5 장 video 와 애니메이션

5장 video와 애니메이션

analogvideo • analogvideo • 8mm나 VHS 방식의 video테이프에 analog 형태로 video를 저장하는 것으로서, 캠코더나 방송용 카메라로 찍은 video는 VCR(Video Cassette Recorder)테이프에 저장하였다가 TV화면에 보여주게 됨 • 나라별 방송용 video 표준 • analogvideo 원리와 방송 화면

digitalvideo • digitalvideo(DVI: Digital Video) • videoimage를 digitaldata로 저장하였다가 컴퓨터로 재생할 수 있는 동영상 기술로서 인텔을 중심으로 개발되었음 • 오랜 시간이 지나도 처음 그대로의 모습을 간직하는 영구성과 사람들이 원하는 대로 수시로 모습을 바꿀 수 있고, 필요에 따라 언제든지 복사와 재생을 할 수 있도록 유연성을 지님 • digitalvideo의 원리와 digitalvideo

digitalvideo • digitalvideo의 장단점

videostreaming • Video Streaming • 인터넷 상에서 video를 실시간으로 재생하는 기법 • video 영상의 저장은 서버에서 하고 이를 재생하여 보이는 것은 사용자의 단말기에서 재생하기 때문에 기다릴 필요가 없으므로 하드 디스크의 용량에 제약 받지 않음 • 음성이나 영상 분야의 기술이 발달함에 따라 인터넷 방송 프로그램 등에 꼭 필요한 표현 기술 • 이 기술의 발달로 이 기술을 이용하여 동영상 data가 실시간에 생성되는 생방송을 중계할 수도 있음

video 압축 표준 • MPEG • 정식명칭은 동영상 전문가 그룹 • 시간에 따라 연속적으로 변화하는 동영상 압축과 코드 표현을 통해 정보의 전송이 이루어질 방법을 연구하는 그룹 • MPEG1 • CD-ROM과 같은 digital 저장media에 VHS 테이프 수준의 동영상과 음향을 최대 1.5Mbps로 압축, 저장할 수 있으며 이 규격으로 상품화된 것이 videoCD와 CD-I/FMV임 • MPEG2 • 영상과음향을 압축하고자 MPEG1을 개선한 것 • 현재 DVD 등의 컴퓨터 멀티미디어 서비스, 직접위성방송, 유선방송, 고화질 TV 등의 방송 서비스, 영화나 광고편집 등에서 널리 사용됨

video 압축 표준 • MPEG • MPEG1과 MPEG2의 비교

video 압축 표준 • MPEG • MPEG-3 • MPEG2를 완성한 후 후속 작업으로 고화질 TV 품질에 해당하는 고선명도의 화질을 얻고자 개발한 기술이었지만 이후에 MPEG2에 흡수, 통합되어 규격으로는 존재하지 않음 • MPEG-4 • 멀티미디어통신을 전제로 만드는 영상 압축 기술 • 낮은 전송률로 video를 보내고자 개발된 data 압축과 복원기술에 대한 새로운 표준 • MPEG-7 • 동영상 data 검색과 전자상거래 등에 적합하도록 개발된 차세대 동영상 압축 재상기술 • 색상이나 물체의 모양에 관한 정보를 입력하는 것만으로 웹에서 필요로 하는 멀티미디어 자료를 찾을 수 있는 기술 • MPEG-21 • MPEG1, MPEG2, MPEG4 등 MPEG 관련 기술을 통합하여 digitalcontents의 제작과 보안 등의 모든 과정을 관리할 수 있게 하는 기술

video 압축 표준 • MPEG의 표준

video 압축 표준 • MPEG을 지원하는 플레이어들

video 압축 표준 • P*64 • H.261 • 영상전화나 영상 회의용 동영상 압축, 부호화 방식의 국제표준 • 전송속도는 p*64Kbps로, 영상의 비트율을 40Kbps~2Mbps • 영상 부호나 전송로 부호화 방식이 규정되어 있음 • H.264 • 같은 조건에서 대부분의 비트율에서 50% 이상 압축률의 향상을 보이고 있음 • 디블록킹 필터, ¼ 픽셀 모션 벡터의 사용으로 고품질 서비스가 가능해졌음 • 에러 복원의 기능이 향상되었음 • NAL(Network Adaptive Layer) 채택으로 H.264 비트 스트림은 여러 다양한 네트워크를 통해 쉽게 전송될 수 있게 되어 네트워크 이식성이 매우 향상되었음

