1. 개요

• 아날로그 제작시스템에서 가장 취약한 부분은 녹화장비

• 따라서, 제작장비의 디지털화는 녹화시스템의 디지털화와 직결

• 녹화시스템에는 DTBC기기, 방송국 내 동기 시스템에는 FS 등의 디지털 기기가 선보여 방송설비의 디지털화를 예고

• 디지털신호 접속 표준화: 1986년 ITU-R 권고 601

• 이는 60㎐ 방송계를 대표하는 SMPTE, 50㎐ 방송계를 대표하는 EBU 공동노력의 결과

• TV신호를 디지털화하고 이들 신호를 녹화, 처리, 전송하는 총체적인 방송설비의 디지털화는 개별 방송설비의 디지털화로 달성

• 방송설비 디지털화와 실용화 과정

. 1970년대 제작분야 영상장비 개발시작

. 1980년대 디지털 처리를 위한 각종 방송장비 실용화 : FS, DTBC, DVE

. 1992년 디지털 VTR

. 1990년대 중반 HDTV용 제작장비 등장

2. 방송설비의 디지털 동향

• 설비의 디지털화로 고기능, 고화질, 고안정화된 새로운 제작 수법이 가능

• 고화질, 고품질, 사용이 쉽고, 고 신뢰성, 대용량의 데이터를 취급하고

• 다양한 방송형식을 수용하고 처리

• 네트웍으로 데이터를 고속으로 전송할 수 있고

• 운용에 있어서도 저비용, 고효율, 탁월한 공간 활용성

• 디지털 카메라로부터의 TV신호를 디지털 처리, 가공, 전송

• 기존 아날로그방송 신호를 디지털화하여 디지털송신기로 방송하는 방법

• 디지털 방송을 위해서 반드시 방송 설비를 근본적으로 바꾸지 않더라도, 기존 방송설비를 MPEG 2 압축, 변환, 다중, 전송하여 디지털 방송을 수행할 수 있다.

• 국내 동향

국내 방송3사는 송출 시스템의 디지털화와 일부 제작 스튜디오의 디지털화를 추진해 왔다.

현재 완전한 디지털 시스템을 갖춘 방송시설은 없으나 가상스튜디오, HDTV 방송, 국제신호 제작 등을 위해서 부분적인 디지털화가 진행되고 있다.

MBC에서 지상파 디지털 방송 대비한 스튜디오 설비 구축에 관한 여러 경우의 안을 만들고 있다.

• 국외 동향

• 일본

NHK에서는 1992년 디지털시스템 스튜디오를 실현하였다. 고화질, 고음질 특성을 가지고 있어 위성방송의 고음질 프로그램 등을 제작, 송출하고 있다..

• 미국

ABC는 각종 영화 등 주 4시간 HDTV 방송을 위한 시설이 되어 있다.

NBC는 HDTV 방송을 위한 DTV 주조설비를 도입하기 위해 HDTV 조정실 공사가 1999년 8월경에 완성할 예정이다.

3. 주·부조 설비의 디지털화

• 주·부조정실

스튜디오 제작, 중계차(SNG, ENG) 제작 프로그램, 네트웍 제작 프로그램, 녹화 테이프 등의 완성된 프로그램을 송출하고.

각 스튜디오나 녹화기, 영사기기, 각종 기기와 접속하거나,

계열사, 송신소, 지구국 등으로 보내는 소재 등의 입력을 조정, 분배,

각종 다중 방송, 새로운 미디어 방송 등도 주조정실에서 삽입·감시된다.

따라서, 주·부조 시설의 디지털화는 이러한 기기의 디지털화로 실현된다.

• 디지털화의 이점

주조정 시스템 : 프로그램 운영 부분과 송출 기능,

부조정 시스템 :주조정실 업무 경감을 위한 역할을 한다.

