[논문]4K 초고속 카메라 촬영기술의 워크플로우에 관한 연구

김상일; 박성철; 김정호; 권순철; 이승현

doi:10.9728/dcs.2014.15.3.425

[국내논문] 4K 초고속 카메라 촬영기술의 워크플로우에 관한 연구
A Study on the Workflow of Cinematography with 4K High Speed Camera 원문보기

디지털콘텐츠학회 논문지 = Journal of Digital Contents Society, v.15 no.3, 2014년, pp.425 - 432

김상일 (광운대학교) , 박성철 (광운대학교) , 김정호 (광운대학교) , 권순철 (광운대학교) , 이승현 (광운대학교)

초록
AI-Helper

4K 초고속 카메라 촬영은 해상도 및 셔터스피드 증가로 인해 빠른 피사체의 영상을 모션 블러 없이 Full HD 4배 해상도로 촬영이 가능하다. 그러나 해당 촬영은 데이터 량의 증가와 광량, 포커스 등 여러가지 제약사항이 뒤따른다. 증가된 셔터스피드로 인해 광량 부족 현상을 가져올 수 있어 조리개를 개방하여 촬영하는 경우가 많아 초점 조절에 제약이 따른다. 또한 증가된 해상도와 프레임레이트로 인해 저장 공간의 한계가 뒤따르기 때문에 촬영 기록에 제한이 따르고 있다. 따라서 본 연구는 4K 초고속 카메라(Phantom Flex 4K) 제작 사례를 통해 위와 같은 한계점들에 대해 분석하고, 이를 극복하기 위한 효율적인 워크플로우를 디자인 하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

4K high speed camera shooting enables shooting of fast subjects in Full HD 4 times resolution without motion blur due to increase in resolution and shutter speed. However, this shooting incurs several limitations including focus, intensity of radiation and increase in data quantity. As lack of intensity of radiation may occur due to increased shutter speed, it is shoot by opening aperture and limitation in focusing follows. In addition, there is limitation in shooting records since it has restriction in storage due to increased resolution and frame rate. In this regard, this study aims to analyze the limitations shown above through production case of 4K high speed camera (Phantom Flex 4K) and to design effective workflow to overcome this.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

본 논문에서는 Phantom Flex 4K 초고속 카메라를 이용한 영상 제작을 통해 효율적인 워크플로우 디자인에 목적을 두었다. 4K 영상의 1,000 프레임 초고속 실내외 촬영을 통해 제작 현장에서 발생하는 문제점, 개선점 등을 분석하여 워크플로우를 디자인 한다.
최근 UHDTV가 보급되면서 4K 콘텐츠 제작의 붐이 일어나고 있으며, 질 좋은 콘텐츠 제작을 위해 다양한 기법들이 적용되고 있다. 본 논문은 국내에서 처음 시도된 초고속 촬영을 접목한 4K 콘텐츠 제작 사례를 통해 효율적인 워크 플로우를 디자인하였다. 프리프로덕션-프로덕션 -포스트프로덕션 단계별 제한점들을 분석하고, 이에 대한 제한점 극복 방안에 주안을 두었다.
4K 영상의 1,000 프레임 초고속 실내외 촬영을 통해 제작 현장에서 발생하는 문제점, 개선점 등을 분석하여 워크플로우를 디자인 한다. 이러한 연구과정을 통해 UHDTV 방송시대의 수준 높은 콘텐츠를 준비하고, 방송 제작 환경 변화에 따른 새로운 방송환경에 적합한 제작방식과 기술변화에 대한 이해의 폭을 넓히고자 한다.