video 압축 표준 • QuickTime • 미국애플사가 1991년 매킨토시 컴퓨터에서 동영상을 지원하려고 개발한 것 • 사운드와 텍스트, 애니메이션과 videodata 등을 하나의 파일로 통합시킨 것으로 화상정보를 추출하고 압축과 재생할 수 있음 • Indeo • 멀티미디어프로그램에서 사용되는 고품질 video(320*240)의 코덱 • 인텍사가 개발하였으며, 486 혹은 펜티엄 PC와 함께 사용됨 • 벡터 양자화 기술을 지원했지만 Indeo VI(Video Interactive) 버전에서는 새로운 하이브리드(Hybrid) 웨이블렛 기반의 기술을 지원하고 있음

video 압축 • MPEG 압축 • 인접 프레임 간의 연관성이 크다는 점을 이용하여 예측과 보간을 이용하여 압축하는 알고리즘 • 임의의 접근이 가능해야 한다는 등의 이유로 인해 MPEG video에서는 현재 프레임이 가진 정보만으로도 복원될 수 있는 프레임이 규칙적으로 삽입되어야 함 • image로 압축된 프레임을 I-프레임이라 함 • 예측만을 위한 프레임을 P-프레임이라 함 • 보간을 한 프레임을 B-프레임이라 함 • I-프레임(Intra-coded Frame) • video data의 어느 위치에도 올 수 있으며, video의 임의 접근을 위해 반드시 필요한 프레임 • 다른 프레임들의 참조 없이 이 프레임만으로 압축됨 • JPEG을 이용하여 압축하지만, JPEG과는 달리 MPEG에서는 실시간으로 압축함

video 압축 • MPEG 압축 • P-프레임(Predictive-coded Frame) • 압축할때 이전의 I-프레임 정보와 이전의 P-프레임의 정보를 사용하는 것 • 연속되는 프레임들의 전체 image가 바뀌는 것이 아니라 image 일부분들이 옆으로 이동한다는 점에 기반을 둠 • 이전 프레임과 현재 프레임간의 차이가 적은 점을 이용하여 그 차이만을 압축하는 것 • B-프레임(Bidirectional-coded Frame) • video를 압축할 때 이전과 이후의 I-프레임과 P-프레임 모두를 사용하여 압축하는 것 • 이 프레임을 사용하여 압축할 때는 좋은 압축률을 얻을 수 있음 • 이전의 I-프레임이나 P-프레임과 이후의 I-프레임이나 P-프레임의 차이 값을 가지는 프레임 • B-프레임을 사용하여 압축을 하면 MPEG 압축 data 스트림의 순서는 복원되는 순서와 다를 수 있음

video 압축 • MPEG 압축 • B-프레임(Bidirectional-coded Frame) • 압축하기 전의 video 프레임 순서 • 압축된 video를 복원할 때의 프레임 순서

video 압축 • H.261 압축 • 시간 중복성을 제거하려고 프레임 간의 예측 기법을 사용 • 공간 중복성을 제거하려고 DCT 변환 기법을 사용 • 입력 프레임이 다른 프레임과 독립적으로 DCT 부호화되는 INTRA 프레임 방식과 이전 프레임으로부터 현재 프레임을 예측하는 INTER 프레임 기법을 사용 • INTRA-프레임 기법 • 입력 프레임이 다른 프레임과 독립적으로 DCT 부호화되는 INTRA 프레임을 만들려면 먼저 8*8블록을 64개의 DCT 계수로 변환 • DC 계수와 AC 계수를 각각 양자화시키고, AC, DC 계수에 각각 엔트로피 부호화를 적용하여 가변길이 코드화시켜 부호화함

