지난 호에서 설명한 바와 같이 3DTV는 시청자에게 좌안용 영상과 우안용 영상을 분리해서 보여줌으로써 입체감을 느낄 수 있게 한다. 따라서 3D 입체를 표현하려면 좌안용 영상과 우안용 영상 두개의 소스가 필요하다는 것을 유추할 수 있다.
■ 3D 입체 콘텐츠 촬영과 편집
3D 입체 콘텐츠를 제작하기 위해서는 인간이 두 눈을 통해 세상을 바라보는 것과 마찬가지로 두 개의 카메라를 이용해야 한다. 두 대의 카메라를 장착하여 영상을 촬영하기 위한 장비를 리그(Rig)라고 하는데, 리그는 크게 수평배열 방식과 직교배열 방식으로 구분할 수 있다.
<그림1. 평형리그와 직교리그, Copyright 황교은>
카메라의 수평배열은 사람의 눈을 본 뜬 직관적인 방식이지만 개별 카메라 자체 크기로 인하여 두 카메라의 이격거리를 사람 눈과 같은 6.5cm 이내로 유지할 수 없는 문제점이 있다.
이로 인하여 대략 2m 이내의 피사체에서는 과도한 입체감이 발생하게 되는 문제점이 있어서 평형리그는 중거리 및 원거리 피사체의 촬영에 이용된다.
언뜻 보아서는 쉽게 이해되지 않는 직교형 리그는 하프미러(Half Mirror)와 수직으로 배치한 카메라 쌍을 이용한다. 하프미러는 입사된 빛의 50%는 그대로 투과시키고 50%는 반사시키는 특성을 가지고 있다.
<그림2. 직교리그 원리>
직교형 리그는 평형리그와는 달리 두 카메라간 거리를 6.5cm 이하로 좁힐 수 있어서 가까운 거리의 피사체를 촬영할 때에도(클로즈업 촬영시에도) 눈에 피로감을 주지 않는 입체감 구현이 가능하다. 그러나 수평으로 장착된 카메라는 하프미러를 투과한 영상을 촬영하고 수직방향 카메라는 하프미러에서 반사된 영상을 촬영하는 것이므로 빛의 경로가 달라 색감차이가 발생하는 점과, 카메라의 수직배치로 인하여 카메라 시스템 자체가 거대해져 자유로운 조작이 쉽지 않다는 문제점이 있다.
구 분평형 리그직교형 리그용 도중거리, 원거리 촬영근거리, 중거리 촬영근접 촬영어려움(시각피로)가능광학특성2D 촬영과 동일색감차이 및
입사광 50% 감소정렬(입체감 조절)간단함(상대적으로)복잡무게가벼움(상대적으로)무거움
이와 같이 평형리그와 직교리그는 서로 다른 특성을 가지고 있기 때문에, 실제 콘텐츠 제작시 한가지 리그만 사용하는 것이 아니라, 촬영 씬에 따라 평형리그와 직교형 리그를 함께 사용하는 것이 일반적이다.
그러나 리그형 3D 입체촬영 시스템은 두대의 카메라를 이용하므로 기존 카메라 시스템보다 부피와 무게가 증가하므로 조작이 어려운 단점이 있다. 이 외에도 두 카메라의 줌이나 포커스 연동 및 색감차이 등의 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 카메라 메이커에서는 하나의 시스템에서 3D 입체영상을 획득할 수 있는 Twin Lens 카메라나 기존 카메라
렌즈에 부착하여 입체촬영을 할 수 있는 아답터를 개발하고 있기도 하다.
컴퓨터 그래픽의 경우에는 영상을 렌더링 작업시 가상 카메라를 두 대 설정하여 렌더링하는 방법으로 좌안용 영상과 우안용 영상을 얻어 3D 입체를 구현한다.
■ 3D 콘텐츠의 편집
전반적인 편집과정은 2D 편집과 크게 다르지 않다.
3D 편집을 위해서는 Quantel 이나 AutoDesk에서 출시한 실시간 렌더링이 가능한 전문 3D 편집용 툴을 이용하거나, 파이널컷프로나 애프터이펙트 등에 설치되는 Neo3D나 Stereo3D Toolkit 등의 플러그인을 이용할 수 있다.
그렇지만 애너글리프(적청안경방식) 포맷을 응용하여 추가 플러그인 없이도 기존에 사용하고 있는 편집툴에서 3D 편집을 할 수 있다. 개략적인 방법을 설명하면, 타임라인에 동기를 맞춘 두개의 영상 소스를 중첩하여 올려두고 좌안용 영상은 Green과 Blue 채널의 값을 0으로 하여 적색 영상으로 만들고, 우안용 영상은 Red 채널 값을 0으로 하여 시안(Cyan)색 영상으로 만들고 적청안경으로 보면 입체영상을 볼 수 있다.
