MAESTRO: DETAIL LEVEL

Maestro 칩은 센서의 조정부터 이미지의 LCD창에 표현 그리고 메모리카드에 저장하기 까지 이미지에 관한 모든것에 관여한다. 또한 베터리 사용시간을 고려하여 노출을 재기 바로전에 이미지 센서 보드가 가동된다. 그렇게 받아들여진 정보들은 75메가바이트 14-bit 의 데이타로 0.6초 안에 이미지 보드에 전송된다. S2의 설정이 Burst 모드라면, 최대 연속으로 10개의 이미지를 1GB의 내부 메모리로 저장할 수 있게되고 나머지 메모리들은 Maestro의 Coding(부호화), 중요한 매개변수 저장, 수정변수 작업을 위해 남겨지며 또한 이미지의 프로세싱과 관련된 정보들을 저장한다.

촬영된 이미지는 내부적인 이미지 관련 작업라인에 넘겨지고 마지막으로는 메모리 카드에 저장되는데, 다행히도 Maestro 칩은 굉장히 빠른 속도로 연산을 하기때문에 저장용량이 가득찰 경우 10번의 연속촬영이 끝나기도 전에 ‘내장 메모리카드 가득참’(Internal Memory Full) 이라는 메시지를 볼 수 있다. 또한 raw파일로 촬영되어 메모리카드 까지 저장되고 재저장될 수 있도록 준비되는데에 1초 미만의 시간이 소요된다.(메모리 카드의 성능에 따라 심각하게 영향 받을 수 있다.)

이미지 센서에서 받아들여진 이미지는 메모리 카드로 옮겨지기전에 사전 프로세싱(Preprocessing)을 거치게 되는데, 이 사전프로세싱 작업에서 Maestro는 4체널 센서의 데이타를 연산하여 사실적이고 정확한 이미지를 생성한다. 현실적으로 어떤 이미지 센서도 완벽할 수 없기 때문에, 이 사전프로세싱 작업 이후에 센서로 부터 생기는 수차나 픽셀의 결함(defect pixel), 혹은 불균등한 점을 찾아내어 수정한다. 이런 결함부분의 갯수나 그 강도(Strength)는 실제 생산라인에서  ‘받아들일만한 정도’로써 교정될 테지만 raw이미지는 사전 프로세싱의 수정에서  어떤 필터나 선예도 증가, 해상도 혹은 색상에 관여하지 않아 단순히 보기좋도록 하는것이라 할수 없다.

사전프로세싱 이후에 진행되는 실제 프로세싱 단계에서는 색조(White Balance)같은 중요한 정보를 처리하게 된다. 이때 HDMI, DNG, 혹은 JPG파일의 썸네일 생성을 위해 낮은 해상도의 이미지를 생성한다. 이런 방식으로 생성된 RGB raw 파일은 수차가 전혀 없어 DNG파일로 바로 저장될 수 있다. 이제 마지막으로 남아 있는것은 Jpeg의 미리보기 파일과 셔터속도, 조리개값 혹은 렌즈의 종류 같은 Exif 데이타 인데, 이것들은 카메라자체를 조절하게 되는 두번째 칩에서 촬영전에 생성된다. 이 정보들은 카메라의 설정 메뉴에서 조절되어 Exif와 함께 가장밝은 부분(White Point)같은 정보들이 삽입, 저장되게 된다.

THE JPEG CHALLENGE

Jpeg 세팅으로 되어 있을때 RGB raw 데이타에 색상이 교정된 이미지를 생성하여 끼워 넣는 또 다른 단계를 실행한다. 역시 이 이미지 또한 14 bit의 색심도(color depth)를 갖게되는데, 첫 단계로 노이즈 필터링을 하고 두번째로 사전프로세싱 작업을 통해 얻어진 정보를 참고삼아 화이트 밸런스를 조절한다. 마지막으로 세번째로 이렇게 조절된 색상을 끼워 넣게 되는데, 이 단계에서 촬영자가 정해 놓은 sRGB, Adobe RGB 혹은 ECI-RGB같은 색공간 정보를 각 필셀마다 계산하여 조정하게 된다. 더불어 촬영자가 정한 컨트라스트(Contrast), 샤프니스 필터( Sharpness Filter)등의 주요 보정을 하게된다. 감마값을 비롯해 많이들 사용하는 YCrCb 컬러모드로 변환되면서 색상부터 색상 컴포넌트(Color Components)그리고 이미지의 밝기까지 조정이 들어간다.

사람의 눈은 색조나 새츄레이션(Saturation)의 변화 보다 밝기의 변화에 상당히 더 민감하기 때문에 S2의 이런 조정들은 대부분의 변환보다 사람의 눈에 더 잘 맞는다. 이런 정보들의 크기는 3 x 75 megabytes 로 생성된 RGB raw 데이타보다 훨씬 적게 압축되어 메모리에 저장되게 된다. 위에서 말한  RGB raw 데이타에서 YCrCb 컬러모드로의 변환에 걸리는 시간은 약 0.5초가 걸리는데 37.5메가픽셀에 달하는 이미지의 해상도에 견주어 봤을때 굉장히 빠른 속도이며 만약 DSP 칩을 사용했다면 불가능 했을 속도이다. 이 작업이 끝나면 다시 Jpeg 포멧으로 압축 시키는것으로 모든 작업을 마치게 된다.

이런 일련의 작업이 이루어짐과 동시에 상대적으로 작은 크기의 썸네일(Thumbnail) 을 LCD창에 뿌려주게 되는 작업이 진행된다. 이 작업은 실제 이미지가 생성되는것 보다 훨씬 빠르게 또, 분리하여 작업하기 때문에 실질적으로 아직 파일이 메모리 카드에 저장되기 전에 사진가가 결과물을 LCD를 통해 확인할 수 있도록 해준다.(이렇게 저장되거나 보정되는 작업은 기기내부에서 따로 동작하게 된다.)

