- 다양한 주제에 대해 자유롭게 글을 작성하는 게시판입니다.
Date 15/07/09 01:10:06
Name   한아
Subject   카메라의 젤로 현상에 관해서 (쓰려다가 DSLR vs 캠코더로...)
사실은 DSLR의 젤로 현상에 관해서 쓰려다가 잡설이 길어져 DSLR vs 캠코더 글이 되어버렸습니다.
본격 산으로 가는 카메라 글이 되었군요.
쓸데없는 잡지식을 집요하게 설명하느라 엄청 길고 재미없는 글이 될 수도 있겠지만,
요즘 카메라는 누구나 쓰는 기계이기 때문에 흥미있으신 분도 있을거라 믿습니다!
얼짱







DLSR에 본격적으로 동영상 기능이 추가되면서 가정용 캠코더는 설 자리를 많이 잃었습니다.
고성능 줌렌즈와 비전문가도 쉽게 영상 촬영을 할 수 있도록 디자인된 기능들은 DSLR이 따라올 수 없었지만,
아직까지도 동영상보다는 사진이 일상 생활에서 범용성이 더 뛰어나고, 그런 사진 기능에선 DSLR이 압도적으로 우위에 서 있었기 때문에
사람들이 캠코더 vs DSLR(with 동영상 기능)의 사이에서 구매 결정을 할 때에 DSLR을 선호하게 되었습니다.

사용자가 굳이 렌즈교환식의 DSLR이 필요없다 하더라도,
컴팩트 디카와 DSLR 사이에서 좋은 스펙을 뽐내는 하이엔드급 디카 라인업이
틈새를 촘촘히 메우고 있었기 때문에 캠코더가 끼어들 여지가 없었죠.

캠코더가 구매력이 떨어지는 이유는 여러가지가 있습니다.
일단 가격효율면에서 뛰어난 화질의 사진까지 커버 가능한 DSLR을 따라잡기 힘들고,
동영상 촬영이 목적이다보니 보여지는 스펙 수치상 불리한점을 안고 가야하죠.
HD로 대표되는 1920x1080 동영상 표준 해상도로는 2500만화소는 훌쩍 뛰어넘는 요즘 사진기랑 비교할때 뭔가 많이 부족해보입니다.
(애초에 올바른 비교대상이 아닌데두요!)

그럼 무조건 DSLR이 좋을까요?
글쎄요. 동영상 촬영이 주목적이라면 여전히 캠코더가 좋다고 말씀드리고 싶네요.
DSLR의 동영상 기능은 편의성이나 뛰어난 성능보다는, 범용성이라는 측면으로 접근하는게 좋을 것 같습니다.
수동조작이 가능하고 렌즈 교환이 되는 고급 사진기에, [덤으로 동영상도 된다] 정도로요.

캠코더의 촬영 편의성은 DSLR과 확연히 차이납니다.
2500만 화소는 가뿐히 넘는 카메라들이 범람하는 시대에, Sony의 a7s처럼 최신 카메라임에도 1200만 화소라는 의문의 스펙으로 출시하는,
(하지만 제작사가 a7s로 성취하려는 목적과, 이 카메라에 도입된 기술을 살펴 보면 화소수가 줄어들긴 했으나 절대 스펙다운이 아닙니다. 수치상 그렇다는거죠.)
이런 특수한 경우가 아니고서야, 캠코더의 편의성과 영상촬영에 최적화된 설계는 애초에 DSLR로 따라잡을 수 있는게 아니죠.

나는 라이트한 사용자니깐 간단한 동영상 기능만 있으면 괜찮아! 라고 해도,
의외로 전문가가 아닌 일반적인 사용에 있어서도 발목을 잡는 경우가 있습니다.

예를들면,
DSLR의 배터리 문제나 기록시간의 문제가 있습니다.
센서의 발열과 메모리 저장 등, 영상촬영에 최적화되어있지 않기 때문에,
DSLR로 영상을 촬영할 시 배터리 소모는 매우 심하고, 또 기종마다 시간이 달라지긴 하지만 보통 30분 이상의 영상을 촬영할 수 없습니다.
(그리고 이 문제는 영상촬영을 노리고 나온 위의 a7s도 갖고 있는 문제들 중 하나입니다. 조루배터리...)


헐
30분이상 영상을 촬영할 일이 있는가?

