LED전광판의 모아레 패턴을 최소화하기 위한 방법에 대해 알아보겠습니다.

LED전광판에 영상이나 이미지가 출력될 때, 카메라로 영상을 촬영하면 모아레(Moire) 패턴이 나타나는 것을 종종 확인할 수 있습니다. 이러한 모아레 패턴을 최소화하기 위한 방법에 대해 자세히 알아보겠습니다.

 

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모아레 패턴이란 무엇일까요? 모아레(Moire)라는 단어는 프랑스어로 고대 중국에서 수입된 비단 위에 새겨진 물결무늬를 가르키는 말입니다. 지금은 모아레 현상 또는 모아레 패턴이라는 단어가 LED전광판(LED DISPLAY)에서 2개 이상의 주기적인 패턴이 겹쳐져 나타나는 물결무늬, 격자무늬등이 여러 번 거듭되어 합쳐졌을 때 나타나는 줄무늬 현상을 지칭합니다.

실제 설치 사례입니다. 왼쪽 첫번째 사진은 전면 'ㄱ'형태의 LED전광판과 천장 LED전광판을 사용하여 XR스튜디오를 구성한 사례이며, 중앙의 사진은 최근 설치한 사례로 전면 'ㄱ'형의 LED전광판과 바닥 LED전광판을 사용하여 XR스튜디오를 구축한 사례입니다. 오른쪽 사진은 설치 현장 전면 LED전광판을 핸드폰으로 근접 촬영한 사진입니다.

LED전광판의 모아레 패턴 최소화하기 위한 방법

 

최근 LED디스플레이를 배경으로하는 영화 촬영이나 광고 촬영 또는 가상현실 등이 유행하고 있습니다. 디즈니플러스 시리즈인 '만달로리안' 촬영에서 대부분의 촬영을 이전 그린 스크린을 배경으로 하여 촬영하는 방식이 아닌 LED Wall을 배경으로 하여 LED Wall에 연속된 이미지 또는 배경 영상을 송출하여 현실적인 배경을 만들어 촬영하는 기법인 볼륨(The Volume) 기술을 사용했다고 합니다.

 

그런데 이러한 영화 촬영이나 광고 촬영, 그리고 더 나아가 가상 현실(VR), 확장현실(XR)등에 LED전광판을 사용하기 위해서는 모아레 현상을 정복해야만 합니다. (그 이유는 카메라에 모아레 패턴이 담기기 때문입니다.)

LED전광판의 모아레 패턴이 생기는 이유는?

 

먼저 LED전광판에서 모아레 패턴이 생기는 이유에 대해 알아보겠습니다.

 

디지털카메라는 광학 렌즈를 통해 이미지 센서의 물체에서 반사된 빛의 초점을 맞춘 이후 광학과 전기 원리를 통해 메모리에 디지털 신호를 저장합니다. 디지털카메라의 이미지 센서는 빛을 기억하는 역할을 하고 센서 위의 베이어(Bayer) 필터는 색상을 기억하는 역할을 합니다. 그리고 디지털 카메라의 원시 출력은 모자이크 배열로 표시됩니다. 이때 출력되는 이미지를 베이어 패턴 이미지(Bayer pattern image)라고 부릅니다. 그 후, 베이어 패턴 이미지는 '모자이크 제거 알고리즘'이 적용되어 최종 완성된 이미지가 출력되게 됩니다.

 

그런데, 이러한 방법을 통해 나타나는 이미지는 색상이 일정한 영역에서는 선명하게 나타나지만 그 외 영역 중에서 스트라이프 밀도가 이미지 센서의 해상도보다 높을 경우 카메라에서 정확한 데이터를 인식하지 못하고 추정한 데이터를 기록합니다.  이때, '모아레 패턴'이 발생하게 됩니다.

세 장의 사진 모두 만달로리안 세트장 사진입니다. 디지니 플러스 시리즈 '만달로리안' 촬영장은 배경을 LED Wall로 구성하여 촬영하는 기법인 볼륨(The Volume)기술을 사용하기위해 세트장에 대형 LED Wall을 구축하였습니다. 왼쪽 사진은 세트장 구성도 사진이며, 중앙의 사진은 한 장면을 촬영하기 위해 세트장 중앙에서 회의를 하는 사진이며, 오른쪽 사진은 대형 LED월을 구축하여 배경에 우주선 이미지를 출력하여 촬영하고 있는 사진입니다.

그래서 이번 포스팅에서는 LED전광판의 모아레 패턴을 최소화하기 위한 방법 몇 가지를 소개하겠습니다.

촬영 기법으로 모아레 패턴을 정복하는 방법

 

• LED전광판과 카메라의 거리와 각도 조정
  • 모아레 패턴은 일정한 거리에서 심하게 나타납니다. 그렇기 때문에 LED전광판과 카메라와의 거리와 각도를 조정하여 모아레 패턴을 피할 수 있습니다. 
• 피사계 심도를 얇게 하여 모아레 패턴을 피하는 방법
  • 주 촬영 대상 이외의 배경을  거리 조절, 초점 조절, 조리개 조절등으로 흐리게 하여 모아레 패턴을 피할 수 있습니다. 

LED전광판 사양으로 모아레 패턴을 정복하는 방법

 

• LED전광판의 재생률을 올려서 모아레 패턴을 정복하는 방법
  • LED전광판의 재생률을 올려서 모아레 패턴을 없앨 수 있습니다. 일반 LED전광판의 재생률은 1920~3840Hz이지만 Macroblock사의 MBI5264, MBI5864, MBI5850, MBI5359등의 IC 드라이버를 사용하여 PCB 설계를 하면, LED전광판의 재생률을 7680Hz까지 올릴 수 있습니다. (위 제품을 사용할 경우 그레이스케일은 16Bit, 주사율은 24Hz까지 PCB설계가 가능합니다.)
  • 이때, LED전광판의 수신카드는 노바(NOVA) 사의 A10 PRO급 이상을 사용해야 하며, 샌딩 박스나 프로세서(MCU)도 고사양의 제품을 사용해야 최고의 화질과 높은 재생률을 만들 수 있습니다.
• 픽셀 피치를 하이 픽셀로 사용하여 모아레 패턴을 정복하는 방법
  • 픽셀 피치(점과 점의 간격)가 좁아질수록 즉, 하이픽셀일수록 모아레 패턴의 형성 거리가 짧아집니다. 

결론

 

LED전광판의 모아레 패턴을 최소화하거나 없애는 방법에 대해 알아보았습니다. 촬영 방법이나 기법에 따라 어떤 LED전광판을 사용해야 할지 결정을 내릴 수 있습니다. 만약, 적은 비용으로 모아레를 정복하기 위해서는 카메라의 거리와 각도 조정하는 방법이며, 비교적 많은 비용 투자가 가능하다면 고사양 LED전광판을 사용하는 것이 좋다고 보입니다.

 

스튜디오 LED전광판 아무거나 설치하면 안됩니다.

 

LED전광판 바닥에도 설치가 가능하다는 사실 알고 계시나요?(바닥 LED전광판)