영상기술은 시간이 지남에 따라 눈에 띄게 발전했으며, 이 중 화면 주사(Scanning) 기술은 영상의 해상도와 질을 크게 향상시켰다.

화면 주사는 영상이 화면에 표시되는 방식을 의미하며, 이는 영상의 선명도와 부드러움에 직접적인 영향을 미친다.

비월 주사(Interlace Scan)와 순차 주사(Progressive Scan)는 화면 주사의 두 주요 형태로, 각각의 장단점과 사용 상황이 있다.

본 자료에서는 화면 주사의 기본 개념과 두 주요 화면 주사 방식에 대해 설명하고자 한다. 특히 동영상 촬영 및 편집 설정 시 1080i와 1080p와 같은 것들이 보일 텐데 이것이 무엇을 의미하는지 이번 자료를 통해 이해할 수 있을 것이다.

화면 주사란?

격자로 표시되는 비월 주사와 순차적으로 표시되는 순차 주사 방식이 있다.

화면 주사는 영상이 어떻게 화면에 표시되는지를 나타내는 기술이다. 일반적으로 영상은 여러 개의 정지 이미지(프레임)가 빠르게 연속으로 표시됨으로써 만들어진다.

그리고 화면 주사는 이러한 프레임들이 화면에 어떻게 그려지는지를 결정한다. 주로 두 가지 주사 방식, 비월 주사와 순차 주사가 있다.

각 주사 방식은 그에 따른 장단점이 있으며, 어떤 방식을 사용할지는 사용할 디스플레이의 종류와 영상의 용도 등에 따라 달라진다.

비월 주사(interlace scan)

비월주사 개념도

비월 주사는 영상 화면을 두 개의 서브 필드(sub-fields)로 나누어 표시하는 방식이다. 하나의 서브 필드는 화면의 홀수 줄을, 다른 하나는 짝수 줄을 표시한다.

이 두 서브 필드는 빠르게 번갈아가며 표시되어, 사용자에게는 완전한 화면으로 보이게 된다. 위의 이미지는 홀수 줄과 짝수 줄을 구분하기 쉽도록 화살표를 구분하여 표기하였다.

동작 방식

첫 번째 단계: 화면의 홀수 줄만 그려진다 (예: 1, 3, 5, 7 … 줄).

두 번째 단계: 홀수 줄이 그려진 후, 화면의 짝수 줄이 그려진다 (예: 2, 4, 6, 8 … 줄).

이 두 단계는 매우 빠르게 수행되어 한 프레임이 완성되며, 이러한 프레임들이 연속으로 표시되면 연속된 영상이 생성된다.

옛날 TV 방송에서 주로 사용

비월 주사 방식은 특히 과거 CRT(Cathode Ray Tube) TV에서 주로 사용되었다. 비월 주사 방식을 사용하면, 화면을 더 빠르게 그릴 수 있어 영상이 부드럽게 보이며, 또한 방송사가 전송해야 하는 데이터량을 줄일 수 있었다.

장점

데이터 전송량 감소: 비월 주사는 한 번에 전체 화면을 그리지 않기 때문에 데이터 전송량이 줄어들고, 이는 특히 과거의 기술에서 중요했다.

화면 갱신 속도 증가: 화면의 일부만 빠르게 갱신되므로 화면 갱신 속도가 빨라진다.

단점

화면 흔들림: 빠른 움직임이 있는 영상에서는 화면이 흔들리거나 깜빡거릴 수 있다.

해상도 저하: 홀수 줄과 짝수 줄이 서로 시간 차를 두고 그려지기 때문에, 선명도가 떨어질 수 있다.

비월 주사는 데이터 전송량을 줄이고 화면 갱신 속도를 높이는 데 유용하지만, 해상도 저하와 화면 흔들림 문제로 인해 현대의 디지털 디스플레이 기술에서는 덜 사용되고 있다.

순차 주사(progressive scan)

순차주사 개념도

순차 주사(Progressive Scan)는 영상 화면을 그릴 때, 화면의 맨 위에서부터 맨 아래까지 순서대로 한 줄씩 그리는 방식이다. 이 방식은 각 프레임을 완전하게 그리며, 화면 흔들림 또는 깜빡임 없이 선명하고 부드러운 영상을 제공할 수 있다.

