텔레시네

3. 프레임 속도와 주사 방식

방송 텔레비전의 등장으로, 제작자들은 생방송 텔레비전 프로그램 외에도 영화로 기록된 텔레비전 프로그램과 영화를 활용하고자 했다. 그러나 영화는 일반적으로 초당 24프레임으로 촬영되는 반면, 텔레비전은 NTSC 방식에서는 초당 30프레임(실제로는 29.97프레임), PAL/SECAM 방식에서는 초당 25프레임으로 주사되기 때문에 문제가 발생했다. 이러한 프레임 속도 차이로 인해 영화를 텔레비전 카메라로 재생하면 깜박임이 발생했다.

키네스코프는 텔레비전 디스플레이의 이미지를 텔레비전 주사율에 동기화하여 필름에 기록하는 데 사용되었다. 이를 통해 비생방송 프로그램도 촬영, 편집 후 텔레비전으로 재생할 수 있었고, 깜박임 문제도 해결되었다. 다양한 디스플레이 장치들은 필름 체인으로 결합되어 방송사가 다양한 형태의 미디어를 전환할 수 있게 했다.

그러나 영화관 프레임 속도로 촬영된 영화는 여전히 문제로 남아 있었다. 이를 해결하기 위해 영화 속도를 텔레비전 프레임 속도에 맞게 높이는 방법이 있었지만, NTSC에서는 눈과 귀에 띄는 변화가 있었다. 다른 해결책으로는 선택한 프레임을 주기적으로 두 번 재생하는 방법이 있었다. NTSC에서는 영화의 네 번째 프레임마다 두 번 보여주는 방식으로 프레임 속도 차이를 수정했다. 더 발전된 기술로는 ''2:3 풀다운''이 있으며, PAL에서는 ''2:2 풀다운''을 사용한다. 아날로그 방송 기간 동안 초당 24 프레임 영화는 PAL 비디오 신호에 맞게 약간 더 빠른 초당 25 프레임 속도로 표시되었고, 이로 인해 오디오 사운드트랙의 피치가 높아지고 영화 길이가 짧아졌다.

최근에는 텔레시네가 주로 필름 대 저장 프로세스로 변화했다. 기본 개념은 동일하게 유지되며, 필름으로 제작된 홈 비디오는 이 기술을 사용하여 비디오 테이프로 전송될 수 있다.

텔레시네의 가장 복잡한 부분은 기계적인 필름 움직임과 전자 비디오 신호의 동기화이다. 필름과 비디오의 프레임 속도가 다를 때는 정교한 절차가 필요하다.

디지털 텔레비전 및 고화질 표준은 필름 자료를 인코딩하는 여러 가지 방법을 제공한다. 초당 50 필드 형식은 PAL과 유사한 4% 속도 향상을 사용하고, 초당 59.94 필드 인터레이스 형식은 NTSC와 동일한 2:3 풀다운 기술을 사용한다. 초당 59.94 프레임 프로그레시브 형식에서는 인터레이싱 없이 프레임 속도 변환이 수행된다. 1080p24와 같은 다른 형식은 필름 자료를 24 또는 23.976 프레임/초의 고유 속도로 디코딩할 수 있다.

PAL 국가에서는 초당 25 프레임 형식이 여전히 표준이다. NTSC 국가에서는 대부분의 디지털 방송에서 2:3 풀다운을 사용하여 인터레이스 형식을 계속 사용하지만, ATSC는 24 및 23.976 프레임 프로그레시브 형식을 허용하여 더 나은 화질과 코딩 효율성을 제공한다. 최근 HDTV 제조업체들은 120 Hz 또는 240 Hz 재생 빈도를 지원하는 LCD 텔레비전과 48, 72 또는 96 Hz 재생 빈도를 지원하는 플라즈마 세트를 판매하고 있으며,^[17] 1080p24 지원 소스와 결합하면 이러한 세트 중 일부는 2:3 풀다운 또는 PAL 국가에서 사용되는 4% 속도 향상과 관련된 문제를 피하면서 24의 전체 배수의 풀다운 방식을 사용하여 필름 기반 콘텐츠를 표시할 수 있다.

4K 텔레비전 방송에서는 초당 60프레임으로 전송되기 때문에, 해상도를 유지하면서 초당 24/30프레임으로 변환하는 기능을 갖춘 녹화 기기도 존재한다.^[20]

요약하자면 필름 영상을 텔레비전 신호로 변환하여 기록·방송할 때에는 두 가지 큰 과제가 있다.

