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문제 정의
- LED를 가지고 무대 공연 및 HD 카메라 영상을 시연할 수 있기 때문에 대학로 공연장이나 층고가 낮은 스튜디오와 같은 구조에서도 LED를 통한 조명 시스템의 교체 가능성에 중점을 둔 사항들을 연구하였다.
- S교회 중예배실에 설치되어 있는 LED XPar 348은 최적화된 고출력 3[W]로 LED 48개의 LED (12Red, 12Green, 12Blue, 12White) 배열로 구성된 모듈을 설계, 제작하였다. White 및 RGB 효과가 사용 가능하여 다용도 목적으로 제작하였다.
제안 방법
- S교회 중예배실에 설치되어 있는 LWW-2-144P는 144개의 LED (48Red, 48Green, 48Blue) 배열로 구성된 LED 모듈을 설계 및 제작하였다. DMX512를 통한 7색의 페이딩 및 스트로브 등의 효과를 통해 빠르게 변환되는 채색 효과에 중점을 두어 제작하였다.
- S교회 중예배실에 설치되어 있는 XLED 590은 최적화된 고출력 5[W] LED로 90개의 LED (30Red, 30Green, 30Blue) 구성하여 합성플라스틱 및 알루미늄을 외관으로 설계 및 제작하였다. DMX512를 통한 RGB의 Color Mixing을 이용하여 무한한 채색 효과와 중점을 두어 제작하였다.
- S교회의 중예배실은 주 제안목적을 교회 세미나 및 설교와 집회를 가능하게 하고 청년부 모임 및 다목적행사로 중심을 잡고 다양한 문화활동이 가능하도록 화려한 효과가 가능한 장치 위주로 설계 제안하였다. LED Multi Par, LED Moving Light, LED Bar등의 LED 제작 장비를 통한 무대의 활용도를 최대화하고 영상효과를 높이는 데 신경 썼으며 조명의 조도와 각도, 색온도를 고려하여 최적의 영상을 구현하도록 설계제안 방향을 잡았다.
- LED 조명을 설계 형식과 방향에 맞추어 시공을 진행하였고 설치완료 한 사진은 다음과 같다.
- S교회 중예배실에 LED 조명기구를 이용하여 색연출 효과를 나타낼 수 있도록 설계함으로써 전력, CO2, 전기료의 전기적 특성과 조도, 배광 및 색온도의 광학적 특성을 측정하였다. LED와 할로겐 조명기구를 한 피사체에 각각 카메라로 비춰 영상에 나타난 인물 이미지 비교 및 색연출 효과를 확인하였다.
- P교회의 대예배실에 설치되어 있는 LED SUPER STAR 144[W]는 LED 전구의 최적 방열설계를 하기 위해, 상기 최적화된 고출력 3[W] LED의 전산모사 모델의 타당성을 검증하고 3[W] LED 패키지 모델의 배열에 대한 열 해석의 가능성을 확인하기 위하여 샘플 히트 싱크와 48개의 LED 배열로 구성된 LED 모듈을 설계 및 제작하였다. 인물에 대한 Key Light 전용 조명으로 제작하였다.
- 본 연구에서는 무대 방송용 LED 스폿 조명기구를 자체적으로 설계, 제작하여 P교회에 HD카메라 영상촬영 시에 문제가 없도록 조명 설비와 등기구를 구성하였다. S교회 중예배실에 LED 조명기구를 이용하여 색연출 효과를 나타낼 수 있도록 설계함으로써 전력, CO2, 전기료의 전기적 특성과 조도, 배광 및 색온도의 광학적 특성을 측정하였다. LED와 할로겐 조명기구를 한 피사체에 각각 카메라로 비춰 영상에 나타난 인물 이미지 비교 및 색연출 효과를 확인하였다.
- S교회의 중예배실은 주 제안목적을 교회 세미나 및 설교와 집회를 가능하게 하고 청년부 모임 및 다목적행사로 중심을 잡고 다양한 문화활동이 가능하도록 화려한 효과가 가능한 장치 위주로 설계 제안하였다. LED Multi Par, LED Moving Light, LED Bar등의 LED 제작 장비를 통한 무대의 활용도를 최대화하고 영상효과를 높이는 데 신경 썼으며 조명의 조도와 각도, 색온도를 고려하여 최적의 영상을 구현하도록 설계제안 방향을 잡았다.
