬영하곤 했습니다. 요즘은 게을러져서 별로 신경을 안쓰는데, 예전에 쓴 글을 발견해서 올리기로 했습니다. 사실, 스트릿뷰(Street View)도 원리를 따지자면 이런 파노라마 사진의 확장판입니다.

파노라마 사진의 원리

일단 파노라마 사진 한 장을 보여드리겠습니다. 파노라마 사진을 많이 본 분이라면 그저 그러려니 하시겠지만, , 처음으로 보신 분은 와~~ 감탄을 하실 수도 있을 겁니다.

이 사진은 사실 여러 장의 사진... 제 기억에는 10장 정도의 사진을 이어 붙여 만든 사진입니다. 촬영지는 일본 동경의 황궁외원입니다. (구글어스에서 위치를 확인해 보시려면 여기를 클릭하세요)

하도 오래되어서 기억은 잘 안나는데, 6-7년 전쯤 다녀왔을 때 촬영한 사진입니다. 사진을 클릭해 보시면, 거의 표시가 안나서 한장처럼 보이실 겁니다. 자랑 맞습니다. ^^ (물론 잘 들여다 보시면 투명한 사람을 보실 수 있습니다.)

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클릭을 하면 큰 사진을 보실 수 있습니다.

제가 촬영한 사진은 아래처럼 여러장의 사진을 겹쳐서 촬영한 후, 그 아래에 있는 사진처럼 컴퓨터 프로그램으로 한장으로 합성한 사진입니다.

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반면, 원래의 파노라마 사진을 찍기 위해서는 파노라마 전용사진기가 필요합니다. 아래 그림과 같이 파노라마 카메라는 일반 카메라와는 다른 원리로 만들어져 있습니다. 즉, 렌즈시스템이 slit(세로로 긴 홈)형태로 만들어져 있어, slit이 회전하면서 한 줄씩 순차적으로 빛을 기록하는 방식입니다. 일반카메라가 모든 화면을 일 순간에 촬영하는 것과 차이가 있습니다.

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이와 같은 형태로 촬영하기 때문에, 파노라마사진과 일반카메라사진은 다른 모양으로 찍힙니다. 아래 그림을 참고로 말씀 드리겠습니다.

파노라마사진은 원통에 찍히는 방식이고, 일반사진은 평면에 찍히는 방식입니다. 만약, 정면에 직사각형의 물체(예를 들면 건물 등)가 있을 때 일반사진은 직사각형으로 찍히지만, 파노라마 사진에서는 수직선은 직선으로 유지되지만, 가로선은 곡선형태가 되어버립니다.

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이와 같이 투영방식이 다르기 때문에 일반사진을 단순히 잘라 붙이기를 한다고 해서 파노라마 사진이 되지 않습니다. 물론 충분히 주의를 한다면 연속된 것처럼 보이기는 하겠지만, 아무래도 차이가 발생하게 됩니다.

일반사진을 파노라마사진으로 바꾸기 위해서는 기하학적인 투영방법을 바꾸어주어야 합니다. 즉, 일반사진을 파노라마형태로 변환을 한 뒤 붙이기를 해야 정확하게 붙일 수 있습니다.

파노라마 사진 촬영방법

파노라마 사진을 촬영하려면 몇 가지 원칙이 있습니다. 가장 중요한 것은 회전면을 일정하게 유지하는 것입니다. 아래그림에서는 일부러 사진을 위 아래로 조금씩 움직여 두었습니다만, 카메라를 어떤 한 축에 고정하여 좌우로 회전만 하는 방식으로 촬영해야 합니다. 이때 대부분의 경우 회전면이 수평선을 이루지만, 수직방향이나, 사선방향이 되어도 무방합니다. 어떠한 경우던 사진을 찍어가면서 위 아래 혹은 좌우로 흔들리지 않도록 고정된 상태로 찍어야 합니다.

