MBC 비디오서버 ‘eXerver’의 진화
MBC기술연구소 성시훈 차장 (공학박사)
eXerver, 세상으로 나아가다
eXerver. ex-는 무엇을 넘어선다든지, 최고 정점의 의미, 어떤 것을 교환한다는 의미를 가지는 단어에 사용되는, 다양한 의미를 가지는 접두어다. 어떤 사람은 ‘엑스서버’, 또 다른 이는 ‘이엑스서버’라고도 부르지만 우리는 ‘엑서버’라고 부른다. 사람들이 어떻게 부르든 필자가 ex와 Server를 조합해서 eXerver라는 이름을 만들었을 때는 테이프를 벗어나서 디지털 제작시스템으로 전환을 앞둔 시점에 기존의 비디오서버를 넘어서는 최고의 MBC 비디오서버를 만들어 보자는 우리의 의지를 담았었다.
MBC는 2008년 하반기에 방송 자료를 HD포맷으로 보관, 관리하기 위해 HD 아카이브 시스템 구축을 추진키로 하였고, 외산장비 도입과 자체개발 추진을 비교 검토한 끝에 기술연구소에서 자체기술로 비디오서버를 개발하기로 결정하였다. 그렇게 갑작스럽게 eXerver 개발이 시작되었다. 그 후 2년이 흘렀다. 올해 9월, eXerver 시리즈는 MBC 사상 최초로 IBC에서 소개되었고 그 진화는 계속되고 있다.
그림 1. IBC2010 eXerver 전시부스
eXerver의 태동과 형제들
eXerver 시리즈가 지원하는 미디어 포맷은 본사가 주력으로 사용하는 포맷을 위주로 선정해서
l HD: XDCAM HD 50M(MXF-Op1a), DVCPRO HD(MOV, MXF-Op1a, MXF-Atom),
Uncompressed HD (지원예정: ProRes422, AVC-I)
l SD: D10/IMX (MXF-Op1a), DVCPRO 50, Uncompressed SD
을 지원한다.
그림 2는 eXerver 시리즈의 개발 컨셉을 간략히 나타낸다. eXerver 내부의 Play Engine과 Recorder Engine은 비디오서버의 단위 기능을 구현한 모듈로서, 서로 독립적으로 존재하나 동일한 비디오 보드를 사용하므로 일부 공통적인 요소를 가지고 있다. 녹화와 재생을 기능적으로 분리하여 eXerver RECORDER와 eXerver PLAYER라는 별개의 소프트웨어를 개발하였다. 이는 기능이 다른 두 비디오서버가 반드시 있어야 하는 기능만을 구현함으로써 군더더기 부가기능으로 인한 복잡성을 배제하고 비디오서버로서의 시스템 자체 안정성을 확보하는 것이 최우선이라 판단해서였다. 아울러, 개발을 분리해서 데이터 흐름을 단순화하고 두 비디오서버가 서로 공유할 수 있는 리소스는 서로 활용함으로써 개발기간을 대폭 단축할 수 있었다. 이를 바탕으로 eXerver RECORDER와 eXerver PLAYER가 각각의 엔진을 감싸고 프로세스를 처리할 수 있도록 개발되었으며, 현재 개발중인 eXerver VCR은 두 엔진을 모두 포괄하고 있다.
eXerver 시리즈는 eXerver RECORDER와 eXerver PLAYER 기능을 통합하고 편집기능이 추가된 eXerver VCR로 확장되었다. eXerver VCR 개발 과정에서 Play Engine과 Recorder Engine 역시 계속 기능이 추가되고 안정성이 향상됨으로써 eXerver RECORDER와 eXerver PLAYER도 동반 상승효과를 얻고 있다.
eXerver 시리즈는 모두 각각의 외부 제어 프로토콜을 내장하고 있으며 이를 통해서 클라이언트개발자가 필요한 기능을 할 수 있는 다양한 클라이언트를 쉽게 개발할 수 있는 가능성을 열어두었다. 이를 이용해서 eXerver 3D 비디오서버 클라이언트를 개발해서 올해 KOBA2010에서 MBC 부스 내 3DTV 시연에 필요한 콘텐츠들을 녹화하고 현장에서 좌우안 영상을 동기해서 재생하였다. 이외에도 제작, 송출 등의 영역에서 eXerver 시리즈를 이용한 여러 클라이언트 시스템이 개발되고 있다.
