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※ 본 기사는 "방송과 기술"에 4회에 걸쳐 연재 되었던 기사내용입니다.

- 글 : 기술지원팀
        이충구 과장


 ▒ Sensor

카메라의 작동과 함께 소프트세트(그래픽 세트)가 함께 연동된다는 것은 가상세트가 추구하는 리얼리티 요소의 주안점이다. 말 그대로 실제 세트 안에서 움직이고 진행하는 것과 같은 효과를 나타내려면 카메라의 작동에 따라 실제 세트처럼 카메라의 VIEW ZONE 영역에 따라 소프트세트가 보여져야만 한다. 때문에 소프트 세트는 절대 좌표 값을 가진 상태로 지속되어 있어야 하며, 카메라의 ZOOM, PAN, FOCUS, TILT, MOVING 값에 따라 반응해야만 한다.
가상스튜디오의 기술적인 면에 있어서 센서의 종류는 모두 세 가지로 나누어 볼 수 있다. 가상세트 안에서 센서의 분류 기준은 카메라 MOVING과 SENSOR Type이다. 카메라 위치가 고정형이나 이동형이냐 하는 점과, 카메라에 센서가 부착된 타입인지 아닌지에 대한 분류에 따라 모두 세 가지로 나뉘어 진다.

분류 고정형 이동형
SENSOR 없음 Type 1 ×
SENSOR 부착 Type 2 Type 3



그렇다면 센서는 어디에 부착되며 어떻게 작동되는 것인가? 가상스튜디오에서 사용되는 카메라의 센서는 Zoom Sensor, Focus Sensor, Pan Sensor, Tilt Sensor, Moving Sensor 로 모두 다섯 가지이다. 물론 개발사에 따라서는 가상그림자 센서까지도 있지만, 일반적인 개념의 센서를 모두 이렇게 분류할 수 있다. 이 센서 들은 다시 두 부류로 나눌 수 있는데, Moving 센서는 그 중 제일 고가 장비이고 가장 리얼리티를 표현하기 쉬운 최상급 센서로 분류된다. 일반적으로 가상세트 장비가 2D인지 3D인지를 구분하는 척도로 사용되는 것 또한 카메라의 위치가 이동 가능한지에 대한 여부이기 때문에, 가상세트에서 3D라 함은 카메라의 위치 값을 말한다.
그렇다면 하나하나 센서의 위치를 살펴 보도록하자.
고정형 카메라의 센서는 두 부분으로 나뉘어 장착된다. Zoom / Focus 센서는 카메라의 렌즈 부분에, Pan / Tilt 센서는 Tripod 부분에 각각 장착된다.



이 네 가지 센서의 공통점은 모두 센서 타입이 아나로그 타입의 기어 형태를 띠고 있다는 점이다. 마치 시계 부품처럼 기어의 톱날이 맞물고 있는 형태를 지니고 있으며 이 기어의 움직임을 얼마만큼으로 각도로 나누어 작동하느냐에 따라 정밀도와 정확도가 차이가 난다. 일반적으로 Zoom / Focus / Pan / Tilt의 센서는 기준점을 기준으로 좌우 90도, 총 180도의 회전 반경을 측정값으로 산출해 내며 아나로그 센서의 추출 데이터 값을 엔코더 센서에서 디지털 수치 데이터로 전환하여 그래픽 워크스테이션으로 송출하게 된다.
때문에 톱니바퀴의 정확한 작동이 가상스튜디오에서 보여 지는 그래픽의 매끄러운 Pna, Tilt, Zoom, Focus 동작과 연관된다. 또한, 각 카메라에 부착된 렌즈의 구경에 따라 그 값이 서로 다르며, 렌즈 제조사에 따른 규격 또한 다르기 때문에 렌즈에 맞는 센서를 부착하는 것이 관례이다.
렌즈의 센서와는 달리 Tripod의 센서는 조금 다른 양상을 보이고 있는데, 대체적으로 아예 Tripod 제품에 센서를 부착하여 센서와 Tripod를 함께 판매하는 방식이 주류를 이룬다. 대표적인 예로 Tripod 전문 제조사인 Vinten은 가상세트용 Tripod 제품을 따로 출시하고 있으며 기존 제품에 센서를 부착하여 판매하는 제품도 있다.
렌즈와 Tripod 센서는 초기 세팅 작업에서 모두 Calibration 작업을 해야만 한다. 렌즈의 구경에 따른 기준 값을 지정하고 Tripod 위치에 따른 절대 좌표 값을 설정하기 위해서이다. 이 두 센서만 장착된 가상세트의 경우 일반적인 작업은 가능하지만 액티브한 카메라 액션이 불가능하며 특히 High Angle이나 Low Anglr을 사용해야 하는 Boom Up / Down 작업이 불가능 하다. 말 그대로 고정형 센서이기 때문이다.







고정형 Sensor                         고정형 Remote Sensor


또 한 가지, 고정형 센서에서는 Tripod가 설치된 절대 위치 값을 그래픽 워크스테이션에 입력해 주어야 하는데, 이때 입력되는 정보는 가상스튜디오의 절대 위치 값에서의 X, Z축에 대한 거리와 바닥에서부터 카메라의 CCD 높이까지의 Y축에 대한 값을 입력하며 이 값은 소프트 세트에서 보여지는 Background와 촬영 소스인 Foreground의 정확한 매치를 위해 중요한 정보 값을 지니게 된다.

이동형 센서란 무엇인가? 이동형 센서란 카메라의 움직임이 가능한, 즉, 고정형 센서에서는 카메라는 고정 된 상태에서 Pan / Tilt 만 가능하고 움직이지 못하는 반면에 이동형 센서는 말 그대로 3D 센서로 카메라의 위치 값이 X, Y, Z 축으로 자유로이 이동할 수 있다는 것이다. 이동형 센서를 3D 센서라 부르는 이유도 여기서 초래하게 된다.
이동형 센서 역시 크게 Robotic Sensor와 천정 부착형 센서 두 가지 타입으로 나뉘어 진다. 로보틱 센서는 별도의 컨트롤러에 의해 조절되는 Robotic Dolly system이 부착되어 있어 사용자가 원하는 X, Y, Z 축의 좌표 값을 따라 움직이며 Boom Up Down 까지도 리모트를 통해 가능하다. 또한 별도의 컨트롤 시스템을 이용하기 때문에 장면에 맞는 위치를 미리 지정해 저장하여 둘 수 있으며 움직임이 매끄럽고 연속 촬영시 유리한 장점이 있으나 상당한 고가라는 이유로 많은 카메라에 사용되진 못하는 단점이 있다.



검정색 바가 초음파 천정 센서이다.↑      Intersence 3D Moving Camera Tracker

천정 부착형 센서는 일정 간격의 센서를 천정에 부착함으로써 천정의 센서를 절대값으로 환산하고 카메라의 CCD 위쪽 부분에 수신 센서를 탑재하여 카메라의 위치를 추적하는 원리로 작동하는 시스템이다. 액티브한 영상을 표현할 수 있다는 장점이 있고, 크레인에 장착하여 넓은 화각을 보장한다. 천정 부착형 센서는 적외선 방식과 초음파 방식이 있으나 적외선 방식은 기상변이나 활동 반경에 대한 제한 요건이 많아 현재 사양 추세이다.


            ROBOCAM Remote SENSOR     Robocam Remote 위치값 입력 화면

현재 세계적인 인정을 받고 있는 센서 제품으로는 Radamec, Vinten, Dayang, 그리고 국내 회사인 AR Vision 등이 있다.



 
 

 

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