17. 영상과음향 시스템의 주변장치(4)

17.4 영상신호의 Passive Through와 Active Through

패시브 스루(Passive Through = Loop-through)나 액티브 스루(Active Through)를 사용하는 이유는 1개의 영상신호를 둘로 나누어 사용하기 위한 방법이다. 즉, 1개의 영상신호를 바로 2개의 동일한 영상신호로 나누어 사용하면서 영상분재장치(VDA)를 사용하지 않고 나누어 사용할 수 있다.

Passive Through는 아날로그 시스템에서 사용되는 방법이고, 디지털에서는 사용할 수 없는 방법이어서 Active Through가 사용된다. 일부 아날로그 장치에서 입력신호를 받아들이고 동일한 신호를 Passive Through로 다른 장비에 동일한 영상신호를 공급할 수 있도록 하고 있다.

물론 다른 장비로 연결 공급할 필요가 없을 때는 반드시 75Ω의 임피던스를 가진 터미네이션(Termination)을 사용해야 한다. 그 이유는 리턴 로스(Return Loss)를 방지하기 위해 가공부하(Dummy Load)를 걸어주는 방법이다. 이 터미네이션은 장비 내에 설치 된 것을 선택할 수도 있고 그렇지 않으면 외부에서 임의로 75Ω의 터미네이션을 연결해야 한다.

Serial Digital 영상신호의 기기에는 아날로그와 달리 직접 들어오는 영상신호를 루프스루(Loop-through)로 나누어 사용할 수 없고, 액티브스루(Active Through)가 사용된다. 주의할 것은 액티브스루 디지털신호를 부연결해 사용하다가 어떤 이유로 영상신호를 받아주던 장비에서 빼놓게 될 때 반드시 액티브스루(Active Through)에서 선을 제거해야 Return Loss가 생기지 않는다.

디지털영상에서 사용되는 액티브스루(Active Through)는 입력된 영상신호를 장치내부에서 손상된 디지털신호를 완벽하게 보완하여 재생산(Regeneration: Re-clock)해 주기 때문에 양호한 신호를 출력시켜준다. 다만 Active Through는 장비 자체의 전원이 차단되면 입력 영상신호가 있더라도 들어온 영상신호가 출력될 수 없다.

일단 디지털 장비에 신호가 입력되면 장비 내부에서 Equalizing시켜 열화 된 신호를 원상태에 가깝게 회복시킨 후 입력신호에 적합한 PLL(Phase Locked Loop)에 의해서 완전한 신호로 출력시켜 주기 때문에 매우 훌륭한 영상신호의 출력을 사용할 수 있다.

 

17.5 영상 모니터(Picture Monitor)

TV방송 프로그램 제작에 있어서 영상의 품질을 확인하기 위하여 영상 모니터를 충실히 활용해야 한다. 영상 모니터에는 일반 감시용 Master Monitor와 파형을 측정하고 확인하기 위한 Waveform monitor가 있고, 컬러의 채도와 색상을 감시하기 위한 Vectorscope가 있다.

일반 감시용 모니터도 TV방송 영상을 판별하는 중요한 장치지만 설치장소, 환경, 보는 사람의 개성에 따라 조정이 달라질 수 있기 때문에 문제점을 안고 있다. 그러나 Waveform Monitor나 Vector-scope는 어떤 경우도 정해진 규정신호를 확인할 수 있다.

 

17.5.1 Master Monitor 조정

TV방송 프로그램 제작과정에서 최종적으로 Video의 상태를 파악하기 위해 PGM (Programme Monitor)이 설치돼 있다. 이 PGM의 영상은 생방송일 경우 On Air 영상을 감시하는 것이며, 녹화 방송일 경우 Video Switcher의 출력으로 녹화기에 녹화되는 영상을 감시한다.

또한 PVW(Preview) 모니터가 필요한데 이 영상 모니터는 Video Switcher에서 출력되는 PGM으로 넘어가기 직전의 영상을 합성하든가 영상전환이 준비되는 상태를 미리 영상을 확인하는 역할을 한다.

구체적으로 말하면 글자를 슈퍼한 상태가 정상적인지, 크로마키 합성작업은 잘됐는지, 다음에 Cut할 영상은 정상상태인지 등등을 미리 확인하고 PGM으로 넘겨준다. 때문에 이 두 모니터는 화질이 좋고 잘 조정된 모니터로 컬러에 변화가 쉽게 일어나지 않는 고급형 모니터(Precision Mon.)를 사용하여 다음과 같은 영상상태 감시한다.

1. Video Level

2. 카메라 구도

3. Chroma Level

4. Chroma Phase

5. 영상의 합성 상태

6. Light 상태

7. 전체 화면의 Contrast 상태 등등

영상의 Master Monitor뿐만 아니라 일반적인 Monitor들도 정확히 맞추어 사용돼야 한다. Color Bar의 신호를 받아 간단히 Precision Monitor를 조정할 수 있는 방법을 실행할 수 있다.

