동영상 카메라 선택하기, 풀픽셀리드아웃과 픽셀비닝의 차이는?

동영상

아마 대부분의 사용자들은 동영상 화질에 대해 둔감하면서도 크게 신경 쓰지 않는 경우가 비일비재하실 텐데요. 그나마 줄곧 카메라를 오랜 시간을 사용하면서 동영상 화질에 민감해지고 아마 그러한 계기로 지금 해당 글을 읽고 계시겠죠. 동영상의 화질 개선 방법은 매우 단순합니다.

비싸고 좋은 카메라를 사용하면 이유 불문하고 만족스러운 화질을 뽐낼 수 있습니다. 또 한편으로는 본인이 바라는 그 목적에 따라 카메라를 선택하겠지만 동영상에 크나큰 목적을 두고 있다면 보다 선명하고 좋은 카메라를 선택할 수 있습니다.

 

 

고화소 센서에 탑재된
200만 화소짜리 풀 HD 동영상 기능?

오늘 소개해드릴 내용이 바로 카메라에 내장된 픽셀비닝 방식과 풀픽셀리드아웃 방식의 차이입니다. 만약 본인이 카메라를 소유하고 있다면 대부분 라인 스키핑 혹은 픽셀 비닝 방식의 카메라일 가능성이 높습니다. 일반적인 DSLR부터 웬만한 미러리스 카메라, 하이엔드 카메라까지 대부분은 라인스키핑 혹은 픽셀 비닝 방식을 사용하고 있습니다.

 

▲ 실제 센서 면적보다 동영상을 사용하는 면적은 작다. 그럼 어떻게 처리할까?

 

근데 여기서 하나 DSLR 혹은 미러리스에 대한 의문점이 남아 있는데요. 1,000만 화소가 훌쩍 넘는 카메라가 풀 HD 기준으로 200만 화소 가량 되는 동영상 파일을 어떻게 출력 및 저장하느냐입니다.

예제를 드리자면 카메라의 이미지 센서는 1,000만 화소로 고정되어있는데 그 센서를 통해 200만 화소에 불과한 풀 HD로 출력하려면 내부적으로 촬영 데이터를 처리하기 위해 무언의 메커니즘이 필요하다는 것이죠.

 

▲ 라인스키핑 방식의 예) 센서 내 가로선 일부를 전기적 신호로 살려 데이터를 압축시킨다.

 

화질 저하(노이즈) 혹은 모아레 현상을 가중시키는
‘라인스키핑(Line Skipping)’ 방식

이렇게 동영상을 처리하기 위해서 동영상의 데이터를 줄여야 한다는 난제에 부딪치게 됩니다. 라인 스키핑 또한 이러한 난제를 해결하기 위해 도입된 기술로써 센서 전체가 아닌 센서 일부에 전기신호를 스키핑 하여 카메라가 처리해야 하는 데이터를 줄이게 됩니다.

예를 들어 1,000만 화소짜리 센서의 카메라라면 풀 HD(1920×1080)의 200만 화소를 제외하고 나머지 800만 화소의 전기적 신호를 라인 스키핑 함으로써 모두 차단하게 되는 셈입니다.

이렇게 되면 카메라는 메모리카드에 1,000만 화소가 아닌 딱 200만 화소만 들고 가겠죠.

 

▲ 모아레 현상의 예

 

하지만 이러한 라인스키핑 방식은 한 줄의 라인만 생성하기 때문에 그마만큼 화질 저하나 노이즈, 얇은 선 등을 촬영할 때 나타나는 모아레 현상이 도드라지곤 합니다. 따라서 최근에는 이러한 라인스키핑 방식의 카메라를 기피하는 경우가 많습니다.

 

▲ 다수의 픽셀을 한 개의 픽셀로 압축(픽셀 비닝 방식 / ex. 4개의 픽셀을 1개로, 9개의 픽셀을 1개로)

 

센서를 압축시켜 저장하는
‘픽셀 비닝(Pixel Binning)’ 방식

사진을 위해 고화소 센서가 탑재된 카메라들의 동영상 출력을 위한 노력은 라인스키핑에 그치지 않습니다. 픽셀비닝 방식은 말 그대로 다수의 픽셀을 압축하는 방법인데요. 예를 들어 1,800만 화소짜리 카메라에서 9개의 픽셀을 처리하여 1개의 픽셀로 압축시킨다면 1,800만 화소짜리 카메라를 200만 화소짜리 풀 HD 화면으로 옮겨올 수 있겠죠.