- 그로 인해 규모에 맞는 적절한 방식으로 조명 장치 배치 및 조화를 고려하고 입체적 조명을 투사하는 부분에 중점을 두어야 한다. 기존 교회에 가장 문제 시 되고 있는 부분을 파악한 후에 알맞은 교회 조명 시스템을 구축하였다.
- 대예배실 조명을 설계 형식과 방향에 맞추어 시공을 진행하였고 설치완료 한 사진은 다음과 같다.
- 대예배실은 주 제안 목적을 설교 및 대규모 집회 행사로 중심을 잡고 충분한 조도 확보와 실내의 경건미를 살리고 설교자에게 포인트를 주어 성도들로 하여금 피로감을 덜 느낄 수 있는 부분에 중점을 두었다. 이로 인해 설교에 집중할 수 있도록 설계하였다.
- 할로겐 1[kW]와 LED Spot Superstar 144[W] 3200[K], 6500[K]를 5m 거리에서 KONICAMINOLTA 제품인 CHROMA METER CL-200을 사용하여 피사체에 45°로 비추었을 때의 조도와 색온도를 측정하였다. 또한 LED XPar 384 210[W], XLED 590 480[W]의 조도를 측정하여 그래프화 하였다.
- 기존에 비해 다양한 컬러 효과를 통한 행사에서 강대상의 활용도를 최대화할 수 있다. 또한 삼각조명 방식을 이용하여 순광, 측광, 역광에 LED Par를 배치하여 색온도 조절을 통해 인물조명으로 사용하여 기존 할로겐 등의 문제였던 발열 및 소음 부분에서도 확연한 개선점을 시사한다.
- 또한 설교자 후면 리어스크린에 벽체 그림자를 없애기 위한 LED 바를 설치하여 영상효과를 높이는 데 신경 썼으며 조명의 조도와 각도, 색온도를 고려하여 최적의 영상을 구현하도록 설계제안 방향을 잡았다.
- 또한 HD급 특수조명 설비 시스템을 통해 디지털 방식에 적합한 영상조명 시스템 환경을 구성하였으며 여러 효과 장치를 통해 대규모 행사 시 유용하게 사용할 수 있도록 하였다. 또한 조명 효과를 통해 성도들의 적극적인 예배 동참을 이끌고 LED를 설치하여 설교자의 불편한 문제점을 최소로 하고 그림자를 없애기 위한 위치선정을 합리화 하도록 하였다.
- 먼저 기본적으로 LED Spot Superstar와 LED XPar 384를 인물의 투시각도의 45 ~ 50도에 맞추었으며, 강대상의 전면, 측면, 후면에 삼각조명 방식으로 비출 수 있도록 조치하였다. 또한 컬러 효과를 주기 위해 강대상 위에 LED Bar와 LED Moving Light 부가적인 설치를 하였고 벽체 또한 LED Bar를 통해 배경효과를 강조하여 완료하였다.
- P 교회의 대예배실의 시스템 구조는 다음과 같다. 먼저 기본적으로 Ceiling Light Batten을 회중석 위에서 강단의 전면에 비추어 주는 바턴으로 설교자의 투시각도의 45 ~ 50도에 맞추어 설치하였으며, LED 144[W]를 강대상의 전면, 측면, 후면에 삼각조명 방식으로 비출 수 있게 설치하였고 성가대 쪽의 Light Batten을 설치하여 성가대 부분을 비출 수 있게 부가적인 설치를 하여 완료하였다.
- 먼저 기본적으로 LED Spot Superstar와 LED XPar 384를 인물의 투시각도의 45 ~ 50도에 맞추었으며, 강대상의 전면, 측면, 후면에 삼각조명 방식으로 비출 수 있도록 조치하였다. 또한 컬러 효과를 주기 위해 강대상 위에 LED Bar와 LED Moving Light 부가적인 설치를 하였고 벽체 또한 LED Bar를 통해 배경효과를 강조하여 완료하였다.