video 압축 • H.261 압축 • INTER 프레임 기법 • 예측 기법에 기반을 두고 이전 프레임의 매크로 블록과 현재 프레임의 매크로 블록을 비교하여 현재 프레임의 코드 값을 계산 • 동작에 대한 벡터는 현재 프레임의 매크로 블록에 대한 이전 프레임의 매크로 블록의 상대적인 위치로 결정 • 이전 프레임의 매크로 블록과 현재 프레임의 매크로 블록의 차이 값을 부호화함에 임계치를 정하고 그 임계치보다 차이 값이 커지게 되면 DCT 기법을 사용하여 부호화하고, 임계치의 값보다 작으면 부호화하지 않는 방법을 사용

video 제작 • videooverlay • 외부의 video 신호를 처리하는 것은 매우 값이 비싼 하드웨어를 갖추고 실시간 처리로서만 가능 • PC상의 TV는 video 신호 처리의 유일한 방법 • video 신호 녹화 • 녹화를 하기 전에 video 소스 안의 플러그가 카드의 세 개의 video 포트 중 하나에 연결되어 있어야 함 • video나 텔레비전 image를 녹화하려면 VCR이 카드에 연결되어 있어야 함 • VCR

video 제작 • video 카메라 • 전자 영상을 만드는 데 사용 • Video overlay card를 이용해서 컴퓨터와 캠코더를 연결할 수 있음 • 가장 큰 장점은 일정한 시간에 개개의 image를 캡처할 수 있다는 것 • 낮은 해상도를 가지고 있다는 단점이 있음 • 캠코더 • 저장 방식에 따라 digital 방식과 analog 방식으로 크게 나뉘며 보편적으로는 저장 media인 카세트테이프 방식에 따라 구분 • analog 캠코더는 8mm 계열과 VHS계열이 있음 • digital 방식은 저장 media인 카세트테이프에 따라 Mini DV 방식과 Digital 8 방식으로 나뉨

video 제작 • video 카메라 • digital 방식

video 제작 • video 카메라 • analog 방식

video 제작 • Microsoft Movie Maker • 아주 쉬운 인터페이스와 기능을 가지고 있으며 인터넷 방속의 코덱으로 자리 잡은 MPEG4를 기본 지원 • 동영상파일을 스캔하여 컷의 변화를 감지함으로써 컷 단위의 편집이 가능하게 한 간단하면서도 효과적인 기능을 가지고 있음

애니메이션의 개요 • 애니메이션 • 생명이 없는 사물이나 현상에다 생명력을 만들어 주는 작업 • 그래픽이나 캐릭터와 같이 생명이 없는 것에 프로그래머나 디자이너의 목적에 따라 살아 있는 것처럼 움직일 수 있게 하여 필름이나 VTR, 컴퓨터 등의 영상 media에 의해 만들어지는 기술이나 기법 • 연속적인 image나 그래픽으로부터 만들어지게 되고, 이러한 image나 그래픽을 보는 사람이 끊어진다는 느낌을 받지 않도록 일반적으로 초당 15프레임 이상으로 보여주게 됨

애니메이션의 역사 • 애니메이션의 역사 • 기원전 1만 년 전에서 5천 년 경의 스페인 북부 지방의 알타미라 동굴벽화의 다리가 4개가 아닌 8개로 그려져 있는 멧돼지 • 기원전 70년경 정도의 손으로 그린 움직이는 image를 스크린 위에 투사했던 메커니즘 • 17세기 중반 유리 슬라이드를 사용해 움직임을 보여주도록 고안된 장치 • 19세기, 원판을 이용한 영사기들의 발명 • 1895년 뤼미에르 형재의 시네마토그래피의 발명 • 1908년 프랑스에서 에밀콜에 의해 ‘팡타스마고리’가 만들어져 대중에게 상영 • 1909년 미국의 윈져 멕케이는 극장영화의 상영에 앞서 보여주는 단편 애니메이션을 보여줌 • 1920년에서 1930년대 후반에 윌트 디즈니의 ‘미키 마우스’, ‘도날드 덕’

