수평 파노라마든, 360*180 파노라마든, 파노라마 사진을 촬영하기 위해서는 동일한 지점을 중심으로 회전하면서 촬영해야 합니다. 그렇지 않으면 사물이 겹친다든지 하는 오류가 발생하게 됩니다. 풍경 촬영과 같이 피사체의 거리가 먼 경우에는 그냥 손으로 들고 촬영해도 무방하고, 삼각대에 카메라를 고정시킨뒤 회전시켜가며 촬영하면 거의 좋은 결과를 얻을 수 있습니다.

하지만, 실내촬영과 같이 피사체와의 거리가 가까운 상태로 파노라마 사진을 촬영할 경우, 오류가 훨씬 심하게 발생하게 되므로, 시차(Parallax)가 발생하지 않는 지점, 즉 무시차점(노달포인트는 잘못된 용어임)을 중심으로 카메라를 회전시켜가며 사진을 촬영해야 합니다. 이를 위한 장비가 바로 로테이터(Rotator) 혹은 파노라마 헤드(Panorama head)입니다. 제가 사용하는 장비는 아래 사진과 같은 큐빅판 M2 / HS-SS 입니다.


파노라마 로테이터를 사용하려면, 먼저 자신의 장비에 맞게 조정을 해야 합니다. 자신의 카메라-렌즈 조합에 따른 무시차점(non parallax point)의 위치를 알아내고, 이 점을 중심으로 카메라가 회전할 수 있도록 조정해주는 과정이 필요한 것입니다. HDVR.org의 노-패럴랙스(일명 노달) 포인트 설정하기를 읽어보시면 자세한 내용을 아실 수 있습니다.

아래는 제가 사용하는 스티칭 프로그램인 PTGui의 FAQ에서 소개된  Finding the no-parallax point  이라는 문서를 마음대로 번역/수정한 것입니다. 여러가지 새로운 내용이 들어있어 소개시켜 드립니다.

1. 시차(PARALLAX)와 입사동공(ENTRANCE PUPIL)


펜을 하나 들고 눈을 감은 후, 배경에 주의를 집중하면서 머리를 좌에서 우로 움직여보세요. 아래 사진처럼 펜이 배경에 대해 좌측으로 움직이는 걸 볼 수 있으실 겁니다.


이처럼 상대적으로 가까운 펜의 위치가 변하는 것은 시차(視差, parallax)라는 효과 때문입니다. 이러한 경우, 이 두장의 사진을 겹쳐서 상응하는 물체를 같은 위치에 맞춰보면, 배경이든 펜이든 둘중의 하나는 어긋날 수 밖에 없습니다. 따라서, 파노라마를 촬영할 때에도 이와 같은 현상이 발생하지 않는 지점에서 모든 사진을 촬영하여야만 합니다. 즉, 파노라마를 촬영하기 위해서 카메라를 회전시킬 때, 카메라의 "눈"이 일정한 위치에 고정되어야 합니다. 

인간의 눈이 이 세상을 바라보는 중심점인 것처럼, 카메라의 입사 동공(entrance pupil)이 카메라가 바라보는 장면의 중심점입니다. 바로 이점을 기준으로 카메라를 회전시켜야 합니다. 이 점을 무시차 점(無視差 點, NPP, Non parallax point)이라고 합니다. 예전에는 일반적으로 렌즈의 전면 노달 포인트 (front nodal point)를 중심으로 카메라를 회전시키는 것이 이상적이라고 생각해 왔습니다. 현재 이는 잘못된 것이라고 판명되었지만(여기 참조), 일반적으로 "노달 포인트"를 찾기위해 개발된 방법은 실제로 입사동공을 찾게 되므로, 결과적으로는 문제가 없습니다. 다만, 그점을 "노달 포인트"로 부르는 것은 완전히 잘못된 것으로서, 노달 포인트는 렌즈 시스템에서 완전히 다른 위치 입니다. 

참고: 위에서 설명한 것은 엄격히 표준 직교렌즈(rectilinear lens, 직선이 직선을 촬영되는 렌즈)에 적용되는 것이며, 어안렌즈는 이 투토리얼 끝부분에 있는 '참고'에 써둔 것과 같이 이 모델에 정확히 적용할 수 없습니다. 그러나, 파노라마 헤드를 조정하는 절차는 유사합니다.