동작 방식

단일 단계: 화면의 맨 위에서부터 맨 아래까지 모든 줄을 순차적으로 그린다 (예: 1, 2, 3, 4 … 줄). 이 단계는 매 프레임마다 반복되며, 각 프레임은 전체 화면을 포함한다.

현대 디지털 TV와 모니터

현대의 디지털 TV와 모니터는 주로 순차 주사 방식을 사용하여 높은 해상도와 부드러운 영상을 제공한다.

장점

선명한 영상 품질: 각 프레임이 완전하게 그려지므로 영상의 선명도가 높아진다.

부드러운 모션: 빠른 움직임이 있는 장면에서도 화면이 부드럽게 표시되므로 사용자는 더 자연스러운 영상을 볼 수 있다.

화면 흔들림 없음: 화면의 모든 줄이 동시에 그려지기 때문에 화면 흔들림이나 깜빡임이 발생하지 않는다.

단점

데이터 전송량 증가: 화면의 모든 줄을 그려야 하므로 데이터 전송량이 비월 주사 방식보다 더 많이 필요하다.

고사양 하드웨어 필요: 순차 주사는 더 높은 처리 능력과 메모리를 필요로 하므로, 비월 주사 방식보다 더 고사양의 하드웨어가 필요하다.

순차 주사 방식은 높은 해상도와 부드러운 영상 표시를 위해 현대의 많은 디지털 디스플레이 기술에서 선호되는 방식이다.

높은 데이터 전송량과 처리 능력 요구 사항에도 불구하고, 순차 주사는 뛰어난 영상 품질을 제공하여 사용자의 시청 경험을 향상시킨다.

어떤 곳에서 비월주사나 순차주사를 사용할까?

비월주사와 순차주사 사용 상황은?

비월 주사를 사용할 가능성이 있는 곳은 일부 방송사

비월 주사(Interlaced Scanning) 방식은 아직 일부 방송에서 사용되고 있다. 이 방식은 데이터 전송량을 절약하고 더 많은 시각 정보를 전송 크기를 늘리지 않고 표시할 수 있게 해주기 때문에 효율적인 전송 방식으로 여겨진다​​.

비록 스트리밍이 인기를 끌고 있지만, 일부 시청자들은 여전히 방송 TV를 선호하고, 이러한 방송 TV에서는 비월 주사 방식이 신호를 효율적으로 전송하는 데 도움이 되고 있기 때문이다.

대다수의 디지털 환경은 순차주사 사용

순차 주사(Progressive Scanning)는 현대 디지털 TV와 모니터에서 더 선호되는 방식이며, 각 프레임을 한 번에 완전하게 그리므로 화면의 선명도가 높고 흔들림이 적다​​. 순차 주사는 더 현대적인 방식으로, 모든 줄을 한 번에 전송하여 화면의 깜빡임을 크게 줄여준다.

순차 주사는 높은 해상도와 부드러운 영상 표시를 위해 현대의 많은 디지털 디스플레이 기술에서 선호되는 방식이지만, 데이터 전송량이 늘어나고 높은 처리 능력과 메모리가 필요하다는 단점이 있다.

반면, 비월 주사는 데이터 전송량을 줄이고 화면 갱신 속도를 높이는 데 유용하지만, 해상도 저하와 화면 흔들림 문제로 인해 현대의 디지털 디스플레이 기술에서는 덜 사용되고 있다.

따라서 상황에 따라 일부 방송사는 아직도 비월 주사 방식을 사용할 수 있으며, 다른 일부는 순차 주사 방식으로 전환되었을 수 있다.

영상의 화면 주사 방식은 영상의 품질과 사용자 경험에 중요한 역할을 한다. 비월 주사는 과거의 CRT 디스플레이와 같은 기술에서 주로 사용되었으며, 순차 주사는 현대의 LCD 및 LED 디스플레이에서 더 나은 영상 품질을 제공한다.

각 방식은 특정 상황과 요구 사항에 따라 장단점이 있으며, 올바른 주사 방식의 선택은 영상의 목적과 디스플레이 기술에 따라 달라진다. 이를 통해, 화면 주사 기술의 이해는 더 나은 영상 품질과 효과적인 영상 전송을 가능하게 하며, 이는 결국 더 나은 시청 경험을 제공하게 된다.