비디오 코덱과 동영상 포맷(2020년 개정판)

OTT가 대세가 된 언택트 시대,
꼭 알아야 할 비디오 코덱과 동영상 포맷

“넷플릭스 올 들어 주가 66% 상승”
“넷플릭스 국내 시장 안착, 코로나 덕분”
“넷플릭스, 와챠, 웨이브 등 OTT 가입자 수 급증”

코로나19 팬데믹의 끝이 보이지 않는다. 그 탓에 우리의 일상은 마비된 지 오래다. 마스크는 어느새 제2의 피부처럼 되었고, 쇼핑도 여행도 조심스럽기 그지없다. 영상 소비에도 큰 변화가 일어났다. 위에 간단하게 뽑아 놓은 제목들만 봐도 단번에 알 수 있는 변화다. 연인과 손잡고 가던 영화관 대신 방구석 일렬 영화감상으로 전환, 넷플릭스를 선두로 하는 OTT 서비스가 시간을 앞당겨 우리 일상으로 들어왔다. 그러다보니 상영관보다는 넷플릭스, 와챠 OTT 플랫폼에서 개봉을 하는 작품도 늘었다. 특히 넷플릭스는 전 세계적으로 그 세를 넓혔다. 결국 디지털 영상 제작 기술의 표준도 넷플릭스가 전범이 되는 시대가 된 것이다.

󰡔비디오 코덱과 동영상 포맷(2020년 개정판)󰡕은 이런 환경의 변화에 발 빠르게 대처했다. 초판과 개정1판(2017년)에서 다루었던 기초적인 지식에 더해 OTT 시대에 주류가 될 HDR(High Dynamic Range)와 관련된 내용을 집중적으로 추가했다. HDR로의 전환은 기존의 HD를 4K로, 4K를 8K로 전환하는 것처럼 고해상도화보다도 사용자의 만족감을 훨씬 효과적으로 높여 줄 수 있다. 당연히 HDR는 동영상 콘텐츠와 장비의 주류가 될 것이다.

이미 자신도 모르는 사이에 최신 스마트폰을 통해 HDR 콘텐츠를 제작하고 소비하고 있을 정도로 HDR는 먼 미래의 이야기가 아니다. 1인 미디어 제작자, 영상제작 실무자 모두에게 이 책이 시대의 흐름을 미리 준비하는 데 도움이 될 것이다.

2017년 개정 이후 3년 만에 최신 기술 동향을 반영해 거듭난 영상 작업의 최신 지침서. 2014년 초판에서 1960년대 이후의 주요 동영상 리코딩 포맷과 이에 사용된 비디오 코덱, 그리고 이를 위한 기초 정보를 다루었고, 이어 2017년 개정판에서 4K 비디오에 대한 내용을 중심으로 보완했다. 이번 2020년 개정판은 2017년 이후의 시장 변화와 함께 앞으로 동영상의 미래가 될 HDR에 대한 개념과 현재 상황을 추가했다. 수많은 비디오 코덱과 동영상 포맷이 우후죽순처럼 등장하는 오늘날, 영상 작업자들이 이상과 현실의 올바른 절충점을 찾는 데 도움을 줄 것이다.

김도훈
PD 및 비디오 시스템 컨설턴트로 (주)허브넷 시스템 팀장이다. 성균관대학교 신소재공학과를 졸업 후 독립제작사협회에서 설립한 디렉터스쿨의 제작디렉터 과정을 수석으로 이수하면서 문화부 장관상을 수상했다. 이후 (주)허브넷에서 <무한지대 큐>(2006), <영화가 좋다>(2008), <이병헌 데뷔 20주년 기념 DVD, ALL THAT LBH>(2010), <무비스타>(2012) 등의 연출과 <신들의 섬 제주 3D>(2010), <숨비소리 3D>(2010)의 색보정, (2013), (2015), (2017), <채널A 관찰카메라 24>(2017), (2018)의 테크니컬 매니저를 지냈다. 방송 제작에 주로 사용되는 비디오 코덱과 동영상 포맷을 중심으로 동영상 제작 시스템을 최적화시키는 것이 주된 연구 분야다. 이 책을 통해 국내 방송 환경을 중심으로 동영상 포맷을 구성하는 각종 사양과 이를 저장하는 방법, 즉 비디오 코덱을 설명한다.

추천사 　
2020년 개정판을 준비하면서 　
2017년 개정판을 준비하면서 　
시작하면서

1부 동영상에 대한 준비운동

01 본다는 것, 이미지화한다는 것 그리고 동영상 포맷

02 빛이란 그리고 동영상이란 무엇인가?

