조명은 사진의 예술에서 결정적이다. 그러나 빛은 다루기 힘들고 설정하는 데에 시간이 많이 소요된다. 특히 스튜디오 밖에서 수행하는 경우 이상적으로 두어야 할 위치에 조명을 놓는 것은 엄청나게 어려울 수 있다.
미국 매사추세츠 공대(MIT)와 코넬 대(Cornell University)의 연구자들은 간단하고 직관적이며 카메라가 설치된 인터페이스를 이용하여 원하는 조명 효과를 설정하고, 이러한 조명 효과를 만드는 데에 필요한 위치를 자동으로 추정하는, 조명이 설치된 소형의 자율 로봇 편대를 사진사들에게 제공하여 이러한 어려움을 해결할 수 있기를 희망한다.
올해(2014년) 8월에 열리는 그래픽 및 시각화 관련 한 국제학술회의(명칭: International Symposium on Computational Aesthetics in Graphics, Visualization, and Imaging)에서 연구자들은 단지 피사체의 모서리만 강력하게 비추는 역광 조명(rim lighting)이라 불리는 난해한 효과를 만들기 위하여 자율 헬리콥터를 이용하는 시제품을 발표하여 이러한 비전을 실현하는 첫 걸음을 내디뎠다.
연구자들은 역광 조명을 만드는 것이 어렵기 때문에 초기 실험용으로 선택하였다. 연구진에는 매사추세츠 공대(MIT)에서 대학원생 및 박사 후 과정을 보냈고 현재는 노키아(Nokia)에서 수석 연구원(senior researcher)으로 있는 마노하 스라칸쓰(Manohar Srikanth), 매사추세츠 공대(MIT) 컴퓨터 과학 및 공학과 교수인 프레도 두란드(Fredo Durand), 박사과정을 매사추세츠 공대(MIT)에서 수행하였던 코넬 대의 카비타 발라(Kavita Bala) 등이 포함된다. "조명의 위치를 결정하는 것은 매우 민감한 것이다. 예를 들어 30센티미터 정도 조명을 이동시키면 피사체의 외모는 극적으로 변화한다"고 마노하 스라칸쓰가 말했다.
새로운 시스템을 사용하면 사진사는 역광 조명이 어디에서 비추는지에 대한 방향을 지시하고, 소형 헬리콥터는 피사체의 측면으로 날아간다. 다음으로 사진사는 역광 조명에 의한 테두리의 폭을 초기값에 대한 백분율로 설정하며, 원하는 효과를 달성할 때까지 이 과정을 반복한다.
그 후에 로봇은 자동으로 지정된 테두리의 폭을 유지한다. "만약 당신이 정면에서 피사체를 바라보면, 당신이 보는 테두리는 어깨의 가장자리에 위치할 것이다. 그러나 만약 피사체가 옆으로 돌게 되면, 당신은 피사체를 90도 각도에서 보게 되고, 피사체는 자신의 가슴을 조명에 노출하게 되며, 이것은 당신이 훨씬 얇은 테두리의 빛을 보게 될 것임을 의미한다. 그래서 신체의 변화를 보상하기 위하여 조명은 매우 극적으로 그 위치가 변경되어야 한다"고 마노하 스라칸쓰가 말했다.
동일한 방식으로 시스템은 사진사의 움직임을 보상할 수 있다고 마노하 스라칸쓰가 덧붙였다. 두 경우 모두 카메라 자체가 제어 신호를 제공한다. 초당 20번 정도로 카메라는 자신의 메모리 카드에는 저장되지 않지만, 연구자의 제어 알고리즘이 수행되는 컴퓨터로 전송되는 이미지를 생성한다. 이 알고리즘은 테두리의 폭을 평가하고 이에 따라 로봇의 위치를 조절한다.
"도전과제는 아주 어려운 무인 항공기(UAV: unmanned aerial vehicle)의 동역학과 조명 추정에 의한 피드백을 조절하는 것이었다. 여기서 우리는 비행을 유지하고, 무인 항공기의 레이저 거리탐색기로부터 얻은 정보를 처리하고, 테두리 조명의 추정을 지속하기 위하여 매우 빠른 속도로 무인항공기의 제어가 수행되는 것을 보장하도록 많은 노력을 기울였다.
실시된 실험에서 연구자들은 신속한 근사화를 통하여 일관된 테두리 폭을 유지하면서 피사체와 사진사 모두의 운동을 계속 갱신할 수 있었다. 연구자들은 자신의 시제품에 설치되어, 밀리미터의 정밀도로 특별하게 설계된 광 반사 태그의 위치를 측정하는 다수의 고속 카메라를 이용한다. 이러한 광 반사 태그는 헬리콥터에 부착되었다. 이 시험의 목표는 제어 알고리즘을 평가하는 것이었으며, 시험은 성공적으로 수행되었다.
* 자료 - KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』