• '''프레임 레이트'''
• '''주사 방식'''

3. 1. 2:2 풀다운 (2:2 Pulldown)

3. 2. 2:3 풀다운 (2:3 Pulldown, 3:2 Pulldown)

3. 3. 기타 풀다운 방식

3. 4. 리버스 텔레시네 (Reverse Telecine, Inverse Telecine)

4. 텔레시네 장비 및 기술

텔레시네 장비는 기본적으로 필름에 빛을 쪼여 영상을 전기 신호로 변환하는 장치이다. 크게 광원 장치와 촬상 장치로 구성된다. 광원 장치는 필름에 빛을 쪼이는 역할을 하며, 촬상 장치는 필름을 통과한 빛을 감지하여 전기 신호로 변환한다.

텔레시네의 핵심 기술은 기계적인 필름 움직임과 전자적인 비디오 신호의 동기화이다. 텔레시네의 비디오 부분이 전자적으로 빛을 샘플링할 때마다 필름 부분은 완벽하게 정렬된 상태로 촬영할 준비가 된 프레임을 가져야 한다. 필름과 비디오의 프레임 속도가 다를 경우, 정교한 절차가 필요하다.^[3]

초기에는 키네스코프를 사용하여 텔레비전 디스플레이의 이미지를 필름에 기록하고, 이를 비디오 카메라로 다시 촬영하여 재전송하는 방식이 사용되었다. 이 방식은 필름이 텔레비전과 같은 속도로 실행되었기 때문에 깜박임이 제거되었다. 다양한 디스플레이 장치(비디오 속도 영화, 슬라이드 프로젝터, 영화 카메라 등)는 필름 체인으로 결합되어 방송사가 다양한 형태의 미디어를 전환할 수 있게 했다. 색상은 다중 튜브 비디오 카메라, 프리즘 및 필터를 사용하여 원래의 색상 신호를 분리하고, 빨간색, 녹색, 파란색을 개별 튜브에 공급하여 표현했다.

그러나 영화관 프레임 속도로 촬영된 영화는 여전히 문제였다. 이를 해결하기 위해 영화 속도를 텔레비전 프레임 속도에 맞게 높이는 방법이 있었지만, NTSC의 경우 눈과 귀에 띄는 변화가 필요했다. 간단한 해결책은 선택한 프레임을 주기적으로 두 번 재생하는 것이었다. NTSC의 경우, 영화의 네 번째 프레임마다 두 번 보여줌으로써 프레임 속도 차이를 수정할 수 있었다. PAL은 ''2:2 풀다운''과 유사한 방식을 사용했다. 그러나 아날로그 방송에서 초당 24 프레임 영화는 PAL 비디오 신호에 맞게 약간 더 빠른 초당 25 프레임 속도로 표시되어, 오디오 사운드트랙의 피치가 약간 높아지고 영화 길이가 약간 짧아졌다.

최근 텔레시네는 주로 필름을 저장하는 프로세스였다. 1950년대 이후 변화는 주로 장비 및 물리적 형식 측면에서 이루어졌으며, 기본 개념은 동일하게 유지된다. 필름으로 제작된 홈 비디오는 이 기술을 사용하여 비디오 테이프로 전송될 수 있다.

텔레시네 장비와 관련된 다양한 기술들이 개발되어 왔으며, 대표적인 기술로는 플라잉 스폿 스캐너, 라인 어레이 CCD, 펄스 LED/트리거 방식 3 CCD 카메라 시스템 등이 있다.

