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작성일 : 08-12-16 11:54
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화이트 밸런스
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글쓴이 :
한나
 조회 : 7,606
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우리가 생활하고 있는 지구상에는 무수히 많은 색깔이 있다. 이는 빛이 존재하기 때문이며 인간은 눈이라는 시각기관을 통해 사물을 인식한다. 비디오 카메라는 CCD에서 피사체를 인식해 색조절을 거처 TV수상기(모니터)라는 매체를 통해 인간이 인식하는 것과 같은 영상을 보여준다. 촬영에 있어 색온도에 따라 반드시 조절해야 하는 화이트밸런스에 대해 알아보자.
화이트 밸런스
적절한 화이트밸런스 맞추기
우리는 어려서부터 사물을 보고 자라왔고 학교의 미술시간 등을 통해 색이라는 개념을 배운다. 빨간 꽃을 보고 그 색을 빨갛다고 자연스럽게 떠올리는 것이나, 맑은 하늘을 표현할 때 청색을 사용하는 것은 그렇게 인식을 하고 있기 때문이다. 캠코더는 우리가 인식하는 색이나 질감을 표현해 낼 수 있도록 만들어진 기계이다. 그것을 얼마만큼 잘 표현해 내느냐, 얼마나 인간의 눈에 가깝게 재현할 수 있느냐가 캠코더의 성능을 좌우한다. 또한 아무리 성능이 좋은 캠코더라도 조작하는 사람에 따라 색상표현은 각기 달라질 수 있다. 우리들 눈에 보이는 모든 물체가 나름대로의 색깔을 띠고 있듯이 광원 자체에도 색이 있으며 여기에서 나오는 빛이 어떤 빛깔을 띠고 있느냐에 따라 인식되는 색감도 달라 캠코더도 그 빛에 알맞게 설정해 줄 필요가 있다. 즉 주어진 빛의 조건하에서 촬영하려고 하는 피사체의 색이 그대로 기록될 수 있도록 조절하는 것을 ‘화이트밸런스(White Balance) 조절’이라고 부른다. 이때 사용되는 색은 흰색이며 캠코더가 인식하는 기준이 된다.
색온도(Color Temperature)
화이트밸런스에 가장 직접적으로 영향을 미치는 것이 바로 색온도라 할 수 있다. 인간의 눈에는 대낮의 태양광 아래에서나 인공광이 있는 실내에서 흰 물체가 모두 흰색으로 보일지라도 일반적인 텅스텐 전구에서 나오는 광선은 각기 다른 컬러밸런스를 갖고 있다. 우리가 볼 수 있는 대부분의 물체는 광원에서 나온 빛에 의해 인식되고 있기 때문이다. 또한 여러 파장을 갖는 색광의 혼합으로 돼 있고 이 색광의 분포에 따라 캠코더의 눈역할을 하는 CCD가 물체의 색을 다르게 감지한다. 따라서 빛에 대한 색광에너지의 분포가 어떻게 이뤄져 있는지 파악해 상황에 따른 빛의 판별력을 기르는 것이 분위기에 따른 올바른 효과를 낼 수 있는 방법이다. 일반적으로 텅스텐 전구에서 나오는 광선은 태양광보다 붉은 색의 파장이 더 많고 파란색의 파장은 적으며 붉은 색을 더 많이 반사하게 되고 CCD를 통해 테이프에 기록시 이러한 미묘한 차이를 기록하게 된다. 광선에 있어서의 컬러밸런스는 캘빈(Kelvin·。K) 체계의 색온도(단위。K)로 측정된다
색온도라는 것은 어떠한 물체를 가열했을 때 그 물체에서 발산되는 빛(이때 나오는 빛은 온도와 밀접한 관계를 갖고 있다)을 물체의 온도에 따라 색광에너지의 분포를 스펙트럼과 같이 체계적으로 나눠놓은 것을 말한다.
물체의 온도가 낮으면 붉은 색의 비율이 많고 온도가 점점 상승될수록 청색의 비율이 높아진다. 이 체계는 물리학자들이 일반적으로 광선의 파장을 비교 측정하는 기준에 사용되며 캠코더에서는 컬러밸런스를 조절하는 기본적인 스펙으로 삼고 있다.
