09. TV방송 영상 카메라(Camera)(4)

9.7 카메라의 Working 방법

9.7.1 줌(Zooming)

줌 렌즈의 초점거리가 연속적으로 변화되면서 피사체의 크기를 변화시킬 수 있는 경우에 사용되는데 피사체에 접근하여 촬영하는 것이 좋으나 미처 접근할 수 없는 경우 줌인(Zoom In)을 사용할 수밖에 없다.

줌인을 많이 한 상태에서 사용하게 되면 초점심도가 얕아져 피사체와 배경과의 관계에서 배경이 흐려지는 보케(Bokeh)현상을 가져와 피사체를 강조하는 느낌을 줄 수도 있지만 배경과의 원근감이 없다는 단점도 있다.

이러한 카메라 줌잉(Zooming)의 워킹에는 줌인(Zoom In)과 줌아웃(Zoom Out)이 있다.

▲사용 목적

1. 피사체의 영상 크기의 변화

2. 퍼스펙티브(Perspective)한 극적인 원근감의 효과

3. 배경을 흐리게 하여 피사체를 강조하는 효과

4) 시청자의 시선 집중과 시선유도 방법

 

9.7.2 카메라의 팬(Pan)과 틸트(Tilt)

카메라로 어떤 상황을 완전히 보여주기 위하여 즉, 목표하는 주제가 한 영상화면으로 보여 줄 수 없는 넓은 법위의 경우 카메라의 헤드를 좌우로 움직여 주목점(注目點)을 찾게 되는 행동을 팬(Pan)이라 하고, 카메라의 헤드를 상하로 움직여 주목점을 이동시키는 행동을 틸트(Tilt)라 한다.

Pan Left, Pan Right, Tilt Up, Tilt Down이란 용어가 사용된다. 주의할 부분은 프레임 레이트(Frame rate)가 24p/sec같이 적을 때는 팬(Pan)을 빠르게 실행할 때 영면이 부드럽게 이어지지 못해 주의해야 한다. 우리가 너무 욕심을 내어 많은 상황을 보여주려고 카메라 팬을 많이 사용하는데 자주 사용하면 식상하다. 촬영할 때 앞에 전개된 전경을 다 보여주고 싶은 욕심을 절제할 수 있는 훈련이 필요하다.

그리고 영상에서 순차주사(Progressive)방식을 적용하면서 수평으로 카메라를 빠르게 Pan하면 마치 스트로브 기능을 사용하는 것처럼 순간순간 정지되는 느낌을 받으면서 이미지 불러(Blur) 현상을 갖게 된다. 이럴 경우 Super EVS(Enhanced Vertical Definition System)라는 기능을 채택해서 개선하고 있다.

▲사용 목적

1. 현재 보이고 있는 영상화면 이외의 것을 연속해 보이고 싶을 때

2. 피사체 위치의 관계를 보여 줄 때

3. 피사체의 움직이는 동작을 따라갈 때

4. 영상에서 잡혀야 할 내용이 전부 들어오지 않을 때

5. 시청자의 주목점을 이동시킬 때

6. 액션에 대한 리액션(Reaction)을 살필 때

7. 장면전환을 위한 수단으로 사용되는 Quick Pan

8. 새로운 피사체로 연속해 옮겨갈 때

 

9.7.3 달리(Dolly)

피사체를 카메라가 직접 접근하여 따라가며 영상화면의 크기와 구도를 결정하는 방법이다. 단순히 피사체 영상화면의 크기를 결정할 때는 달리와 줌의 두 가지 방법이 있다.

줌 렌즈를 사용할 때는 카메라를 고정하고 Zooming으로 처리할 수 있지만 단안(單眼)렌즈를 사용하는 카메라는 Zooming으로 처리가 안 된다. 따라서 달리를 해야겠지만 줌 렌즈를 장착한 카메라일 때도 달리를 사용하는 경우가 많다.

달리(Dolly)를 사용하여 피사체를 촬영하게 되면 영상의 왜곡을 방지할 수 있고, 초점심도의 깊이가 깊어져 피사체와 배경과의 관계가 명확한 영상을 얻을 수 있다. 다시 말하면 피사체의 영상이 명확하고 그 배경 또한 어느 정도까지 명확하게 되어 피사체와 배경 간의 원근감도 생기게 된다. 뿐만 아니라 초점심도가 깊어져 피사체의 큰 움직임이 있어도 Focus가 Off되는 일을 방지할 수 있다.

