24p

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1. 개요
2. 24p와 다른 비디오 형식 간의 변환
- 2.1. 24p를 PAL로 변환
- 2.2. 24p를 NTSC로 변환
3. 비선형 편집과 24/25 텔레시네
4. 24p 영상의 표시
5. 24p와 30p의 비교
6. 네이티브 24p
- 6.1. 23.976p
7. 24p의 단점
8. 미래
참조

1. 개요

24p는 초당 24프레임으로 촬영되는 비디오 형식을 의미하며, 다른 비디오 형식과의 변환, 특히 PAL, NTSC 간의 변환 방식에 대한 내용이 주를 이룬다. 24p를 PAL로 변환할 때는 속도를 4.1% 빠르게 하거나, 프레임을 세 필드로 유지하는 패턴을 사용한다. NTSC로 변환할 때는 3:2 풀다운 방식이 일반적이나, 2:3:3:2 풀다운 방식과 같은 개선된 기술도 존재한다. 60i 영상을 24p로 변환하는 옵티컬 플로우 방식도 있다. 24p는 비선형 편집에 적합하며, HD 디스플레이에서 직접 표시할 수 있다. 24p는 23.976p로 표현되기도 하며, 빠른 카메라 움직임에 "스트로브" 현상이 발생할 수 있다는 단점이 있다. 미래에는 48p, 60p, 120p와 같은 더 높은 프레임 속도가 디지털 시네마에서 사용될 수 있다.

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영상 형식 - 1080i
1080i는 1920x1080 픽셀 해상도를 가진 고화질 텔레비전 방송 방식으로, 인터레이스 방식을 사용하며 초기 HDTV 시대에 널리 사용되었고, 현재는 1080p와 4K 해상도 등장으로 사용이 줄었지만, 스포츠 방송 등에서 고해상도와 대역폭 효율성을 제공하며 텔레비전 기술 발전에 기여했다.
영상 형식 - SÉCAM
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2. 24p와 다른 비디오 형식 간의 변환

24p는 PAL, NTSC 등 다른 프레임 속도를 가진 비디오 형식으로 변환될 때 여러 기술적인 문제를 야기한다.^[1]

2. 1. 24p를 PAL로 변환

24p 영상은 텔레시네를 거쳐 PAL 형식으로 변환할 수 있는데, 가장 일반적인 방법은 영상 속도를 1/24 (약 4.1%) 빠르게 하는 것이다.^[1] 이 경우 각 24p 프레임은 두 개의 50i 필드를 대체한다. 이 방식을 사용하면 움직임에 인공물이 거의 발생하지 않아 일반적으로 눈에 띄지 않는다. 다만, 영상 속도가 약 4.1% 빨라지면서 음정이 반음의 0.707만큼 높아지는데, 이 역시 대부분 인지하기 어렵다. 경우에 따라서는 피치 변경을 통해 원래 음정을 복원하기도 한다.^[1]

24p 영상의 속도를 빠르게 할 수 없는 경우(예: 라이브 NTSC 또는 HD 피드를 통해 영상이 들어오는 경우)에는 대부분의 프레임이 두 필드 동안 화면에 유지되지만, 매 0.5초마다 한 프레임이 세 필드 동안 유지되는 패턴으로 변환될 수 있다. 이 때문에 시청자는 초당 두 번씩 움직임이 끊기는 현상을 볼 수 있다. 이러한 현상은 영화로 촬영되었거나 영화 부분이 포함된 프로그램이 NTSC에서 편집된 후 PAL 국가(대부분 뮤직 비디오)에서 방영될 때 흔히 나타난다. 또한 NTSC-PAL 변환은 각 영화 프레임을 다음 프레임으로 흐리게 만드는 경향이 있어 영화 영상을 보는 최적의 방법으로 여겨지지 않는다.

2. 2. 24p를 NTSC로 변환

24p 영상을 NTSC (29.97fps) 형식으로 변환할 때 일반적으로 3:2 풀다운 방식이 사용된다. 이 방식은 24개의 프레임을 60개의 필드로 늘리기 위해 각 프레임을 두 개의 필드로 분할하고, 두 번째 프레임마다 필드 하나를 복제하여 세 개의 필드를 생성한다. 이 필드들은 2-3-2-3-2-3-2-3-2-3-2-3-2-3 패턴으로 재생되어 60i 스트림을 생성하는데, 움직임이 부자연스러워 보이는 문제가 발생할 수 있다.^[3]