오히려 전문적인 용도로 카메라를 쓰는 드라마나 영화같은데선 철저히 러닝타임을 계획하고 찍기 때문에 사실 30분 이상의 롱테이크를 가는 경우가 흔치 않습니다만,
일상에서의 영상촬영에서는 2~3시간되는 행사나 공연, 또는 강의, 세미나 촬영시 의외로 걸리적거리는 문제가 될 수 있거든요.
특히 연주 시간이 굉장히 길 수 있는 음악회나 쉬는시간이 딱히 없는 강연 같이 쭉 이어서 촬영해야 하는 경우,
틈틈히 REC버튼으로 적당한 때에 끊어주지 않으면, 중간에 촬영이 자동으로 중단되어 뚝 끊기는 사고가 발생할 수 있습니다.

메모리 문제에서도 자유롭지 않죠.
요즘이야 많이 개선되었긴 한데, 캠코더에 들어가는 영상 압축 코덱의 성능과, DSLR에 그냥 덤으로 얹어준 영상 압축 코덱의 저장능력, 압축능력의 차이는,
보이지 않지만 의외로 화질이나 메모리 효율면에서 꽤나 불편함을 가져올 수 있습니다.
(이 부분은 카메라 제조사들이 꽤나 좋은 코덱들을 DSLR에 집어넣기 시작하고, 고용량의 메모리들이 출시됨에 따라 어느정도 해소되었습니다.)

또한 DSLR의 장점으로 불리는 거대한 센서의 크기는 사진 촬영시에 뛰어난 화질을 보여주면서, 아웃포커싱을 쉽게 하여, 많은 사람들의 사랑을 받았지만,
오히려 영상촬영시에는 멋모르고 찍으면 더 심한 흔들림 유발, 쉽게 맞지 않는, 그리고 맞추는데 오래 걸리는 초점 등의 문제를 가지고 있어 걸림돌이 되었죠.
고가의 DSLR이 그냥 일반 휴대폰 카메라보다 흔들림 제어가 잘 안되고 어려운 이유가 바로 이 센서의 크기 때문입니다.

캠코더의 센서 크기는 DSLR보다 작습니다.
애초에 요구되는 유효화소수가 4K라도 2000만화소가 안되기 때문에, 일반 가정용 캠코더에 굳이 큰 센서를 넣을 필요가 없어지는거죠.
그리고 원래 이 글의 본 주제인 젤로현상도 이 센서의 크기의 차이에서 생겨납니다.








일단 젤로현상이 뭔지 모르시는 분들도 계실테니 영상을 준비해 봤습니다.



위처럼 화면이 젤리처럼 출렁대는 현상이 바로 젤로현상입니다.



이 동영상에선, 천천히 좌우로 팬할때는 괜찮아 보이는데, 빠르게 팬할시 수직으로 서있어야 할 건물들이 대각선으로 누워버리는 현상을 볼 수 있습니다.
특히나 이 영상에선 거대한 센서를 자랑하는 5D가 테스트 카메라로 활용되었네요.

어질
눈에 보이는대로 정확한 화상을 담아내야 할 카메라가 이런 부자연스러운 움직임을 기록하면 안되겠죠.
요즘은 또 하늘에 날리는 드론 때문에 이런 젤로현상이 다시 이슈가 되는 듯 싶습니다만.
(드론의 움직임이 급격한 경우가 많아서 그런 듯 싶습니다.)



제가 이런 젤로 현상은 센서의 크기에도 영향을 받는다고 말했지만 엄밀히 따져보면 정확한 이유는 아닙니다.버럭
제가 여러가지의 과정을 생략하고 단순히 센서의 크기라고 일축하여 표현했거든요.
정확히는 센서의 기록 방식과 셔터 스피드에 연관이 더 깊은데요,

과거 카메라에는 촬상면에 빛이 닿기 전에 물리적으로 빛을 가려주는 가림 막이 있었습니다. 이게 바로 셔터 Shutter(Shut=닫다)인데요,
필름은 빛이 닿으면 재활용이 불가능하기 때문에 이처럼 기계적으로 빛을 차단해 주고, 필요할때 정확한 양의 빛을 얻기 위해 이 셔터를 여닫아야 했습니다.
그리고 과거에는 이 셔터가 정교하고 빠를수록 고성능의 카메라가 되는 것이었죠.(빛을 컨트롤하는 능력이 뛰어나니까요.)

하지만 디지털 센서로 바뀌면서 이런 기계식 셔터들이 전자식 셔터로 바뀌게 됩니다.
디지털 센서는 물리적인 셔터 없이 항시 빛을 받고 있어도, 센서의 조작을 통해 빛의 사용량을 조절할 수 있었죠.
CMOS 센서인 경우 이를 롤링셔터라 하고, CCD일 경우 글로벌 셔터라고 합니다.
(이 둘의 차이가 젤로 현상을 결정짓는데 자세한건 아래에서)



이런 전자식 셔터는 여러가지 장점이 있습니다.

