알렝 파일로(Alain Paillou)는 낮에는 프랑스 부르고뉴의 수질 관리자로 일하지만, 별이 보이기 시작하는 밤에는 다른 취미에 푹 빠져 시간을 보냅니다.
파일로는 달과 별, 그리고 행성의 사진을 놀라울 정도로 선명한 화질로 찍습니다. 밤 하늘의 모습을 찍는 일은 파일로가 어린 시절부터 좋아했던 천문학과 기술이 결합된 취미 생활이죠.
작년 초, 파일로는 스카이나노(SkyNano)로 촬영한 사진들을 엔비디아 포럼에 게재했습니다. 스카이나노는 엔비디아 젯슨 나노(Jetson Nano)를 사용해 밤하늘의 상세한 이미지를 촬영하는 GPU 카메라입니다.
파일로는 프랑스 디종의 자택에서 진행된 한 인터뷰에서 “8살, 10살이었을때부터 천문학에 관심을 갖게 됐었는데 항공우주 소프트웨어 엔지니어로 일해야 했기 때문에 취미생활을 30여년간 쉬어야 했습니다”라고 말했습니다.
파일로는 30대 초반 무렵 다시 공부를 시작해 수문 지질학 학위를 따고 수문지질학자로 일하게 됐습니다. 파일로는 당시를 회상하며 말했습니다. “20년 전 파리에 살았을 당시, 직업을 바꾸면서 천문학에 복귀하게 됐습니다. 그리고 달, 목성, 토성의 사진을 촬영하기 시작했죠”
파일로는 또, “저는 기술에 관심이 아주 많은데요. 천문학 분야에 종사하려면 기술적인 역량이 필요하죠. 그 전에는 제가 갖고 있는 장비를 활용해 최상의 결과를 도출하는 소프트웨어 개발자로 일했었는데, 천문학 분야에서도 당시 사용했던 기술들을 사용할 수 있어 매우 흥미롭습니다“라고 덧붙였습니다.
달 표면의 광물 관찰
파일로는 푸른빛을 띠는 티타늄과 주황빛을 띠는 산화철 광물을 다양하게 볼 수 있는 장면을 색감을 강화해서 촬영하는 것을 매우 좋아합니다. 또, 수 많은 별을 볼 수 있는 밤 하늘을 촬영하는 것도 좋아합니다. 이런 사진을 촬영하기 위해서는 실시간 필터를 많이 써야 하는데, GPU를 적용해서 사용하는 것이 가장 좋습니다.
다른 곳에서 촬영할 때도 마찬가지겠지만 디종에 있는 파일로의 자택 주변에서 “도시의 빛이 많이 보이는 날에는 별들이 흐릿하게 보여 밤하늘을 제대로 촬영하기가 어렵습니다. 육안으로 보면 10개, 12개 정도의 별을 볼 수 있다면, 제가 만든 시스템을 통해 보면 수천 개의 별들을 볼 수 있답니다”라고 말했습니다.
파일로는 “아름다운 것을 찾기 위해서는 A/V 보상 시스템(A/V compensation system)을 갖춘 실시간 필터링을 적용해야 합니다. 시중에서 제게 필요한 성능을 구현할 수 있는 시스템을 찾을 수가 없어 제가 직접 시스템을 만들어 사용하고 있습니다“라고 말했습니다.
스카이나노 제작
파일로의 첫 번째 시제품은 자이로/컴퍼스(gyro/compass)와 스테퍼 모터(stepper motors)로 제어하는 2축 마운트(two-axis mount)를 갖춘 플랫폼에 소니 IMX17 컬러 센서가 적용된 ZWO ASI178MC 카메라가 장착된 제품이었습니다. 처음에는 마운트(mount)와 카메라를 제어하는 파이썬(Python) 프로그램을 실행하기 위해 Raspberry Pi 3 B+를 사용했습니다.
그런데 카메라 보드 성능이 약해 실시간 필터를 구동할 수 없었습니다. 결국 몇 번의 시도 끝에 파일로는 지난해 6월 21일 엔비디아의 젯슨 나노 커뮤니티 프로젝트 포럼에 엔비디아의 도움을 요청하는 글을 처음 올리게 됐습니다. 7월 5일, 파일로는 젯슨 나노를 장만한 뒤, 파이썬을 활용해 OpenCV 필터를 로딩하기 시작했습니다.
7월 말이 되자, 파일로는 PyCUDA를 독학으로 공부하고 이를 이용해 얻은 놀라운 결과를 포스팅하기 시작했습니다. 그리고 GitHub에 자신의 일상을 올리고 드디어 사진을 본격적으로 촬영할 준비가 됐다고 알렸습니다.
8월 2일, 파일로는 달 표면의 코페르니쿠스(Copernicus) 분화구를 촬영해 디지털로 강화된 첫 번째 사진을 올렸습니다. 이와 함께, 젯슨 나노로 향상된 밤하늘의 모습을 담은 유튜브 동영상도 올렸습니다. 10월부터는 색상이 강화되고 강력한 야간 촬영 기능, 위성 추적 기능을 적용해 놀랄 정도로 아름다운 달 사진(위 사진 참조)을 올렸습니다.
파일로의 프로젝트는 엔비디아 젯슨 프로젝트 포럼에서 현재까지 3,100회 이상 조회되며 가장 인기있는 스레드가 됐습니다. 그 외에도 AI 프로젝트를 진행중인 다른 사람들에게 유용한 조언을 올렸습니다. 여기를 클릭해 보다 자세한 내용을 확인하세요.
우주와 소프트웨어의 한계를 시험해 보세요
엔비디아 GPU가 탑재된 시스템에 노트북을 연결해 사용하는 파일로는 “20년 전에는 컴퓨터 사양이 좋지 않아서 이런 작업을 할 수 없었습니다. 하지만 이제 젯슨 나노 같은 작은 컴퓨터로 재밌는 작업을 경제적인 가격에 할 수 있습니다”라고 말했습니다.
젯슨 나노는 현재 엔비디아 홈페이지에서 휴가철을 맞아 기존 99달러에서 89달러로 할인된 가격에 판매되고 있습니다. 취미로 뉴럴 네트워크 작업을 하는 분들 중 젯슨 나노를 사용하실 분들은 엔비디아 딥 러닝 인스티튜트(Deep Learning Institute)에서 제공하는 무료 AI 입문자 과정(free AI for Beginners course)에 참여해 입문자 키트(starter kit)를 사용해 보세요.
파일로는 자신의 프로젝트를 한 층 더 개선할 여지가 많다고 생각합니다. 성능 향상을 위해 파이썬 코드를 C++에서 다시 쓰고, 더 높은 성능의 카메라를 구매하고 AI로 구현할 수 있는 각종 기능들을 더 공부해볼 계획입니다.
또, 미국 친구들의 도움을 받으면 못할 게 없다고 생각합니다.
파일로는 “젊은 나이가 아닌 52살에 과연 CUDA를 배울 시간이 있을지 확신할 수 없었지만, 이제 와서 보니 CUDA는 정말 강력한 도구이고, 배우기 어려운 기술이 아니라는 걸 알게 됐습니다”라고 말했습니다.
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