(1) HDTV 프로그램의 특성
HDTV(High definition television)는 주사선이 1125라인으로 기존 TV(SDTV : Standard television)의
주사선이 525라인인 것에 비해 2배 이상이 되고 화면비(가로와 세로의 비: Aspect Ratio)는 SDTV의
4:3에 비해서 16:9로서, 영상의 임장감이 좋아지고 화면의 정밀도가 SDTV보다 약 5배 정도 향상되었다.
화질의 특성은 현재의 TV가 16mm 영화필름과 비슷한 화질을 갖고 있다면 HDTV는 35mm 영화필름보다 더욱 선명한 35mm 슬라이드와 유사한 화질을 같고 있다고 볼 수 있다.
또한 TV 시청에 적합한 화면보다 시청자간 거리인 최적 시거리는 SDTV의 경우에는 화면 높이의 6∼7배의 거리이었으나, HDTV에서는 주사선수가 많기 때문에 화면 높이의 3배 정도를 최적 시거리로 할 수
있다. 따라서 이렇게 짧아진 시거리와 화면의 광폭화에 의해 화면을 볼 때 시각이 보다 넓어지므로 심리적인 임장감이나 박력을 얻을 수 있다.
HDTV를 시청하는 시청자는 인간의 시야 특성을 만족 시켜주는, 마치 영화를 보는 것처럼 HDTV 프로그램을 볼 수가 있는 것이다.
이러한 특성을 가진 HDTV 프로그램을 제작할 때, SDTV 프로그램 제작 방법과 달라지는 것은 카메라
워크와 조면 그리고 SDTV 방송과 HDTV 방송이 동시에 병존한다는 것을 전제로 할 때의 편집방법이라
할 수 있다.
(2) HDTV의 카메라 워크
SDTV는 30인치 내외로 최대의 화면을 가질 수 있으나. HDTV는 100인치 더 나아가서는 200인치의 현장감이 우수하고 많은 정보를 전달할 수 있는 세밀한 고해상도의 대형 화면이 가능하다.
그러므로 HDTV는 대형 화면에 적합한 카메라 워크가 프로그램 제작시에 필요하다. 광폭 대형화면의
HDTV 영상은 시청자가 자신의 마음에 드는 영상의 한 부분을 선택하여 볼 수 있으므로 이러한 점을 고려하여 프로그램의 내용이나 목적에 따라 화면의 크기를 효과적으로 선정하여야 한다. HDTV의 고해상도 특성은 여러 가지 장점이 있으나 단점도 있다. 세밀한 부분까지 카메라를 통해 화면에 나타나므로 세트의 결함이나 깨끗하지 못한 의상, 완벽하지 않은 분장 등이 그대로 카메라를 통해 시청자에게 전달됨으로서 세트 디자이너 또는 조명 담당자와 사전에 충분히 협의하여야 한다.
카메라의 초점도 중요한 사항 중에 하나이다. HDTV 카메라는 보다 밝은 광원을 필요로 하여, 조명이 어두울 경우에는 피사계 심도가 나빠지게 된다. 적절한 카메라 워크를 위한 렌즈의 아이리스(iris)는 f2가
한계로서 이것 보다 아이리스를 더 열게 되면 주변이 흐려져서 HDTV의 화질이 열화하게 된다. 물론 카메라의 감도를 높이면 이러한 문제점을 해소되나 현재의 기술 개발 속도로 볼 때 그러한 카메라가 나오기까지는 다소 시간이 소요될 것으로 예상된다. 따라서 현재로서는 HDTV 카메라의 초점은 카메라맨의
감각에 의지 할 수 밖에 없다. 그리고 panning, tilting, zooming의 조작을 빠르게 하면 시청자가 어지럽게 느끼므로 특수한 경우를 제외하고는 피하는 것이 좋다. 다시 말하면 HDTV 영상은 작은 실수가 있을
때 그대로 나타나므로 SDTV보다 세심하고 정확한 안정감이 있는 카메라 워크가 필요하다. 특성상
HDTV는 35mm 영화와 비슷하므로 영화에서 사용되는 카메라 워크를 도입해 보는 것도 좋은 방법이 된다.
(3) HDTV 조명
SDTV 카메라의 감도는 ASA 100∼200 정도이므로 700∼1,500lux의 조명을 필요로 하고 있다. 그러나
HDTV 카메라는 SDTV 카메라에 비해서 감도가 ASA 50정도로 낮으므로 HDTV 조명은 일반 TV 조명보다 적어도 2배 이상이 필요하게 된다. 그러나 HDTV 카메라는 피사계 심도가 SDTV 보다 좋지 못하므로
2배의 조명만으로서는 충분하지가 못하며, 따라서 피사계 심도를 동일하게 놓고 HDTV 카메라를 운용한다면 SDTV 카메라보다 약 4배의 밝기가 필요하게 된다.