고급 풀다운(2:3:3:2) 방식은 3:2 풀다운 방식의 단점을 개선하기 위해 개발되었다. 이 방식은 첫 번째 프레임을 두 필드, 두 번째 프레임을 세 필드, 세 번째 프레임을 세 필드, 네 번째 프레임을 두 필드로 변환하는 방식으로, 24p 프레임이 서로 다른 두 개의 60i 프레임에 분할되는 것을 방지한다. 이는 DV 형식에서 효율적인 편집을 위해 사용되며, 압축 효율성을 유지하면서 인터레이스 아티팩트를 줄인다.^[4]

60i 영상을 24p로 변환하는 방법도 존재한다. 필드를 혼합하거나 디인터레이싱하는 간단한 방식부터, 옵티컬 플로우를 사용하는 고급 방식까지 다양하다. 옵티컬 플로우 방식은 두 프레임 간의 시간적 차이를 보정하여 60개의 프레임에서 24개의 프레임 정보를 추론하는 방식으로, 가장 높은 품질의 변환 결과를 제공하지만 복잡한 연산 과정이 필요하다.^[6] 어도비 애프터 이펙트, VirtualDub, AviSynth 같은 프로그램을 사용하여 변환할 수 있다.

3. 비선형 편집과 24/25 텔레시네

24프레임/s 비디오를 25프레임/s 속도로 전송하는 과정은 24p 필름 러시를 비선형 편집기로 가져오는 가장 일반적인 방법이다. 이렇게 생성된 25프레임/s 비디오는 비선형 편집 시스템으로 전송될 수 있으며, 필름 프레임과 비디오 프레임 간의 1:1 프레임 대응 관계를 유지한다. 비선형 편집 시스템은 자료가 실제로 25프레임/s가 아닌 24프레임/s로 시작되었음을 인지하고, 올바른 속도로 재생한다.

원래 필름 키코드와 24프레임/s 오디오 타임코드는 이 정보를 포함하는 텔레시네 로그 파일을 생성하여 25프레임/s 텔레시네 타임코드와 일치시킬 수 있다. 즉, 비선형 편집기가 이 정보를 갖게 되면, 편집은 24프레임/s 타임코드 측면에서 완전히 수행될 수 있으며, 필름 커팅 또는 스캔된 필름 이미지의 디지털 중간 과정 후반 제작을 위해 키코드 정보가 보존된다.

24p 프로젝트에서는 사운드가 움직이는 그림과 별도로 녹음되므로 동기화 또는 오디오 피치와 관련된 문제는 없다. 오디오 자료는 단순히 자연스러운 속도로 움직이는 그림 자료와 별도로 가져와서 비선형 편집기 내에서 동기화된다.

4. 24p 영상의 표시

NTSC 장비는 모니터가 60i 프레임 속도만 지원하므로 24p 신호를 직접 표시할 수 없다. 따라서 24p 자료를 표시하려면 풀다운을 추가해야 한다. 대부분의 편집 시스템은 3:2 풀다운 또는 2:2:2:4 풀다운을 추가한다. 파이널 컷 프로 v7 및 이전 버전에서 애플이 선택한 2:2:2:4 풀다운 방식에서는 네 번째 프레임마다 반복된다. 이 방식은 처리량이 적게 필요하므로 속도가 느린 하드웨어에서 구현하기 쉽지만, 프레임 중복으로 인해 상당한 저크 현상이 발생한다.

HD 제작에서는 HD-SDI 인터페이스가 60i 및 50i 프레임 속도 외에 24p 프레임 속도를 지원한다. 많은 HD 모니터가 24p 신호(풀다운이 추가된 60i 신호가 아님)를 수신할 수 있으며 24p 자료를 직접 표시할 수 있다.

HD 자료의 최종 사용자 시청을 위해 많은 디지털 형식에서 24p를 지원하고 있다. Windows Media, QuickTime 및 RealVideo와 같은 컴퓨터 형식은 컴퓨터 모니터에서 24p 비디오를 직접 재생할 수 있다. 초기 NTSC 플라스마 및 LCD 모니터는 60Hz로 작동하며 1080i(60i) 또는 720p(60p) 콘텐츠 소스만 지원하여 24p 입력 신호가 외부 소스에서 변환되어야 했다. 이후의 60Hz 모니터는 1080p24 콘텐츠를 수용할 수 있었지만 24p 콘텐츠를 표시하기 위해 3:2 풀다운을 사용하여 저크 현상을 발생시켰다. 현재 많은 모니터가 120Hz 이상에서 신호 처리를 지원하여 각 프레임을 고정된 수의 리프레시 사이클 동안 표시하여 저크 현상 없이 24p 콘텐츠를 표시할 수 있다. 예를 들어, 120Hz 디스플레이는 각 24p 프레임을 정확히 5개의 디스플레이 프레임 동안 표시할 수 있다. 이 기능은 종종 120Hz 이상의 텔레비전과 관련된 모션 보간 기능과는 별개이다.