<그림 1>에서 보는 바와 같이 텅스텐 전구를 사용하는 실내의 색온도는 약 3000。K정도(실제로 측정해 보면 2300∼3200。K으로 상황에 따라 다름)가 나온다.
극장이나 방송국의 스튜디오 등에서 사용하는 라이트는 전구 자체가 3200。K의 색온도를 기본적으로 갖고 있으나 보통의 텅스텐 전구는 이 보다 낮아 더 강한 붉은색을 띤다.
실외는보통 태양광을 말하며 한 낮의경우5000。K이상의 청색을 나타내고 맑으면 맑을수록 더 높은 색온도를 가지며 강한 청색을 띠게 된다.
이는 느낌이나 분위기를 묘사할 때도 중요한 포인트가 된다.
색온도는 높으면 높을수록 청색 계통의 차가운 느낌을 주기 때문에 쓸쓸함이나 고독 같은 이미지 등을 표현하는데 적합하고 색온도가 낮으면 낮을수록 붉은색 계통의 따뜻한 느낌을 주어 포근함이나 밝은 이미지 등을 표현할 때 많이 사용한다. 조명에 있어 데이라이트(Daylight)와 텅스텐라이트는 색온도를 맞추는 대표적인 예이며 가장 많이 사용하고 있다. 데이라이트와 청색필터가 부착된 선건(손으로 들고 비추는 조명기)등의 조명은 보통 5500。K정도의 색온도를 갖고 있어 야외 촬영에 많이 쓰이고, 무색의 선건이나 텅스텐라이트(Tungstenlight)는 앞에서도 언급했지만 할로겐 램프 자체가 3200。K정도의 색온도를 갖고 있어 실내 촬영에 주로 많이 쓰인다. 이 두 가지의 조명을 사용하는 이유는 주위의 배경과 잘 조화시키기 위한 것으로 색의 톤을 유지시킬 수 있다. 또한 젤라틴이라는 필터(각 색을 단계별로 1번에서 100번까지 분류)를 사용해 분위기에 따른 조명으로 색온도를 바꿀 수 있다. 실내라 할지라도 형광등(4500∼5500。K)과 같이 높은 색온도일 때와 야외라 할지라도 해질녘과 같은 낯은 색온도에는 젤라틴을 이용해 분위기에 맞춰야 하는 등의 주의를 요한다. 이와 같이 방법들은 외부의 조명에 의한 색온도 조절의 일례이다. 그럼 캠코더 내에서는 어떻게 조절을 하도록 돼 있을까?
화이트밸런스(White Balance)
이해를 돕기 위해 방송용 ENG카메라의 예를 들어보자. 방송용 ENG나 업무용으로 사용하고 있는 캠코더를 보면 조명에 따라 화이트밸런스를 조절할 수 있도록 매뉴얼 기능과 함께 필터가 내장돼 있는 것을 볼 수 있다. 보통 1번에서 4번까지 있으며 돌려서 상황에 따라 선택하게 돼 있다. 여기에서 1번과 3번이 화이트밸런스에 직접적으로 영향을 끼치게 되는데 일반적으로 실내(텅스텐 조명)에서는 1번을 선택하고 실외(태양광)에서는 3번으로 촬영을 하는 경우가 많다. 1번과 3번을 굳이 선택하는 이유는 필터의 색에 있다. 1번에는 ‘청색’의 필터가 내장돼 있고 3번에는 ‘암바’라고 하는 오렌지색의 필터가 들어 있다. 텅스텐 조명의 실내에서 촬영할 때 캠코더에서 1번의 청색 필터를 사용하는 이유는 색온도가 낮을때는 ‘붉은톤’을 띠게 되는데 이를 억제하기 위함이고 반대로 실외에서 3번의 암바 필터를 사용하는 이유는 ‘청색톤’을 감소시키기 위해서이다. 현장에서 촬영을 하다보면 실외에서 찍다가 바로 실내로 들어가 찍어야 하는 경우가 빈번히 발생한다. 이 같은 경우에 가장 먼저 해야할 일이 바로 화이트밸런스를 맞추는 것이고 재빨리 대처하지 못하면 촬영해야 할 장면을 놓치기 일쑤다. 이를 위해 있는 기능이 화이트 모드의 A와 B이다. 간단하게 말해 실내·외 양쪽 다 미리 기억시켜 두는 것이다. 가령 A에 필터 1번을 놓고 실내에서 화이트밸런스를 맞춰 놓았다면 B에는 필터 3번을 놓고 실외에서 맞춰 상황변화에 따라 골라 사용하도록 한다. 물론 A·B변환과 함께 필터도 바꿔준다. 이때 주의해야할 점은 방송용 캠코더의 뷰파인더가 컬러가 아닌 흑백인 점을 감안해 A와 B 중에 어디에 기억시켜 두었는지 외우고 있어야 한다는 점이다. 외우기가 여의치 않으면 둘 중에 하나를 골라 아예 고정으로 실내든 실외든 한쪽에 고정시키는 습관을 몸에 익히도록 한다. 이러한 모드는 일반 가정용 캠코더에는 탑재돼 있지 않는 기능이다. 화이트밸런스를 조절할 시간적 여유가 없을 때에는 자동모드와 같은 프리셋 모드로 촬영을 하기도 한다.