반면 줌(Zoom)을 이용하여 피사체를 줌 인하게 되면 초점심도가 얕게 되고 피사체의 배경은 흐려져서 배경과 원근감을 느낄 수 없게 된다. 그러나 배경을 무시하고 피사체만을 강조하고 싶을 때는 줌 인 방법을 사용하는 것이 좋겠다.

▲사용 목적

1. 초점심도가 깊어 피사체와 배경의 영상이 확실하다.

2. 극적인 효과를 높일 수 있다.

3. 샷의 변화로 다양성을 추구할 수 있다.

4. 피사체의 동작에 대한 촬영 각도를 쉽게 조정할 수 있다.

 

9.7.4 트래킹(Tracking)과 아크(Arc)

피사체가 이동할 때 카메라를 평행으로 이동하면서 피사체를 쫒아가며 촬영하는 것을 트래킹이라 하고, 피사체를 중심에 두고 카메라가 밖에서 원을 그리며 움직이며 촬영하는 것을 아킹(Arcing)이라 한다. 피사체의 이동을 야외에서 촬영할 때 카메라 운반차를 이용하여 레일을 설정하고 주행하는 것을 Dolly Tracking이라는 다른 용어를 사용한다.

▲사용 목적

1. 피사체와 배경의 변화를 동시에 보여 줄 수 있다.

2. 피사체의 시야 변화를 보여 줄 수 있다.

3. 영상의 유동적 처리로 생동감을 줄 수 있다.

4. 극적인 효과와 피사체의 이동 상황을 명확히 해 준다.

 

9.7.5 줌과 달리(Zoom vs. Dolly)의 차이

줌과 달리는 영상화면의 구도에서 언뜻 비슷한 결과를 가져올 것 같지만 많은 차이가 있다. Zoom In과 Zoom Out를 사용하면 입체감(Perspective)의 변화가 적어지고 오직 피사체 자체만을 확대, 축소한 느낌을 받지만, Dolly In과 Dolly Out는 입체감의 변화 때문에 피사체와 배경 간에 공간감이 생긴다.

Zoom과 Dolly를 동시에 사용하면 피사체와 배경 간에 비현실성이 유발된다. 피사체는 가만히 있는데 배경이 다가오거나 멀어지는 느낌의 현상이 일어나 이질감을 느낄 수 있다. 이를 이용해 현기증을 표현할 수도 있다.

 

9.7.6 카메라의 붐(Boom)

카메라의 페디스털(Pedestal) 또는 크레인에 카메라를 장착하여 주목점을 고정시키고 아래위로 움직여 피사체의 시점의 각도를 변화시켜 주는 촬영 방법이다. 이동 동작에는 붐(Boom)을 아래에서 위로 움직이는 Boom Up 시키며 촬영하는 방법과 반대로 위에서 아래로 움직이는 Boom Down하며 촬영 한다.

카메라를 아래에 고정시켜 위로 향하도록 Looking Up으로 촬영하는 앙각(仰角: Low angle) 샷과 카메라를 높은 위치에 고정시키고 아래를 향해 Looking Down하며 촬영하는 부감(俯瞰: High Angle)샷이 있다. 또한 큰 변화를 위해 중계차를 움직여 이동시키면서 달리(Dolly)까지 병행하여 응용할 수도 있다.

 

9.7.7 카메라 페디스털(Pedestal)

카메라의 본체를 평행 또는 상하 이동을 원활하게 실시간 사용하기 위한 장치다. Dolly In/Out 등 여러 가지 카메라의 워킹을 위하여 편리하게 만든 장치를 카메라 페디스털이라 한다.

카메라 Pedestal의 자체 높이는 최고 약 150cm, 최저 약 60cm 정도가 되며, 카메라 전체를 Up & Down 자연스럽게 할 수 있도록 질소가스를 주입하여 카메라 헤드의 무게를 일정하게 밸런스를 유지할 수 있도록 하고 있다.