하지만 이와 같은 픽셀 비닝 방식 또한 센서 원본에 대한 화면이 아니기 때문에 화질 저하 또는 픽셀 압축의 오류로 색상 정보가 원하는 대로 표현되지 못한다는 단점이 존재하기도 합니다.

 

 

센서의 원본을 그대로 저장하는
‘풀픽셀리드아웃(Full Pixel Read-out)’ 방식

위에 언급된 라인스키핑과 픽셀비닝 방식은 어쩌면 뛰어난 처리 방식이지만 센서 전체를 사용하지 못하기 때문에 화질에 대한 단점이 따랐는데요. 풀픽셀리드아웃은 1,000만 화소 카메라라면 1,000만 화소 센서 전체를 사용하여 풀 HD로 출력하는 방식입니다.

이러한 방식의 원리는 센서에서 조작하는 것이 아닌 1,000만 화소라면 1,000만 화소를 실시간으로 리사이징하여 출력하는 형태입니다. 때문에 픽셀의 손실은 존재하지 않고 내부 기술력을 통해 리사이징을 하더라도 선예도가 살아있는 것이겠죠.

 

 

그렇다면 무엇 때문에 픽셀비닝과 라인스키핑 방식을 사용해왔던 것일까요? 사실 풀픽셀리드아웃처럼 센서 전체를 사용하여 리사이징하는 경우 카메라 내부의 프로세서가 상당히 뛰어나야 처리가 가능합니다.

사실 말이 리사이징이지 PC에서도 동영상을 리사이징하기 위해서 상당한 시간을 소요시키거든요. 따라서 일부 풀픽셀리드아웃이 적용된 카메라의 경우 이처럼 강화된 프로세서를 사용한 점이 특징입니다.

 

▲ 풀픽셀리드아웃 방식의 대표 모델 – a7S와 a7Sii

 

풀픽셀리드아웃을 사용하는 카메라?

현재는 소니에 국한되어있습니다. 실제 풀픽셀리드아웃은 소니가 만들어낸 독자적인 기술로 사실상 미러리스 같은 고화소 센서 때문에 실제 기술이 적용된 시점은 불과 몇 년이 되지 않았는데요.

대표적으로는 a7s 시리즈와 RX시리즈가 있고 최근에는 소니의 a6300에도 위와 같은 기술을 적용시켰죠.

물론 조금 더 전문적으로 파헤쳐본다면 낮은 컬러뎁스가 아쉽기는 합니다만 저만한 가격에 내장 프로세서를 강화시켜 풀픽셀리드아웃을 적용시켰다는 점은 어쩌면 소비자들에게 굉장한 이슈가 아닐까 싶네요.

 

▲ 크롭 펙터 방식의 예, 센서 면적의 중앙부 면적 풀 HD, 4k 등의 면적만을 사용하여 녹화

 

풀픽셀리드아웃과 동일한 형태라면?
크롭 펙터(Crop Factor) 방식

풀픽셀리드아웃과 동일한 형태라면 단연 크롭 펙터 방식입니다. 크롭 펙터 방식은 센서의 중앙부만 사용하여 실제 센서를 그대로 사용하면서 동일한 렌즈를 가지고 화각이 줄어든다는 단점이 존재하기는 합니다만 센서 영역에 라인스키핑, 픽셀비닝 등의 화질이 저하되는 기술이 적용되지 않아 나쁘지 않은 화면을 출력하죠.

하지만 이 크롭 펙터 방식의 Crop Factor 비율에 따라 광량 손실에 의한 화질저하 현상이 목격되기도 합니다. 이 말은 1,000만 화소에서 200만 화소 풀 HD를 크롭펙터 하는 것과 2,000만 화소에서 200만 화소 풀 HD를 크롭펙터하는 것과 화질 차이가 분명하다는 것입니다. 화질에 의존한다면 1,000만 화소에서 200만 화소 풀 HD를 크롭 하는 경우가 화질 면에서 이득인 셈이죠.

 

▲ 파나소닉 GH4와 삼성 NX500의 동영상 촬영 시 센서 사용 면적 비교

 

한가지 예를 들어 크롭 펙터 방식의 카메라들이 대체적으로 사진에서 낮은 화소를 자랑하면서 또 동영상에서는 4k 등을 탑재하곤 합니다. 대표적으로는 파나소닉의 GH4, 삼성의 NX500 등이 존재하는데 GH4 같은 경우 1:2 비율로써 센서 본래의 크기는 작지만 1605만 화소로 4k 기준 실제 센서 면적의 50%를 사용합니다.