일반 가정용 캠코더의 화이트밸런스는 자동과 수동 두 종류가 있다. 먼저 자동기능은 촬영경험이 별로 없는 일반인도 손쉽게 사용할 수 있다. 초보자도 전원을 넣고 녹화버튼만으로도 담고싶은 영상을 기록할 수가 있는데 이러한 촬영을 가능하게 해 주는 것이 바로 자동 모드이다. 이 기능은 캠코더 자체에서 빛과 색온도를 감지해 자동으로 조절해 주는 것으로 사용하기는 편하지만 상황에 따라 붉은톤· 파란톤이 섞이는 등 잘 맞지 않는 경우가 발생한다. 특히 조명조건이 수시로 변하는 등의 화려하고 번잡한 조명에는 더 맞지 않는다. 초보자 외에는 될 수 있는 대로 사용을 피하도록 하자.
수동(반자동에 가까움)은 장소와 상황을 보고 자신이 직접 화이트밸런스를 맞추는 방식으로 여기에는 크게 두 가지가 있다. ㉠상황에 따라 미리 세팅(색온도 약 3000/5000。K)돼 있는 모드에서 선택해 사용하는 방식(자동모드에 가까움)과 ㉡직접 흰 종이를 캠코더 앞에 대고 맞추는 방식(방송용과 같은 색필터는 내장돼 있지 않음)이다. ㉠의 경우 크게 실내와 실외를 들 수 있고 캠코더에 따라 형광등·달빛 모드 등이 추가로 내장돼 있는 것도 있다. 실내모드(색온도 약3000。K)는 기호가 보통 인도어(Indoor)나 전구마크가 화면에 표시되며 △스튜디오나 비디오용 조명 등의 텅스텐 할로겐 램프를 사용하는 곳 △나트륨 램프나 수은등의 조명이 비치는 곳 △나이트클럽, 파티회장 등과 같이 조명조건이 변화하는 장소 등에서 사용한다. 실외모드(색온도 약5000。K)는 아웃도어(Outdoor)나 태양이 반짝이는 마크가 표시되며 △색온도가 높은 형광등이 비치는 곳 △일출이나 일몰 등을 촬영할 때 △야경이나 네온사인, 불꽃놀이 등을 촬영할 때 사용한다.