애니메이션의 역사 • 애니메이션의 역사 • 1937년 최초의 장편 애니메이션인 ‘백설공주와 일곱 난쟁이’ • 2차 세계대전 이후 애니메이션은 점점 그 영역을 넓혀감과 동시에 상업적 이용가치의 증대로 기존의 전통적인 애니메이션 스타일과 디자인에서 벗어난 작품들이 등장 • 1950년대 중반 이후 TV의 보급이 크게 늘면서 점차 극장이 사양길을 걷게 되자 본격적인 TV용 애니메이션 시대가 열림 • 여러 가지 애니메이션

실시간 애니메이션 및 특수효과 • 실시간 애니메이션 • 초당 그림 속도를 아예 늦춰서 깜박거림이 생기지 않게 빠른 슬라이드 형식으로 보여주는 것 • 배경 모습에 큰 변화가 없을 때 효과적인 방법으로 많은 그림이 포함된 한 층을 백그라운드라고 생각하고 움직이는 그림을 앞의 다른 층에 놓고 겹쳐 보이게 하는 방법 • 특수 효과 • 사진이나 실제 영화로는 표현하기 어려운 장면도 쉽게 표현할 수가 있음 • 인체의 내부구조나 아직 건축이 되지 않은 건물의 모습들을 제작할 수 있음

애니메이션의 종류 • 플립 북 애니메이션(Flip-Book Animation) • 한권의 종이 묶음에 연속적인 그림을 그려 넣은 다음 연달아 순간적으로 보여주어 움직이는 것처럼 만들어 내는 기법 • 컴퓨터로 표현할 때 파일의 크기가 굉장히 커진다는 단점이 있음 • 인터넷과 같은 data 전송 환경에서는 사용되기가 어려움

애니메이션의 종류 • 셀 애니메이션(Cel Animation) • 1913년 존 랜돌프에 의해 개발된 것으로 종이에 그린 그림을 투명한 셀에 옮기고, 그 뒷면에 채색을 한 다음 배경 위에 놓고 촬영하는 기법 • 투명한 셀은 배경 위에 여러 장을 겹쳐 놓을 수가 있기 때문에 많은 양의 작업을 한 번에 해결할 수 있음 • 제작기간을 가장 짧게 단축할 수 있기 때문에 가장 많이 사용됨

애니메이션의 종류 • 스프라이트 애니메이션(Sprite-Based Animation) • 스프라이트 • 애니메이션에서 독립적으로 움직이는 개체 • 스프라이트 애니메이션 • 플립북 애니메이션과 비슷하지만 플립북 애니메이션과는 달리 배경은 그대로 놔두고 스프라이트만 다시 그려주면 되기 때문에 플립북 애니메이션보다 파일의 크기나 요구되는 data 전송 대역폭도 작음

애니메이션의 종류 • 벡터 애니메이션(Vector-Based Animation) • 스프라이트가비트맵이 아닌 수학적인 공식으로 이루어진 것을 제외하면 스프라이트 애니메이션과 같음 • 인터넷에서 사용되는 쇼크웨이브(Shockwave) 파일 포맷이 이 방법을 사용 • 벡터 애니메이션은 스프라이트를 수식으로 표현하므로 파일의 크기는 스프라이트 애니메이션보다 작다는 장점이 있음 • 크기에 상관없이 깨끗하게 보인다는 장점도 있음

애니메이션 기법 • 키 프레임과 트위닝(Key Frame and Tweening) • 숙련된애니메이터는 움직임이나 변형을 표현할 때 기준이 되는 키 프레임(Key Frame)이라는중요한 장면만을 그리고 나머지는 값싼 애니메이터를 이용해 애니메이션을 완성해 나감 • 트위닝(Tweening)이란 키 프레임 사이에서 어떠한 움직임이나 변형의 종류를 채우면서 애니메이션을 만드는 것 • 애니메이터는 단지 키 프레임만을 정의하고 중간에 속해 있는 프레임들은 컴퓨터가 자동으로 생성

