009_포토샵 히스토그램 이해하기

서론 (9)

우리가 보는 이미지는 각 픽셀에 해당하는 포톤의 조합된 결과 물입니다. 그러나 포토샵이 보는 사진 이미지는 각 포톤 정보를 모두 다 다르게 봅니다. 빨강, 파랑, 녹색의 포톤 정보를 픽셀마다 다 다르게 가지고 있고 각각의 정보를 독립적으로 수정 가능 합니다. 그렇게 때문에 포토샵에서 특정 색만 보정을 한다 던지 색으로 선택을 만든 다던지 할 수 있는 것이지요. 포토샵의 원리를 이해 하기 위한 기본 중의 기본, 각 픽셀의 포톤 정보를 모아둔 막대그래프(Histogram)를 소개 하겠습니다.

 

1. 히스토그램(Histogram)

   포토샵은 내 모니터의 픽셀 수가 얼마인지 정확히 알고 있습니다. 디지털 파일로부터 픽셀 정보를 받아 모니터의 어느 부분에 어떤 밝기와 RGB포톤수를 쏴줄지 처음에 결정하고 내가 보정을 할 때 마다 그 픽셀에 해당하는 RGB의 포톤 수를 조정을 합니다. 그 모든 픽셀에 모든 RGB 포톤 수를 한눈에 보여주는 것을 막대그래프(Histogram) 라고 합니다.

   막대그래프(Histogram) 입니다. 가로축은 밝기를 의미하며 세로축은 디지털 이미지 파일의 픽셀 데이터 수를 의미 합니다.

   

    

   히스토그램은 처음 보면 패닉 이지만 알고 보면 별 것 아닙니다. 제가 컴퓨터의 밝기는 256단계로 0부터 255까지가 있고 그 숫자는 나오는 포톤의 숫자라고 했습니다. 히스토그램의 가로축이 바로 그 밝기 입니다. 가로축 제일 좌측 눈금이 0 우측 눈금이 255가 됩니다. 그리고 새로 눈금은 그 밝기를 가지고 있는 픽셀의 수로 이미지의 사이즈에 따라 그 값도 달라 지지만 절대 적인 값은 크게 의미가 없고 형태만 중요합니다.

    

2. 막대그래프(Histogram) 읽기

   앞의 포톤의 개념과 픽셀을 이해하셨다면 지금부터의 개념은 거저 먹기 입니다. 제가 디지털 파일에는 픽셀마다 발사되는 3가지 색깔의 포톤의 수가 모두 정해져 있다고 했습니다. 그 3가지 포톤의 조합에 따라 색상과 밝기가 결정 됩니다. 만약 사진이 어둡다면 적은 포톤 개수를 갖는 픽셀이 많다는 뜻이고 막대그래프에서 x축의 좌측에 몰려 있습니다 사진이 밝다면 많은 포톤 개수를 갖는 픽셀이 많다는 뜻이고 막대그래프(Histogram) 의 우측에 몰려 있습니다.

    

   각 픽셀당 색상은 RGB 값의 조합이므로 모든 픽셀에는 RGB의 순수값 보다 모두 조합된 색상 입니다. 그러나 전체 톤이 이렇게 어둡다면 막대그래프(Histogram)의 좌측에 그래프가 치우칩니다.

   

    

    

   이렇게 배경 자체에 흰색이 들어가고 톤이 매우 밝은 경우에는 RGB값의 우측에 그래프가 쏠립니다. 그 만큼 밝은 톤을 갖는 픽셀 수가 많다는 뜻이고 여기 이 사진에서 어두운 톤은 주로 머리카락이 만들어 내는 색상입니다.

   

    

    

3. 광도(Luminosity)

   물리학적인 용어로 광도와 밝기는 분명히 차이가 있습니다. 그러나 일반 생활이나 심지어는 과학책에서 조차 이 두 단어를 혼용하는 경우가 많아서 매우 헛갈리지만 다른 값 입니다. 자세한 물리학적 차이점은 생략하고 포토샵에서도 광도와 밝기는 다르고 전환은 역시 수학적 관계에 의해서 이루어 지지만 자세한 수식은 알 필요가 없습니다. 그 개념은 밝기 값은 단순히 포톤 수와 관련이 있다면 광도는 인간의 감각과 관련이 있습니다. 사실 밝기의 과학적 정의는 포톤 알갱이가 가지는 에너지의 양 입니다. 그 에너지의 양이 많으면 밝은 것이고 더 적으면 어두운 것 이지요. 포톤 알갱이가 많으면 더 밝은 것이고 적으면 어두운 것이지요. 좋습니다. 그렇다면 눈에 보이지 않는 적외선의 포톤이 많으면 밝은 것 일까요? 과학적 정의는 그렇지만 인간의 눈은 그렇지 않지요. 인간의 눈이 반응하지 못하니까요. 광도는 단순히 에너지 뿐만 아니라 인간의 눈이 잘 반응하는 정도를 나타냅니다. 인간의 눈은 같은 수의 포톤이라도 녹색 포톤에 더 반응을 잘 하도록 되어 있습니다. 같은 양의 포톤 수라도 빨강색 보다 녹색이 더 밝게 느껴진다는 뜻이지요. 가장 적은 양의 에너지로도 가장 밝은 느낌을 주는 것이 녹색이고 그래서 눈의 피로감을 적게 주는 색이라고 하는 것 입니다. 포토샵에서 많은 연산은 RGB의 값으로 이루어 지지만 일부 연산은 광도에 의해서 이루어 집니다. 그리고 광도의 막대그래프(Histogram) 는 항상 RGB값을 따로 나타내는 것이 아니라 그 총 합계 입니다.

    

   지금 그래프에서 어두운 영역이 초록색이 많습니다. 그래서 RGB 값보다 오른쪽으로 치우쳐져 있죠. 즉 실제 밝기는 포톤 수로 따졌을 때는 어둡지만 초록색의 포톤이 많으므로 인간의 눈은 더 밝게 받아 들인다는 뜻 입니다.

   

    

   나중에 설명들일 알파 채널, 마스크, 혼합 모두가 모두 이 픽셀당 포톤과 광도의 연산 입니다. Y=x^2을 말로 설명하는 것과 수식을 보는 것이 어느 것이 더 이해가 빠른가요? 제 개인 적인 경험으로는 많은 포토샵의 기능들의 설명을 말로 읽고 따라 하는 것 보다 그 기능 뒤에 숨어 있는 포톤 연산 식을 보는 것이 더 이해가 빠른 경우가 많았습니다. 그렇지 않은 경우도 많지만 제가 생각하기에 최대한 효율 적인 방법만 전하겠습니다.