그림 2. eXerver 시리즈 개발 컨셉
eXerver RECORDER와 eXerver PLAYER, 트랜스포머 되다
eXerver RECORDER는 SDI 신호를 파일로 녹화하면서 동시에 저해상도 파일(Proxy File)을 동시에 생성할 수 있고 Duration 녹화도 가능하다. 오디오는 SDI Embedded와 AES/EBU 디지털 오디오 입력을 선택할 수 있다.
eXerver PLAYER는 Jog, Shuttle, Fast Forward, Fast Rewind, 프레임 이동 등의 검색기능 외에도 반복재생과 In/Out 구간 선택재생과 관련한 재생기능을 가지고 있다. 또한 설정을 통해 Clean Video와 Time Code Burned Video를 다른 채널을 통해 동시에 출력할 수도 있다. 오디오는 SDI Embedded와 AES/EBU 디지털 오디오로 동시에 출력된다.
비디오 입출력을 VGA상에서 확인할 수 있으며 서버의 상태도 모니터링이 가능하다. 아울러, 운용의 안정성을 위해서 녹화나 재생시에 비디오신호 불안정 등의 여러 요인으로 발생할 수 있는 프레임 드롭을 측정해서 화면상에 발생한 시점과 프레임 수를 알려준다.
eXerver RECORDER와 eXerver PLAYER는 일개 단말이 아니라 비디오서버로 개발되었기 때문에 사용자 GUI 뿐 아니라 서버모드로 전환하면 외부 클라이언트가 쉽게 제어가 가능하도록 단순하면서도 직관적인 자체 프로토콜을 설계해서 내장하였다. UI 상의 모든 기능이 외부 프로토콜 제어로 가능하며 서버의 상태(Status)를 실시간으로 제공한다. 전송속도가 높은 네트워크 기반으로 동작하며 UDP만을 지원하였으나 최근 TCP 지원이 추가되었다.
eXerver RECORDER와 eXerver PLAYER는 그림 3과 같이 십여 세트가 2009년 5월 1일부터 MBC 본사 HD 아카이브 시스템(DAMS)의 비디오서버로 사용되고 있다. 현재 본사에서는 실시간 인제스트용으로 APC 제어신호에 따라 eXerver RECORDER를 제어하도록 개발된 별도의 클라이언트에 의해서 24시간 무인으로 운영되고 있다. 아카이브 포맷은 XDCAM HD 50M, DVCPRO HD, IMX50으로 동시에 인제스트하고 있다. 이와 별도로 테이프로 보관된 자료들을 SAN 스토리지로 디지털 아카이빙하는 용도로도 eXerver RECORDER가 활용되고 있다.
eXerver PLAYER의 활용도 확산되고 있다. 본사 DAMS에서 인제스트된 영상들을 직접 SAN을 통해 재생하여 iMBC, IPTV 등 외부 콘텐츠 제공용으로 가동되고 있으며, 최근 본사의 송출서버를 보완하기 위한 송출서버로 적용하고자 시험하고 있다. 본사는 향후 테이프리스 제작/송출에 대비하기 위해서 현재 테이프 VCR기반의 주조정실 송출을 파일기반의 비디오 송출서버로 대체해가고 있다. Quantel 비디오서버를 도입해서 DMB 송출에서 시작한 테이프리스 송출은 현재 TV 송출의 백업으로 활용되고 있으나 고가의 시스템 도입 비용 외에 주기적인 유지보수 계약비용 부담, 시스템 보완이 필요한 부분에 대한 즉각적인 대처 미흡 등의 문제가 지속적으로 제기되었다. 현업 활용부서의 노력과 지속적인 개발진의 보완으로 eXerver RECORDER가 고가의 외산 비디오서버에 비해 성공적으로 DAMS의 인제스트 비디오서버로 안착하였고, 안정된 성능을 보임으로써 eXerver PLAYER도 TV 송출에 필요한 비디오서버로 활용하기로 결정하였다.
