디지털캠코더 무엇이 달라졌나?

	2002.06.12

오늘은 지난 번에 이어 디지털 캠코더가 구체적으로 아날로그 캠코더와 어떻게 달라졌는지 알아본다.

CCD를 통한 디지털 영상 만들기 비디오 카메라의 뿌리는 스틸카메라의 원리에서부터 시작됐다. 피사체를 오목렌즈를 통해 비추면 반대측에서는 상이 역으로 맺힌다. 비디오 카메라도 같은 원리로, 우선 렌즈를 통과시킨 영상을 빛의 정보로서 기억시킨다. 그곳이 바로 우리가 흔히 말하는 CCD(Charge Coupled Devices)이며 이를 통과한 영상정보는 전기신호로 바뀐다. 좀더 자세히 말하자면 CCD(전하 결합소자)는 약 1㎝ 크기의 사각으로 된 작은 칩인데 사람으로 말하면 눈에 해당한다. 이 칩속에는 수십 만개의 광센서가 박혀 있어 여기에 빛이 닿으면 강약에 의해 전기신호가 발생한다. 파형을 측정하는 오실로스코프를 이용해 영상정보를 전기신호로 표시하면 파형의 그래프가 형성되는 것을 알 수 있는데 이것을 아날로그 신호라고 부른다. 디지털 비디오 카메라에서는 이를 막대그래프(샘플링)로 바꿔 하나 하나의 신호를 0과 1이라는 신호(양자화 비트)로 기억하게 된다. 이 막대가 많으면 많을수록 깨끗한 영상(음성도 마찬가지)을 얻을 수 있다. 일례로 같은 그림을 4개의 색으로 그린다고 하자. 20등분해서 그린 것과 100등분으로 나눠 그린 것은 후자가 그린 그림의 색 패턴이 많다는 것을 알 수 있다. 색 표현을 풍부하게 하려면 색 패턴이 많을수록 좋다. 디지털 비디오 카메라에서도 보다 풍부한 고화질 영상을 얻기 위해 막대그래프의 수를 늘려 영상을 보다 세밀하게 데이터로 기록한다. 또한 색의 수를 가능한 많게 하기 위해 빛의 3원색인 적(R). 녹(G), 청(B)을 각각 256단계로 빛의 농도와 강약에 의해 나눈 뒤 모두 따로따로 섞으면 약 170만여 가지의 색표현이 가능한데 이를 디지털 캠코더에 적용시켰다. 디지털 캠코더는 어떻게 이루어져 있나? DV방식은 국내외의 많은 업체들이 참가해 설립된 ‘HD 디지털 VCR 협의회’에서 표준화한 가정용 디지털 비디오의 규격으로 영상이나 음성, 다양한 데이터에서 제어신호까지 폭 6.35㎜(1/4인치)의 테이프에 헤리스칼(회전헤드) 스캔방식의 디지털로 기록한다. NTSC방식의 1프레임 분량의 정보는 10라인의 트랙을 사용해 테이프에 기록되며 트랙피치도 10㎛라는 고정밀도 기록을 한다. 영상신호의 기록에는 디지털 신호화 된 영상 데이터를 약 1/5로 압축하는 압축기술이 채택돼 있는데, 일상적으로 우리가 보는 TV화면에는 영상정보가 많이 있는 부분과 비교적 적은 부분, 움직임이 많은 곳과 적은 곳이 있게 마련이다. 디지털 캠코더의 압축에서는 영상의 정보가 극히 적은 곳이나 움직임이 거의 없는 부분을 골라 데이터를 제거함으로써 영상정보가 확연히 줄어 그만큼 데이터의 양도 줄일 수 있다. 이러한 압축기술을 사용해 광대한 양의 데이터를 더욱더 축소시켰고 깨끗한 영상을 얻을 수 있게 됐다. 해상도(Resolution) 휘도(Y)신호의 A/D(아날로그/디지털)변환에 13.5㎒라는 높은 샘플링 주파수가 채택돼 있어 8비트의 양자화로 디지털신호화해 기록한다. 이에 따라 가정용 비디오로 최고 레벨의 수평해상도 500라인이라는 높은 해상력을 지닐 수 있게 됐다. 색 재현성 색 신호는 업무용 비디오 기기의 신호형식과 같은 R-Y와 B-Y의 색차신호를 각각 샘플링주파수 3.357㎒, 8비트의 양자화로 A/D변환해 디지털로 기록함에 따라 색 대역이 약 1.5㎒라고 하는 기존 가정용 비디오의 약 3배까지 확대돼 있어 지금까지 충실한 색재현이 어려웠던 적색(R) 등도 색번짐이 거의 없다. TBC(Time Base Corrector) 회로내장 영상의 흔들림이 거의 없는 안정적인 고화질을 실현하기 위해 영상신호의 시간축의 타이밍을 정확하게 잡아 지터(Jitter 시간축오차)의 발생을 방지하는 TBC(시간축보정장치)회로를 내장해 고정밀도의 디지털 신호처리가 가능하다. S/N(신호대 잡음) 비율 입력시 A/D변환된 디지털 신호는 재생시 D/A변환될 때까지 신호를 처리해 테이프에 기록 및 출력 등의 과정 모두가 디지털로 처리됨으로 기록·재생시에 화질의 떨어짐이 거의 없어 높은 S/N비의 깨끗한 화질을 얻을 수 있다. 