HD DVD와 블루레이 디스크는 모두 24p 프레임 속도를 지원하지만, 이 모드의 기술적 구현은 두 형식 간에 다르다. 블루레이 디스크는 자체 타이밍으로 24.000p 또는 23.976p를 모두 지원하는 반면, HD DVD는 24p에 60i 타이밍을 사용한다(누락된 프레임을 "반복 필드 플래그"로 대체하며, 이는 DVD-Video와 동일합니다).^[14]

5. 24p와 30p의 비교

찰스 포인턴에 따르면, 24 프레임/s 속도는 단순한 영화 표준이 아니며, 50Hz 시스템(2:2 풀다운, 4% 빠름)과 59.94Hz 시스템(2:3 풀다운, 0.1% 느림)으로 변환하는 데 적합하다. 24 프레임/s 이외의 속도를 선택하면 널리 사용되는 변환 방식이 손상되어 영화 제작자가 국제 시장에 접근하기 어려워진다.^[1]

6. 네이티브 24p

DVD의 MPEG-2 스트림은 24000/1001 프레임을 무손실로 저장할 수 있으며, 소프트 텔레시네 플래그를 사용하여 30/1001 인터레이스 스트림의 필드에 압축한다.^[14] 프로그레시브 스캔 DVD 플레이어와 HDTV에서는 역 텔레시네를 적용하여 프로그레시브 프레임을 복원한다.

24p 비디오 제작은 HDTV와 디지털 시네마에서 널리 사용되었으며, ''스타워즈'' 프리퀄 삼부작과 같은 영화에서도 사용되었다. 2002년 파나소닉은 프로슈머 DV 카메라 AG-DVX100을 출시했는데, 이 카메라는 24p를 포함한 다양한 프레임 속도 간 전환이 가능하여 영화와 같은 영상을 만들 수 있었다. 캐논 또한 캐논 XL-2를 출시하여 DVX100과 동일한 프레임 속도 및 풀다운 옵션을 제공했다.

2005년 12월, 파나소닉은 24p HD를 지원하는 Panasonic AG-HVX200을 출시했다. 이 카메라는 독립 영화 제작자를 타겟으로 했으며, 테이프 대신 P2 메모리 카드에 영상을 기록하는 방식을 채택했다.

일반적으로 24p를 지원하지 않는 DV와 같은 포맷으로 24p를 기록하기 위한 옵션으로는 PsF (프로그레시브 세그먼트 프레임), 2:3 풀다운 및 고급 풀다운 등이 있다.

오늘날 일부 뮤직 비디오와 텔레비전 시리즈는 24p 비디오로 촬영된다. HD DVD와 블루레이 디스크는 모두 24p 프레임 속도를 지원하지만, 기술적 구현은 두 형식 간에 다르다. 블루레이 디스크는 24.000p 또는 23.976p를 모두 지원하는 반면, HD DVD는 24p에 60i 타이밍을 사용한다.^[14]

6. 1. 23.976p

NTSC TV 및 비디오 배포(예: 캐나다 또는 미국)용으로 제작된 24p 제작물은 실제 프레임 속도가 24000/1001 (약 23.976) fps이다. 많은 사람들이 발음하기 쉽지 않은 "23.976" 대신 "24p"라고 줄여서 표현한다. 이는 NTSC의 "30 프레임/초" 프레임 속도가 실제로는 30/100.1%이며, 29.97 프레임/초라고도 불리기 때문이다. 이 프레임 속도는 23.976 프레임/초의 비디오에 3:2 풀다운이 적용될 때 일치한다. 일부 NLE 프로그램은 23.976을 23.98로 표기하여 혼란을 야기할 수 있다.

23.976 fps 타임 코드를 사용할 때, "초" 카운터는 24 프레임 후에 증가하지만, 실제 초보다 약간 더 길다. 23.976 fps 타임 코드 표기법에서 "초"는 실제 초보다 약간 더 긴 1.001 (24 × 1 / (24000 / 1001))초이기 때문에 다른 시간 소스와 작업할 때 혼란이 발생할 수 있다. 즉, 타임 코드가 00:16:40:00에 도달했다는 것은 비디오가 16분 40초(1000초)가 아닌, 16분 41초(1001초) 동안 재생되었다는 의미이다.

NTSC 지역에서도 영화 제작은 특히 DCI를 위해 정확히 24 프레임/초(정수 프레임 속도)로 촬영되는 경우가 많아 혼란과 기술적인 어려움의 원인이 될 수 있다. 유럽용 4K 블루레이도 종종 24.000 프레임 속도를 사용한다.