삼성 NX500 같은 경우 출시 당시 논란이 많았는데 2820만 화소 카메라에 800만 화소짜리 4k를 담더라도 센서 면적의 28%밖에 사용하지 못 합니다. 이는 화각 손실과 화질 저하 논란을 겪으면서 인기는 딱히 좋지는 않은 편이죠.

 

▲ 크롭펙터 방식과 풀픽셀리드아웃의 차이?

 

풀픽셀리드아웃과 크롭펙터 방식,
잘 따져보고 구매해야 해

앞서 언급 드린 것처럼 풀픽셀리드아웃의 경우 프로세서의 성능을 끌어올리면서 센서의 화소수는 줄이고 동영상의 화소는 다시금 올려 화면을 완성하게 되는데 만약 크롭펙터 방식의 카메라라면 사진 센서의 화소수와 동영상의 화소수의 폭이 큰 경우 좋은 화질의 카메라라고 볼 수 없습니다.

즉 2,000만 화소인데 200만 화소짜리 동영상일 경우 화질 저하 현상과 더불어 화각 손실이 심각해진다는 것이죠.

 

 

우선 소니의 A7S의 경우 1,200만 화소의 낮은 화소수와 더불어 프로세서가 상당히 뛰어난 이유로 24fps, 30fps 상관없이 풀픽셀리드아웃이 가능합니다. 하지만 A7R2의 경우 일반 풀프레임 화각, 즉 4k에서 풀픽셀리드아웃이 불가능하고 크롭펙터(화각손실)를 적용시켰을 때만 풀픽셀리드아웃이 적용됩니다. 최근 출시된 소니 a6300도 마찬가지입니다.

4k 풀픽셀리드아웃 적용이 가능하지만 센서 및 동영상의 화각 차이가 큰 이유로 풀 HD에서는 풀픽셀리드아웃 적용이 불가능하고 4k, 30fps에서는 크롭펙터를 사용해야 합니다.

 

▲ 크롭펙터 방식을 사용하는 파나소닉 GH4

 

시중에 출시된 파나소닉의 GH4도 사실은 4k에서 크롭펙터 방식을 사용하는데 작은 센서와 1:1 크롭펙터 방식을 사용하여 노이즈가 많고 화각은 줄어들지만 웬만한 동급 카메라보다 컬러뎁스가 뛰어난 편인지라 후보정을 위한 카메라로 인기가 높죠.

 

▲ 풀픽셀리드아웃 a7S와 a7Sii

 

풀픽셀리드아웃과 픽셀비닝, 종합해보면?

이야기가 조금 길어졌는데 대부분의 카메라들이 센서의 픽셀크기(사진)보다 더 작은 200만 화소(풀 HD) 혹은 800만 화소(4k)의 동영상을 겸하여 사용하다 보니 처리 방식에 대한 이슈가 명확합니다.

풀픽셀리드아웃 방식을 사용하는 것이 동영상 화질 면에서 이득이고 피치 못한 경우 1:1 크롭펙터 방식의 카메라를 구매하는 편이 좋겠네요. 소니의 a7s, a7sii, 삼성 NX1이 완전한 풀픽셀리드아웃을 구현하고 소니 a7rii가 슈퍼 35mm 화각에서 풀픽셀리드아웃을, 파나소닉 gh4, NX500 등이 1:1 크롭펙터 방식을 사용한다고 생각하시면 되겠습니다.

이 게시글은 2개 답변과 2명 참여가 있으며 마지막으로  are에 의해 1 월, 1 주 전에 업데이트 됐습니다.

3 글 보임 - 1 에서 3 까지 (총 3 중에서)
  • 글쓴이
  • #37744

    “동영상 카메라 선택하기, 풀픽셀리드아웃과 픽셀비닝의 차이는?” 게시물에 대한 토론입니다.

    [원문 포스트 보기 : 동영상 카메라 선택하기, 풀픽셀리드아웃과 픽셀비닝의 차이는?]

    #37745

    are

    A6300 A6500 GH5 도 풀픽셀 리드아웃 방식 아니던가요.

    #37746

    본 포스트에서는 A6500과 GH5는 언급되지 않았습니다.
    본 포스트가 작성되던 시점이 A6500과 GH5 출시되기 이전입니다.

    또한 해당 포스트가 작성된지 오래되어서 기억이 가물가물하지만
    A6300은 FHD = 풀픽셀리드아웃, 4k에서 크롭팩터로 작동되는 것으로 알고 있습니다.
    본 포스트에서도 잘못된 정보 없이 그렇게 언급하고 있네요.

    카메라마다 스펙은 검색해보시면 나옵니다.
    참고하시기 바랍니다.

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