• 감시업무의 경감

• 고품질의 실현

• 소형화, 저전력화 실현

• 보수 용이

• 확장성 대응

• 주·부조정 시스템 구축시에 검토해야 할 점

• 방송국 내의 전송거리에 따른 전송방식 검토

• 음성 중첩처리의 채용 여부를 검토

디지털 영상신호의 블랭킹 기간에 음성신호를 중첩하는 것이 가능

• 위상 관리

• 음성 동기 신호

디지털시스템에서는 영상신호와 동기된 48㎑의 동기신호를 디지털 음성기기에 분배할 필요가 있다.

• 주조정실 운용 예

• 영상 시스템

계통은 입력부, 스위처부, 출력부로 구성되어 있다.

• 스위처 시스템의 구축 방법

주조정실 스위처 시스템을 구축하는 경우 방송국의 위치나 시스템 규모에 따라서 2중화 방식, 3중화 방식. 계통 예비 방식이 있다.

• 음성시스템

계통은 영상과 같이 입력부, 스위처부, 출력부로 구성되어 있다.

• 부조정실 구축

스튜디오 카메라 시스템을 비롯한 녹화기, 영사기기, 스위처 시스템 및 각종 효과기기 등 단체기기의 디지털화

다음 그림은 간이 주조기능을 가지면서 아날로그와 디지털 신호에 유연하게 대처할 수 있는 스튜디오를 포함한 부조 시스템(영상) 구축 예를 나타낸다.

• 편집시설 예

CM제작 등 화질을 우선으로 하는 경우: 컴포넌트 디지털 시스템,

방송국에서는 설비규모나 운용성, 종래의 아날로그 컴포지트와의 정합성으로부터 컴포지트 디지털시스템이 주로 도입되고 있다.

영상 편집시설 예를 다음 그림에 나타낸다.

4. 비선형 제작 장비

• 비선형 편집 시스템

영상과 음성을 디지털화 하여 하드디스크 등의 랜덤 억세스가 가능한 대용량 기억장치에 기록하여 컴퓨터 화면상에서 편집하는 방식이다.

편집내용을 수정하거나 변경하는 것을 자유롭게 할 수 있다.

디지털화 작업이 별도 필요하다.

• 선형(Linear) 편집시스템(Tape to Tape)

VTR을 이용한다.

사전준비는 필요 없으며 녹화(취재) 후 즉시, 편집작업에 임할 수 있다.

필요한 장면을 찾으려면 테이프를 바꾸거나 FFWD/REW 등 시간이 걸려 작업 능률이 떨어진다.

5. 가상 스튜디오

실제의 2차원 화면 + 컴퓨터 그래픽으로 만들어낸 가상 세트를 합성하여 고속, 고품질의 3차원 영상화면을 재현,

이 합성기술은 컴퓨터 그래픽스 기술과 크로마키(Chromakey)의 조합에 의한 새로운 영상제작 기법으로 최근 본격적으로 도입되어 영상제작 분야에 혁신을 가져왔다.

방송에서는, 1991년 일본 NHK, 미국 CBS, 한국방송 3사(KBS, MBC, SBS)의 선거방송, 독일 SAT1, 영국 BBC등 다양한 분야에 응용

영화에서는, 70년대 제작된 [스타워즈], [터미네이터], [쥬라기공원] 등

Chroma Key: TV에서 color separation overlay의 미국식 표현으로, 전경 화면의 일부분이 배경 화면에 삽입되어 배경 화명의 일부분이 되도록 한 방식이다. 전경 화면에 포함되어 있는 Blue부분만이 다른 화면으로 대치됨으로서 전혀 새로운 분위기를 만들어 내는 특수 영상 효과이다. 이를 위해 카메라로부터 프로그램 제직용 Switcher의 Chromakey 입력에 가해지며, 이대 Blue 신호는 Key 신호를 뽑아 내는 데 사용된다.

<그림> 전형적인 가상스튜디오 시스템 구성도

프로그램 제작: 기획에서 촬영까지

방송제작 : 스튜디오에서 녹화, 편집 과정을 거쳐 프로그램이 완성.

제작자들이 창조적 작업에 집중할 수 있도록 가상의 작업공간 (가상 스튜디오, 시공간 편집기능을 갖춘 네트웍 등)과 제작 기기들을 제공하여 효율적인 제작 시스템을 구성하여 멀티미디어화 방송에 맞는 시스템을 구성하는 것이다.