① Monitor의 Auto Set-up 기능을 실행한다.

② Color Bar 하단의 100% White의 Edge가 정확히 보이고 번지지 않을 정도로 Contrast를 올려 조정한다.

③ Brightness Knob을 돌려 Color Bar의 Red와 Blue Bar의 하단의 Black 부분을 살펴본다면 프러그(PLUGE: Picture Line-up Generating Equipment) Bar를 찾을 수 있는데 마지막 끝에 있는 Bar가 살짝 보일 정도로 조정한다.

④ Precision Monitor에 있는 BLUE ONLY 버튼을 선택한다.

⑤ Chroma Phase를 조정하여 Gray 밑에 Blue, Cyan 밑에 Magenta, Magenta 밑에 Cyan, Blue 밑에 Gray Bar의 Luminance가 각각 서로 동일하게 보이도록 조정 한다.

⑥ BLUE ONLY 버튼을 Off 시키면 Color Bar의 정확한 색상 조정이 된다.

그림 17-12 75% color bar 신호

17.5.2 아날로그 Waveform Monitor

디지털 영상신호를 바로보고 판별할 수 없기 때문에 일단 아날로그로 변환해서 상태를 감시하여야 한다. Waveform Monitor는 아날로그 영상신호로 디지털신호가 아날로그로 변환된 파형을 감시하고, 측정하고, 조정하기 위한 일종의 Oscilloscope이다. 영상신호의 제반 특성과 규정신호의 편차를 측정하고 감시하여 영상의 규정신호를 감시하고 조정한다.

그림 17-13 75% color bar waveform monitor 신호

Vector-scope가 컬러의 Phase, Saturation 등을 주로 감시하고 측정한다면 W/F Monitor는 영상의 휘도(Y)신호를 주로 감시하고 측정한다. 아래 Waveform Monitor는 아날로그 컴포지트의 75% 컬러바의 신호를 보여준다.

수평동기 신호를 중간에 두고 영상의 2 Line을 택해 수평주사 영상신호를 보여준다. 측정하기 전에 W/F Monitor 자체를 점검하여 이상 유무를 확인하고 이상이 있을 경우 교정(Calibration)할 필요가 있다. 따라서 1주일에 1번 정도는 점검하여야 한다.

 

(A) 영상 측정준비

① 디지털신호일 경우 수치로 표시되기 때문에 파형을 볼 수 없고 수치로 보여 알기 어렵다. 필요한 경우 아날로그신호로 변환해서 볼 수 있다.

② Calibration(CAL.)을 선택하여 자체 발생하는 구형파가 1Vp-p(전체가 140 IRE)가 되는지 눈금을 확인하고 이상이 있을 경우 교정해야 한다.

③ Display 준비: Intensity, Focus, Scale을 감시하기 좋게 조정한다.

④ 파형을 1Line or 2Line 선택 또는 1Field or 2Field 선택하는데 주로 2 Line을 선택해 보는 것이 좋다.

⑤ 영상신호 중 Blanking 신호를 0IRE에 일치시키고 수평파형 조종간을 조정하여 파형이 중앙에 오도록 한다.

 

(B) 측정할 영상신호 입력

① Channel A(CH A 표시) 또는 Channel B(CH B 표시)에 측정할 영상을 입력하는데 일반적으로 A입력에는 Video Switcher의 최종 Out 신호를 연결해 사용한다. CH B는 또 다른 영상을 입력시켜 사용한다. 예로 Camera의 출력신호를 입력시켜 스위처 출력과 A, B 영상신호를 비교 측정해 볼 수도 있다.

② Reference(Ref. 표시) : 어떤 한 영상장비의 특성을 측정할 경우 자체의 동기신호를 가지고 있어 Reference 입력신호를 선택해야 할 필요성은 없으나 여러 장치를 함께 사용할 경우 서로 상관관계가 있어 통일된 동기신호를 받아 사용해야 한다.

동기신호의 선택을 위해 INT.는 Internal, 즉 내부발생 동기신호의 선택이고, EXT.는 외부동기신호를 선택해 사용한다. Studio에서는 여러 장비의 동기관계를 통일시킬 필요가 있어 같은 외부의 동기신호를 입력시켜 EXT.로 사용 한다.

 

(C) Vertical 신호 선택 측정 방법

① Vertical 파형 조정기로 IRE 눈금의 0위치에 Blanking 신호를 일치시키고 Horizontal 파형 조정기로 파형을 모니터 중심에 오도록 한다.

② Gain 선택

③ Input Filter 선택

ㆍ Flat: 1∼2line 또는 Field의 Luminance, Chroma 등 전체 신호를 포함한 파형을 감시하여 측정한다.

ㆍ L Pass: Low Pass된 Line or Field 신호, 즉 Luminance 파형신호가 선택된다.

ㆍ Chroma: Luminance 신호를 제거 후 Blanking 신호에 대칭되는 Chroma 신호를 감시 측정한다.