03 동영상의 구성 　
비디오 해상도와 화면비
프레임레이트와 주사 방식
PsF, 풀다운
비디오 코덱

04 색의 속성과 색공간
색의 세 가지 구성 요소
색공간

05 디지털 신호와 디지타이즈
디지털과 아날로그의 차이점
디지타이즈의 기본
오디오 디지타이즈
비디오 디지타이즈 　 55

06 컨테이너 　
오디오 컨테이너 　
이미지 컨테이너
동영상 컨테이너

07 감마와 HDR 　 80
인코딩 감마
디스플레이 감마
로그 감마
HDR

2부 비디오 코덱과 압축 　

08 비디오 코덱과 압축 　
무손실 압축과 손실 압축 　
물리적 압축
논리적 압축 　
비트레이트
디지털 데이터의 단위와 비트레이트 계산 　

09 주요 비디오 코덱
무압축 비디오 　
H.261 　
MPEGᐨ1 　
MPEGᐨ2/H.262 　
H.263 시리즈 　
MPEGᐨ4 　
H.264(MPEGᐨ4/AVC, MPEGᐨ4 Part10)
HEVC(H.265, MPEGᐨH Part2)
VP8과 VP9 　
AV1 　
VVC(MPEGᐨI Part3) 　
MPEG-5 　
DV 시리즈 　
모션 JPEG(MᐨJPEG), MJPEG2000 　
애플 애니메이션 　
애플 매개 코덱 　
애플 ProRes 시리즈 　
캐노퍼스/GV HQ/HQX 시리즈
아비드 DNx 시리즈 　
고프로 시네폼(VCᐨ5) 　
WMV(Windows Media Video) 시리즈 　
DivX

10 주요 오디오 코덱 　
무손실 압축 오디오 코덱 　
손실 압축 오디오 코덱 　

3부 동영상 포맷

11 동영상 포맷 　

12 동영상 포맷: 케이블 및 연결 단자
아날로그 비디오 케이블과 단자 　
디지털 비디오 케이블과 단자 외

13 동영상 포맷: VTR 　
2인치 쿼드 　
헬리컬 2인치 　
헬리컬 1인치 　
유매틱
VHS, SᐨVHS 　
비디오 8, 하이 8, 디지털 8 　
Dᐨ1 　
Dᐨ2 　
Dᐨ3 　
Dᐨ5 　
소니 1/2인치 시리즈 　
M, MII
DV 시리즈 　
MICROMV 　
Dᐨ6
HD Dᐨ5(Dᐨ5 HD) 　
디지털ᐨS(Dᐨ9)
DᐨVHS 　
HDV 　

14 동영상 포맷: 테이프리스 　
레이저디스크(LD) 　
VCD 　
DVD 　
HDᐨDVD, 블루레이 디스크
AVCHD 　
소니 XDCAM 시리즈 　
소니 SRMASTER(소니 MPEGᐨ4 SStP) 　
소니 XAVC, XAVC S 　
캐논 XF 시리즈
캐논 H.264 MOV/MP4 　
파나소닉 P2 시스템
파나소닉 AVCᐨUltra 시리즈 　
파나소닉 H.264-HEVC 　
니콘 H.264 MOV 　
잡다한 MPEGᐨ4 규격들 　
RAW
플래시메모리 　

4부 변환

15 변환 　
변환이 필요한 이유 　
변환 작업에서 생각해야 할 사항 　

16 변환의 방법 　
하드웨어를 이용한 변환 　
소프트웨어를 이용한 변환 　

참고문헌 　
찾아보기

아날로그 SD 시절에는 10년은 족히 걸려서 나왔을 만큼의 동영상 포맷들이 불과 수년 사이에 단어 그대로 쏟아져 나오고 있다. 그 덕분에 제작 환경에 맞추어 적절한 동영상 포맷을 선정하고 사용하는 것에 대한 어려움은 점점 더 심해지고 있다. 결국 이 과정에서 실패해 일정 지연과 영상 품질 저하는 물론 모든 프로 영상 제작자가 두려워하는 제작비 초과라는 불상사와 마주치는 경우를 종종 보게 된다. 그렇기 때문에 더더욱 넘쳐나고 있는 다양한 종류의 동영상 포맷들을 구별하고 각각의 특성을 올바르게 파악해 목적에 맞춰 선택해 사용하는 능력을 확보하는 것이 중요하다.
_ “01 본다는 것, 이미지화한다는 것 그리고 동영상 포맷” 중에서

비디오 코덱은 동영상의 저장과 재생을 담당하는 규칙으로 사용 분야에 따라 다양한 형태로 개발되고 발전되어 왔다. 비디오 코덱은 종류에 따라 사용 가능한 색공간과 색상심도, 압축 기술이 제한되어 동영상 화질에 영향을 끼치는 주요 원인이 되기도 한다. ‘비디오 코덱’과 ‘동영상 컨테이너’, ‘동영상 포맷’을 동일한 것으로 표기하는 경우를 종종 볼 수 있는데 이들은 서로 유사하거나 교집합의 관계이긴 하지만 아주 소수의 경우를 제외하고 동일한 것이 아니다.
_ “03 동영상의 구성” 중에서