이에 MBC 기술연구소는 기존의 Quantel 비디오서버를 백업하기 위한 송출서버로 eXerver PLAYER를 활용해서 이기종 송출시스템 개발을 개시하였다. 이제 마무리 작업으로 TV 주조정실에 시스템을 설치해서 시험운용을 진행하고 있으며 현재까지 eXerver PLAYER는 안정적인 TV 송출서버로 동작하고 있다. 다채널의 특성을 살려서 하나의 비디오서버에서 프로그램을 송출하면서 다른 채널로 다음 송출 preview 클립이나 임의의 클립을 비디오 모니터 상에서 확인할 수 있다.
이외에도 동남아시아 케이블 송출대행사에 판매가 진행중이며 TV 중계부의 중계차에도 긴급 녹화 및 재생용으로 장착해서 시험중이다. 그리고 소규모 NPS의 비디오서버로 적용되어서 개발이 진행되고 있다.
그림 3. MBC 본사 HD 아카이브 시스템의 비디오서버 ‘eXerver’
eXerver VCR과 또 다른 eXerver
eXerver RECORDER와 eXerver PLAYER의 성공적인 개발을 바탕으로 새로운 비디오시스템을 개발하고 있다. 현재 eXerver VCR으로 명명되었으며, 여기서 VCR은 Video Cassette Recorder가 아니라 Video Clip Recorder의 약칭으로서, Cassette tape이 아닌 Clip file이 콘텐츠를 담는 방송 제작 미디어가 될 것이기 때문이다.
하나의 VCR에 하나의 테이프로 녹화하고 그 녹화테이프를 재생버튼으로 확인하듯이 하나의 eXerver VCR에 하나의 클립으로 넌리니어 녹화와 녹화된 클립을 재생하도록 하자는 컨셉으로 개발되었다. 기존 테이프 VCR 기반의 워크플로우에서 파일 기반 제작시스템으로 점진적으로 변화하는 것에 도움이 될 것으로 판단된다.
eXerver VCR은 외부제어를 받는 비디오서버라기보다 VCR처럼 사용자가 직접 GUI를 운용하는 단일시스템에 가까운 구조를 가지고 있다. eXerver RECORDER와 eXerver PLAYER의 기능을 포함하고 있어 녹화 종료 직후 내용을 확인할 수 있으며, assemble 편집 기능이 추가되었다. Long GOP 구조의 XDCAM HD 포맷 콘텐츠를 GOP단위의 I 프레임이 아닌 임의의 위치에서 이어서 붙일 수 있으며, 기존의 VCR이 가지고 있는 Preroll, Autoedit, TC Gen 등의 기능이 있다. Autoedit시 SDI 출력을 VCR과 연결점이 확인되도록 모니터에 출력할 수 있도록 구현하였으며, 타임코드를 MXF 파일 내에 비디오, 오디오와 함께 저장하고 SDI 출력신호에 비디오, 오디오, 타임코드를 함께 포함할 수 있다. 기존의 테이프기반 VCR이 EE와 PB를 버튼으로 선택해서 모니터에서 확인하였던 반면 eXerver VCR은 EE와 PB 확인이 상시 가능하다. eXerver VCR 역시 다른 eXerver 시리즈와 동일하게 외부 프로토콜을 제공하고 SONY VCR을 외부 제어하는 모듈을 내장함으로써, 다른 eXerver VCR, eXerver PLAYER, SONY VCR과 연결해서 1대 1 편집이 가능하다. 편집기능이 추가되면서 저해상도 클립(proxy)를 동시 생성하는 기능은 제외되었다.
최근 구축된 NPS의 스토리지가 벌써 포화되고 있는 한편, SD로 제작되던 프로그램들이 HD로 전환이 필요해지면서 PD들도 스토리지 효율이 높은 XDCAM HD 포맷 사용에 공감대가 형성되고 있다. 하지만 예능PD가 더 많은 카메라소스를 요구함에 따라 예능부조 내 VCR이 부족해져서 해당 프로그램 녹화마다 VCR을 옮겨 설치하고 있는 실정이다. 마침 eXerver VCR은 현재 개발이 마무리되고 있으며 이러한 상황과 맞물려서 실제 현업에 적용하기 위한 스튜디오 시험녹화를 진행하고 있다. 시험결과, 녹화분 4시간 분량 99.1GB을 녹화종료 후 한번에 NPS 시스템에 전송/등록하는 과정이 29분만에 완료되었으며, 이는 실시간 테이프를 인제스트하는 것에 비해서 8.3 배속에 해당한다. 여러 번의 시험에서 전송속도는 근무시간 내에는 평균 45~50 MB/s (7~8 배속), 저녁시간대는 평균 50~55 MB/s 이상 (8~9 배속)을 보였다. 필자 역시 기대하지 않았던 놀라운 결과였다.