DTPP 시스템의 목표는 사전 제작 뿐만 아니라, 후의 제작 진행에 있어서도 네트웍을 통하여 CSCW를 촉진시킴으로써 프로그램 제작의 효율성을 개선하는 것이다.

7. 디지털 VTR 동향

유럽의 경우는 컴포넌트 디지털 VTR (DCTd, D-5, 디지털 베타캄)을 중심으로 컴포넌트 디지털 스튜디오 구성이 일반적인 경향이다.

NTSC권에서는 기존 아날로그 시스템과의 정합성을 중요시하여 컴포지트 디지털 VTR(D-2, D-3)을 중심으로 제작장비의 디지털화를 추진하고 있다.

일본의 경우는 거의 모든 녹화 장비를 컴포지트 디지털 VTR로 교체하고 있는데, NHK는 D-3 VTR을 채용하고, 후지(Fuji) TV는 D-2 VTR을 사용한다.

• D-1형식(Component)

컴포넌트 디지털신호를 기록, 재생하는 세계 최초의 디지털 VTR 규격으로, 주사선 방식이 다른 525/60, 625/50 양 방식에 공통인 형식이다.

프로그램 프로덕션 업계에서 널리 사용된다.

오디오 엔코딩 파라미터: 샘플링 주파수 : 48㎑, 데이터 레이트 : 3.072Mbps(＝48㎑×2채널×32비트)

• D-2형식(Composite)

방송업계에서는 현행 방송시스템에 그대로 적용되는 컴포지트 디지털 VTR의 요구에 의해 Type-C(Ω-VTR)의 후계기종으로 D-2 VTR이 등장.

D-2 VTR은 SONY로부터 1988년 DVR-10으로 발표되었으며 야외 수록용으로 D-2 휴대용 VTR(DVR-2/2P)이 개발되었다.

D-2 VTR 형식 : 비디오 표본화 주파수는 4fsc인 14.3㎒, 8비트 양자화이며, 오디오 표본화 주파수는 48㎑, 16∼20비트 양자화 4채널의 신호를 이중으로 기록하고 있다.

• D-3형식(Composite)

NHK에서 ½인치 테이프용으로 개발하고 Panasonic에서 생산한 제품이다.

SMPTE에서 D-3라고 하고D-2 테이프 폭(19㎜)을 ½인치화 한 것.

• D-5형식(Component)

D-3과 같은 크기의 ½인치 테이프를 사용하는 10비트 4：2：2 방식의 디지털VTR로 D-3 테이프와 재생 호환 기능이 있다.

• 디지털 베타캄(Component)

소니 VTR의 하나로 디지털 베타캄(Digital BetaCam) 형식을 채용한 ½인치 컴포넌트 디지털 VTR이다.

디지털 베타캄 형식은 현재 전 세계적으로 방송, 제작 및 ENG분야에서 표준으로 되어 있는 아날로그 베타캄 형식의 디지털판으로 개발(1993년 4월 발표).

• D-6형식(Component)

D-6 VTR은 HDTV 스튜디오 규격 신호를 압축하여 전 비트로 64분 기록되는 카세트형 HDTV 디지털VTR로 개발 되었다. 이 D-6규격은 1993년 말부터 행해진 미국 SMPTE 심의를 통과하여 HDTV 디지털 VTR로써 최초로 국제규격으로 되었다. HDTV용에서도 가능한 한 종래의 디지털 VTR과 호환성을 확보한다.

이제까지 설명한 디지털 VTR 형식의 종류와 특징을 비교하여 나타내면 다음 표와 같다.

8. 디지털 개별 장비

방송시스템을 디지털화 하는데 있어서 개별 방송 장비의 디지털화.

• 카메라

전송 디지털화를 포함한 전 디지털 카메라, 4：3과 16：9 (절환 가능) 화면 제작, 각종 기능의 보강으로 제작환경의 개선 등 많은 이점을 가지고 있다.

상용화된 디지털 카메라를 소개하면 다음과 같다.