두번째는 사진을 중복시켜 촬영하여야 합니다. 사진이 어느 정도 중복되어야만 프로그램에서 동일한 점을 인식해 처리해주기 때문입니다. 중복도는 30-50% 정도가 좋습니다. 50% 이상 중복시키는 것은 무의미할 뿐만 아니라 오히려 사진처리가 번거롭습니다. 30%이하일 경우에는 사진을 연결 못시키는 경우가 발생하기 쉽습니다. 최소한 10% 이상은 중첩되게 촬영하여야 합니다.

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마지막으로... 윗 그림을 보고 눈치를 채셨는지 모르겠습니다만, 수평방향으로 파노라마 사진을 찍을 때는 카메라를 세워서 찍고, 아래 그림처럼 수직방향으로 파노라마 사진을 찍을 때는 카메라를 보통방향상태에서 찍는 것이 좋습니다. 화각이 크기 때문에 많은 것을 담을 수 있기 때문입니다.

삼각대가 있을 경우

원래 파라노라용 사진을 (정확하게) 찍으려면 삼각대를 반드시 사용해야 합니다. 파노라마사진의 제일 첫 번째 조건은 카메라의 회전면이 일정해야 하기 때문입니다.

먼저 삼각대를 설치하고 카메라를 설치합니다. 완전히 조이지 말고 그대로 카메라 지지면을 따라 돌려보아 원하는 방향대로 돌아가는지 확인합니다.

첫 위치에서 사진을 찍고, 오른쪽으로 약간 돌려서 사진을 찍고, 다시 오른쪽으로 약간 돌린 뒤 사진을 찍는 방식을 되풀이하여 찍습니다. (왼쪽으로 돌려서 찍었다면 편집할 때 순서를 바꾸어주어야 합니다.) 물론 적당히 중첩되도록 촬영해야 겠죠. 이렇게 돌려가면서 찍어서 처음 위치까지 360도를 돌아 찍어도 됩니다. 이와 같이 찍을 경우, VR 방식으로 자동 회전시켜주는 파노라마로 만들 수 있습니다.

이 때 삼각대에 의해 고정된 사진기 회전면이 중간에 돌아가지만 않으면 됩니다. 삼각대가 흔들리면? 물론 다시 찍는 것이 좋습니다. 회전면의 방향은 앞서 말씀 드린 것처럼 세로 방향이든 사선 방향이든 관계 없습니다. 아래는 세로방향으로 촬영한, 동경타워의 모습입니다.

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클릭해보세요.


삼각대가 없을 경우

물론 삼각대가 있을 경우보다 신경을 써야 겠죠? 더 신경 써야 할 것은 딱 한가지, 카메라의 기울기가 일정하게 유지되도록 사진기를 회전시켜야 한다는 것입니다. 사실, 사람이 카메라의 회전을 정확히 유지시킨다는 것은 불가능하지만, 신경만 쓴다면 어느 정도 프로그램에서 처리해 줄 정도까지는 문제없이 촬영할 수 있습니다. (여기 있는 모든 사진들도 삼각대 없이 촬영한 겁니다.)

수평방향을 유지하는 것도 손목에 아무리 힘을 주어도 불가능합니다. 유일한 방법은 화면을 보면서 감각으로 찍어주는 것입니다. 즉, 수평선이 카메라 중앙에 정확히 유지시키면서 찍어야 합니다. 그러면 수평선은 어떻게 알 수 있을까요?

원경을 찍는다면 문제가 별로 없습니다. 사방을 둘러보면 수평선이 보이기 마련입니다. 아래사진을 보면 수평선이 보일 겁니다. 그 수평선이 카메라 중앙에 수평을 이루도록 유의하면서 찍어주면 됩니다.

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수평선이 안 보이는 경우에도 기준이 될 선은 찾아낼 수 있습니다. 정면을 바라보고 섰을 때 내 눈 높이가 어디 정도 될지를 감각으로 느끼면서 그 선을 중앙에 놓고 찍어주면 됩니다.

그런데, 완전히 수평을 이루는 것은 불가능합니다. 그래도, 어느 정도 수평만 유지해 주면 프로그램에서 조정을 해 주기 때문입니다. 단, 수평에서 많이 벗어날 수록 사진이 왜곡되어 어딘지 자연스럽지 못한 부분이 발생하게 됩니다. 아래 사진처럼요.