그림 4는 eXerver VCR기반과 Tape VCR 기반의 제작흐름을 비교하였다. 그림에서 가편집이 가능한 시각이 현격한 차를 보임을 알 수 있다. Tape 기반 녹화에서 인제스트 시간은 녹화시간만큼 소요되므로 녹화시간이 길면 길수록 eXerver 기반에서 가편집이 가능한 시각과의 시간차는 더욱 커짐을 추정할 수 있다. 또 다른 효과는 수십개의 녹화테이프가 인제스트를 위해 대기하는 시간이 사라진다는 사실이다. 이 대기시간을 고려한다면 비교 자체가 무의미하다. 이 인제스트단의 구조적인 병목을 효과적으로 제거할 수 있음을 확인하였고, 개발과정에서 우려했던 녹화 종료후 녹화 파일을 전송하는데 소요되는 시간으로 인한 부조VTR 운용자의 업무시간 부담을 제거할 수 있는 방안 역시 이번 시험녹화로 얻을 수 있었다. 여러 차례의 시험에서 녹화 중 시스템 오류나 Frame Drop은 없었으며, 본사 Avid NPS system에 등록되어서 Video 1ch, Audio 8ch로 타임라인 상에 올라와서 정상적인 편집이 가능했다.
그림 4. eXerver VCR기반과 Tape VCR 기반의 제작흐름 비교
제작 근무자들의 전송속도나 편이성, 기능 측면에서 긍정적인 평가가 있었으며, 추가 시험 후 현업 적용에 대한 의지를 확인할 수 있었다. 개발팀은 향후 시스템 안정성 보강과 채널 확대를 위한 개발을 계속할 예정이다.
현재 eXerver VCR은 VCR 보조 및 시험녹화와 현업적응을 위해서 본사의 일산 드림센터 예능부조에 상시 설치가 되어 있으며, 한 지방 MBC의 제작 NPS 구축에 필요한 주 편집 비디오시스템으로 채택되어서 제작 클라이언트가 개발 중이다.
현재의 eXerver VCR의 기능으로도 스튜디오 녹화용 비디오서버로 충분한 기능을 발휘할 것으로 기대된다. 지속적인 제작 현업의 의견 수렴을 바탕으로 좀더 스튜디오 제작에 최적화된 기능과 인터페이스를 개발할 예정이며 이는 ‘eXerver STUDIO’로 2011년에 선보일 것이다. 이외에도 대외적으로 언급할 수 없는 기능들을 계획하고 있다.
혹시 이글을 읽으면서도 ‘그냥 파는 비디오서버를 사서 쓰면 되지’라고 생각했다면, eXerver가 없는 상황에서 파일기반제작 시스템을 도입할 경우를 도입/관리 비용과 활용측면에서 다시한번 곰곰히 생각해보시라고 조언하고자 한다. 물론 수십명이 개발하는 외산장비와 비교했을 때 실제 두세명이 개발하고 있는 eXerver 시리즈가 ‘아직’은 최고가 아닐 수 있다. 하지만, 그 어느 비디오서버에도 뒤지지 않는, 한국 방송환경 맞춰서 개발된 최고의 비디오서버로 자부한다. 그리고 2살이 된 eXerver 시리즈가 수십년 동안 현업에서 갖은 풍파를 겪은 Tape VCR보다 부족할 수 있다. 하지만 Tape VCR이 할 수 없는 기능을 eXerver는 할 수 있는 것도 있다. 실무 제작진이 eXerver 시리즈를 애정을 갖고 사용하고 요구사항을 다시 개발팀에게 피드백해서 한발씩 나아갈 때, 보다 멋진 우리의 비디오서버를 함께 만들어갈 수 있다.
