ACES 시스템을 활용한 HDR

[참관기] ACES 시스템을 활용한 HDR

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[방송기술저널=김현민 SBS 편집기술팀] 관련 부서에서 UHD 제작과 HDR 관련 제작을 해오면서 해외의 작업과 스타일에 대한 궁금함을 가지고 있을 때 방송기술교육원에서 주관하는 글로벌 HDR 컬러리스트 전문가 양성 과정에 선발됐다. 10월 7일부터 14일까지 미국 LA 내에 있는 ICA Abel-Cine에서 전문 교육을 받고, Roundabout, Fotokem 업체를 견학하는 소중한 기회를 가질 수 있었다. 전반적 교육 내용은 HDR의 기본 개념과 미국에서 HDR 관련 작업 시 고려 사항 등이었으며 업체에 방문해 HDR뿐만 아니라 컬러리스트로써 중요하게 생각하는 요소를 듣는 좋은 기회였다.

지상파방송은 작년 5월부터 UHD 방송을 단계적으로 시행하고 있다. 그에 따라 UHD 콘텐츠 제작에 있어 어떻게 하면 더욱 효율적으로 작업을 이행할 수 있는지, 더 나아가 UHD의 화질뿐만이 아닌 더 넓은 컬러 스페이스, 많은 bit 등에 대한 관심이 커지고 있다. 그중에서 현재의 HD 표준인 SDR 0.01nit에서 100nit까지 표현할 수 있는 기준에서 밝을 부분과 어두운 부분의 영역을 더 많이 보여줄 수 있는 HDR 표준이 있다. HDR 표준에는 BBC, NHK, Dolby, Samsung 등에서 제안한 HLG, Dolby, PQ 등의 방식이 있다.

HDR(High Dynamic Range)는 기존의 SDR과 비교해서 6개의 특징 및 장점이 있다. 크게 구분해서 Better highlights, Better shadows, More contrast, More colors, More life like, Cheap, Easy 이렇게 구분할 수 있을 것 같다. 전체적 색 균형을 이루면서 밝은 영역과 어두운 영역의 표현이 기존 HD보다 더 풍부해 다양한 표현을 할 수 있어, 색에 대해 더욱 섬세하게 표현이 가능하고 실제 우리가 보는 것과 같은 느낌을 줄 수 있다. 또, 10bit 이상의 작업을 하는 것 외에는 기존의 방법으로 작업을 하면 되기 때문에 더 많은 데이터와 노력이 들어갈 필요 없이 HDR 효과를 낼 수 있다.

현재 HDR은 Dolby Vision, HDR10, HLG(Hybrid Log Gamma), Samsung HDR10+, SL-HDR 등의 규격이 있다. BBC와 NHK에서 제안한 HLG는 하위호환성을 염두에 둔 감마 커브로서 10bit 이상의 데이터로 작업을 하지만 다른 메타데이터가 따로 필요하지 않다. Live 방송 제작 환경에 유리하며 밝기는 0.01nit에서 2000nit까지를 포함하고 있다. HDR10은 역시 10bit 이상의 데이터가 필요로 하고, HLG와 비교해서 Static Metadata가 필요하며, 더 넓은 영역의 블랙과 밝기를 표현해 줄 수 있다. 약 0.0001nit에서 10000nit까지 표현을 염두에 두고 있다. 현재 HDR 블루레이에서 사용 중이며 Netflix, Amazon, Sony Playstation 4, Xbox 등에서 지원 제공하고 있다. Dolby Vision의 경우는 12bit 이상의 데이터를 가지고 작업을 하며, Scene-by-scene Metadata가 필요하다. 이 Metadata를 이용해서 다양한 Peak의 따른 영상들을 각기 다른 밝기의 디스플레이에 Tone-Mapping을 한다.

여기서 Tone-Mapping을 통해 영상을 BT 2020, DCI-P3 등에 맞춰준다. 또한, 그에 따른 커브를 결정하는데 이 대부분 작업은 컬러리스트나 후반 마스터링 작업에서 만들어진 Metadata를 이용한다. 현재 Sony, LG, Vizio HDR TV 등에서 지원하고 있다.

미국 현지 작업은 보통 PQ 방식을 채택해 작업이 많이 이뤄지고 있다고 한다. 이러한 다양한 표준이 만들어지고 있으며, 밝고 어두운 부분의 영역을 사람이 인지하는 색 공간 이상의 영상에 담고 표현하려는 노력이 이뤄지고 있다. 한 프로그램에서 많은 카메라 장비가 사용되고 그에 따른 장비마다 가지고 있는 또는 담을 수 있는 색 공간이 다르며, 각각의 제조사에서 담고 있는 컬러 스펙트럼의 차이가 나타나게 될 수밖에 없다. 그러므로 여러 가지의 색 공간을 하나의 색 공간으로 만드는 작업이 필요로 하게 되고, 기존의 ACES 시스템을 이용하는 워크플로가 각광을 받고 현장에서 사용되고 있다.