일단 조용하고 흔들림이 없다는 것.
필름카메라의 찰칵하는 소리는 카메라에서 사진이 찍히고 있다는걸 알리기 위해 일부러 만드는 소리가 아니라, 실제로 기계식 셔터가 여닫히는 소리입니다.
핸드폰 카메라의 찰칵하는 소리는 그냥 녹음된 효과음이구요.
그리고 기계식 셔터는 카메라 안에서 어떤 물리적인 부품이 굉장히 빠른 속도로 움직이기 때문에, 굉장히 미세하더라도 흔들림이 있습니다.
전자식 셔터는 이런게 없다는거죠.

또다른 장점 중 하나는 바로 빠른 셔터 스피드입니다.
물리적으로 움직여야만 되는 기계식 셔터와는 다르게, 전자식 셔터는 센서에 전자적 조작을 가하면 끝입니다.
덕분에 빠른 속도의 셔터 스피드를 구현할 수 있게 되었고, 엄청 빠른 셔터 스피드 = 동영상이 되는겁니다.
미학적 접근이 아닌 기술적 접근으로 1초에 24장 이상(영화 fps 기준)의 사진만 찍어낸다면 그게 바로 영상이 되는 것이죠.
이게 바로 DSLR에서 동영상이 가능한 원초적인 이유구요.

(그렇다고 지금 당장 DSLR의 셔터 스피드를 1/24로 놓고, 연사로 찍어서 사진들을 이어 붙인다고 동영상이 되는건 아닙니다.
그 셔터 스피드 세팅값은 빛의 양을 조절하는 거지 동영상 조작방법이 아니에요. ㅠㅠ 연사속도가 1/24초 이상 되어야합니다.)

전자식 셔터를 활용하는 센서 종류는 입력 방식에 따라 크게  두 가지가 있습니다.
위에서 언급한 CCD와 CMOS 방식인데요,
현재 대부분의 카메라가 CMOS 센서를 활용하고 있습니다.

CCD의 경우 발열에 굉장히 약하고, 제조 단가가 무척 높습니다.
특징으로는 빛을 받을때 RGB라 불리는 빨강, 초록, 파랑의 색을 담당하는 센서가 각각 따로 정해져있습니다.
이 때문에 노이즈에 강점을 보이죠. 또한 칩 사이즈가 작아서 소형화하기 좋습니다.
하지만 센서를 크게 만들기가 어렵죠. 가격이 엄청 올라가버리니까요.

CMOS는 일단 전력을 적게 사용합니다.
특징으로는 CCD와는 다르게, 한 픽셀의 센서에서 모두 RGB값을 받아낼 수 있습니다.
또한 이걸 병렬 전송하기 때문에 데이터 처리 속도도 빠른 편이죠.
대신 칩 사이즈가 커서 초소형으로 만들기 어렵고, 한 픽셀에서 데이터를 처리하기 때문에 노이즈에 약합니다.
제작단가가 싸고, DSLR 제작사들의 노이즈 처리 기술이 발달해서 요즘은 대부분 CMOS를 쓴다고 보면 됩니다.
같은 사이즈에서 화질 자체는 CCD가 좋습니다만, 그 절대 크기를 늘리려면 엄청난 제작 단가를 감수해야해서,
저렴하게 화질개선(그냥 센서 자체를 크게 만들어서)을 할 수 있는 CMOS가 DSLR에 많이 쓰지요.



여기서 젤로 현상을 유발하는게 CCD의 전자식 셔터(글로벌 셔터)와 CMOS의 전자식 셔터(롤링셔터)의 차이 때문에 발생하게 되는데요.
정확한 표현은 아니지만 이해하기 쉽도록 이미지를 준비해봤습니다.





혹시 바로 이해가 되시나요?뻘뻘
한 칸이 바로 각 센서의 픽셀들이고, 숫자는 이미지를 기록하는 순서입니다.(다시 말씀드리지만 이해를 위한 간소한 그림이지 실제 센서 작동의 정확한 표현은 아닙니다.)
CCD의 경우 빛을 받는 즉시 모든 센서가 동시에 이미지를 기록하게 되고, 모든 센서가 같은 순간에 동작하기 때문에 이를 글로벌 셔터라고 부릅니다.
CMOS의 경우 맨 윗줄부터 순서대로 기록하기 때문에 이미지가 위에서부터 펼쳐지는 식으로 기록되기 때문에 롤링셔터라고 부르구요.

그리고 여기서 젤로 현상이 발생하는 이유가 나오는거죠.
CMOS는 이미지를 동시에 기록하기 못하기 때문에 1번 줄과 10번줄이 기록되는 시간 차가 발생하여 젤로 현상이 일어나게 됩니다.
여기선 단순히 열개의 줄이지만 카메라의 화소수를 생각해보면 센서가 인지해야 되는 픽셀 개수가 세로로 1080개나 되는겁니다.
거기에 사진용으로 개발된 DLSR은 저 수치를 훨씬 웃돌죠.