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노출에 대한 주의

파노라마 사진을 찍을 때, 주의할 점이 한가지 더 있습니다. 파노라마용 사진을 찍을 때에는 노출이 일정해야 한다는 것입니다. 노출이 달라지면 사진에 표시가 날 수 밖에 없습니다. 아래 사진을 보시죠...

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물론 어느 정도까지는 파노라마 소프트웨어에서 처리해 주기는 하지만, 억지로 노출을 맞추는 과정에서 사진의 품질이 떨어져 버리게 됩니다. 특히 태양을 정면으로 바라보고 파노라마용 사진을 찍으면 노출의 차이가 커져서 좋은 사진을 얻기가 힘듧니다.

요즘 대부분의 디지털카메라에는 파노라마 모드가 있습니다. 이 모드로 세팅하면 자동적으로 노출을 고정시켜 주기 때문에 별 신경쓸 필요 없어서 좋습니다. 하지만, 어두운 곳에서 촬영을 시작하면, 끝나는 곳에서 노출이 과다되어 버리거나, 그 반대의 경우도 발생할 수 있습니다. 그런 때에는 노출이 노출이 중간쯤 되는 곳에서 한 장을 촬영한 후 (그 사진은 버리고) 처음부터 파노라마를 다시 찍는 것이 가장 좋은 방법입니다.

기타 주의사항

장면에 움직이는 물체가 있으면 혼란을 일으킬 수 있겠죠? 물론, 접합과정에서 조정할 수는 있겠지만, 별로 좋은 결과는 기대할 수 없습니다.

또... 너무 가까운 물체를 파노라마 사진으로 만들면 왜곡이 심하게 생긴다는 것도 염두에 두시기 바랍니다. 예를 들어 방에서 파노라마 사진을 찍을 경우에는 반드시 삼각대를 사용해서 촬영하셔야 합니다. 손으로 찍어서는 절대 좋은 결과를 얻을 수 없습니다. 시험해 보시면 압니다.^^

파노라마 사진의 편집

제일 위에서 말씀 드린 것처럼, 편집이라는 것이 단순히 잘라 붙이기가 아니고, 복잡한 수학계산이 들어간 투영변환이 필요합니다. 그러나, 저도 이 변환공식에 대해서 한 번도 쳐다 본 적이 없습니다. 여러분도 마찬가지로 알 필요도 없습니다. (머리만 아픕니다.)

단지, 필요한 것은 찍은 사진들을 한 장의 사진으로 결합시켜주는 프로그램뿐입니다. 이런 프로그램에는 여러 가지가 있습니다. 예를 들면...

파노라마 팩토리 : http://www.panoramafactory.com/
아이비스타 : http://aube.tistory.com/357
Panavue Image Assembler http://www.panavue.com/

기타, 포토샵 CS3에서도 파노라마 사진 제작을 지원해준다고 합니다. 여기를 읽어보세요. 참고로, 저는 이중에서 제일 위에 있는 Panorama Factory를 사용하고 있습니다. 대부분의 경우 아무 문제 없이 사용할 수 있습니다.

예전에는 2중으로 파노라마를 찍을 때... 그러니까 한 줄이 아니고 여러 줄을 찍어서 (행렬로 3x5와 같은 형태) 붙일 때는 이 프로그램을 사용할 수 없었지만, 이제는 가능한가 봅니다. 제가 관심을 끊은 동안 많이 발전했네요.

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파노라마 팩토리의 기능을 여기서 다 설명하기는 그렇고요... ShareWare 버전을 받아서 설치하면 Wizard 방식과 Classic Interface 방식이 있는데 Wizard 방식에서 그냥 아무 생각없이 ok만 계속 눌러주면 쉽게 파노라마 사진을 얻을 수 있다는 것만 말씀 드리겠습니다.

제가 가지고 있는 캐논 G3의 경우에는 Photostitch라는 전용프로그램을 제공합니다. 이 프로그램을 이용하면 쉽게 파노라마 사진을 만들 수 있습니다. 그렇다고 해도, 저는 익숙해져 있는 Panorama Factory만 사용하게 되더군요. (사실은 완전히 비교는 해 보지 못했습니다. Photostitch의 경우에는 선택사항이 별로 없어서 Gx가 아닌 다른 사진기로 찍은 사진도 잘 처리할 수 있을지 의문은 갑니다만...)

