영상의 Frame Rate(FPS : Frame Per Second) 선택 : 추가설명

1.영상의  Frame rate 결정

  Frame rate란 영상의 연속된 이미지들을 촬영하거나 재현하는 속도의 비율을 말한다. 주로 초(second)를 기본단위로 사용하고 있는데1초 동안에 몇장의 정지된 영상화면을 보여주어야  이질감(異質感)을 느끼지 않게 될까? 많은 연구 끝에 정지된 영상을 움직이는 것으로 인식하게 하려면 1초 동안 몇장을 연속적으로 보여주어야할까? 

 우리가 영상한장을 얼마동안 기억하고 있을까? 알아보자! 인간은 1초동안 적어도 16장의 영상을 연결해 보았을 때 마치 움직이는 듯한 영상으로 인식한다는 것을 찾아냈다.

 다시말하면 우리는 1장의 영상을 보고 치워도 1/16초 동안 기억한다는 것이다. 16장보다 적은 영상을 연결해 본다면 영상이 자연스럽게 보이지 않고 1장씩 보는 느낌이지만 조금씩 달라지는 영상을 1초동안 16장 이상을 보여주면 마치 모든 영상이 연결돼 움직이는 현상으로 인식한다는 의미다.

 다시 말해 인간이 보는 것을 유지하는 기간 즉, 사물에 대한 잔상기간(殘像期間)이 1/16초이다.

 그래서 그림을 그려 우리가 만화영상으로 만들려면 적어도 1초당 16장을 연결해야 동영상으로 인식할 수 있었다. 그럼에도 1초당 16장만으로는 어쩐지 부드럽게 영상의 연결이 되지 않아보여 만화영화를 만들 대 1초당 18장까지 사용하기 시작했다. 그러다 점점 영상의 질적 향상을 위해 1초당 더 많은 20장 이상으로 높여갔다.

 1초당 많은 영상을 연결해 사용하다면 영상의 품질은 점점 좋아지기는 하지만 그렇게 하려면 많은 비용이 들어간다. 그러나 디즈니 만화사 같은 곳에서는 텔레비전 영상과 품질을 같게하기 위해 1초당 30장의 만화영상을 만들기도 한다. 

 그렇다면 TV방송의 경우 1초당 몇장의 영상을 사용해야 좋을까? 많은 연구 끝에 30장으로 결졍했다. 30 frame/sec로 정해졌지만 급격하게 변화되는 영상 연결에서 깜박거림(Flicker) 현상이 나타나 이를 해결하기 위한 방법으로 더 많은 Frame 수를 늘려 보려고 했지만 아날로그 시대에는 1초동안 전송하는 영상 data가  많아지면 기술적으로 해결이 안 되어 그럴 수 없었다.

 그래서 고안해 낸 것이 Field 주사방식이다. 1장의 frame 영상을 거칠게 2장의 field 영상으로 나누어 만들어 1초당 60 field으로 영상을 전송하고 받아볼 수 있는 방법을 고안해 냈다. 이것이 우리가 말하는 비월주사방식(Interlaced Scanning)이다. 주사방식에 대해서는 비월주사와 순차주사 방식의 설명을 찾아보기 바란다. 

  조금 더 설명한다면 아날로그 시절 비월주사방식과 같이 1초당 30 frame 60 field의 영상을 사용함으로서 flicker현상도 현격히 불일 수 있게 됐다. 물론 이러한 설명은 미국식 TV방송방식에 적용되는 것이지만 유럽에서는 1초당 25 frame 50 field 방식을 채택해 사용해왔다.

 미국방식과 유럽방식이 다른 것은 사용하는 전기의 주파수 때문이다. 미국이나 우리나라 방식은 전기가 60 Hz이고, 유럽은 전기의 주파수가 50 Hz이다. 이에 따라 영상의 frame 사용도 달라진다.  

 그러나 디지털 시대가 되면서 영상신호를 압축할 수 있는 기술의 발달로 영상의 전송 data 량을 전송하는데 문제가 일어나지 않아 비월주사 방식을 사용하지 않고, 1초당 60 frame을 순차주사방식(Progressive scanning)에 따라 전송할 수 있게 됐다.

 그래서 오늘날 미국방식의 TV에서는 1초당 60 frame, 유랍방식의 TV에서는 50 frame까지 사용하게 되었다.

 우리가 표현하는 60i는 30 frame/sec를 60 field/sec 방식으로 하는 비월주사방식의 표현이고, 30p, 60p는 30 frame/sec, 60 frame/sec 의 순자주사방식을 나타내는 표시이다.

 물론 영화관에서 사용하는 영상은 과거 film을 사용할 때 그대로 24 frame을 사용하고 있다. 다만 flicker 현상을  방지하게 위해서 기계적으로 1 frame을 둘로 자르도록 shutter를 동작시켜 48 frame/sec를 우리가 보는 것처럼 만들어주고 있다.

  

 2. 촬영 카메라의 기능 활용

 우리가 요즈음 시장에서는 일반적인 still camera도 크게 발전하면서 동영상을 촬영할 수 있는 시대가 됐다. 그래서 TV영상 전용 카메라가 아니라도 영상을 촬영할 수 있는 시대가 됐다. 따라서 영상에 대한 기초지식을 갖는다면 훌륭한 영상을 촬영해 사용할 수  있다. 

 그래서 영상 frame rate에 대한 지식을 요한다. 앞서 설명한 바와 같이 영상의 frame rate는 24 frame, 30 frame, 60 frame으로 구분하고 있다. 영화형식을 따라 24 frame/sec을 선정하거나 TV방송 방식을 따르려면 카메라 성능과 비용관계 등에 따라 30 frame/sec 또는 60 frame/sec를 선택해 촬영해야 한다. 

 또한 느린동작(Slow motion)으로 표현하기 위해 120 frame으로 촬영하는 경우가 있는데 이때는 1초당 120 frame로 촬영된 영상을 30 frame씩 4초간 재생(play)되어 느리게 보인다. 따라서 느린동작을 촬영할 때는 30 frame의 배수로 120, 150, 180 frame/sec로 촬영할 수 있어야 한다.     

 

3.  24 frame 촬영된 영상의 TV방송

 그렇다면 24 frame/sec로 촬영된 영상은 TV방송에 사용할 수 없을까? 그렇지 않다. 다만 영화처럼 24 frame /sec로 만들어진 영상의 경우 직접 사용할 수 없고, TV방송을 위해 30 frame/sec로 변환(converting)과정을 거쳐야 사용할 수 있다.

 여러분이 24 frame으로 촬영된 영상을 TV방송용 편집 프로그램에서 바로 30 frame/sec로 편집됨으로서 결과가 변환될 것이다.