• 소니 Studio/OB/EFP 카메라 BVP-900/950

12비트 디지털 처리 (양자화 10비트/샘플, 오디오 양자화 20비트/샘플)

최첨단의 저잡음 ⅔

• 日立電子(株)의 전 디지털 SK-300시리즈 멀티 스탠다드 카메라

SK-300(스튜디오용), SK-300P(휴대용)는 HDTV/SDTV 대응

헤드-CCU간은 광선로에 의한 디지털 전송

CCU 출력은 HDTV 아날로그신호 및 SDI(HD)신호 와 525i(16：9와 4：3 절환 가능)아날로그신호, D-1(또는D-2)신호 동시 출력

⅔인치 200만 화소 CCD 채용 (유효 화소수 : 1,920(H)×1,036(V))

• 스위처/VMU

카메라에서 VTR의 중간장비: 제작 스위처(Digital Production Switcher)

혼합처리 등을 여러 단으로 종속 접속하여도 신호대 잡음비, 주파수, 진폭특성이나 위상특성 등의 저하가 없다.

제작 스위처나 DVE 등의 디지털 신호처리는 다채로운 효과처리 기능을 쉽게 만들 수 있다.

이와 같은 장점 외에 아래와 같은 문제점도 내포하고 있다.

① 크로마키나 문자 자막 등에 부자연스러움을 일으키기 쉽다.

② 펄스성 잡음에 약하며 극히 일부의 장해로 시스템이 불능에 빠지기도 한다.

최근 발표된 디지털 스위처의 종류.

• NEC의 DTS-1000 디지털 프로덕선 스위처

다중 형식 대응 : 컴포지트, 컴포넌트, 420p 컴포넌트, HDTV의 각 방식대응

광폭 TV 대응 : 16：9, 4：3 절환 가능

조작성 향상, 고품질화, 확장성, 보수성 향상

• NEC의 TKA/AKA-500B 루팅 스위처

• Ross Video Ltd.의 시너지 시리즈

• Panasonic사의 AV-HS3100/3110/3200 밀레니엄(Millennium) 시리즈

• Philipps의 DD 패밀리 디지털 프로덕선 스위처

• 오디오 믹서

신호의 디지털화 추세에 발맞춰 디지털 믹서(Digital Mixer)의 출현.

• Studer의 D950, STUDER ON AIR2000

• Tamura사의 Qolle 시리즈 디지털 오디오 믹싱 콘솔 AMQ2000

• Sound Tracks의 VIRTUA 디지털 콘솔

• Sony의 OXF-R3, DMX-B7000 시리즈

• 오디오 편집장치 (DAW)

컴퓨터를 이용한 음향 편집 시스템이 주종을 이루고 있다.

이는 대용량 기억소자를 이용한 컴퓨터기술과 음향제작에 따른 다양한 응용SW를 적용시킨 워크스테이션이다.

DAW는 화면상에 음성파형 표시나 고속 무작위 접근 등 우수한 특징이 있으므로 음성의 후처리, MA작업 등의 분야에서 고 정밀도로 능률적으로 작업할 수 있다. 또한, 한번 데이터로 변환된 음성은 화면상에서 어디에서나 편집, 가공이 가능하다.

• 데스크 탑 비디오 (DTV)

DTV는 영상, 음성 편집을 PC나 워크스테이션 단말에서 처리하도록 한 시스템. (종래는 개개의 비디오 스위처, DVE, 오디오믹서 등을 사용하여 편집),

특징은 컴퓨터 단말상에서 동화상 표시, 오디오 출력, HD에 기록된 비디오/오디오를 무작위로 접근, 출력하면서 편집(비선형 편집시스템의 일종).

Sunwood사의 Digital Post는 D-1 화질과 비디오/오디오 편집에 필요한 모든 기능과 높은 시스템 안정성을 제공하는 비선형 편집 시스템이다.

• DAT와 CDP

테이프를 사용한 디지털 녹음/재생기는 DAT라는 국제 규격으로 정해져 이미 많은 제품들이 시판되고 있다.