그러므로 HDTV 제작을 위해서는 SDTV보다 총 8배의 조명이 HDTV에서는 필요하게 된다. 그러나 스튜디오에서 SDTV보다 8배 밝기의 조명을 설치한다는 것은 그만큼 프로그램 제작비 및 제작시간이 증가한다는 것을 의미하기 때문에 경제적이지 못하다. 이러한 점을 해결하기 위해 HDTV 카메라의 F값을
4∼5.6정도로 증가시키고 SDTV 조명의 4배인 3,000∼6,000lux 정도의 조도를 유지하는 방법을 사용한다. 그렇게 해도 SDTV에 비해 높은 광량의 조명이 필요하므로 조명의 광원을 할로겐램프의 4배 정도의
밝기와 주광색의 색온도(5,600K)를 가진 고휘도 방전등(HMI: Hydrargyrum Medium Arc Length
Iodine)를 사용한다.
(4) HDTV 편집
SDTV 프로그램 제작에서 편집을 할 경우에는 오프라인 편집(off line editing)과 온라인 편집(on line
editing)의 두 가지 방법을 사용하고 있다.
온라인편집은 프로그램이 녹화된 본 테이프(original tape)를 그대로 편집하는 것이고 오프라인 편집은
타임코드를 사용하여 본 테이프를 복사한 복사테이프를 만들어서 온라인 편집 전에 가편집을 하는 것이다. HDTV 프로그램의 편집은 주로 오프라인 편집을 현재 사용하고 있다.
오프라인 편집을 효율적으로 하기 위해서는 HDTV-NTSC방식 변환기를 사용해서 HDTV 프로그램을
NTSC 프로그램으로 변환한 후에 기존의 NTSC 편집장비를 이용해서 가편집을 하는 방법을 사용한다.
이렇게 NTSC로 변환하여 편집을 하면 편집된 데이터와 타임코드를 사용해서 원래의 HDTV 원본 테이프를 다시 편집하게 된다.
HDTV-NTSC 변환과정을 거쳐 오프라인 편집을 하는 것은 HDTV 방송이 현재의 SDTV 방송을 완전히
대체할 때까지는 상당한 시간이 소요되어야 하므로 SDTV-HDTV 동시 방송이 어느 정도 병존해야 한다는 앞으로의 방송여건을 예상하여 장비의 효율적인 이용을 고려한 측면이 그 이유가 된다. HDTV 온라인 편집 과정에서 dissolve, wipe, superimpose 등이 이루어져서 영상편집 과정이 끝나게 된다.
(5) HDTV 카메라의 특성
HDTV 카메라가 SDTV 카메라와 다른 점은 주사선이 2배 이상된다는 점이다. 따라서 당연히 높은 분해능 및 많은 화소수가 필요하므로 새로운 성능과 규격이 요구된다. 즉 주사선 수가 늘어남에 따라 카메라의 렌즈나 촬상관 등 소자가 개선될 필요가 있고, 영상신호 처리도 더욱 세미히 이루어져야 한다. HDTV
카메라의 촬상관으로는 새티콘, 하피콘 및 CCD가 사용된다. CCD는 해상도를 높이기 위하여 기존의
R,G,B 채널의 G채널을 G1, G2로 나누어 4개의 채널을 사용하는 4CCD가 보편적으로 사용되고 있다.
CCD 촬상소자는 1일치의 크기에 2백만 화소가 직접된 제품이 개발되어 사용되고 있다. 새티콘 촬상관도 색재현성이 뛰어나고 해상도가 우수해서 HDTV 카메라에 사용된다.
Saticon을 사용한 HDTV 카메라의 특성은 다음과 같다.
가. 렌즈
HDTV 카메라에서는 줌렌즈의 F값이 2.8 이하가 되면 해상도의 열화가 발생하므로 렌즈의 개선이 필요하다. 또한 HDTV 카메라에서는 피사계 심도의 문제가 있다. 피사계 심도는 SDTV 카메라와 HDTV 카메라 사이에 큰 차이가 있다.
