CCD(Charge Coupled Device)의 기능

카메라에서 영상이미지를 만들어 주는 역할을 한다. 렌즈를 통과하여 들어오는 빛을 포토센서에 의해 전기적인 전하로 변환시키고 출력하는 역할을 한다. R, G, B 의 빛을 각각 받아 들이는 3개의 CCD가 장착되어 있다. CCD는 하나의 픽셀(화소)들이 밀집된 형태로 모여있다.

CCD의 프레임 생성방법과 방송 방식의 종류
NTSC, PAL, SCAM의 3가지 방송 방식은 한 프레임의 영상을 만들기 위해 2필드를 사용한다.  이때 프레임을 만들기 위해 CCD에서 빛을 전하로 바꾸고 출력하는데 이것을 스캔 또는 캡쳐라는 용어를 사용하며, 필드를 스캔하고 출력하는 방식에 따라 인터레이스 스캔과 프로그래시브 스캔의 두 가지 방식으로 나뉘어진다.

CCD에서 2필드로 스캔하고 수상기에서도 2필드로 주사하는데, NTSC방식은 1초에 30프레임이기 때문에 60필드가 되고, PAL, SECAM  방식은 25프레임 즉 50필드가 된다.

60i, 50i로 사용하며 i는 인터레이스 방식으로 스캔하고 주사하는 방식을 의미한다. 24P, 30P, 60P라고 표시되어 있을 때, 프로그레시브 방식으로 한 번에 두 필드를  동시에 스캔하고 주사하는 것을 의미한다.

인터레이스 스캔 방식은 NTSC나 PAL과 같은 텔레비전 방송 시스템에서 채택하고 있는 주사방법이며, 프로그레시브 스캔 방식은 HDTV의 화질이 개선되면서 영화 제작용 카메리와 호환성을 위해 개발된 것이다.

PsF 스캔 방식 : 1080/24P와 1080/24PsF 방식은 1/48초로 촬영되고 24 프레임으로 기록된다. 그러나 24PsF는 이미지를 스캔한 뒤 출력할 때 인터레이스 방식과 같이 2개의 필드로 나누어 출력하고, 기록할 때도 2필드로 나누어 기록하지만, 영상을 디스플레이하는 VTR(편집기)에서 2프레임을 합쳐 하나의 프로그래시브 프레임으로 재구성한다.

압축비율(샘플링 비율, 표본화 비율, 양자화 비율)

이 과정은 CCD에서 빛을 아날로그 전기 신호로 바꾸고 난후, 다시 디지털 신호로 변경하고 저장매체에 기록하는 과정 바로 앞에서 진행된다. 사용하는 목적에 따라 영상 정보의 양을 조절하는 것이 목적이며, 영상의 형태를 만드는데 사용되는 밝기 신호인 G는 압축하지 않고, 컬러를 표현하는데 사용되는 색신호인 R, B의 압축량을 결정하는 것이다. 즉 카메라에 장착된 R, G, B CCD에서 밝기 신호인 G 신호는 색상에 관계없이 R, G, B 3개의 CCD에서 모두 표본화하고, 나머지 2개의 색신호인 R, B를 각 R, B의 CCD에서 표본화하는 양을 결정하는 것을 의미한다. 이때 압축을 하기 위해 사용하는 소프트웨어가 코덱이며, 영상과 음성신호를 압축하는 양을 결정하는 것이 압축비율이다.

카메라가 사용하는 색공간

카메라가 사용하는 색공간

6,500K의 태양광이 렌즈를 통해 카메라로 들어와 3,200K의 텅스턴 타입의 빛으로 조정되고 카메라 내부에 장착된 프리즘 시스템에 의해 R, G, B 3개의 빛으로 분류된다. 이 3개의 빛은 R, G, B CCD의 포토 센서에 의해 집광된다.  그것을 다시 동일한 비율로 혼합하면 중앙은 정확한 흰색이 되고, 주면으로는 노란, 사이안, 초록, 마젠타, 적색, 청색 등 전체 7개의 컬러를 만들어 내는데 이 색들은 카메라의 모든 컬러를 재현하는데 사용된다.

색온도 변환 필터와 화이트 밸런스

우리 생활속 모든 공간은 실내, 실외에 관계없이 3,200K의 색온도를 가진 가시광선이 비추지 않는 환경이 아주 많기 때문에, 3,200K를 기준으로 촬영하면 정상적인 컬러로 표현되지 않는다. 즉 촬영하는 장소를 비추는 광원의 종류가 3,200K의 텅스턴 라이트가 아닌 경우, R, G, B 혼합비율은 카메라의 기준과 달라진다. 이런 이유에 의해 카메라는 특정의 장소에서 촬영을 할 때, 색온도 변환 필터와 화이트 밸런스 세팅을 동시에 사용하여, 카메라가 원하는 3,200K으로 맞추어 주어, 촬영되는 영상이 사람의 눈으로 보는 것과 같이, 정상적인 컬러로 촬영되도록 하는 것이다.

색온도 변환 필터

카메라가 사용하는 표준광인 3,200K로 사람이 흰색으로 느끼는 6,000K 부근의 빛을 촬영하면 카메라의 기준이 6,000K보다 낮기 때문에 푸른빛으로 표현되고, 반대로 3,000K보다 낮은 쪽의 빛은 카메라의 기준보다 더 높기 때문에 붉은 빛으로 표현된다. 따라서 이 푸른빛과 붉은색의 빛을 카메라의 기준인 3,200K 텅스텐 타입의 빛으로 변환시키기 위해 사용되는 것이 색온도 변환 필터이다. 푸른색은 붉은색 계열의 색온도 변환필터를 사용하여 빛이 필터를 통과할때 푸른빛을 붉은색으로 변환시켜 주어야 한다. 하지만 붉은 빛은 카메라 기준점인 3,200K와 오차가 크지 않기 때문에 RGB 혼합비율을 조절하는 화이트 밸런스 세팅으로 간단하게 보정할 수 있으므로 굳이 푸른색 색온도 변환필터를 사용할 필요가 없다. 따라서 카메라에는 붉은색 계열의 색온도 변환 필터가 카메라로 들어오는 빛의 스펙트럼을 분류하는 프리즘 시스템 앞에 장착되어 있고, 푸른색 계열은 장착되어 있지 않다. 다음은 2차적으로 색온도 필터가 보정하고 남은 나머지 양만큼만, 화이트 밸런스 세팅과정을 통해 섬세하게 보정하는 방법을 사용한다.

화이트 밸런스 세팅의 개념

색온도 변환 필터에 의해 큰 틀에서 빛의 컬러를 바꾸어 주고  난 뒤, 나머지 부분에 대하여 섬세하게 R, G, B 혼합 비율을 3,200K가 되도록 조절하는 것이 화이트 밸런스 세팅 과정인데, 색온도 변환 필터에서 먼저 조절되었으므로 조절되는 범위는 좁다.