애니메이션 기법 • 타임라인, 트랙, 애니메이션 시퀀서 • 동기화를 맞추기 위해 LTU(Logical Time Unit)이라는 시간적인 개념을 전체 애니메이션에 적용 • 시간에 따라 애니메이션 되는 것을 표시하고 키 프레임과 애니메이션 정보를 갖는 트랙이라는 곳에 미디어를 저장 • 애니메이션 소프트웨어의 트랙은 애니메이션 소프트웨어를 통해서 각 객체 파라미터가 트랙을 갖고 시간적인 동기화를 맞추는 역할을 함

애니메이션 기법 • 모핑(Morphing) • 변형(Metamorphing)의 약자로서 image 변화에 사용되는 컴퓨터 애니메이션 기법 • 원래의 image와 변화시킬 image2개 이상의 영상이 필요한데, 이들 복수의 영상 간에 대응점을 찾아서 image를 변형시킴

애니메이션 기법 • 로토스코핑(Rotoscoping) • 동영상과애니메이션 image를 합성하는 기법으로 셀에 그려진 후 촬영된 애니메이션 필름과 동영상 필름을 하나의 필름으로 만드는 것 • 합성하는 두 가지 방법 • 애니메이션 스탠드에서 직접 장면에 맞춰 그려진 애니메이션 셀과 콤파운드 표면에 놓인 동영상 필름에서 영사된 장면들을 함께 재촬영함으로써 이루어짐 • 애니메이션 장면들을 촬영한 후 그것을 동영상 필름과 함께 매트나 더블프린팅 기법을 사용하여 제작

애니메이션 기법 • 운동 기구학(Kinematics) • 움직이는객체의 위치, 속도, 가속도 등의 관계를 연구하는 역학(Mechanics)의 한 분야 • 동력학(Dynamics) • 객체에힘을 가하면 움직이게 되는데 이러한 힘과 운동을 연구하는 분야 • 애니메이션의 제작은 어떤 객체를 실제로 움직이는 것처럼 제작해야 하기 때문에 역학의 운동기구학과 동력학을 접목해야 함

웹 애니메이션 • 애니메이션 GIF(Graphics Interchange Format) • image를 빨리 전송할 수 있도록 개발한 image 압축 포맷으로 GIF화상을 여러 개 만들어 생기 있는 동화를 재생하는 기술 또는 그 화상 서식 • 이에 속한 각 image의 순서와 각 image의 지속 시간, 반복횟수를 정의함으로써 만들 수 있음 • 웹 페이지에서 자주 사용되는 이유는 애니메이션 효과도 좋고, 특별한 플러그인이 필요하지 않기 때문

웹 애니메이션 • 자바 애플릿 • 자바 언어로 작성된 소프트웨어로 애플릿이라고도 함 • 크기가 작아서 네트워크에서의 전송에 적합하고, WWW을 사용하여 배포할 수 있음 • 사전에 컴파일하여 웹 서버에 등록해 둠 • 장점 • 자바는 네트워크 환경을 염두에 두고 설계되었기 때문에 인터넷에 쉽게 적용시킬 수 있음 • 플랫폼에 독립적이라는 장점이 있음 • 많은 시간이 소요되며 웹 페이지에서 실행될 때 속도가 느리다는 몇 가지의 단점이 있음

웹 애니메이션 • ActiveX • 윈도우에서비주얼 C++, VB, 자바와 같은 개발도구와 표준 프로그래밍 언어를 이용해서 만든 다양한 일반 응용프로그램들과 웹 사이트를 연결해줌 • ActiveX 컨트롤은 자바 애플릿 크기의 웹 페이지에 내장된 것으로 1,000개 이상이 개발되어 있으며 다양한 언어와 개발툴로 작성할 수 있음 • 자바 애플릿과 마찬가지로 프로그래밍 기술을 사용하기 때문에 제작할 수 있는 애니메이션의 범위가 넓고 특별한 설치 과정이 필요하지 않다는 장점이 있음

