동영상의 기술요소가 시각적 인지반응에 미치는 영향에 관한 연구(1) : 프레임레이트와 모션블러를 중심으로 :프레임레이트와 모션블러를 중심으로

이석호

doi:10.17548/ksaf.2013.12.14.333

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자료유형: 학술저널

저자정보: 이석호 (경성대학교)

저널정보: 한국전시산업융합연구원 한국과학예술융합학회 한국과학예술포럼 Vol.14

발행연도: 2013.12

수록면: 333 - 348 (16page)

DOI: 10.17548/ksaf.2013.12.14.333

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2014

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정지사진과는 달리 동영상은 인간의 시각과 뇌의 복잡하고 다양한 시각인지 시스템에 의해 인지된다. 필름이라는 매체는 그 물리적인 한계 내에서 복잡한 인간 시각인지시스템에 가장 적합한 방향으로 발전해왔다. 필름시대를 지나 디지털 시대로 접어들면서 디지털 매체는 필름의 여러 가지 물리적인 한계들을 극복하며 진화되어가고 있다. 동영상의 프레임레이트 역시 그 중 하나로 지금까지는 시각잔상효과와 점멸융합한계이론에 바탕을 두고 최저한계에 가까운 24프레임을 표준으로 사용해왔다. 최근 급격하게 발전한 디지털 동영상 기술에 의해 이러한 프레임레이트의 한계를 넘어서 일반적인 촬영장비에서 60프레임까지 기록하는 것이 가능하게 되었다. 하지만 콘텐츠 제작자들은 60프레임 동영상의 사용이 가능함에도 불구하고 고급스러운, 혹은 영화 같은 동영상을 만들기 위해 아직도 24프레임과 그에 맞추어진 규정을 고집하고 있다. 이러한 연구배경을 바탕으로 본 연구에서는 프레임레이트와 그에 따라 필수적으로 같이 고려되어야 하는 모션블러가 인간의 시각적 인지반응에 미치는 영향을 실증적인 실험을 통해 규명하고자 하였다.
실험에 앞서 동영상과 인간의 시각인지 시스템에 대한 이론적인 고찰을 진행하여 동영상 기술요소의 특성을 파악하였다. 그리고 이론적 고찰과 연구요인의 규명을 통해 다음과 같이 본 연구의 핵심이 되는 3개의 가설을 제시하였다. 가설1 : 고속의 프레임레이트는 관객의 기능적 시각인지반응에 긍정적인 영향을 미칠 것이다. 가설2 : 고속의 프레임레이트는 관객의 감성적 시각인지반응에 부분적으로 부정적인 영향을 미칠 것이다. 가설3 : 모션블러의 부재는 기능적 시각인지반응 중 편안함에 부정적인 영향을 미쳐 불편한 느낌을 들게 하지만 반면에 선명한 느낌을 줄 것이다.
제시된 가설을 증명하기 위해 독립변인과 종속변인을 설정하고 각 변인의 조작범위와 조작방법을 설정하였다. 영화 ‘호빗’을 실험재료로 사용하고 프레임레이트를 독립변인으로 사용한 실험1에서는 프레임레이트가 기능적 시각인지반응에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타나 가설1이 성립하였으며 감성적 시각인지반응에도 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타나 가설 2는 성립하지 않았다. 가설2와는 반대로 고속의 프레임레이트가 감성적 시각인지반응에서도 24프레임 보다 높은 평가를 기록했다. 경마장의 경주 장면을 실험재료로 사용하고 프레임레이트를 독립변인으로 사용한 실험2에서는 프레임레이트가 기능적 시각인지반응에 긍정적인 영향을 미치며 특히 선명함에 매우 큰 영향을 미치는 것으로 나타나 가설1이 성립하였다. 또한 프레임레이트가 감성적 시각인지반응에도 역시 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났으며 고속 프레임레이트가 24프레임보다 고급감에서 비교적 높은 평가를 기록하여 가설2는 성립하지 않았다. 경마장의 대기장 동영상을 실험재료로 사용하고 모션블러를 독립변인으로 사용한 실험3에서는 모션블러가 약할수록 높은 평가점수를 기록해 모션블러의 양이 적을수록 시각인지반응에 불편함을 줄 것이라는 가설은 성립하지 않았고 모션블러의 양이 적을수록 선명함을 줄 것이라는 가설은 성립하였다. 결론적으로 60프레임의 고속 프레임레이트는 기능적 시각인지반응에 매우 긍정적인 영향을 미치며 감성적 인지반응에 부정적인 영향을 미치지 않는다. 그러므로 전통적인 24프레임이 고속의 프레임레이트보다 고급스럽다는 것은 편견이라고 할 수 있다.

Unlike a still picture, moving image is perceived by relying on the complex and diverse visual system of a human brain. As a medium, film has been developed in a way that is most suitable for human visual system within its physical limits. Entering into a digital era following the age of film, many physical limits of film are being overcome. Frame rate of moving images is one of those examples, and, until now, 24 frames, which is close to the lowest limit, have been used based on persistence of vision and flicker fusion threshold theory. The digital moving image technology that has been rapidly developed recently enabled recording up to 60 frames with normal recording equipment. However, contents producers still insist on 24 frames to make sophisticated or movie-like moving image based on the rule of the 24-frame, even though they can use 60-frame moving image. Based on the research background, this study attempted to demonstrate the influence of frame rate and motion blur, which must be considered with it, on the visual cognitive response of humans through empirical experiment.
Before the experiment, theoretical review of moving image and human visual system was performed to identify characteristics of technological elements of moving image. And, through theoretical review and identification of research factors, three hypotheses that form the core of this study were proposed. hypothesis 1 : high speed frame rate will have a positive effect on functional vision. hypothesis 2 : high speed frame rate will have a negative effect on emotional vision. hypothesis 3 : absence of motion blur will have a negative effect on comfort and a positive effect on clarity. To verify the proposed hypotheses, independent and dependent variables were established as well as the operational range and method.
In experiment 1, where the ‘Hobbit’ was used as experiment material and frame rate as an independent variable, the frame rate had a positive effect on functional vision, validating hypothesis 1, and also on emotional vision, which means hypothesis 2 was not validated. In contrast to hypothesis 2, high speed frame rate showed higher evaluation than 24 frames even for emotional vision. In experiment 2 where a horse race scene in a racetrack was used as experiment material and frame rate as an independent variable, frame rate had a positive effect on functional vision and, especially, on clarity, which validated hypothesis 1. Also, frame rate had a positive effect on emotional vision as well, and high speed frame rate receive a relatively higher evaluation than 24 frames in terms of sophistication. Therefore, hypothesis 2 was not validated. In experiment 3 where the moving image of a racetrack waiting ground was used as experiment material and motion blur as an independent variable, weaker motion blur led to higher evaluation, which means that they hypothesis that lower motion blur will create more visual discomfort was not validated, while the hypothesis that lower motion blur will create more clarity was validated. To discuss the overall results, high speed frame rate of 60 frames has a very positive effect on functional vision, and, contrary to expectation, does not have a significantly negative effect on emotional vision. Therefore, it may be an anachronistic prejudice that the traditional 24 frame is more sophisticated than high speed frame rate.

#Frame Rate(프레임레이트) #Motion Blur(모션블러) #Visual Perception(시지각)

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Lee, Suk Ho

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