거기에 DSLR 영상 촬영을 하는 대표 주자였던 오두막의 경우는 라인스키핑까지합니다.살금



라인 스키핑을 하는 이유는 간단합니다.
동영상이 요구하는 1080p의 HD해상도는 1920x1080 만큼의 해상도를 요구하는데,
사진용으로 개발된 5D의 센서 해상도는 mark II 기준 5634x3752입니다.
동영상 찍는데는 3밖에 필요없는데, 크기는 10이니, 10을 다 써서 동영상을 찍으면 엄청난 낭비겠죠.
그래서 위 그림처럼 센서의 모든 픽셀을 활용하지 않고 띄엄띄엄 쓰는겁니다.
이 때문에 아까 언급한 CMOS 센서의 시간차 외에도 라인스키핑의 시간차이도 발생합니다.
DSLR의 센서가 동영상 찍기에 필요이상으로 커서 발생하는 문제죠.
결국 5D mark II로 헨드헬드나 과격한 패닝을 하면 젤로현상이 엄청 심각해지는 겁니다.


CCD와 CMOS의 젤로 현상 비교 영상이 있으니 잠깐 보시죠.




그럼 캠코더가 아닌 DSLR의 영상 촬영에서 발생하는 문제는 CMOS 센서의 롤링셔터 때문이라고 단정지을 수 있을까요?
이게 또 그렇지는 않습니다.
왜냐면 요즘은 캠코더들도 다 CMOS 센서를 쓰거든요!
펀치
그래서 캠코더들도 이 젤로 현상이 발생하긴 합니다만, DSLR보다는 훨씬 덜합니다.
바로 캠코더에 들어가는 CMOS 센서의 크기가 DSLR과 비교할 시에 무척 작거든요.

때문에 롤링셔터로 발생하는 시간차가 DSLR과 비교해 많이 줄어들었고,
또 불필요하게 2000만화소의 센서를 가지고 있지도 않고, 영상촬영에 딱 알맞는 화소수를 지녔기 때문에 처리 속도도 우월합니다.
위에서 언급했던 a7s의 화소수가 1200만화소로 줄은 이유 중 하나도 라인스키핑을 없애고, 동영상에 최적화된 센서를 집어넣기 위함이었죠.



캠코더야 가정용이고 작은 센서를 써도 문제 없으니 그렇다고 치면,
Super 35mm의 대형 디지털 센서를 쓰는 전문가용 영상 촬영 카메라들은 여전히 젤로 현상을 극복하지 못했을까요?
아니면 글로벌 셔터를 위해 고가의 CCD를 달았을까요?


까악


영화 촬영 카메라의 3대 끝판왕이었던 ARRI Alexa, RED Epic, Sony F55의 롤링셔터 테스트입니다.
셋 다 CMOS센서를 쓰고 있습니다. 하지만 센서 안에 이 대형 센서에서 발생하는 시간차보다 빠르게 입력하기 위한 고성능의 칩이 들어가 있죠.



상대적으로 저렴한 Epic의 경우에는 젤로현상을 극복하지 못한 것처럼 보입니다.
제 눈에는  F55 > Alexa >>>>> Epic 순으로 좋아보이네요.

사실 DSLR도 CMOS 센서 칩의 기록 속도를 개선해서, 1번 줄부터 10번줄까지 가는 시간차보다 빠른 속도로 이미지 처리를 할 수 있는 고성능의 칩을 달면, 이 문제가 해결됩니다,
그런데 말입니다... 애초에 캠코더가 아닌 사진기가 왜 그래야할까요?
그러한 칩셋의 개선은 엄청난 제조단가의 상승을 불러올 텐데요.

결국 이 젤로현상은 [DSLR에 동영상 기능은 추가로 얹어준 덤일 뿐이다!]에 대한 인증이 되어버리는거죠.


최근에는 이런 문제들이 많이 개선된 고성능의 카메라가 나오고 있고,
캠코더와 사진기의 경계가 많이 무너지고 있긴 하지만,
역시 동영상은 캠코더로 찍어야 되는 겁니다!


...라고 말하고 싶지만, 요즘엔 그냥 젤로현상 나오게 찍고, 후반 보정으로 이런걸 잡아주는 소프트웨어/플러그인들도 있더라구요.
결국 사진도 찍긴 찍어야 되니, 일반 가정용으론 DSLR을 사는게 좋겠네요.
분노?????!!!!!!!


...............................................


이상으로 길게 썼는데 
하나도 쓸데없는 카메라 이야기였습니다.
좌절하아...



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