- 본 연구에서는 무대 방송용 LED 스폿 조명기구를 자체적으로 설계, 제작하여 P교회에 HD카메라 영상촬영 시에 문제가 없도록 조명 설비와 등기구를 구성하였다. S교회 중예배실에 LED 조명기구를 이용하여 색연출 효과를 나타낼 수 있도록 설계함으로써 전력, CO2, 전기료의 전기적 특성과 조도, 배광 및 색온도의 광학적 특성을 측정하였다.
- 예전 할로겐 등을 이용한 컬러필터를 통한 컬러 효과와 비교하여 영상의 질 부분에서의 차이점을 사진을 비교함으로써 알 수 있다. 기존에 비해 다양한 컬러 효과를 통한 행사에서 강대상의 활용도를 최대화할 수 있다.
- P교회의 대예배실에 설치되어 있는 LED SUPER STAR 144[W]는 LED 전구의 최적 방열설계를 하기 위해, 상기 최적화된 고출력 3[W] LED의 전산모사 모델의 타당성을 검증하고 3[W] LED 패키지 모델의 배열에 대한 열 해석의 가능성을 확인하기 위하여 샘플 히트 싱크와 48개의 LED 배열로 구성된 LED 모듈을 설계 및 제작하였다. 인물에 대한 Key Light 전용 조명으로 제작하였다.
- 제작한 LED 조명기구 144[W] 3200[K]와 6500[K]와 기존 할로겐 조명기구 제품과 비교하였다. 측정 항목은 조명기구별 소비전력, CO2 발생량, 전기료를 1시간, 1일, 30일 사용 시로 분류하여 와트맨 (HPM - 100A)으로 측정하였다.
- 제작한 LED 조명기구 144[W] 3200[K]와 6500[K]와 기존 할로겐 조명기구 제품과 비교하였다. 측정 항목은 조명기구별 소비전력, CO2 발생량, 전기료를 1시간, 1일, 30일 사용 시로 분류하여 와트맨 (HPM - 100A)으로 측정하였다.
- 피사체에 조사할 경우 연출되는 영상을 카메라 측정하였다. 카메라 측정방법은 인물에 각각 LED 조명기구 LED Spot Superstar 144[W], LED XPar 384 210[W], XLED 590 480[W],, LWW-2-144P 144[W]를 조사하여 카메라에 영상을 담아 각각의 연색계수 및 조도를 실측하였다.
- 피사체에 조사할 경우 연출되는 영상을 카메라 측정하였다. 카메라 측정방법은 인물에 각각 LED 조명기구 LED Spot Superstar 144[W], LED XPar 384 210[W], XLED 590 480[W],, LWW-2-144P 144[W]를 조사하여 카메라에 영상을 담아 각각의 연색계수 및 조도를 실측하였다.
- 할로겐 1[kW]와 LED Spot Superstar 144[W] 3200[K], 6500[K]를 5m 거리에서 KONICAMINOLTA 제품인 CHROMA METER CL-200을 사용하여 피사체에 45°로 비추었을 때의 조도와 색온도를 측정하였다.
대상 데이터
- S 교회에 설계·제작한 LED XPar 384 210[W], XLED 590 480[W],, LWW-2-144P 144[W]를 성극, 뮤지컬 및 찬양 콘서트 등의 행사 등의 대비하여 시연하였다.
- S교회 중예배실에 설치되어 있는 LED XPar 348은 최적화된 고출력 3[W]로 LED 48개의 LED (12Red, 12Green, 12Blue, 12White) 배열로 구성된 모듈을 설계, 제작하였다. White 및 RGB 효과가 사용 가능하여 다용도 목적으로 제작하였다.
- S교회 중예배실에 설치되어 있는 LWW-2-144P는 144개의 LED (48Red, 48Green, 48Blue) 배열로 구성된 LED 모듈을 설계 및 제작하였다. DMX512를 통한 7색의 페이딩 및 스트로브 등의 효과를 통해 빠르게 변환되는 채색 효과에 중점을 두어 제작하였다.