• 참고: 광원 장치와 촬상 장치에 대한 자세한 내용은 각각의 하위 섹션을 참조.*

4. 1. 광원 장치

• '''할로겐 램프'''는 일반적인 광원으로, 가정용·간이 텔레시네 기기에 많이 사용된다. 하이엔드 기기에서는 할로겐 램프의 안정성이나 경년 열화에 대한 조정이 필수적이므로, 전원을 켠 후 수동 조정에 시간이 걸린다.^[13]
• '''레이저 광'''은 한때 하이엔드 기기에서 사용되었다. 아르곤 레이저가 일반적이었다. 광원에 직진성이 있어 선명한 화상을 얻을 수 있다. 그러나 레이저 광이 비교적 불안정하여, 전원을 켰을 때 조정이나 운용 중 문제가 많아 현재는 그다지 사용되지 않는다.^[13]
• '''음극선관(CRT)'''은 하이엔드 기기에서 사용된다. 텔레시네에서 사용되는 음극선관은 텔레비전용 브라운관보다 아날로그 오실로스코프용에 가깝다. 광원의 색상은 녹색이며 필름의 움직임에 맞춰 관 표면을 좌우로 주사한다. 광원은 녹색이지만 녹색 광의 성분에 빨강·파랑도 포함되어 있으므로, 문제없이 컬러 화상을 얻을 수 있다.^[13]
• '''제논 램프'''는 최근의 하이엔드 기기에서 사용된다. 색상은 흰색에 가깝고, 소형으로 안정적으로 강한 빛을 얻을 수 있다. 그러나 발열이 심하므로, 대형 방열판이나 냉각 팬이 필수적이다.^[13]
• '''LED 광'''은 일부 하이엔드 기기에서 사용된다. 광원으로서 매우 안정적이지만, 하나당 출력이 작아 복수의 LED를 묶어서 사용하는 경우가 많다. 그때, 필름에 닿는 빛을 균등하게 하기 위해, 빛 확산 장치를 사용한다. 또한 광원의 색온도 조정을 위해, 백색 LED가 아닌 RGB의 3색 LED를 조합하는 경우도 있다.^[13]

4. 2. 촬상 장치

• '''촬상관''' - 과거 하이엔드 기기에서 사용되었으나, 현재는 사용되지 않는다. 비디오 카메라에 사용되는 촬상관과 동일하며 텔레시네 전용 카메라가 발매되기도 했지만, 시판되는 방송용 비디오 카메라를 사용하는 경우도 있었다. 초기 설정에 시간이 걸리고 잔상이 발생하며, 같은 이미지를 촬영하면 번짐이 일어나는 등 취급이 매우 어려웠다.
• '''광전자 증배관''' - 빛의 강약을 전기의 강약으로 변환하는 장치로, 광원이 레이저 광이나 음극선관(CRT)일 때 사용된다. 이는 광전자 증배관이 점으로만 빛을 감지할 수 있기 때문에, 마찬가지로 점으로 빛을 발생시키는 레이저 광이나 음극선관(CRT)과 맞기 때문이다. 또한 빛의 색을 인식할 수 없기 때문에, 빛을 프리즘으로 분리하여 필터로 RGB 3색으로 나누어 3대의 광전자 증배관으로 컬러 이미지를 얻는다.
• '''CCD''' - 가정용 기기부터 하이엔드 기기까지 폭넓게 사용되고 있다. 가정용 기기 및 하이엔드 기기 모두 시판되는 비디오 카메라를 사용하는 경우가 있다. 또한 일부 하이엔드 기기에서는 라인 CCD라는 1차원 이미지를 얻는 CCD를 여러 개 사용하여 고해상도를 얻는 것도 있다.
• '''애벌런치 포토다이오드''' - 최근 하이엔드 기기에서 광전자 증배관을 대신하여 사용되기 시작했다.

4. 3. 주요 텔레시네 장비 제조사 및 모델

4. 4. 플라잉 스폿 스캐너 (Flying Spot Scanner)

4. 5. 라인 어레이 CCD (Line Array CCD)

4. 6. 펄스 LED/트리거 방식 3 CCD 카메라 시스템

5. 디지털 중간 과정과 가상 텔레시네

디지털 중간 과정 후반 작업이 일반화되면서, 입력 장치, 표준 변환기, 색 보정 시스템을 갖춘 전통적인 텔레시네 기능의 필요성은 줄어들고 있다. 이는 테이프와 필름을 사용하지 않는 작업 방식으로 후반 작업 체인이 변화함에 따른 것이다.

그러나 텔레시네와 관련된 작업 흐름은 여전히 남아 있으며, 후반 작업 체인의 시작이 아닌 끝 부분으로 이동하고 있다. 이러한 흐름은 실시간 디지털 그레이딩 시스템과 디지털 중간 과정 마스터링 시스템 형태로 나타나며, 점점 더 일반 컴퓨터 시스템에서 소프트웨어로 실행되고 있다. 이러한 시스템을 가상 텔레시네라고 부르기도 한다.