웹 애니메이션 • VRML(Virtual Reality Modeling Language) • 전용브라우저를 통해 구현되며 현재 다양한 브라우저가 소개되고 있음 • HTML과 마찬가지로 텍스트 파일이기 때문에 텍스트 에디터만 있으면 VRML 파일을 만들 수 있음 • VRML 파일은 확장자가 .wrl로 저장되어 브라우저에 인식하게 되는데 이는 3차원 공간을 흔히 World라 부르기 때문

웹 애니메이션 • Shockwave 플러그인 • 자료파일의 크기가 작고 실행할 때 지연시간이 없어 빠름 • Flash, Director, Autorware와 같은 소프트웨어를 이용하여 제작할 수 있으며 그래픽, 애니메이션, 음향을 복합적으로 상호작용하는 식으로 운용하여 멀티미디어를 처리 • 다른 인터넷용 멀티미디어 기술보다 사용이 간편하여 초보자도 간단한 애니메이션을 만드는 것을 금방 배울 수 있다는 장점이 있음

애니메이션의 활용 • 만화영화 • 우리나라 • 초반엔 만화책과 같은 수준의 그림체였으나 점점 바뀌어 가면서 명암의 차이를 이용한 입체 효과를 늘려가고 특수효과 등의 이용이 많아지고 있음 • 최근에는 3D 기법을 활용한 애니메이션이 늘어가고 있음

애니메이션의 활용 • 만화영화 • 일본 • 입체감을 색의 차이로 나타내는 기법을 가장 많이 사용하고 있음 • 각 작가마다 그림체를 그대로 살려나가기 때문에 애니메이션마다 특유의 그림체가 있음 • 최근에는 3D 기법과 2D 기법을 동시에 사용하는 애니메이션이 주류를 이루고 있음

애니메이션의 활용 • 만화영화 • 미국 • 입체감을 나타내는데 색을 이용하지만 주로 단색을 이용하고 입체감을 거의 쓰지 않는 디즈니, 루니툰, 타이니툰 종류가 주류를 이루고 있음

애니메이션의 활용 • 영화 • 컴퓨터 애니메이션이 가장 효과적으로 사용되고 있는 분야 • 과거에는 영화에서 볼 수 없었던 장면들이 나타나게 되었음 • 초기에 공상과학 영화에서만 사용되었지만 최근에는 일반 영화에서도 많이 사용되고 있음

애니메이션의 활용 • 광고 • 단시간에 소비자에게 강한 인상을 남기는 것을 목적으로 하는 광고에서 컴퓨터 애니메이션은 매우 유용한 수단으로 작용 • 광고에 자주 등장하는 것으로 미인, 아기, 동물이 있는데 이 중에서 아기나 동물은 촬영하는데 있어 제작자가 원하는 대로 움직여주지 않기 때문에 컴퓨터 그래픽을 사용하여 그 문제를 해결함

애니메이션의 활용 • 게임 • 게임 자체를 컴퓨터에서 처리하기 때문에 digital로 이루어져 있어서 컴퓨터 애니메이션이 매우 광범위하게 활용되고 있는 분야 • 인터넷의 발달과 더불어 네트워크 게임이 붐을 이루고 있으며, 웹 브라우저상에서 수행되는 게임들도 있음 • 컴퓨터의 처리 속도가 높아짐에 따라 3D게임이 각광받고 있기 때문에 게임에서는 3차원 그래픽이 적극적으로 활용되고 있음

UCC(User Created Content) • UCC • 사용자제작 contents의 줄임말로 엄밀히 말하면 상업적인 의도를 모두 배제한, 사용자가 순수한 열정을 가지고 창작해낸 contents로 해석됨 • 인터넷 사업자가 아닌 사용자가 주체가 되어 생산하고 참여해 공유한다는 부분이 맞물리면서, UCC가 일반적인 의미로 확대하여 해석되어 사용되고 있음 • 미국 유튜브의 UCC

UCC(User Created Content) • UCC • 우리나라의 판도라 TV의 UCC

5 장 video 와 애니메이션