④ Preset: 1 Vp-p 기준으로 측정

* IRE(the Institute of Radio Engineer): －40∼100 IRE를 1Vp-p로 규정해서 사용된다.

ㆍ 0∼100 IRE: Video 0.7Vp-p(70%)

ㆍ 0∼－40 IRE: 동기신호 0.3Vp-p(30%)

ㆍ －40∼100 IRE: 전체 영상신호 1.0Vp-p(100%)

⑤ VAR: Variable로 0.8∼2.0Vp-p 범위를 변화시키면서 영상과 동기신호 등을 비교 확인한다.

⑥ ×5: 5배 증폭시켜 자세히 본다.

 

(D) Horizontal 신호 선택 측정 방법

① MAG: Magnify의 약자로 파형을 수평으로 25배 확대 분석하면서 동기신호, Sub-carrier, 색상 등을 측정한다.

② SWEEP: 1∼2Line, 1∼2Field Horizontal Wave 선택 감시

 

(E) W/F Monitor의 Display 조정

W/F Monitor의 정확한 측정을 위한 일종의 준비 작업이다.

① Focus: 영상신호의 초점을 잘 조정하여 예리한 파형으로 관찰할 수 있게 조정한다.

② Scale: IRE의 눈금을 확실히 볼 수 있도록 눈금의 밝기 조정

③ Intensity: 영상신호의 신호밝기를 정당히 조정한다.

그림 17-14 75% color bar의 luminance와 chroma monitor

17.5.3 Vector-scope Monitor

앞에서 설명한 바와 같이 아날로그 영상의 휘도(Luminance)신호를 중심으로 측정하는 것이 파형측정기(Waveform Monitor)라면 컬러의 채도와 색상을 측정하는 것이 Vector-scope이다.

특히 영상신호의 White와 Black신호를 중심점으로 하여 컬러의 색상(Chroma Phase)을 확인하고 조정하는 데는 Vector-scope가 꼭 필요하다. 물론 이 측정기로 영상의 White Balance나 Black Balance도 확인할 수 있다. 2가지 다 Balance가 잘 조절돼 있으면 Vector-scope의 중심점에 작게 영상이 표현된다. 즉 컬러 성분이 없다는 뜻이기도 하다.

(A) 영상 측정 준비(Input 선택)

① 채도와 색상을 측정하려면 Mode에서 XY를 선택하여 Vector-scope 중심점에 기준점이 되도록 교정(Calibration)하거나 확인한다.

② CH A, CH B에 입력신호 선택

Vector-scope의 비디오 입력신호는 독립해서 사용할 수도 있으나 일반적으로 Waveform Monitor의 입력을 Loop Through형태로 받아 입력시켜 서로 비교하여 감시하고 측정한다.

③ Ref.는 INT. EXT.에서 EXT를 선택

④ Mode에서 Vector를 선택한 후 Color Burst(=Black Burst)를 입력시켜 부반손파(Sub-carrier)의 신호가 b-y축(180°)에 일치하도록 Phase 조종간(Control Knob)으로 고정한다.

⑤ Display 준비: Intensity, Focus, Scale을 감시하기 좋게 조정한다. 그 후 컬러 영상신호를 입력시켜 색상과 채도 등을 측정한다.

* 디지털신호일 경우 아날로그로 변환해 볼 때 Color Burst 신호는 존재하지 않는다.

⑥ 영상을 만들어 내는 Camera, 문자발생기, 방송용 컴퓨터그래픽스 등의 장비는 자신의 영상의 기준신호인 Color Bar를 가지고 있다. 이 기준신호가 정확하도록 장비를 조정할 필요가 있는데 이들 장비가 가지고 있는 Color Bar는 100% Color Bar일 수도 있고, 75% Color Bar일 수도 있다. 따라서 Vector-scope의 측정 시는 이 2개의 Color Bar를 구분해서 선택해 측정해야 한다.

그림 17-15 75% color bar vector-scope

(B) Color 측정 방법

① Color Bar가 가지고 있는 색상은 Yellow, Cyan, Green, Magenta, Red, Blue, 그리고 White, Black 신호로 구성된다.

② 각 컬러의 진폭이 Vector-scope에 각각 표시되어 있는 밭전 자(田) 모양 안에 꼭지점이 들어갔을 때 정확한 Color의 Phase와 색도를 나타내어 규정된 Color를 표현하게 된다.

③ White와 Black 신호는 B-y, R-y의 교차점인 중심에 작게 있어야 한다.

④75% Color Bar에서 B-y, R-y의 신호에 의해 Waveform이 형성되는데 Black Set-up Level이 7.5 IRE인 경우 Waveform Monitor에서 볼 때 Yellow와 Cyan Color 진폭의 최대값이 100 IRE에 일치 되고, Red와 Blue Color의 진폭 최소값이 -16 IRE(Black Set-up Level 0 IRE인 경우 -25 IRE)에서 동일하게 표시되면 정확한 조정이다.