민, 푸른하늘

댓글을 달아 주세요

  1. Favicon of http://jumpcut.tistory.com BlogIcon 점프컷  수정/삭제  댓글쓰기

    오옷~6,7년전에 이런 사진을...

    파노라마 사진 첨 본건 아니지만...와~ 하고 감탄을 했습니다.^^

    2008.07.07 11:07 신고
  2. Favicon of http://roess.tistory.com BlogIcon Roess  수정/삭제  댓글쓰기

    음.. 전에 언제 경제적 접근을 하시더니, 이제 파노라마 원리적인 접근을.
    아무튼 이렇게 차곡차곡 쌓아서 곧 스트릿뷰 카 하나 제작하시는 거 아닙니까!
    저는 진지하게 기대하고 있을라구요~ ^^

    2008.07.08 00:42 신고
  3.  수정/삭제  댓글쓰기

    좋은 글 잘 읽었습니다.
    파노라마에 대한 거의 모든 것을
    아주 쉽고 간단하게 이해할 수 있도록 정리해 주신 글인 듯합니다.
    좋은 정보 접하고 그냥 가려니 도리가 아닌 듯해 짧게 감사의 글 남깁니다.

    2008.07.20 01:08 신고
  4. 박경환  수정/삭제  댓글쓰기

    잘 배웠습니다...^^

    2009.07.06 13:43 신고
  5. Favicon of http://ugandajo.tistory.com BlogIcon ugandajo  수정/삭제  댓글쓰기

    요즘은 프로그램들이 좋아서 예전에 포토샵으로 짜 맞추던 고생은 안하게 되서 너무 편하더군요... 원리를 설명하기 위해서 자세한 설명 감사합니다. 세로로 사진을 찍는것이 더 좋다는 유익한 정보를 하나 얻어 갑니다.

    2009.08.01 21:40 신고
    • Favicon of http://www.internetmap.kr BlogIcon 드론쟁이 푸른하늘이  수정/삭제

      ugandajo님, 포토샵에서도 CS3 부터인가... 파노라마 영상 합성을 지원하는 걸로 알고 있습니다. 그런데, 이왕이면 구면 파노라마를 시도해 보시길...

      2009.08.01 21:50 신고
  6. Favicon of http://ugandajo.tistory.com BlogIcon ugandajo  수정/삭제  댓글쓰기

    얼마전에 그냥 용마산 파노라마 사진을 파노라마팩토리를 이용해서 만들었었습니다. 재미있고 너무 쉽게 되더라구요...
    http://ugandajo.tistory.com/2693644

    2009.08.01 23:15 신고
  7. Favicon of http://daum. net. blog. hl2dwi BlogIcon 영감  수정/삭제  댓글쓰기

    저도 이제 호라이즌 파노라마 사진기를 구입하여 시험 촬영해 보았습니다.
    많이 배우고 갑니다다.

    2009.09.28 14:19 신고
  8. 도움이 필요한 초짜  수정/삭제  댓글쓰기

    안녕하세요. 파노라마 촬영 장비 중에 자동으로 로테이터 컨트롤하는 장비가 있던데.. 어떤회사의 어떤이름의 제품인지 전문가의 조언 부탁드립니다~~

    2012.02.23 16:53 신고

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드론이 세상을 바꾸고 있습니다.드론의 활용처가 계속 넓어지고 있고, 글로벌 기업들의 참여가 많아지고 있으며, 새로운 기술들이 속속 등장하고 있습니다. 하지만 우리나라의 드론 산업은 일부 기업을 제외하면 중국에서 생산된 드론을 가져다가 조립하는 수준이 대부분입니다. 드론은 하드웨어, 소프트웨어, 데이터처리가 복합된 기술입니다. 어떤 기술들을 어떻게 조합할지에 성패가 달렸죠. 5년뒤 10년뒤에 이 블로그엔 어떤 글이 적힐까요? 그것이 궁금합니다.
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