HDTV의 화소는 SDTV의 1/2이므로 HDTV의 피사계 심도는 SDTV의 1/2이 된다. 그러므로 SDTV와 동일한 피사계 심도를 유지하려면 HDTV 카메라의 감도가 그만큼 낮아지는 것을 의마한다. 다시 말하면
SDTV 카메라만큼의 피사계 심도를 유지하기 위해서 HDTV 카메라는 SDTV 카메라 보다 높은 감도가
필요하게 된다.
나. 촬상관
HDTV의 촬상관은 광도전막과 집속, 편향계로 구성되어 있다. 광도전막에 빛을 닿게 하면 광도전막의
이면에는 전하가 유기된다. 한편 Cathode로부터 방출된 전자 Beam은 전계 또는 자계에 의해 광도전막을 주사하면서 유기된 전하를 방전시키게 되며, 이렇게 흐르는 방전 전류가 출력신호가 된다. HDTV의
촬상관에서 높은 해상도를 얻기 위해서는 전자Beam을 가능한 가늘게 만들어야 한다. 따라서 HDTV 카메라의 해상도는 광도전막, 전자빔 집속, 편향계의 성능과 밀접한 관계가 있다.
다. 영상신호 처리
HDTV 카메라의 영상신호 처리는 기존의 카메라와 크게 다르지 않으나 고해상도의 특성 때문에 영상증폭, 윤곽보정, Registration 보정 등이 중요하다.
·영상증폭
촬상관에서 출력되는 신호전류는 수백 nA이하의 매우 미약한 전류이므로 영상신호 처리를 위해서는 증폭을 하지 않으면 안된다. 이렇게 초단증폭을 할 경우 가장 문제가 되는 것은 잡음이다. 이러한 잡음은
주파수에 비례하여 증가하는 특성을 가진 삼각잡음으로서 신호대잡음비(SNR)는 대역폭의 3/2제곱에
비례하여 열화된다. 따라서 3/2MHz 대역폭의 HDTV 카메라에서는 6MHz의 SDTV 카메라에 비해
20log(30/6)3/2=21dB 만큼 열화된다.
HDTV 카메라 영상의 잡음은 높은 주파수 성분이 많으므로 SDTV의 잡음보다 육안으로 보기가 힘들다.
따라서 HDTV 카메라의 신호대잡음비는 SDTV보다 작아도 무방하며 그 차이는 약 10dB 정도가 된다.
이러한 것을 고려하여 HDTV 카메라의 신호대잡음비는 SDTV보다 작아도 무방하며 그 차이는 약 10dB
정도가 된다. 이러한 것을 고려하여 HDTV 카메라의 초당 영상 증폭은 4∼5dB의 신호대잡음비를 개선하고 있다.
·윤곽보정
주파수가 높아지면 촬상관의 해상도 특성이 낮아지는데 이를 윤곽보상회로에서 보상한다. 윤곽보정은
원래의 영상신호에 보정신호를 합쳐서 만드는데 보정신호는 화면의 수직방향과 수평방향의 시간 지연은 약 30nsec정도이고, 수직방향은 1수평 주사기간(대략 3030/2)이 된다. 30nsec 정도의 시간지연은
쉽게 구현할 수 있지만 30의 시간지연은 매우 어렵다. 대역폭이 넓은 HDTV 카메라에서는 아날로그 방식은 적합하지 않아 주로 디지털방식이 사용된다.
·Registration 보정
컬러영상은 R,G,B 출력신호를 합성해서 얻는다. 각각의 R,G,B 출력을 잘 합성하여 기하학적인 어긋남이나 찌그러짐이 없도록 해야 한다. 기하학적인 어긋남이나 찌그러진 상태를 Registration이 일치하지
않았다고 하는데, 편향회로에 가하는 전압이 정확한 파형이 아니거나 렌즈의 색수차 등이 원인이며
Registration이 맞지 않으면 색이 어긋나거나 해상도의 열화를 가져온다.
HDTV 카메라에서는 Registration을 맞추는 것이 SDTV보다 어렵다. 그래서 사용되는 것이 DRC(Digital
Registration Correction)라고 부르는 방법이다. 화면을 격자 형태의 많은 부분으로 나누어 각 부분마다
디지털 방식에 의해 Registration 조정을 하는 것이다.
HDTV 카메라를 사용할 때에 사전에 Registration을 조정하더라도 온도, 지자기, 줌렌즈의 초점거리 등의 변화로 인해 Registration이 어긋나는 경우가 있다.
이러한 현상을 해소하기 위해서 미리 선정된 표준 피사체를 촬상하면서 얻은 Registration 불일치를 검출하여 보정하는 방법이 현재 연구 개발되고 있다. |