<그림3. Anaglyph 기법을 응용한 3D 편집>
이 상태에서 한쪽 영상을 수직/수평 이동하여 입체감을 조절하며 2D 편집시와 마찬가지로 편집을 하면 된다. 이후 앞서 변경한 Red, Green, Blue 채널 값을 원상복귀한 후 좌안용 영상과 우안용 영상을 별개 스트림으로 뽑아내거나, 크기를 조절하여 Side-by-Side, Top-Bottom 등의 3D 포맷으로 만들어 스트림을 뽑아내면 된다.
■ 3D 콘텐츠 포맷
o 좌안용 영상과 우안용 영상을 하나의 스트림으로 구성하는 방식
3D 입체 포맷은 좌/우 영상을 붙여서 하나의 스트림으로 구성하는 방법과 별개의 스트림으로 구성하는 방법 등 다양한 포맷이 혼재하고 있기 때문에 TV제조사에서는 다양한 포맷에 대응할 수 있도록 하고 있다.
Side by Side 방식은 위성방송 SkyLife에서 2010년 1월부터 시작한 Sky3D나 CJ헬로비전의 3D 시범서비스, 일본의 BS11의 3D 채널, 영국의 위성채널 BSKYB에서 사용하고 있는 방식이다. 이 방식은 그림과 같이 좌안용 영상과 우안용 영상이 나란히 붙여진 형태로 구성되어 전송되므로, 기존 DTV에서는 그림과 같이 좌안용 영상과 우안용 영상이 동시에 보이지만 입체TV 에서는 두 영상을 수상기에서 분리하여 좌안용 영상은 왼쪽 눈에 우안용 영상은 오른쪽 눈에 보여줌으로써 입체감을 구현한다.
방송에서 적용하는 경우에는 그림처럼 좌안/우안용 영상의 좌우크기를 1/2로 줄여서 전송하기 때문에 송출 소스에서부터 이미 해상도가 감소되며, 기존 DTV와 호환되지 않는다는 단점이 있으나, 현재 방송장비를 그대로 사용할 수 있다는 장점이 있어서, 3D 전용채널을 운용할 수 있는 경우에 많이 사용되고 있다.
<그림4. Side-by-Side 포맷과 Top-Bottom 포맷>
앞서 설명한 Side-by-Side는 좌/우안 영상을 옆으로 붙이는 방식이지만 Top/Bottom은 위 아래로 붙여서 콘텐츠를 만든다. 두 영상이 좌우가 아닌 상하로 붙는다는 차이 외에는 Side-by-Side 방식과 유사하다. 다만 편광방식 디스플레이에서 재생할 경우에는 수평방향 해상도의 손실이 없다는 것을 장점으로 꼽을 수 있다.
이외에 좌안용 영상과 우안용 영상을 행이나 열 기준으로 섞어 하나의 스트림으로 만드는 Line Interleave, Column Interleave 방식과 좌/우안용 영상을 바둑판처럼 모자이크 형태로 섞는 Checker board 방식 등이 있다.
o 좌안용 영상과 우안용 영상을 개별 스트림으로 구성하는 방식
앞서 소개한 Side-by-Side, Top-Bottom 등 하나의 스트림을 사용하는 방식은 기존 DTV에서는 정상적인 영상을 볼 수 없으며, 송출 소스에서부터 해상도 손실이 발생하는 문제점이 있다. 이러한 한계를 극복하기 위하여 좌안용 영상과 우안용 영상을 별개의 스트림으로 구성하면, 해상도 손실이 발생하지 않으며, 기존 DTV에서는 좌안용 영상이나 우안용 영상중 하나만 표시함으로써 정상적인 시청이 가능하게 된다. 다만 이 방식은 두 개의 스트림을 전송해야 하므로 두 배의 대역폭이 필요하게 된다.
<그림5. 지상파 3DTV 실험방송 포맷>
방송통신위원회에서는 기존 DTV와 호환성을 보장하기 위해 3D 입체영상을 개별 스트림으로 구성하여 방송하는 방식을 추진하고 있다. 실험방송은 기존 디지털방송과 동일한 6MHz, 19.39Mbps 대역폭에서 풀HD 3D입체를 구현하기 위하여, 기준영상은 MPEG2, 12Mbps로 인코딩하고, 부가영상은 H.264, 6Mbps로 인코딩하여 MMS 형태로 전송하는 형태를 취하게 된다. 기존 DTV 시청자는 기준영상인 MPEG2만 디코딩하여 2D로 시청하고, 3D 수상기 시청자는 부가영상까지 이용하여 입체감이 있는 영상을 보게 된다.
제작(리그사용)과 감상(안경착용)의 불편함 때문에 아직 대부분의 콘텐츠는 2D에 머물고 있으나 ‘아바타’ 같은 고급 3D 콘텐츠가 많이 등장하여 시청자들이 3D입체의 매력을 더 많이 경험하게 된다면, 흑백TV에서 컬러TV 시대로 자연스레 넘어온 것처럼 3DTV는 거스를 수 없는 흐름이 될 것이다.
( EBS 기술연구소 박병진)