2. 스티칭 오류와 시차(STITCHING ERRORS AND PARALLAX)


카메라를 입사동공을 중심으로 회전시키지 못할 경우, 스티칭 오류가 발생합니다. 그러나, 파노라마 사진에 스티칭 오류가 발생했다고 해서 시차로 인한 것이라고 가정하는 것은 잘못입니다. 시차가 발생하지 않도록 카메라를 완벽하게 설치한다고 해도, 스티칭 오류는 발생합니다. 렌즈 왜곡이 충분히 보정되지 않았을 때, PTGui에서 기준점이 잘못 배치되었을 때 등의 경우에도 발생합니다. 구름이나 나뭇가지의 이동 등도 문제를 유발할 수 있습니다. 이러한 스티칭 오류는 지능적으로 블렌딩 - 수작업(.psd 파일에서 레이어 마스크를 사용하여 편집) 또는 자동(Smartblend 와 같은 블렌딩 소프트웨어 활용) - 하면 최소화 시키거나 거의 완벽하게 감출 수 있습니다. 

만약 여러분의 카메라가 시차가 발생하지 않도록 정확히 설치되었는지 알고 싶다면, 시차의 존재를 파악하기 위한 특별한 테스트를 수행해야 합니다.

3. 직접적인 방법 - SLR만 적용가능


일안반사식 카메라의 경우 대부분 그다지 어렵지 않게 무시차 점을 찾을 수 있습니다. SLR의 경우 뷰파인더를 밝은 빛쪽으로 향하게 한 뒤, 렌즈를 들여다 보면 입사동공이 밝은 점으로 보입니다. 렌즈를 예를 들면 f/16과 같이 조리게를 좁히고, 카메라의 심도 미리보기 버튼(depth of field preview button)을 눌러봅니다. 두눈을 뜬 상태로 보면 밝은 점의 개략적인 위치를 쉽게 판별할 수 있습니다. 손가락을 렌즈 경통옆으로 움직이면서 입사동공과 손가락의 거리가 같도록 움직여보면 됩니다. (어안렌즈의 경우, 조리개를 줄일 필요가 없습니다. 조리개를 완전히 개방하더라도 점의 크기가 작기 때문입니다.)

이를 이용하면 파노라마 헤드에서 카메라 위치를 기발한 방법으로 조정할 수 있습니다. 즉, 카메라를 회전시키면서 입사동공의 위치를 관찰하면서 좌우측으로 얼마나 움직이는지 살펴보는 것입니다. 이 방법은 어안렌즈와 같이 초점거리가 짧은 렌즈에 적합합니다.

그러나 먼저 파노라마 헤드에서 카메라의 위치를 조정하여, 입사동공이 회전축과 나란하도록 해야 합니다. 이를 위해서는 먼저 카메라를 수직방향으로 아래로 향하도록 회전시킵니다. 그 다음 파노라마의 회전축 중심(예를 들면 cubic pan의 경우 회전축의 6각 나사)가 사진의 정중앙이 되어야 합니다. 렌즈에 따라서는 이러한 조정을 할 수 있을만큼 충분히 가까운 거리에 초점을 맞출 수 없을 수 있지만, 임시로 다른 렌즈로 바꿔서 조정해도 무방합니다. 다른 방법으로는 좌측 그림처럼 파노라마 헤드를 수평으로 둔 후, 렌즈 앞에 추를 늘어뜨려 입사 동공과 회전축이 수직을 유지하는지 눈으로 확인하면 됩니다. (사진에서는 실을 렌즈 위쪽에 테이프로 붙여두었지만, 손으로 가만히 잡고만 있어도 됩니다.)

횡방향 위치가 정확하지 않으면, 스티칭한 파노라마에서 파노라마 헤드가 부서져서 톱니바퀴 모양으로 나타납니다. 오른쪽 사진이 가장 전형적인 예입니다.

파노라마 헤드의 윗부분이 원형 톱 모양이 됩니다. 이 사진의 경우에는 "톱니"가 시계방향으로 회전으로 잘리는 모양이 되었습니다. 이는 입사동공이  카메라 뒤에서 보았을 때 파노라마 헤드축의 왼쪽으로 치우쳤다는 것으로, 카메라를 약간 오른쪽으로 이동시켜야 합니다. 톱니가 반시계방향 회전에 잘리는 모양이라면 카메라를 왼쪽으로 이동시켜야 합니다.