보통 카메라 헤드의 무게를 지탱할 수 있는 것보다 약간 강하게 가스를 주입하고 무게가 있는 납덩어리를 올려놓아 무계의 밸런스를 조정하고 가스가 주위 온도변화나 소멸되면 압력의 변화에 따라 납추로 밸런스를 조정한다.

카메라 Pedestal에서 카메라 헤드를 제거할 때는 미리 Pedestal의 고정 장치(Platform Locking Bar)를 이용하여 잠그고, 가스 힘에 의해 위로 튀어 올라오는 것을 방지하여 안전사고가 없도록 유의해야 한다.

이 카메라 Pedestal에는 조향핸들이 있어 카메라의 이동방향을 마음대로 바꿔가면서 이동시킬 수 있다. 바퀴의 이동을 제어하는 장치도 있어 카메라 워킹과 고정을 돕는다. 과거 가스 대신 스프링을 사용하는 경우도 있었다.

 

9.8 카메라의 전자적 특성

카메라의 구조상 여러 가지 특성이 있지만 전자적인 힘을 빌어서 영상과 음향을 활용하고 있는 몇 가지 중요한 전자적 특성을 이해한다면 장비의 활용도도 높일 수 있고, 장비의 수명도 연장할 수 있어 매우 유용할 것으로 생각한다.

 

9.8.1 해상도의 결정

해상도의 결정은 영상을 처음 받아들이는 렌즈, 내부의 광학장치, 빛을 전자적인 영상으로 전환하는 장치, 주사선의 구조 등등이 복합돼서 결정된다. 스튜디오 표준카메라의 렌즈뭉치가 큰 것도 영상의 해상도 때문이다. 특히 영상의 해상도는 주사선수에 밀접한 관계가 있다. 즉, 화소(Pixel)수에 의해 우선 결정된다고 할 수 있다. 하나의 수평주사선에 화소가 얼마나 많이 존재하는가에 따라서 화질도 결정된다.

우리가 흔히 해상도를 높이기 위하여 R, G, B 3색 중 G신호를 이용한 윤곽 보정(Image Enhancement)을 하고 있지만 엄격히 말해서 실질적 해상도와 무관하다. 다만 윤곽을 명확히 해 줌으로써 해상도가 마치 좋아진 것처럼 인식될 뿐이다. 이는 화소의 증가와 달리 영상의 경계(Edge)가 있는 곳을 분명하게 하기 위해서 delay 방법을 채용해 사물의 뚜렷한 윤곽(Edge)을 만들어 준다.

고급형 소형 캠코더에서 영상 이미지 장치도 3CCD나 3CMOS를 채택한 것은 그만큼 화소수가 많게 되고 해상도를 높일 수 있다. 해상도는 물론 R, G, B 각각의 색도, 휘도까지 많은 정보를 제공할 수 있다.

 

9.8.2 전자적 영상이득(Gain)

앞서 카메라의 이득조정에 대해서 언급했지만 조명이나 렌즈 등에서 광학적으로 영상의 밝기를 충분히 얻어야 하겠지만 환경의 영향에 따라서 그렇지 못할 경우 영상의 전자적 이득을 조정하여 영상신호를 높일 수밖에 없다.

0dB을 기준으로 +3dB, +6dB, +12dB 또는 +9dB, +18dB로 영상이득(Gain)을 변화시켜 2배, 3배 등 영상이득을 높여 준다.

이렇게 광학적으로 충분한 광량(光量)을 얻지 못하고 전자적인 이득을 높게 조정하면 조정할수록 영상에 포함된 잡음(Noise)도 같이 증가되어 좋은 영상을 얻기 어렵고 컬러의 왜곡마저 발생할 수도 있다.

 

9.8.3 이미지 블러(Image Blur)현상

스틸 카메라에서 셔터 속도가 움직이는 피사체와 일치하지 않으면 사진의 윤곽이 번지는 형상을 볼 수 있다. TV방송 영상카메라도 빠르게 움직이는 영상을 촬영하게 되면 이런 현상이 일어난다. 이유는 TV방송 영상의 frame rate가 30frame/sec 또는 60frame/sec를 기준으로 고정돼 있어 매우 빠르게 움직이는 피사체를 그대로 촬영하면 이미지 블러(Image Blur)현상이 일어난다.