수동 ㉡의 경우는 피사체를 비추는 조명조건이 바뀌지 않을 때 그 상황의 조명조건 그대로 보다 정확한 화이트밸런스를 설정할 수가 있기 때문에 광원에 맞춰 화이트밸런스를 설정할 때 사용한다. 캠코더를 어느 정도(조금이라도) 다룰 줄 아는 사람이라면 이 방법을 이용하기를 권하며 실제로 현장에서 가장 많이 사용되고 있다. 형광등이나 일출·일몰 등 세팅돼 있는 색온도(약 3000/5000。K) 값에서 벗어날 수록 이 방법은 보다 적절한 화이트밸런스 조절(잘못 설정하면 전혀 엉뚱한 색감이 나올 수도 있으므로 반드시 모니터링을 요하며 약간의 노하우를 필요로 한다)이 된다. 하지만 설정시 조명을 어떻게 써야할 것인지 난해한 판단을 해야 하고 흰색의 피사체를 직접 갖다 대고 맞춰야 하는 불편함도 있다. 또한 흰 종이를 많이 사용함으로써 촬영시 항상 무의식적으로 휴대하는 습관을 들이도록 하자. 흰 종이가 없을 때는 흰색의 옷을 입은 사람이나 흰벽 등의 하얀 피사체를 찾아 조명에 맞춰 화이트밸런스를 조절하기도 한다. 여기에 몇 가지 더 덧붙이자면 하얀 피사체를 선택할 때 △ 가능하면 완전한 흰색을 고르라는 것과 △ 피사체의 조명조건을 고려하고 △ 조리개(아이리스)는 자동으로 놓을 것 등이 있다. 이 세 가지는 꼭 머릿속에 염두해 두자. 흰색을 고르라는 것은 캠코더가 피사체의 휘도 레벨을 인식할 때 기준점이 흰색이라는 것이며 조명조건을 고려하라는 것은 촬영 대상이 되는 곳 중에서 빛이 충분히 비치는지, 역광은 아닌지, 너무 어둡지는 않은지 등을 고려해 빛을 충분히 받고 있는 피사체를 겨냥해 화이트밸런스를 맞추라는 것이다. 제 3자가 보조를 해준다면 흰 종이 등에 빛이 충분히 받을 수 있도록 약 30°정도 기울이게 한다.
또 조리개를 자동으로 하라는 것은 조리개가 화이트밸런스에 영향을 끼치기 때문이다. 하지만 고정된 조명조건에서 조리개의 변화가 크지 않다면 수동으로 맞춰도 된다. 오히려 조리개의 변화가 없다면 수동으로 맞추는 것이 더 정확한 화이트밸런스를 설정할 수 있다. 아울러 셔터스피드도 화이트밸런스에 영향을 미친다는 것을 기억해 두자. 이는 노출이 화이트밸런스와도 관련이 있다는 것을 의미한다. 어차피 캠코더라는 물건은 빛이 없으면 무용지물이나 마찬가지다. 빛을 어떻게 처리하는가에 따라 기록되는 영상이 결정된다. 이를 크게 좌우하는 것이 색온도에 대한 화이트밸런스의 설정이다.
수동으로 화이트밸런스가 세팅이 잘 안될 때는 비디오용 조명을 사용해 분위기에 적절한 색온도를 맞추도록 하며 꼭 필요한 샷인데 조건이 여의치 않을 때는 자동화이트밸런스로 촬영을 하도록 한다.
화이트밸런스의 수동기능은 조작하는 사람에 의해 느낌이 크게 달라진다. 캠코더로 창작활동을 하는 비디오작가나 비디오저널리스트 등에게도 수동화이트밸런스 조절은 참으로 유용하게 쓰인다. 뉴스나 다큐멘터리와 같은 프로그램은 사실과 진실을 중시하기 때문에 있는 그대로의 분위기를 최대한 살리는 반면에 창작활동을 하는 사람들에게는 자기만의 색깔과 분위기를 연출할 수 있도록 해준다는데 큰 매력이 있다. 하지만 빛에 대한 이해와 캠코더의 특성을 잘 알지 못해 오히려 분위기를 망치는 경우가 발생하기도 한다. 이와 같이 쉬운 것 같으면서도 어려운 것이 화이트밸런스 조절이다. 지식이 있다고 해서 꼭 잘 할 수 있는 것도 아니다. 경험에 의한 자기만의 데이터가 필요하며 꾸준히 모니터하는 습관을 들이는 것이 빛과 캠코더를 이해하는데 큰 도움이 된다.
※ 최근에 출시되고 있는 몇 종류의 캠코더에는 화이트밸런스를 세팅했을 때 당시의 색온도가 뷰파인더에 표시돼 얼마의 값으로 설정됐는지를 알 수 있는 기종도 있다.
일반 가정용 캠코더의 화이트밸런스(White Balance)
화이트밸런스의 회로구성
피사체가 렌즈를 통해 CCD를 거치면서 전기신호로 바뀌게 된다.