다음으로 입사동공의 밝은 점의 이동을 점검할 때, 고정된 기준이 될 수 있는 일종의 고정식 관측장치가 필요합니다. 아래는 바늘과 두꺼운 종이로 만든 것입니다. 


또한 다쓴 볼펜심을 렌즈 앞에 설치하여, 구멍을 통해 밝은 점을 볼 수 있도록 하는 방법도 사용했습니다. 만약 카메라를 시계방향으로 회전시킬 때 점이 왼쪽으로 이동한다면, 입사동공이 회전측 앞에 있다는 뜻으로, 카메라를 뒷쪽으로 약간 옮겨야 하며, 오른쪽으로 이동한다면 카메라를 앞쪽으로 이동시키면 됩니다. 점이 고정되어 있다면 입사동공이 무시차 점에 위치한 것입니다. 아래 그림은 카메라가 회전축보다 훨씬 뒤쪽에 있을 때의 모습입니다.


카메라가 한 촬영지점에서 다음 촬영지점(예를 들면, 수평방향으로 60도씩 6번 촬영할 경우, -30도와 +30도 지점)으로 회전할 때 입사동공이 움직이지 않을 때까지 카메라의 위치를 앞 뒤로 약간씩 이동시킵니다. 카메라 위치를 조정하는 가장 빠른 방법은 먼저 카메라가 정면을 바라보도록(0도) 설치하는 것입니다. 그 다음 +30도 위치로 회전시킨 뒤, 입사동공이 이동하지 않는 지점으로 카메라를 이동시킵니다. 다음으로 -30도 위치로 회전시킨뒤 점검을 합니다. 아래는 그 결과입니다.



중요한 것은 입사동공이 +30도 0도 -30도 등 모든 각도에서 동일한 위치에 있어야 한다는 것입니다.

입사동공의 상하위치가 올바른지 체크하려면 아래 그림과 같이 카메라가 달려있는 지지대를 180도 회전시켜서 다시 카메라를 정면으로 향하게 하면 됩니다. 위와 같은 방법으로 입사동공의 위치가 동일하도록 조정하면 됩니다. 이때, 수평 위치도 다시한번 체크해 볼 수 있습니다.


4. 전통적인 방법


가장 정확한 방법은 기본적으로 다른 많은 분들이 기술한 방법과 동일합니다. 일반적인 파노라마를 촬영할 때 처러 중첩하여 촬영하되, 창문 유리를 통해 먼 경치를 촬영하는 것입니다. 이때 중첩되는 부분의 창 유리에 테이프를 떨어뜨리고 카메라와 창문의 거리는 약 50cm 정도로, 그리고 조리개는 f/22 이상으로 조여줍니다. (물론 카메라의 흔들림을 방지할 수 있도록 삼각대를 확실하게 고정해야 합니다.) 이제 사진을 촬영한 뒤, 배경과 테이프의 위치를 비교합니다. 아래는 어안렌즈로 촬영한 사진에서 중첩되는 부분만 잘라낸 것입니다.


포토샵(Photoshop)에서 사진을 비교하는 것은 간단합니다. 사진들을 동일한 위치에 맞추고 레이어로 설정해두면, 맨 위 레이어를 on/off 하면서 테이프의 이동량을 확인할 수 있습니다. 위 사진은 카메라를 왼쪽(좌측 사진)과 오른쪽(오른쪽 사진)에서 촬영한 것입니다. 오른쪽 사진을 보면 테이프 오른쪽 부분은 더 많이 보이고, 테이프 왼쪽부분은 좀 덜 보입니다. 이것은 입사동공이 회전축보다 앞에 있다는 뜻으로 카메라를 약간 뒤쪽으로 이동시켜야 합니다. 다시 두장을 촬영하여 비교하는 과정을 반복하면 시차가 없는 위치를 찾을 수 있습니다.

아래는 이러한 과정을 통해서 무시차 점((無視差 點, Non parallax point)을 찾은 결과입니다.



====
이 글은  http://www.johnhpanos.com/epcalib.htm 를 번역한 것입니다. 원래 제가 번역한 부분 이후에도 다른 내용이 있는데, 더이상 재미도 없고 해서 그냥 생략했습니다. 참고하세요.