- S교회 중예배실에 설치되어 있는 XLED 590은 최적화된 고출력 5[W] LED로 90개의 LED (30Red, 30Green, 30Blue) 구성하여 합성플라스틱 및 알루미늄을 외관으로 설계 및 제작하였다. DMX512를 통한 RGB의 Color Mixing을 이용하여 무한한 채색 효과와 중점을 두어 제작하였다.
성능/효과
- P 교회의 대예배실은 LED 144[W] 조명기구를 설치하여 일반 할로겐 조명과 비교한 결과 90 ~ 150%로 동등 혹은 그 이상의 조도를 얻을 수 있다는 결론을 얻을 수 있었다. 또한 설교자 영상을 비교한 결과 영상 밝기 및 색감이 좋아졌고 그림자도 많이 없어져서 영상의 질이 향상된 것을 알 수 있다.
- 이로 인해 설교에 집중할 수 있도록 설계하였다. 또한 HD급 특수조명 설비 시스템을 통해 디지털 방식에 적합한 영상조명 시스템 환경을 구성하였으며 여러 효과 장치를 통해 대규모 행사 시 유용하게 사용할 수 있도록 하였다. 또한 조명 효과를 통해 성도들의 적극적인 예배 동참을 이끌고 LED를 설치하여 설교자의 불편한 문제점을 최소로 하고 그림자를 없애기 위한 위치선정을 합리화 하도록 하였다.
- P 교회의 대예배실은 LED 144[W] 조명기구를 설치하여 일반 할로겐 조명과 비교한 결과 90 ~ 150%로 동등 혹은 그 이상의 조도를 얻을 수 있다는 결론을 얻을 수 있었다. 또한 설교자 영상을 비교한 결과 영상 밝기 및 색감이 좋아졌고 그림자도 많이 없어져서 영상의 질이 향상된 것을 알 수 있다. 설교자의 영상조명을 기존 할로겐 1[kW] 조명을 사용했을 시 조도 및 색온도 비교 시 LED 144[W]급 조명기구로 대체가 가능하며 10배 이상의 전기용량 절감 효과를 볼 수 있다는 결과가 나왔다.
- 예전 할로겐 1[kW]에서 LED 144[W]로 교체함으로 인해 영상의 질 부분에서의 차이점을 사진을 비교하여 알 수 있다. 삼각조명 방식을 이용하여 순광, 측광, 역광에 LED 144[W]를 배치하여 색온도 조절을 통해 비춤으로써 인물의 얼굴색 색깔 차이와 턱밑, 안경 밑에 그림자가 생기지 않는 결과가 나왔다. 그리고 그림 20에 비해 인물 및 머리카락에 광택이나 입체감을 주고 배경에서 인물이 떠오르는 부분을 그림 21에서 확인할 수 있었다.
- 또한 설교자 영상을 비교한 결과 영상 밝기 및 색감이 좋아졌고 그림자도 많이 없어져서 영상의 질이 향상된 것을 알 수 있다. 설교자의 영상조명을 기존 할로겐 1[kW] 조명을 사용했을 시 조도 및 색온도 비교 시 LED 144[W]급 조명기구로 대체가 가능하며 10배 이상의 전기용량 절감 효과를 볼 수 있다는 결과가 나왔다. 그리고 기존의 할로겐 조명 1[kW] LAMP의 수명은 200 ~ 300시간인데 비해 LED 144[W]급 조명기구의 LED 수명은 20,000 ~ 30,000시간이므로 100배 이상의 수명의 차이가 있는 것을 볼 수 있다.
후속연구
- 이를 통해, S교회의 중예배실과 같이 층고가 낮은 곳에 LED 조명 등기구를 활용하여 뮤지컬, 찬양 콘서트 연극등이 가능함을 확인하므로 대학로 소극장을 LED 조명 등기구로 교체한다면 많은 에너지 세이빙을 할 수 있다고 사료되며, 이와 같은 결론을 얻을 수 있다.
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