이를 방지하기 위하여 전자셔터(Electronic Shutter)가 장착돼 있는데 한 Frame에서 CCD가 빛을 받아들이는 시간을 조절하여 해결한다. 셔터 스피드를 일부러 느리게 하면 피사체가 이동되는 기간의 영상이 중첩되어 만들어져 번지는 현상(Image blur)현상이 일어난다. 이런 현상을 현실과 다르게 표현할 때 응용되기도 한다.

 

9.8.4 스미어(Smear)와 모와레(Moire) 현상

조명이 극히 밝은 곳에서 카메라의 주사영역에 과부하가 생겨 흰 부분 바로 뒤에 검은 수직 줄무늬가 생겨 화질을 좋지 않게 하고 있다. 이러한 것을 스미어(Smear) 현상이라고 한다.

또한 격자무늬의 피사체에서 영상이 어른거리고 색깔이 흔들려 보이는 현상이 발생하는데 이를 모와레(Moire) 현상이라고 한다. 이런 격자무늬는 되도록 멀리 잡아주면 이런 현상을 다소 감소시킬 수 있다.

 

9.8.5 콘트라스트(Contrast) 대비

영상의 품질을 좌우하는 것 중에 중요한 요소가 콘트라스트(Contrast)의 대비다. 카메라가 정확히 가장 밝은 곳과 가장 어두운 곳과의 대비에서 나타내는 영상신호 범위를 콘트라스트라고 한다. 그 범위를 나타낸 것이 콘트라스트 비율이 과거 카메라의 촬상관을 사용할 때는 약 30:1이고, 오늘날 사용되는 CCD 카메라는 그보다 조금 높은 40:1 정도라고 한다.

이 이야기는 가장 밝은 곳이 가장 어두운 곳보다 30배, 40배 이상으로 고르게 분포돼야 좋은 영상을 얻을 수 있다. 다시 말해 가장 어둔 화면과 가장 밝은 화면이 고르게 분포돼야 한다. 요즈음 고급 카메라에서 HDR(High Dynamic Range) 기능이 새롭게 도입되고 있다. 어두운 부분과 밝은 부분을 아주 폭넓게 확장하여 밝은 부분과 어둔 부분이 압축되지 않고 고르게 분포되는 현상이다.

물론 밝은 부분만 압축하는 기능도 있는데 이를 이미지 컴프레션(Image Compression)이라고 한다. 우리는 밝은 흰 옷을 입고 있을 때 얼굴이 어두워지는 현상을 자주 본다. 야외에서 밝은 하늘과 해가 내리쬐는 장소에서 촬영하려면 반사판으로 피사체의 그림자를 밝게 해 주거나 ND 필터를 사용하여 밝은 빛을 감소시키면서 콘트라스트를 충분히 살려 주어야 한다.

 

9.9 비디오 담당자(Video Man)의 업무

일반적으로 TV방송 스튜디오나 중계차 등에서 사용하는 표준카메라의 경우 스튜디오에서 사용한다. 카메라의 Set-up 정렬을  끝내고 현업에 임하면 스튜디오에서 카메라맨이 영상의 구도와 초점을 맞추며 카메라 워킹(Camera Working)을 담당하고 있을 때 영상의 규정 값을 유지하면서 프로그램 내용에 적합한 영상이 되도록 Video의 최종적인 출력을 조정하는 사람이 비디오 담당자(Video Man)의 일이다.

표준카메라의 전자적 성능을 최상으로 준비하고, 현업에 임하면 주로 Video의 Level은 Iris의 개폐로 조정하고, 그 조정에 따라 변화하는 Master Black Level은 Master black 조종기를 사용하여 최상의 영상이 만들어지도록 영상의 콘트라스트가 조정된다. 이러한 영상의 밝기(Luminance)와 Black Level, 컬러상태 등을 조정하는데 있어 정확히 확인하기 위해 Monitor는 물론 늘 Waveform Monitor와 Vector-scope의 파형을 참고해야 한다.