ACES란 무엇인가? ACES(Academy Color Encoding System)가 영화나 TV를 제작하는 과정에서 색상 관리를 위한 업계 표준으로서, 디지털카메라 및 여러 촬영 방식의 사용이 증가함에 따라 발생하는 많은 소스마다 다른 색 공간을 통일시켜 제작, 포스트 프로덕션에서 야기될 수 있는 문제점을 보완하는 방법으로 제시된 색상 관리 및 이미지 교환 시스템이다.

ACES는 16bit, 32bit, 25stop 이상의 규격을 가지고 있어 현존하는 모든 카메라의 다이내믹 레인지와 컬러 영역을 커버할 수 있다. 이 과정은 IDT, ACES, RRT+ODT 과정을 거치게 된다. IDT(Input Device Transform)는 실제 촬영된 ARRI, Sony F65, Canon 등의 로그 커브로 돼 있는 소스를 리니어 한 ACES 컬러 스페이스로 변환하는 작업이다. RRT(Reference Render Transform)는 실제 DI 팀에서 작업한 룩을 넣은 작업을 이야기하며, 실제 눈에 보이도록 뿌려주는 부분이다. ODT(Output Device Transform)는 최종 디스플레이 단에 따라 REC 709, REC 2020, DCI-P3 등의 최종 컬러 스페이스를 넣은 부분이다. 이 과정 중에 ACEScc 변환하는 과정이 포함되는데 리니어 한 ACES 공간을 Float log 형식으로 변환하는 형태로 사용되는 디스플레이 장비와 연관이 있다.

다양한 카메라 센서의 컬러 범위와 복잡한 컬러 스페이스 상의 하나의 테이블로 놓고 색 공간을 하나로 통일시켜주는 작업으로 프로그램 작업 시 하나의 카메라와 그에 따른 하나의 색 공간으로만 작업하는 것은 현실적으로 어려운 환경에서 ACES 과정은 후반 작업뿐만 아니라 전반적인 작업 환경과 미래의 디스플레이 장치의 컬러 영역을 커버하는 방안이 될 수 있다.

ACES 시스템은 미국 현지에서도 HDR 작업에 있어서 효율성이 높다고 이야기하며, 그뿐만 아니라 기존의 SDR 작업 영역에서도 활용하고 있다고 한다. HDR 프로그램의 80% 이상의 컬러 스페이스는 기존의 SDR 영역인 0.01nit에서 100nit 안에 포함돼 있기 때문이다. 그래서 컬러리스트로서 REC 709 범위 내에서 색 공간의 색 개념 및 Color Contrast 관련 이해도는 역시 중요하다. Contrast 관련 색조, 채도, 색온도 명암비 등은 프로그램의 특성과 이미지를 나타내 줄 수 있는 중요한 요소다. 어떠한 영화를 떠올릴 때 영화의 대사와 연기자의 표정도 중요하지만 색감이 영화 전체를 설명해주는 역할을 하기도 한다. 그래서 컬러리스트 또는 제작 엔지니어로서 새롭게 변화하는 기술과 콘텐츠의 미적 감각을 키울 수 있는 노력을 계속해야 한다. 미국 현지 업체 Fotokem에서도 여러 콘텐츠의 다양한 색 공간을 작업하는 데 있어서 ACES 시스템을 이용하고 다른 방법으로는 Color Scientist의 도움을 받는 방법이나, DI 감독님이 수작업으로 여러 컷의 색 공간을 맞추는 작업을 하며, 상황과 프로그램 특성에 맞는 작업을 찾아서 한다고 한다.

HDR 작업은 미국 현지에서도 쉽지 않은 작업이고 여러 종류의 카메라와 다른 색 공간을 가진 소스를 작업함과 동시에 연출자와 카메라 감독님들의 생각 또한 포함돼야 하는 측면에서 후반 작업 팀에게는 어려운 과정은 비슷한 것 같다.

빠르게 변화하는 기술의 흐름과 현재의 제작 환경 고려했을 때 어떠한 방식으로 작업할 워크플로를 선택하는 것과 상황에 따라 유동적으로 대처하는 것이 어려운 것은 미국과 한국이 같은 고민을 하고 있었다. 글로벌 HDR 컬러리스트 전문가 양성 과정을 통해 색 공간을 더욱 깊이 이해하게 됐으며 HDR 작업 워크플로의 중요성을 다시 한번 깨닫게 됐다.

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