6. 소프트 텔레시네와 하드 텔레시네

디지털 비디오 매체에서 텔레시네 처리된 자료를 저장하는 방식에는 하드 텔레시네와 소프트 텔레시네 두 가지가 있다. 하드 텔레시네는 비디오를 텔레비전 재생 프레임 속도(NTSC는 초당 29.97 프레임, PAL은 초당 25 프레임)로 저장하는 방식이며^[18], 텔레시네 프레임이 사용된다. 소프트 텔레시네는 자료를 필름 속도(초당 24 또는 23.976 프레임)로 저장하고, MPEG-2 비디오 스트림에 특수 플래그를 삽입하여 DVD 플레이어가 재생 시 풀다운을 수행하도록 지시하는 방식이다.^[18] 프로그레시브 스캔 DVD 플레이어는 이 플래그를 활용하여 필드 대신 프레임을 복제하거나, TV가 지원하는 경우 원본 24p 속도로 디스크를 재생하여 480p로 출력할 수 있다.

NTSC DVD는 주로 소프트 텔레시네를 사용하지만, 품질이 낮은 하드 텔레시네 DVD도 있다. 2:2 풀다운을 사용하는 PAL DVD의 경우 소프트 텔레시네와 하드 텔레시네는 동일하게 간주된다. 2:3 풀다운을 사용하는 PAL DVD는 소프트 또는 하드 텔레시네 모두 적용 가능하다.

블루레이는 초당 24 프레임(24fps)을 지원하여 대부분의 최신 텔레비전에서 5:5 케이던스를 허용한다.

7. 게이트 위브 (Gate Weave)

게이트 위브는 "텔레시네 위브" 또는 "텔레시네 워블"이라고도 불리며, 텔레시네 기계 게이트 내 필름의 움직임 때문에 발생한다. 이는 실시간 텔레시네 스캔에서 나타나는 특징적인 현상이다. 기계적 필름 처리 개선과 전자 후처리 기술을 모두 사용하여 게이트 위브를 최소화하기 위한 많은 기술이 시도되었다. 라인 스캔 텔레시네는 기존 필름 게이트를 가진 기계보다 프레임 간 저더(흔들림)에 덜 취약하며, 비실시간 기계 또한 실시간 기계보다 게이트 위브에 덜 취약하다. 일부 게이트 위브는 원래 필름 카메라 내 필름 취급에 의해 발생했듯이 필름 촬영술에 내재되어 있다. 현대 디지털 이미지 안정화 기술은 이와 텔레시네/스캐너 게이트 위브를 모두 제거할 수 있다.^[2]

참조

_[1] 서적 NAB Engineering Handbook Focal Press
_[2] 간행물 ADAPT 2018-04-11
_[3] 서적 The Filmmaker's Handbook Plume
_[4] 웹사이트 Home Theater and High Fidelity, Progressive Scan DVDs and deinterlacing http://www.hometheat[...]
_[5] 서적 Charles Poynton, Digital Video and HDTV: Algorithms and Interfaces https://books.google[...] Morgan Kaufmann
_[6] 웹사이트 D3D11_1DDI_VIDEO_PROCESSOR_ITELECINE_CAPS (d3d10umddi.h) - Windows drivers https://learn.micros[...] 2023-06-16
_[7] 웹사이트 2:2:2:2:2:2:2:2:2:2:2:3 Pulldown - AfterDawn: Glossary of technology terms & acronyms https://www.afterdaw[...] 2023-06-16
_[8] 서적 Digital Video and HD: Algorithms and Interfaces https://books.google[...] Elsevier 2012-02-27
_[9] 웹사이트 7.1. Making a high quality MPEG-4 ("DivX") rip of a DVD movie http://www.mplayerhq[...]
_[10] 웹사이트 The DVD-Video Bible, Written by @rlaphoenix https://gist.github.[...] 2023-06-16
_[11] 웹사이트 1080/24 at 48Hz, 96Hz, or 120Hz http://forums.highde[...]
_[12] 웹사이트 Some key dates in Cintel's history https://web.archive.[...] 2019-07-15
_[13] 간행물 From Film to Tape 1999-05
_[14] 웹사이트 Digital Library http://journal.smpte[...]
_[15] 웹사이트 DFT Scanity http://www.dft-film.[...]
_[16] 웹사이트 Jay Holben, More Detail on 24p https://web.archive.[...]
_[17] 웹사이트 Displays that support 1080p/24 signal at multiplies of the original frame rate http://www.avsforum.[...]
_[18] 웹사이트 Coming Soon To DVD https://web.archive.[...] 2008-12-21
_[19] 웹사이트 さよなら、テレシネ | 光音ブログ　－きょうの東京光音－ https://www.koon.co.[...]
_[20] 웹사이트 4K高画質処理 {{!}} ブルーレイ・DVDレコーダー https://panasonic.jp[...] 2024-09-05
_[21] 서적 NAB Engineering Handbook Focal Press