약간 다른 프레임 속도는 비디오 및 오디오 동기화에 문제를 일으킬 수 있지만, 비디오 자료가 편집 시스템에서 "진정한" 24 프레임/초로 알려진 자료의 운반체로 간주되고, 오디오가 일반적인 영화 관행처럼 움직이는 이미지와 별도로 녹음되는 경우에는 문제가 되지 않는다.

널리 사용되는 Matroska (.mkv) 비디오 컨테이너 형식에서 초보 사용자가 23.976 비디오를 24.000으로 선언하면 코덱 변환 오류, 비디오 끊김 현상(프레임 "드롭" 및 "클로닝"), 오디오 동기화 손실이 발생할 수 있다. 반면, 일부 넷플릭스 오리지널은 24.000으로 인코딩되는데(예: ''위쳐''), 이는 일부 장치(예: 3년 후에 애플에서 수정된 Apple TV, 및 Xbox Series X)에서 재생 문제를 야기한다.

7. 24p의 단점

24fps 비디오는 다른 더 높은 프레임 속도보다 빠른 카메라 움직임에 더 어려움을 겪는다. 마치 비디오처럼 촬영된 24fps 영화가 느린 카메라 패닝 및 줌 동작 없이 촬영될 때처럼 "스트로브" 또는 "조각난" 움직임을 보이기도 한다.^[16] 따라서 24fps는 즉흥적인 카메라 액션이나 "현실" 카메라 작업이 필요한 프로그래밍에는 적합하지 않다.

8. 미래

디지털 시네마 장비는 이제 3D에서도 전통적인 24p와 함께 48p, 60p, 120p와 같은 훨씬 더 높은 프레임 속도를 처리할 수 있다.^[17] 48p는 24p의 두 배의 모션 분해능을 가지지만 더 많은 대역폭, 데이터 저장을 필요로 한다. 피터 잭슨의 영화 ''호빗''은 48p 프레임 속도를 사용한 작품이다.^[18]

일부 최신 최고급 전문 비디오 카메라는 초당 120 프레임 프로그레시브 캡처를 제공하며, 이는 24p의 5배이며 편집 옵션과 모션 샷의 정밀도를 통해 24p, 30p, 50i, 60i/p로 변환할 수 있다.^[19]

참조

_[1] 웹사이트 Framerate conversion @ toolstud.io https://toolstud.io/[...] 2021-08-08
_[2] 웹사이트 Music Video Shooting At 30p http://www.cinematog[...] Cinematography.net
_[3] 웹사이트 Nicky Pages' Digital Solutions http://www.hamradio.[...] 2020-08-29
_[4] 웹사이트 24PA, 24F, 24P, 25F, 25P, 30F, 30P explained http://www.avchduser[...] 2008-09-04
_[5] 웹사이트 How a 3:2 Pull Down Cadence works when converting Film to Video Telecine – XYHD.TV http://www.xyhd.tv/2[...] 2020-08-18
_[6] Webarchive Slow Motion in 24p Filmmaking http://rarevision.co[...] 2010-12-25
_[7] 서적 Digital video and HD: Algorithms and interfaces Morgan Kaufmann
_[8] PDF A Tutorial on Magic Numbers for High Definition Electronic Production http://www.poynton.c[...] Charles A. Poynton
_[9] 웹사이트 "#3968 (fieldmatch does not work for mixed telecined and progressive content) – FFmpeg" https://trac.ffmpeg.[...] 2021-08-27
_[10] 웹사이트 HQV Benchmark Version 2.0score card https://www.qualcomm[...] 2021-08-28
_[11] 웹사이트 HQV Benchmark DVD Testing Part 2 https://www.audiohol[...] 2021-08-28
_[12] 웹사이트 '[fixed!] Apple TV 4K lacks support for 24.000 video - AVS Forum {{!}} Home Theater Discussions And Reviews' https://www.avsforum[...] 2020-01-02
_[13] 웹사이트 Apple TV: tvOS 14.5 to support both 24.000fps and 23.976fps https://www.flatpane[...] 2021-02-18
_[14] 웹사이트 High Definition Facts https://docs.microso[...]
_[15] 웹사이트 Screen refresh rate in Windows does not apply the user selected settings on monitors & TVs (that report specific TV compatible timings) https://support.micr[...] 2021-08-17
_[16] 웹사이트 SVP – SmoothVideo Project – Real Time Video Frame Rate Conversion https://www.svp-team[...] 2020-08-18
_[17] 웹사이트 Why movies like The Hobbit are moving from 24 to 48 fps - ExtremeTech https://www.extremet[...] 2020-08-18
_[18] 웹사이트 Peter Jackson shooting The Hobbit at 48FPS, should speed up those long walking scenes http://hd.engadget.c[...] 2011-04-25
_[19] Webarchive Cameras http://www.red.com/c[...] 2009-11-05

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