민, 푸른하늘

댓글을 달아 주세요

  1. Favicon of http://hdvr.org BlogIcon HDVR  수정/삭제  댓글쓰기

    잘 읽었습니다. 박사님..^^
    마지막 사진에서 보이는 사진처럼 시차를 이용한 씰룩대는 사진을 위글(wiggle)사진이라고 하지요..^^
    위글 사진도 재미있는 사진입니다..^^
    http://hdvr.org/xe/index.php?document_srl=56225

    2012.01.23 10:08 신고
  2. 꿈꾸는사진가  수정/삭제  댓글쓰기

    오랜만에 글을 보는것 같습니다.
    저도 몇일전에 풀프레임 바디로 갈아타게 되서 렌즈 무시차점을 새로 세팅해야하네요...

    덕분에 또 좋은 정보 얻어갑니다. ^^

    2012.01.27 00:05 신고
    • Favicon of http://www.internetmap.kr BlogIcon 푸른하늘 푸른하늘이  수정/삭제

      저는 여러번 노력했는데, CUBICPAN을 해체했다가 다시 결합하면 2-3mm 정도는 움직이더군요. 그래서 포기했습니다. 물론 현재 상태로도 아주 잘 촬영되고요.

      2012.01.30 14:50 신고
  3. 고운  수정/삭제  댓글쓰기

    초심자가 보기에 설명에 사용된 용어들이 조금 어렵네요. 조금 쉬운 설명이라면 많은 사람들이 파노라마 사진에 빠질텐데 약간의 아쉬움이 생깁니다. 국내 보기드문 이런 고급정보를 공유해주셔서 도움이 많이 되었습니다.

    2012.06.07 12:59 신고
  4.  수정/삭제  댓글쓰기

    비밀댓글입니다

    2012.09.02 15:39
    • Favicon of http://www.internetmap.kr BlogIcon 푸른하늘 푸른하늘이  수정/삭제

      파노라마 사진 합성 프로그램은 아주 많은데... 일단 포토샵에 들어가시면 간단한 파노라마 사진 편집이 가능합니다. 먼저 확인해보시는 게 나을 듯 싶습니다.

      2012.09.03 09:34 신고
  5. 산능  수정/삭제  댓글쓰기

    망원렌즈는 무시차점을 맞추지 않아도 결과물에 지장이 없다고 들었는데
    몇 미리 렌즈 이후부터 무시차점을 맞추지 않아도 될까요? 망원렌즈라고만
    얼핏 들어서 무척 궁금했습니다.

    2013.06.08 00:57 신고
  6. 김선호  수정/삭제  댓글쓰기

    안녕하세요 고급 장보 감사합니다 ^^
    이것도 모르고 전자동 모바일 카메라용 파노라마 촬영 로테이터를 개발하고 있었네요 ㅠㅠ

    지금 설계는 그냥 parallax point를 계산 안하고 촬영을 해서 실내에서는 사진 품질이 좋지 않더라구요..

    저희가 참고하려고 하는데요 혹시 전자동으로 parallax point를 잡아주는 로테이터 제품이 있나요??

    2015.07.30 20:31 신고
    • Favicon of http://www.internetmap.kr BlogIcon 푸른하늘 푸른하늘이  수정/삭제

      로테이터를 자동으로 잡아주는 장치는 못봤습니다. 설정해주면 전자동으로 촬영해주는 장비는 있는데... 생각해보면... 카메라마다 값을 저장해두고 카메라만 선택하면 무시차점에 맞도록 조종하는 건 어렵지 않겠군요. 경제성은 글쎄... 지만요~~

      2015.07.31 13:23 신고

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제 관심사는 계속 바뀝니다. 이 블로그를 유지하는 동안에도 벌써 여러번 주제가 빠뀐 것 같습니다. 돌고 돌아 이제 고향으로 돌아왔습니다. 공간정보입니다. 세계를 측정하고, 그 기준을 세우고, 데이터를 효율적으로 공유하는 것이 공간정보에서 다루는 내용입니다. 4차산업혁명이 데이터 기반이라고들 합니다. 데이터는 그냥 모아둔다고 정보가 되지 않습니다. 표준에 따른 공통 스키마를 기반으로 만들어져야 합니다. 누구나 언제든지, 쉽고 투명하게 데이터를 가져다 쓸
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