제안 방법

본 논문에서는 Phantom Flex 4K 초고속 카메라를 이용한 영상 제작을 통해 효율적인 워크플로우 디자인에 목적을 두었다. 4K 영상의 1,000 프레임 초고속 실내외 촬영을 통해 제작 현장에서 발생하는 문제점, 개선점 등을 분석하여 워크플로우를 디자인 한다. 이러한 연구과정을 통해 UHDTV 방송시대의 수준 높은 콘텐츠를 준비하고, 방송 제작 환경 변화에 따른 새로운 방송환경에 적합한 제작방식과 기술변화에 대한 이해의 폭을 넓히고자 한다.
4K 초고속 촬영의 제한점 분석을 통해 아래 그림과 같이 효율적인 워크플로우를 제시하였다. 데이터 저장 용량의 한계로 사전 계획이 잘되어야 하며, 기획 단계를 거쳐 촬영 준비단계에 서는 카메라 콘트롤 어플리케이션 설치 후 충분한 스토리지를 확보한다.
Standard Video Signal인 경우 고속촬영된 영상 원본을 카메라와 연결된 HD-SDI 단자를 통하여 원하는 비디오 형식으로 출력한다. HD-SDI 레코더(HDCAM, Ki-Pro)에 저장하여 HD 테이프나 MOV, DNxHD 파일 형태로 레코딩 한다. (그림 2)는 PCC를 이용한 환경 구성을 보여준다.
노이즈 발생영역, 주 컬러 확인하고 노이즈 축소세팅 및 렌더링을 한다. 그레인(grain) 제거와 일치하는 최적 값을 확인하여 샤프니스(sharpness) 필터를 추가, 디테일 보완 단계를 거쳐 진행한다. (그림 4)는 화이트 노이즈 장면(a) 노이즈 리덕션 장면(b)을 보여준다.
따라서 노이즈 리덕션 작업을 통해 노이즈 발생 영역을 최소화시킨다. 노이즈 발생영역, 주 컬러 확인하고 노이즈 축소세팅 및 렌더링을 한다. 그레인(grain) 제거와 일치하는 최적 값을 확인하여 샤프니스(sharpness) 필터를 추가, 디테일 보완 단계를 거쳐 진행한다.
데이터 저장용량으로 인해 촬영 저장의 한계, 광량부족으로 인한 노이즈 발생, 그리고 광량 부족 시 조리개 개방으로 심도가 얕아지는 현상으로 피사체의 초첨 조절의 어려움이 있었다. 이를 극복하기 위한 제시된 효율적인 워크플로우는 피사체 속도에 의한 적정 fps 선정, 피사체의 빠른 움직임으로 가변하는 초점 영역에 대한 사전 포커스링 식별, 현장 모니터에 의한 Cilp 별 저장 구간 선정, 화이트 노이즈 리덕션이 항목으로 제시되었다. 해당 논문은 질 좋은 UHD 4K 콘텐츠 제작에 초고속 촬영 기법의 적용에 가이드라인을 제시 할 수 있을 것이라 판단된다.
본 논문은 국내에서 처음 시도된 초고속 촬영을 접목한 4K 콘텐츠 제작 사례를 통해 효율적인 워크 플로우를 디자인하였다. 프리프로덕션-프로덕션 -포스트프로덕션 단계별 제한점들을 분석하고, 이에 대한 제한점 극복 방안에 주안을 두었다.
화질은 기존의 HDTV 보다 4배(3840×2160)에서 16배(7680×4320)까지 높은 화소와 10, 12 비트의 컬러 영상 포맷을 정의 하였다.

성능/효과

Phantom Flex 4K 촬영간 다음의 3가지 제한 점들이 제시되었다. 1) 데이터 저장용량으로 인 해 촬영 저장의 한계, 2) 광량부족으로 인한 화이트 노이즈 발생, 3) 광량 부족 시 조리개 개방으로 심도가 얕아지는 현상으로 피사체의 초첨 조절의 어려움이 따른다.
두 번째, 초고속 촬영의 경우 늘 제한되는 것이 광량의 부족이다. (그림 3)은 실내외 촬영의 조명 배치도 및 환경을 보여주며, <표 4>는 광량에 따른 설정 값을 보여준다.

후속연구

이를 극복하기 위한 제시된 효율적인 워크플로우는 피사체 속도에 의한 적정 fps 선정, 피사체의 빠른 움직임으로 가변하는 초점 영역에 대한 사전 포커스링 식별, 현장 모니터에 의한 Cilp 별 저장 구간 선정, 화이트 노이즈 리덕션이 항목으로 제시되었다. 해당 논문은 질 좋은 UHD 4K 콘텐츠 제작에 초고속 촬영 기법의 적용에 가이드라인을 제시 할 수 있을 것이라 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	4K 초고속 카메라 촬영으로 Full HD 4배 해상도를 촬영할 시 문제점은 무엇인가?	4K 초고속 카메라 촬영은 해상도 및 셔터스피드 증가로 인해 빠른 피사체의 영상을 모션 블러 없이 Full HD 4배 해상도로 촬영이 가능하다. 그러나 해당 촬영은 데이터 량의 증가와 광량, 포커스 등 여러가지 제약사항이 뒤따른다. 증가된 셔터스피드로 인해 광량 부족 현상을 가져올 수 있어 조리개를 개방하여 촬영하는 경우가 많아 초점 조절에 제약이 따른다. 또한 증가된 해상도와 프레임레이트로 인해 저장 공간의 한계가 뒤따르기 때문에 촬영 기록에 제한이 따르고 있다. 따라서 본 연구는 4K 초고속 카메라(Phantom Flex 4K) 제작 사례를 통해 위와 같은 한계점들에 대해 분석하고, 이를 극복하기 위한 효율적인 워크플로우를 디자인 하였다.
	UHDTV는 무엇인가?	최근 3DTV를 넘어 UHDTV가 각광을 받고 있으며, 이에 따른 4K 영상제작이 활성화 되고 있다. UHDTV는 초고화질 TV 라고 불리며 HDTV 보다 4배에서 16배 이상의 해상도를 가 지고 뛰어난 화질을 가지는 방송기술이다[1]. UHD 방송 제작 장비와 UHDTV 출시 그리고 UHD 방송 정책으로 현재 UHD 방송은 현실화 되고 있으나 정작 UHD 방송을 위한 콘텐츠 제 작현실은 그렇지 못하다.
	고속카메라는 일반적으로 무엇에 사용되는가?	일반적으로 고속카메라는 인간의 눈으로 보기에 빠른 현상의 물체를 촬영 하는데 사용 된다. 프레임레이트는 일반적으로 초당 촬영 기록하는 값이며, 셔터스피드는 센서에 기록 되어지는 노출시간이다.

참고문헌 (14)

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상세보기
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Park, Sung-Dae and Han, Soo-Whan, "A Study on Tapeless HD Format Editing-Focus on video editing using PMW-EX3 and Avid Media Composer-", Journal of Digital Contents Society, Vol.10, No.3, pp. 461-468, 2009.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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