항목	R-DAT	CDP
모드	기록/재생	재생
채널 수	2 Channel	2 Channel
샘플링 주파수	48㎑	44.1㎑
주파수 상한	22㎑	20㎑
양자화 비트 수	16 Bit Linear	16 Bit Linear
Dynamic Range	96㏈	96㏈
전송 속도	2.46Mbps	2.03Mbps
변조 방식	8∼10 QPSK	8∼14 QPSK(EFM)
기록 매체	Cassette Tape	Disc (투명 플라스틱)
회전 수	2,000rpm	200∼500rpm
주파수 특성	4∼22㎑	4∼20㎑
고속 속도	200배	30배
트랙 폭(Pitch)	13.591㎛	1.6㎛
선곡(3분용)	0.9초	< 0.9초

• 영사 장비

필름 영상(영화)을 HDTV로 전자 영상화 시켰는데, 이들 기기 중의 하나가 텔레비전과 시네마(영화)를 합성시킨 [텔레신(TC)]장비이다.

텔레신 변환에 있어서 영화의 필름(24프레임/초)과 비디오(30프레임/초)와의 프레임 동기를 취한다. (통상 2∼3 풀다운(Full Down)방식을 채용한다. 이는 영화로부터 TV의 필드/프레임으로의 전환수법을 말한다. 영화 필름(24장면/초)을 TV신호(60필드/초)로 변환하기 위해서, 필름 2장면에 TV 5필드를 대응시키기 위해 첫 번째 장면은 2필드간, 두 번째 장면은 3필드간에 송상하는 것이다. 30장면/초 영화의 경우는 필름 1장면을 2필드로 변환시킨다. TV 카메라측의 촬상소자에는 축적효과가 큰 Vidicon이나 Saticon을 사용한다.)

• 개별 부품

• 전송선

직렬 디지털 신호도 전송 레이트가 143Mbps, 177Mbps, 270Mbps, 360Mbps와 같이 빨라지면 전송손실이 증대.

이러한 선로 손실의 영향은 신호의 디지털화로 쉽게 해결할 수 있다.

따라서, 아날로그에서 디지털로 변환할 때는 일반적으로 사용되고 있는 품질의 선로를 사용할 수 있다. 동축선의 주파수 응답특성도 아주 중요한데 주파수에 대한 선로 손실은 5㎒ 이하까지 1/f에 비례한다.

• 전송선 용 콘넥터

아날로그 비디오 신호에서는 BNC 콘넥터(보통 75Ω과 50Ω)와 동축선과의 부정합은 거의 문제되지 않으나,

직렬 디지털 신호에서는 주파수 대역이 넓어서 콘넥터 길이보다 전송신호의 파장이 짧아서 콘넥터의 임피던스를 고려해야 한다.

보통 여러 개의 BNC 콘넥터의 결합이나 짧은 50 Ω 동축선 등으로 연장을 계속하면 신호에 영향을 미친다.

• 종단(Termination)

• 디지털 오디오신호의 전송선과 콘넥터

AES/EBU 디지털 오디오신호는 약 6㎒까지의 주파수를 포함하고 있으므로 고품질이 요구되는 경우와 전송거리가 100m를 넘는 경우는 불평형 동축선과 BNC 콘넥터 사용도 제안되고 있다.

• 신호분배와 재생

비디오 신호가 디지털화 되어도 실제로 전송기기를 통과하는 신호는 아날로그신호인 경우가 대부분이다. 따라서, 디지털신호에 영향을 주는 아날로그 왜곡을 고려할 필요가 있다.

신호 왜곡의 주원인으로는 긴 전송선 사용을 들 수 있는데 설계 시 반드시 고려되어야 한다.

이를 위하여, 디지털 신호의 재발생 기술을 이용하는데, 이는 입력 신호로부터 데이터를 재생하여 안정된 클럭으로 왜곡없는 파형을 재송신하는 것을 말한다. 디지털 신호를 재 발생시킴으로써 신호를 다시 멀리까지 왜곡 없이 전송할 수 있기 때문에 아날로그적인 열화에서 왜곡을 많이 받아도 충분히 신호를 전송할 수 있다.