이 CCD의 신호를 A/D 샘플링(sampling) 한 신호가 카메라 신호처리 IC(집적회로)에 입력되면 휘도신호(Y)와 색신호(C)로 분리돼 일반 영상신호가 만들어진다.
이 과정중 휘도신호와 색신호를 마이콤(Micom)에서 입력받아 색온도를 판단해 색신호의 색상(Hue)과 이득(Gain)을 출력함으로써 자동화이트밸런스(Auto White Balance) 동작을 수행한다.
색온도의 판단
광원이 다른 경우 흰색에 대한 CCD를 통과한 색신호(R, G, B)의 비율은 달라지게 되는데 최종 출력에서 R·G·B의 비율이 1:1:1이 되면 출력 영상신호에서 흰색(White)은 흰색(White)으로 표현된다. 마이콤(Micom)에서는 화면의 구성시 휘도신호가 큰 부분의 색신호 만을 추출해 여기에서 추출된 신호를 흰색(White)으로 판단하고 입력된 색신호의 R·G·B의 비율을 재계산 한 후 색신호(R, G, B)의 비율이 1:1:1이 되는 R·G·B의 색상(Hue)과 이득(Gain)을 출력한다. 화면의 구성에서 흰색(White)을 추출한 색신호의 비율이 색온도 3100。K와 5100。K 이외인 경우는 광원에 의한 흰색(White)의 색비율이 아닌 일반적인 색으로 인식해 흰색(White)을 판단에서 제외한다.
캠코더의 홀드(Hold) 기능
수동 화이트밸런스 모드에는 인도어(Indoor)·실내/아웃도어(Outdoor)·실외 모드가 있는데 실내모드는 색온도가 3100。K인 경우의 출력 값이 세팅되며 실외모드는 색온도가 5100。K의 출력 값이 세팅된다. 홀드·고정(Lock)은 자동으로 동작시의 출력 값이 홀드가 되는데 정확한 색감이 필요한 경우 자동모드에서 흰색(전체의 1/3정도)을 촬상해 색감을 맞춘 후 홀드(고정)기능을 사용하면 유용하다. 홀드·고정으로 촬영을 하다가 색온도가 서로 다른 실내·외를 번갈아 가면서 이동해야 할 경우나 배터리를 교환했을 시는 전원을 넣고 하얀 피사체를 향해 약 10초 정도 캠코더가 인식하는 시간을 준 후에 홀드(1ock)에 고정시키면 더욱더 좋은 화이트밸런스를 맞출 수 있다.
자동화이트밸런스 (Auto White Balance)의 장·단점
단 점
색의 비율이 3100。K과 5100。K의 흰색(White) 비율과 동일한 구성의 일반 피사체에 색신호가 흰색(White)으로 추출된 경우 자동화이트밸런스의 동작이 자연스럽지 않을 수도 있다(흰색 추출과정의 부정확성을 위해 여러 가지 방안이 제시되고 있으나 완벽하지는 않다).
장 점
색온도에 대해 캠코더가 스스로 감지해 자동으로 조절해 줌으로써 사용이 편리해 캠코더를 처음 접하는 초보자도 손쉽게 다룰 수 있다.
☞방송용 카메라의 화이트밸런스
존재하는 색온도의 광원에서 조명되어진 흰 물체를 촬영했을 때 이에 대한 카메라의 인코더 출력은 서브캐리어가 「0」(전기적 무채색)의 상태가 돼야 한다. 여러 색온도의 광원에 대해 서브캐리어가 「0」이 되도록 각 채널의 게인을 조절하는 것을 「화이트밸런스」라고 한다. 실제로는 우선, 광원에 맞춰진 색온도 변환 필터를 선택해 그레이스케일(흑과 백을 12단계로 나눔)을 촬영, 흰 영상레벨을 90%∼95％가 되게 조리개를 설정하고 남은 서브캐리어가 「0」이 되도록 R과 B의 게인을 조절한다(ENG 촬영시 흰 종이에 설정하는 것이 일반화 돼 있다). 실제의 촬영현장에서는 형광등·수은등·태양광 등 여러 광원이 존재하지만 화이트밸런스는 어느 조명이라도 광원의 분포특성에 따라 색재현이 틀려지기 때문에 주의를 요한다.
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