외부표정 (Exterior Orientation)
한 줄 정의: 사진 촬영 순간 카메라가 지구 좌표계에서 위치한 3차원 좌표와 촬영 방향(기울기·회전)을 나타내는 사진측량 요소입니다.
쉽게 풀면
내부표정이 카메라 자체의 특성을 다룬다면, 외부표정은 그 카메라가 사진을 찍는 순간 실제 공간에서 어디에, 어떤 방향으로 있었는지를 나타냅니다. 즉 "카메라가 위도·경도·고도 상 어느 지점에서, 어느 쪽을 바라보며 얼마나 기울어진 채 촬영했는가"를 숫자로 표현한 것입니다. 이 정보를 알아야 사진 속 물체의 실제 위치를 역으로 계산할 수 있습니다. 흔히 GPS와 자세 센서(IMU)로 직접 측정하거나, 사진삼각측량으로 간접 계산합니다.
왜 중요한가
외부표정 값은 정사영상 제작, 수치표면모델 생성 등 대부분의 사진측량 최종 산출물을 만드는 데 필수적인 입력값입니다. 이 값의 정확도가 곧 지도 산출물의 위치 정확도를 좌우합니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
"GPS/IMU로 직접 취득한 외부표정 요소를 이용하여 직접 정사보정을 수행하였다."
센서로 직접 잰 카메라 위치·자세 값을 활용해 지도 보정을 진행했다는 뜻입니다.
"사진삼각측량으로 산출한 외부표정 요소와 GPS/IMU 관측값을 비교하여 정확도를 검증하였다."
두 가지 방법으로 얻은 카메라 위치·자세 값을 서로 비교했다는 의미입니다.
조금 더 깊게 보면
외부표정 요소는 일반적으로 카메라의 3차원 위치(X, Y, Z)와 세 개의 회전각(요, 피치, 롤 또는 오메가, 파이, 카파)으로 구성되어 총 6개의 매개변수로 표현됩니다. 이는 사진삼각측량이나 GPS/IMU 직접 관측을 통해 얻을 수 있습니다.
주의할 점
외부표정은 내부표정과 짝을 이루어야 완전한 카메라 모델이 되므로, 두 요소를 함께 고려하지 않으면 정확한 위치 계산이 불가능합니다.