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카메라

카메라를 동작원리와 구성에 대해 이해하기 위한 글입니다.

기본구성​

  • 카메라의 기본구성은 렌즈와 본체로 구성되어 있습니다.
  • ENG 카메라의 경우, 본체 뒤에 VCR이 추가로 장착되어 있습니다.
  • SYSTEM 카메라의 경우에는 VCR이 없는 대신 부조정실에서 녹화를 하고, CCU 컨트롤을 합니다. camera01

빛의 구조​

  • 빛은 전자기파이며 우리 눈에 보이는 가시광선은 700nM ~ 380nM의 파장을 가진 대역으로 망막상의 광세포를 자극합니다. camera02

디지털 비디오의 빛과 색​

  • 인간의 눈은 물체에 반사된 빛을 인식합니다.
  • 각 물체는 빛을 흡수하고 흡수하지 않고 반사한 빛이 눈의 광세포를 자극하여 우리의 뇌는 색을 인식합니다. ex) 장미 : 모든 빛 흡수 후 빨간색 반사

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  • Chromaticity Diagram : RGB 가시광선 파장을 X,Y 2차원 평면 좌표에 나타낸 도표
    • 모든 색을 RGB로 표현 가능. RED(2000K)부터 BLUE(10000K)까지 표현
  • Color Gamut : RGB 내의 3점을 지정 후 그 범위 내 모든 색의 표현이 가능한 영역을 나타내는 삼각형 입니다.
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광학 및 전기 신호​

  • 앞에서 구분 된 빛들은 카메라 렌즈를 통하여 프리즘으로 들어오게 됩니다.
  • 프리즘에서 나온 색 신호들은 CCD를 통해 RGB로 나누어져 전기적 신호로 변환됩니다.
  • 근래는 CMOS기술의 발달로 CMOS 센서를 탑재한 카메라가 주로 많습니다.

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카메라 동작과정​

  • 카메라의 프리즘과 CCD를 통해 변환된 Component 신호는 HD-SDI 신호로 변환(1.485Gbps)
  • 영상 신호에서 Serial을 사용하는 이유 : Parallel로 하면 장거리 전송이 어렵습니다. 또 광케이블 이용시 꺾이면 안됩니다.

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디지털 변환​

  • 샘플링 & 양자화 camera07

기본 카메라 사항​

  • 신호 규격관련 : White Clip, Knee
  • 사용자 조정 : Detail, Color Correction 등
  • 카메라 특성 보정 : White Balance, Matrix
  • 모니터 특성 보정 : Gamma
  • 렌즈 관련사항 : Gain, Gamma, Flare, White Shading
  • 프리즘 관련사항 : White Balance, White Shading, Flare
  • CCD 관련사항 : Moire, Smear, Black Balance, Black Shading, Pedestal camera08

카메라 기본 설정​

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색 온도​

  • 카메라에 의해 재현되는 색은 카메라가 사용되는 환경의 광원의 색에 크게 영향을 받습니다.
  • 색 온도란 빛에 포함된 색 성분을 말합니다.(고온은 파란색, 저온은 붉은색에 가깝습니다.)
  • 카메라는 자동적으로 광원의 색 온도에 적응할 수 없기 때문에 정확한 색 재현율을 위해서는 변환 필터(CC Filter)의 선택이 필요합니다.
  • 적합한 색온도 변환필터와 함께 전자적 화이트 밸런스를 취하는 것이 정확한 색 재현율을 만듭니다. camera10

필터​

  1. ND 필터
  • 입사광의 전 파장에 걸쳐 광량을 동일하게 조정하는 광학필터
  • 피사체의 색 재현보다 투사 광을 감소시키는 필터
  • 빛이 강한 환경(조도가 센 환경)에서 입사광의 세기 감쇄하는 필터
  • 감쇄가 전체 스펙트럼에 균일하여 입사광의 색 온도 영향은 없음
  1. CC 필터
  • 모든 카메라는 어떤 정해진 색 온도에서 동작하도록 설계
  • 5600K의 광원 하에서 활영 시, 5600K 색 변환필터를 사용해야함 camera11