아직 자연계에 디지털 감각이란 것은 존재하지 않는다. 아날로그로 존재하는 자연계의 영상 신호와 오디오 신호를 0과 1밖에 모르는 전자 기계에 사용하기 위해 디지털 데이터로 변환시키는 작업이 필요한데, 이를 디지타이즈(digitize)라고 하며 크게 샘플링과 양자화라는 2개의 과정을 거쳐 이뤄진다.
_ “05 디지털 신호와 디지타이즈” 중에서

디스플레이와 카메라 관련 기술이 발달함에 따라 사람의 눈이 실제로 감지할 수 있는 밝기에 더욱 근접한 형태의 영상을 구현하기 위한 기술이 HDR(High Dynamic Range)로서 빛이 전혀 없는 완전한 검은 색을 0.01Nit 이하로 놓고 가장 밝은 흰색은 1000Nit 이상으로 지정해10000:1 이상의 명암비를 구현하며 동작하도록 되어 있다.
_ “07 감마와 HDR” 중에서

본격적으로 4:2:2, 4:4:4와 12비트 및 16비트, 인트라 프레이밍을 지원해 제작 업무용 사양으로 사용할 수 있도록 확장된 HEVC 버전 2는 2014년 초에 발표됐는데, 버전 1이 단 3개의 프로파일로 단순화됐던 것이 무색하게 느껴질 정도로 기능과 사양에 따라 세부적으로 분류된 24개의 프로파일이 추가되었다. 이후 2019년 11월 말에 발표된 HEVC 버전 7까지 세부 규격과 프로파일이 계속 추가되며 수정되고 있다.
_ “09 주요 비디오 코덱” 중에서

테이프리스(tapeless) 기반의 동영상 포맷은 이름 그대로 테이프 외의 전자적 저장매체를 사용하는 동영상 포맷으로 줄여서 단순히 ‘테이프리스’로 표기하는 경우가 많으며 대부분 플래시메모리 기반의 저장 장치를 사용하지만 블루레이 디스크 같은 광학 미디어 또는 하드디스크를 사용하는 경우도 있다. 동영상 편집 시스템의 주류가 VTR 기반의 리니어 시스템에서 컴퓨터 기반의 논리니어 시스템으로 전환되면서 보다 적극적으로 사용되며 전환이 이뤄지고 있다.
– “14 동영상 포맷: 테이프리스 ” 중에서

동영상 변환 작업을 진행하면서 사용할 방법을 결정하는 것은 단순하게 순차적으로 결정할 수 있는 내용이 아니다. 수많은 변수들이 서로 유기적으로 연결되어 있는 조건들이기 때문에 종합적으로 생각해서 판단해야만 한다. 동시에 제작 과정에서 예산과 일정에 직접 영향을 끼치면서 서로 영향을 주고받는 변수 그 자체가 되기 때문에 단발성 프로젝트이건 정규 프로그램이건 모두 매우 중요한 문제가 되고 기획 초기부터 신중히 결정해야만 하는 사항들이다.
_ “15 변환” 중에서

방송통신 융합 시대를 맞아 방송 기술은 급속도로 디지털화, 고화질화하고 있으며 다양한 포맷의 영상들이 여기저기서 넘쳐나고 있다. 하지만 이를 어려움 없이 사용할 수 있도록 변화하는 기술을 반영해 설명한 서적이 없었던 것이 현실이다. 이 책을 통해 방송 영상을 제작하는 모든 사람들이 보다 쉽게 동영상 포맷과 코덱에 대하여 이해할 수 있을 것이다.
최상은, (주)유담커뮤니케이션 대표

조금 거창하게 얘기하면, 우리 사회는 너무나 경쟁적이라 공적인 책임보다 개인의 영달에 치우쳐 살아가고 있는지도 모른다. 그런 점에서 이 책은 저자의 올바른 책임 의식에서 만들어졌다고 할 수 있다. 겉보기에는 화려하지만 대부분 열악한 영상 제작의 현장에서 기본에 충실한 실질 교육을 받기는 거의 불가능하다. 격무에 시달리는 많은 영상인에게 이 책의 배려심 깊은 구성과 내용은 단비처럼 느껴질 수 있을 것이다.
이완, 미디어빌리지테크 파이널컷프로 교육엔지니어

해마다 입사하는 신입사원들은 각종 경로를 통해 방송 기술의 소양을 갖추고 온다. 하지만 정작 실무에 필요한 기술은 다시 교육해야만 했다. 나는 현장에서 사용하는 방송 기술을 체계적으로 정리된 책을 갈구했다. 이 책이 바로 내가 수년간 찾고 기다린 그 책이라는 사실을 감히 말한다. 업무를 배우는 신입사원에서 스스로 업무를 만들고 진행하는 선임으로 넘어가는 데 디딤돌이 되어 줄 책이다.
이강식, CJ파워캐스트 미디어네트워크센터