Video Switcher에서 1대의 카메라가 선택되고, 그동안 다른 카메라의 영상을 미리 정확히 조정해 놓고 다음에 선택 되도록 빠르게 준비하고 있어야 한다. 이것이 비디오 담당자의 현업업무다.

이 현업업무는 카메라의 RCP(Remote Control Panel)를 적절히 조정하여 영상신호를 최종적으로 출력시키기 위한 CCU(또는 RM, HDCU)의 최적의 사태를 유지하도록 미리 조정해야 한다. 표준카메라가 여러 회사에서 제작되지만 그 운용방법은 대동소이하다. 다음은 소니의 HDTV용 표준카메라 시스템에서 사용 되는 CCU에 대한 RCP-750를 참조하여 설명한다.

▲일반적인 RCP 조종 사항

1. Standard 버튼 활성화

2. Video/Master Black Level 자동/수동 조종

3. Black Balance/Flare Balance 자동/수동 조종

4. White Balance 자동/수동 조종

5. Auto Level 자동/수동 조종

6. Contour/Skin Detail/Hue 조종

7. Shutter Speed 조종

 

9.9.1 CCU의 RCP에서 Iris 조정

위에서 설명한 비디오 담당자의 역할 중에 RCP의 조정 운용방법이다. 표준카메라의 정렬(Set-up)이 완성되고 프로그램 제작을 위한 현업으로 들어가 카메라의 Shooting이 시작되면 카메라맨이 스튜디오에서 카메라 이동과 함께 피사체의 구도와 초점을 잡았을 때 프로그램 내용과 부합되는 최적한 영상이 이루어지도록 Video의 이득(Luminance Level)조정을 실행하여야 한다.

표준카메라의 Iris를 닫으면 피사체의 Video Luminance Level은 낮아지고, 열게 되면 높아지게 된다. 물론 조명에 의해 밤과 낮의 영상이 준비되도록 하고 있지만 최종적인 비디오 담당자의 Iris 조정과 Master Black의 조정에 의해 영상이 완성된다.

표준카메라의 Iris를 최대로 열면 Video Level이 증가되어 Luminance Level를 제한하고 있는 105∼110 IRE에 도달하면 높은 Video Level의 모든 영상은 Clip되어 컬러를 잃어버리고 영상이 White가 되는데 주의해야 한다. 그 이유는 컬러의 R, G, B Level이 동일하게 증폭되면서 Clip되어 White가 되기 때문이다.

 

9.9.2 RCP의 Master Black 조정

TV방송 프로그램에 알맞은 영상을 형성하기 위해 먼저 카메라의 Iris를 열고 닫음에 따라서 Video Level이 변화를 가져와 영상의 밝기가 조정되는데 그때 Black Level이 따라 높아지며 같이 변화하게 된다.

엄밀하게 말해 피사체를 잡았을 때 나타나는 적절한 Black Level을 Master Black Level이라 한다. 카메라에 따라서 정렬할 때의 순 Black Level은 0 IRE의 Level을 갖지만 조명이 된 피사체의 Black은 순 Black Level보다 3 IRE정도 높게 나타나는 것이 정상이다. 이 Master Black은 Iris의 조정에 따라서 변화하기 때문에 Iris를 조정했다면 반드시 Black Level를 다시 조정해 주어야 한다. 이 Master Black Level이 높아지면 전체의 영상에서 Contrast의 단계가 줄어들고 영상의 명류도가 현격히 떨어진다.

반대로 Master Black Level이 Clip되면 Black 부분의 Contrast가 골고루 펼쳐지지 않고 여러 단계의 Black Level이 한데 뭉치게 되어 피사체의 어둔 부분 표현이 나빠진다. 따라서 Master Black이 Clip되지 않는 범위 내에서 가장 낮은 Black Level이 유지되도록 조정해야 한다.

White나 Black의 Clipping(억제)을 시키게 되면 Waveform에서 그 자리가 흰줄(White Line)로 보여주어 쉽게 판단할 수 있다. 정확히 말해서 영상이 Clipping되는 이유는 Clip 기준점에서 그 이상 또는 그 이하로 영상의 변화가 생기지 못하도록 제한하여 영상이 한곳에 모이게 되는 현상이 발생하는데 Waveform Monitor로 보면 흰줄이 생긴다.