[영상처리] 매직아이 이미지 해석 구현

  오늘 매직아이를 사용해야 할 일(?)이 있었다. 하지만 나는 매직아이를 전혀 할 줄 모른다. 하지만 곰곰히 생각해보니 매직아이가 단순히 초점을 조절해서 보는 것이라면, 왼쪽 눈으로 보는 이미지와 오른쪽 눈으로 보는 이미지를 적절히 겹쳐보는 것이 전부라면, 구현 못할 것도 없다는 생각이 들었다. 문제는 두 눈이 각각 보는 다른 이미지가 뇌에서 어떻게 조합되길래 내가 현재 장면을 볼 수 있는 것인지 모른다는 것이다.

 

본 것 중 매직아이의 원리를 가장 잘 설명해놓은 영상!

 

  눈으로 들어오는 빛을 혼합하는거니까 그냥 더하거나, 두 색상의 평균을 내야하는 것 아닌가 할 수도 있다. 하지만 매직아이(뿐만 아니라 3D영화, VR 등)는 우리 뇌가 양쪽 눈이 받아들이는 이미지의 차이를 이용한 결과이다. 우리 눈은 간격을 두고 위치해 있기 때문에, 받아들이는 이미지의 차이가 있고, 우리 뇌는 거리감을 파악을 위해 이 차이를 실시간으로 계산해 입체적인 공간을 인식할 수 있게끔 한다. 결국 더하거나 평균을 내는 것 보다는 뇌의 작동원리를 고려했을 때, 두 이미지의 차이를 활용하는 것이 적절하다. 위 영상을 참고하면 더 이해가 쉬울 것이다.

 

방향을 정하고 구현을 위해 검색해보다가 매직아이를 간단하게 확인하는 방법 중, 포토샵에서 이미지를 복사하여 혼합 모드를 '차이'로 놓고 합쳐서 보면 숨겨진 그림이 보인다는 글이 있었다. 이 것이 구현의 단서가 될까 싶어 Photoshop의 도큐먼트를 찾아봤다. 

 

Blending modes in Adobe Photoshop

Difference
Looks at the color information in each channel and subtracts either the blend color from the base color or the base color from the blend color, depending on which has the greater brightness value. Blending with white inverts the base color values; blending with black produces no change.

 

공식 문서 설명을 그대로 구현해보았다. 매직 아이 이미지를 가로 5픽셀씩 밀어 겹친다. 겹치는 부분은 픽셀 차이의 절댓값이다. 아래에는 그 결과인데,  생각나는 대로 직관적으로 작성한 코드라 결과물이 뚜렷하지도 않고, 효율적이지도 않고, 사실 이게 맞는 건지도 모르겠다. 조금 더 찾아보며 매직아이 이미지를 업로드 하면 매직아이 영상으로 만들어주는 유틸리티로 만들어봐도 좋을 것 같다. 

import numpy as np
import cv2

MOVING_SIZE = 5

# 01. 이미지를 불러온다.
left_img = cv2.imread("img1.png", 1)
right_img = cv2.imread("img1.png", 1)
height, width, _ = left_img.shape

# 02. 이미지를 5픽셀 단위로 겹쳐보자.
result_img = np.zeros((height, width * 2, 3), dtype=np.uint8)
for d in range(width-1, 0, -MOVING_SIZE):
    for y in range(height):
        # 왼쪽 부분
        for x in range(0, width - d):
            result_img[y][x] = left_img[y][x]
        # 겹친 부분
        for x in range(width - d, width):
            result_img[y][x] = abs(left_img[y][x] - right_img[y][x - width + d])
        # 오른쪽 부분
        for x in range(width, width + width - d):
            result_img[y][x] = right_img[y][x - width + d]
        # 나머지 부분(검정)
        for x in range(width + width - d, width + width):
            result_img[y][x] = 0

    # 03. 매 이미지를 파일로 기록한다.
    # cv2.imwrite(f"page{d}.png", result_img)\

거의 다 겹쳐질 때 쯤 어렴풋이 하트가 보인다. 가장 선명한 곳에 초점을 맞추는 것이 매직아이의 핵심이다!