또한 디지털만이 가질 수 있는 에러 정정부호가 내장돼 있어 높은 신뢰성을 확보할 수 있다. 음성기록 음성기록에는 PCM(Pulse Code Modulation) 디지털 방식이 채택돼 있고 2종류의 음성모드가 규격화 돼 있다. 하나는 12비트 비직선양자화/샘플링주파수 32KHz의 <12 비트·2스테레오 모드>로 2계통의 스테레오 음성기록이 가능해 편집에 편리한 모드이고 또 하나의 모드는 16비트 직선양자화/샘플링주파수 48KHz의 <16비트·스테레오 모드>로 DAT(Digital Audio Tape)나 위성방송의 B모드음성과 같은 고음질의 디지털 녹음이 가능한 것이다. 디지털(DV) 카세트 테이프 8미리나 VHS 등 아날로그 테이프에서는 영상과 음성을 2개의 트랙(A, B)으로 나눠 녹화나 재생하고 DV 테이프에서는 5라인의 트랙을 1개의 필드로 하고 있으며 2개의 필드로 1장의 화면이 만들어지고 영상과 음성을 따로따로 기록한다. 테이프상에 기록하는 패턴은 비디오 섹터(영상신호)와 오디오 섹터(음성신호)가 완전히 분리돼 있어 타임코드 등을 기록하는 서브코드셀렉터 등이 있다. DV테이프가 기존의 아날로그 테이프에 비해 더욱더 향상된 기능을 보이는데 첫째로 백코팅(Back Coating)이라고 하는 새로운 층을 붙여 테이프의 주행시 보다 부드럽게 함으로써 기계와의 마찰을 대폭 감소시켰다. 또한 테이프의 손상을 막아주는 보호막으로써 새로운 하드카본 보호막을 부착해 내구성을 더욱 향상시킨 점 등 두가지를 들 수 있다. 테이프의 폭 6.35㎜에 광대한 디지털 데이터를 고밀도로 기록하는 DV방식에서는 정밀한 디지털 기록을 가능하게 하는 고출력·저노이즈의 고성능 테이프를 채택하고 있다. 2가지 유형의 카세트사이즈 DV방식에서는 캠코더 등에서 사용되어지는 최장 60분 최대 60분까지 녹화·재생할 수 있는 미니DV와 최대 270분까지 장시간 녹화·재생이 가능한 DV카세트의 2종류의 카세트사이즈가 규격화 돼 있다. 미니DV 카세트는 폭66×길이48×깊이12.2㎜, DV카세트는 폭125×길이78×깊이14.6㎜로 기존에 비해 상당히 콤팩트한 사이즈다. 카세트메모리 카세트메모리는 카세트 자체에 내장한 IC 메모리와 플로피 디스켓과 같은 역할을 하는 메모리칩을 채택한 유형 등 두 가지가 있고, 이에 호환 가능한 캠코더나 VTR에서 촬영 당시의 녹화·촬영일 등 데이터의 입·출력은 물론 기록된 데이터의 리스트를 화면에 띄워 화면을 찾을 때 용이하다. 또한 IC메모리에는 미리 테이프의 두께 등의 기본 데이터가 기록돼 있어 검출이나 식별구조를 전자화함으로써 신뢰성을 높이고 있다. DV단자(IEEE1394, i.Link) 탑재 DV단자는 영상이나 음성, 새로운 데이터 코드 등 AUX 데이터까지 디지털 신호로 곧바로 입·출력할 수 있는 단자로 이를 채택한 다른 모델과 DV케이블 하나로 접속이 가능해 A/D변환이나 D/A변환의 경로를 거칠 필요가 없어 화질이나 음질의 열화가 거의 없는 편집을 할 수 있게 됐다. 타임코드 내장 테이프 상의 서브코드 셀렉터에 프레임단위(1/30초 정확히 하자면 1/29.97초)의 타임코드를 자동으로 기록함에 따라 고정밀도의 편집을 지원한다. AUX(Auxiliary 예비, 보조) 데이터 AUX데이터는 녹화나 촬영한 날짜, 와이드 촬영정보 등을 자동기록하는 것으로 기록된 데이터는 필요에 따라 화면에 나타낼 수 있다. 또한 하드측의 기능에 의해 캠코더로 촬영시 카메라부의 F(조리개)값의 기록 등에도 활용할 수 있다.