저장공간에 대해 이야기를 잠시 해보면, Leica S2는 SD카드와 상업적으로 많이 사용되는 CF카드(Compact-Flash)를 동시에 지원하며 Maestro 칩은 현재 판매중인 모든 속도의 메모리카드 속도와 용량을 지원한다.(따라서 구입시에는 가장 크고 빠른 메모리 카드를 사용하는것이 좋겠다.) CF카드가 CD카드보다 큰 시장지배력을 갖는 이유로는 두가지가 있는데, 첫번째로 SD카드보다 빠르고(따라서 75메가바이트의 DNG 이미지 파일을 몇초안에 저장할 수 있다.) 두번째로 SD카드에 비해 최고 두배의 용량을 갖는 카드가 발매되고 있다. 어쨌거나 S2는 두개의 카드를 동시에 지원할 수 있으니 사진가는 용량이 큰 DNG파일은 CF카드에, 용량이 작은 Jpeg파일은 SD카드에 저장할 수 있다.

PARALLEL WORLDS

지금까지의 이야기로 미루어보면 Maestro를 통해 아주 간단히 이미지가 완성될것같은 느낌을 주지만 실상은 그것보다 훨씬 복잡하다. 복잡한 이야기를 조금 해보면, Maestro 는 동시에 여러가지 작업들을 할 수 있다. 예를들어 막 이미지가 메모리카드에 저장되고 있을때 그 다음 이미지가 프로세싱을 거치면서 YCrCb로 변환이 되고 있고, 또 그 다음 이미지가 프리프로세싱에 들어가고 있는 경우가 있을 수 있다.

이와 동시에, 모든 이미지나 그 결과물이 생성되는 중간중간에 이미지 정보루트(Pipeline)가 재설정 되거나 메모리카득차는 경우가 있을 수 있기 때문에, 카메라 메모리는 반드시 대기상태에 들어가 있으면서 혹시 파라메터(Parameter)들이 변경되지는 않았는지 분석을 위해 아날리시스 모드(Analysis Mode)에 들어가 있어야 한다. 이 작업중에도 Maestro는 카메라 디스플레이창에 썸네일(Thumbnail)을 뿌려주어야 하며, 이때 사진가가 썸네일을 더 자세히 보기위해 확대를 하는경우에 새로운 썸네일을 만들어야 하고 옵션인 히스토그램(Histogram)같은것을 보여주면서 컨트롤 메뉴나 다른 내부적인 동작들을 할 수 있어야 한다. 당연히 이런 모든 동작들은 이미지를 생성하는데 방해가 되어서는 안된다. Maestro 는 아무런 동작도 하지 않을때 되도록 적은양의 베터리 소모를 위해 잠자기 모드에 들어가게 되는데 새로운 작업이 있을경우에는 카메라 컨트롤 프로세서가 Maestro 를 다시 깨우는 역할을 담당한다.

사실, Maestro는 두개의 프로세서가 합쳐진 것이라 할수 있는데 매우 빠르게 일반적인 기능들을 담당하는 32비트 모듈과 이미지 기능들과 관련이 있는 ASIC로 구성된다. ASIC는 기본적으로 들어가 있지 않은 필터들이나 수정기능들을 어느때고 S2와 함께 제공되는 소프트웨어를 통해서 사용자가 변경할 수 있는  DSP로 덮어 씌워져 있다. 그렇기 때문에 매우 효율적인 ASIC를 탑재하고 있으면서도 Leica에서 S2를 위해 제작한 소프트웨어를 통해 다재다능한 동작을 할수 있는 칩이 될 수 있는 것이다.

이런 Maestro 의 뛰어남과 함께, 프로세서 자체가 매우 복잡하고, 상상할 수 있는 모든 경우의 상황에 부드럽게 대처할 수 있어야 하며, 그러면서도 계속 이어지는 상황에 준비를 해야 하기 때문에 펌웨어 제작을 하는 Leica 입장에서는 그에 걸맞도록 많은 양의 일을 해야한다. Leica가 직접 설계하고 만들고 카메라에 맞도록 언어팩도 적용해야 하는 GUI(Graphic User Interface) 한가지 조차 160가지가 넘는 구조로 되어 있다. 물론, 이를 위해 Leica는 표준 프로그래밍 언어 환경과 최첨단의 개발환경을 가지고 있어서 Maestro에 직접 프로그램을 올릴 수 있고 시험 할 수 있다. 용량 관리(Storage Management)나 동작에 대한 알림표시 같은 현대의 오퍼레이팅 시스템(Operating System), 그것도 프로세서 레벨은 개발자들에게 매우 많은 양의 노력과 기본을 요구한다. 개발자들이 할일은 가장 뛰어난 이미지 프로세싱 기능 구현과 함께 컴포넌트 그리고 데이타에 새로운 삶을 불어 넣는일일 것이다.

궁극적으로 Maestro를 프로그램하고 자동촛점기능과 다른 기능들에 대한 제어장치를 개발하는것이 Leica의 미래를 결정하게 될것이다. Leica가 직면하여 모든 노력을 집중하고 있는 것은 그들의 Top model일 뿐만 아니라 다른곳에서 찾아볼수 없었던 카메라 컨셉이다. 어쨌든 지금 당장은 Maestro가 S2에서 그 뛰어난 능력을 증명해야 하고 우리들은 그것의 탄생에 대한 증인이 될것이다.

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