슬로우 모션 스윙 영상, fps는 절반만 정합니다

다이얼은 둘, 휴대폰이 보여주는 건 하나

약 8배그 연구의 셔터가 자기 프레임 간격보다 얼마나 짧았는지

프레임 레이트는 센서가 얼마나 자주 찍는지에 답합니다. 셔터 스피드는 그때마다 얼마나 오래 열려 있는지에 답합니다. RED Digital Cinema는 셔터 앵글이 뒤쪽을 앞쪽에 견주어 말하는 방식이라고 설명하고, 상한을 360도로 잡습니다. 그 상한에서는 노출 길이가 한 프레임 길이와 정확히 같아집니다. 24 fps에서 180도 셔터는 대략 1/48초입니다. 그 상한 아래에서는 빛이 고릅니다.

골프 문헌에는 둘 다 고른 흔적이 남아 있습니다. 저가 영상 분석 패키지 세 개를 골퍼 12명에게 시험한 Scientific Reports 연구는 카메라를 높이 1 m, 거리 4 m에 세우고, 논문 표현 그대로 셔터 스피드 1/2000, 240 Hz로 기록하도록 설정했습니다. 한 프레임은 1/240초 동안 이어졌고, 셔터가 열려 있던 시간은 그 8분의 1이었습니다. 휴대폰은 앞의 숫자를 내주고 뒤의 숫자는 숨깁니다.

프레임과 프레임 사이, 그리고 한 프레임 안

약 8인치1/240초 노출 한 번 동안 헤드 이동, 115 mph 드라이버

트랙맨은 PGA 투어 드라이버 클럽 스피드를 115 mph, 초속 약 169피트로 잡습니다. 60 fps에서 이웃한 두 프레임 사이에 헤드는 약 34인치를 지나가고, 240 fps에서는 약 8인치입니다. 줄어드는 이 간격이 레이트를 올려서 실제로 사는 것이고, 보고 싶었던 위치 근처에 프레임이 있느냐 없느냐도 여기서 갈립니다.

번짐은 다른 계산입니다. 같은 초속 169피트에 곱하는 것은 간격이 아니라 노출 시간입니다. 1/2000초라면 셔터가 열려 있는 동안 헤드는 약 1인치를 갑니다. 1/1000초면 2인치입니다. 240 fps 클립이 가질 수 있는 가장 긴 노출인 1/240초에서는 약 8인치, 프레임 사이에 이동한 거리 전부입니다. 프레임이 모자라면 그 위치는 아예 기록되지 않았고, 노출이 길면 줄무늬로 기록됩니다. 레이트를 올려서 손보는 쪽은 앞쪽뿐입니다.

어두운 타석이 밝은 주차장에 지는 이유

2-1,000럭스광센서 연구의 실내 조도, 햇빛 아래 20,000-100,000럭스 대비

휴대폰 조리개는 고정입니다. 그래서 프레임 레이트가 정해지고 나면 카메라가 흥정할 수 있는 것은 두 가지뿐입니다. 얼마나 오래 노출할 것인가, 그리고 얼마나 세게 증폭할 것인가. 노출은 프레임 간격을 넘어설 수 없으니, 다른 무엇이 정해지기 전에 240 fps가 이미 상한을 1/240초로 못박습니다.

그다음이 빛입니다. 웨어러블 광센서 연구는 실내 2에서 1,000럭스, 실외는 흐린 날 5,000럭스부터 햇빛 아래 100,000럭스까지에 걸쳐 기기를 보정했습니다. 이 연구에서 가장 밝은 실내와 가장 밝은 실외는 두 자릿수만큼 벌어져 있습니다. 실내에서는 카메라가 노출 시간을 다 쓰고 증폭을 시작합니다. 증폭은 곧 노이즈이고, 노이즈 리덕션은 윤곽을 뭉갭니다.

실외 60 fps에서는 1/60초가 통째로 남아 있고, 그중 대부분은 쓸 일이 없습니다. 빛이 허락해 카메라가 1/1000초에 자리 잡으면, 그 헤드는 8인치가 아니라 2인치만 번집니다. 밝은 60 fps 클립이 어두운 240 fps 클립을 이긴다는 촬영 가이드의 원칙 밑에 이 계산이 깔려 있습니다.

번짐은 지금 재는 각도에 무슨 일을 하나

포즈 트래킹은 관절 위에 점을 하나 찍어야 합니다. 선명한 프레임은 윤곽이 있는 손목을 내놓고, 번진 프레임은 띠를 내놓습니다. 점은 그 띠 안 어딘가에 자리를 잡습니다. 각도는 그런 점 두 개로 그어지니, 선의 양 끝이 함께 흔들립니다.

짧은 마디일수록 손해가 큽니다. 화면에서 100픽셀인 부위를 놓고, 양 끝이 각각 참값에서 8픽셀씩 벗어날 수 있다고 해봅니다. 두 점을 잇는 선은 몇 도씩 흔들리는데, 스윙에서는 아무것도 바뀌지 않았습니다. 해상도는 구해주지 못합니다. 같은 번짐이 4K 프레임에서 차지하는 비율과 1080p 프레임에서 차지하는 비율이 같기 때문입니다. 픽셀이 늘어 도움이 되는 쪽은 다른 오차, 윤곽 위에 점을 찍을 때 생기는 헐거움입니다.

곤란한 것은 방향입니다. 블러는 빼버릴 수 있는 상수를 더해주지 않습니다. 더하는 것은 산포이고, 산포야말로 이 클립과 다음 클립이 서로 어긋나게 만드는 원인입니다. 휴대폰이 정직하게 내놓을 수 있는 숫자가 무엇인지는 스마트폰이 무엇을 잴 수 있는지 다룬 글의 몫입니다. 골프 스윙에서 모션 블러가 관절 각도 오차를 얼마나 키우는지 수치로 제시한 발표 연구는 없습니다. 그러니 프레임 레이트에 관한 경험칙은 물리에서 끌어낸 추론으로 다루십시오.

iPhone과 Pixel에서 실제로 중요한 설정

Apple의 iPhone 17 Pro 사양은 슬로우 모션을 1080p에서 최대 240 fps, 4K Dolby Vision은 최대 120으로 적고 있고, 일반 4K 영상은 24, 25, 30, 60, 100, 120 fps입니다. 240을 고르면 노출에 상한이 걸리는 데다 4K 화면까지 내주게 됩니다. Google 카메라 도움말은 Pixel의 레이트를 초당 프레임 수를 바꾸는 항목에 두고, 4K는 60 fps에서 멈추며, 가장 빠른 피사체에는 1/8배속을 권합니다.

기본 카메라 앱은 어느 쪽도 셔터를 내주지 않습니다. 두 스토어에서 모두 무료인 Blackmagic Camera는 내줍니다. 프레임 레이트, 셔터 앵글, 화이트 밸런스, ISO가 한 패널에 있고, 기기에 따라 24 fps에서 120 fps까지이며, 이미지의 모션 블러 양을 조절하는 수단이 셔터 스피드라고 대놓고 적어 두었습니다.

여기서 나오는 순서는 빛, 레이트, 해상도입니다. 어디에 서고 클럽을 어떻게 담을지는 촬영 가이드의 몫입니다. Pebble Swing는 건네받은 프레임이 어떤 프레임이든 거기서 관절 각도와 백스윙 대 다운스윙 템포 비율을 읽어냅니다. 그 프레임의 노출이 세팅에 1분을 쓸 값어치를 하는 이유입니다.