프로페셔널 비디오 카메라(Professional video camera)는 전자식 움직이는 영상을 생성하기 위한 고성능 촬영 장치를 지칭하는 용어이다. 흔히 '텔레비전 카메라'라고도 불리지만, 그 사용 범위는 텔레비전 분야를 넘어 확장되었다. 필름 원판을 사용하는 영화용 카메라와 구별되며, 전자적 신호로 영상을 기록·전송한다는 점에서 차이가 있다.
개요
프로페셔널 비디오 카메라는 원래 텔레비전 스튜디오나 중계차(OB, Outside Broadcasting) 환경에서 사용하기 위해 개발되었다. 이후 뮤직비디오, 다이렉트 투 비디오(Direct-to-Video) 영화, 기업 홍보 및 교육 영상, 결혼식 영상 등 다양한 분야로 활용 범위가 확대되었다. 2000년대 이후 대부분의 프로페셔널 비디오 카메라는 아날로그 방식에서 디지털 방식으로 전환되었다.
2010년대 후반에는 35mm 영화용 카메라와 동일한 크기의 센서를 탑재하고 필름에 준하는 다이나믹 레인지(노출 관용도)와 색 재현력을 갖춘 HD 디지털 비디오 카메라가 등장하면서, 프로페셔널 비디오 카메라와 영화용 카메라 사이의 구분이 점차 모호해졌다. 현재 방송, 뉴스, 스포츠, 이벤트, 리얼리티 TV 등에서 사용되는 HDTV 카메라가 프로페셔널 비디오 카메라로 분류된다. 디지털 영화 카메라는 후반 작업에서 색 보정을 거쳐 파일로 기록하는 방식인 반면, 프로페셔널 비디오 카메라의 영상 신호는 생방송으로 송출되거나 색상·노출 보정을 최소화한 채 빠르게 편집되는 것을 전제로 한다.
역사
최초의 비디오 카메라는 1920~1930년대 기계식 텔레비전 시대에 사용되던 기계식 플라잉 스팟 스캐너(Flying-spot scanner)였다. 1930년대 초 비디오 카메라 튜브의 개선으로 전자식 텔레비전 시대가 열렸다. 초기 카메라는 대형 장치였으며, 렌즈와 카메라 튜브, 전치 증폭기 등을 포함한 카메라 본체와 나머지 전자 장치를 별도로 분리하여 스튜디오의 별도 공간이나 중계차에 설치하는 구조였다. 카메라 헤드 단독으로는 영상 신호를 생성할 수 없었고, 스튜디오로 신호를 보내 스위칭과 송출을 수행했다.
1950년대에 전자 소형화가 진행되면서 일부 흑백 카메라는 단독 작동이 가능해졌고 휴대용으로도 사용되었다. 그러나 카메라 컨트롤 유닛(CCU, Camera Control Unit)으로 신호를 전송하는 대형 케이블 번들이 여전히 사용되었으며, CCU는 노출, 시스템 타이밍, 비디오 및 블랙 레벨 등 카메라의 기능을 정렬하고 작동하는 데 사용되었다.
1950년대 미국, 1960년대 초 유럽에서 등장한 최초의 컬러 카메라(특히 RCA TK-40/41 시리즈)는 세 개(일부 모델은 네 개)의 픽업 튜브를 사용하여 훨씬 복잡했고, 크기와 무게가 급격히 증가했다. 휴대용 컬러 카메라가 일반적으로 사용되기 시작한 것은 1970년대 초반이었다. 이 시기 카메라는 렌즈와 픽업 튜브를 포함한 카메라 헤드 유닛과 케이블 번들로 연결된 백팩형 CCU로 분리된 구조였다.
1970년대 초반에는 Ikegami HL-33, RCA TKP45, Thomson Microcam 등 휴대용 2피스 컬러 카메라가 등장했다. 야외 촬영 시 별도의 VTR이 여전히 필요했으며, 보통 휴대용 1인치 릴투릴 VTR이나 휴대용 3/4인치 U-matic VCR이 사용되었다. 1976년 RCA TK-76, 1977년 Ikegami HL-77, 1978년 Sony BVP-300의 도입으로 카메라 운영자는 방송급 컴포지트 비디오 신호를 출력할 수 있는 모든 전자 장치를 포함한 원피스 카메라를 어깨에 메고 다닐 수 있게 되었다. 다만 별도의 비디오테이프 녹화 장치는 여전히 필요했다.
ENG(Electronic News Gathering) 카메라는 1970년대 이후 텔레비전 뉴스 제작에서 16mm 필름 카메라를 대체했다. 필름 촬영 비용이 재사용 가능한 테이프 촬영보다 훨씬 높았고, 필름은 화학적 현상 과정을 거쳐야만 방송·편집이 가능했던 반면 테이프는 빠른 처리와 빠른 완성이 가능했기 때문이다.
초기 카메라들은 모두 튜브 기반 센서를 사용했으나, 1980년대 중반 CCD(Charge-Coupled Device) 이미저가 등장하면서 큰 변화가 있었다. 초기 CCD 카메라는 튜브에 비해 색상이나 해상도가 떨어졌으나, 더 작고 가벼운 카메라, 번인(burn-in)이나 잔상(lag)이 없는 안정적인 이미지, 등록(registration) 불필요 등의 장점 덕분에 CCD 기술 개발이 빠르게 진행되었다. 결국 CCD는 튜브를 능가하는 화질을 제공하게 되었고, 튜브 기반 카메라는 1990년대 초까지 거의 사라졌다.
1990년대 후반 HDTV 방송이 시작되면서 뉴스와 일반 용도에 적합한 HDTV 카메라가 도입되었다. 비디오테이프를 대체하는 테이프리스(tapeless) 방식이 도입되었는데, 1996년 Ikegami와 Avid의 EditCam(교체식 하드 드라이브 기반), Panasonic의 P2 카메라(DVCPro 신호를 교체식 플래시 메모리에 기록), Sony의 XDCAM 등이 대표적이다. Sony는 Sony와 SanDisk가 만든 ExpressCard 표준을 따르는 SxS(S-by-S) 플래시 메모리 표준도 도입했다. 이후 플래시 저장 방식이 다른 기록 매체를 대체하게 되었다.
2000년대에는 Sony와 Philips 등 주요 제조사가 CCD 센서를 사용하고 플래시 저장 장치에 디지털로 기록하는 디지털 프로페셔널 비디오 카메라를 출시했고, 이후 디지털 HDTV 카메라가 뒤를 이었다. 디지털 기술의 발전과 지상파 디지털 전환으로 인해 2010년대 이후 디지털 프로페셔널 비디오 카메라는 텔레비전 스튜디오, ENG, EFP 및 기타 분야에서 주류가 되었다. CCD 센서는 이후 CMOS 센서로 대체되었다.
사용 유형
대부분의 프로페셔널 카메라는 렌즈 바로 뒤에 광학 프리즘 블록을 사용한다. 이 프리즘 블록(두 개의 이색 프리즘으로 구성된 삼색 분해 어셈블리)은 이미지를 빨강, 초록, 파랑의 세 가지 원색으로 분리하여 각 프리즘 면에 장착된 개별 CCD 또는 CMOS 능동 픽셀 센서로 보낸다. 일부 고급 소비자용 카메라도 이 방식을 사용하여 단일 비디오 픽업으로는 일반적으로 불가능한 더 높은 해상도와 우수한 색 충실도를 제공한다.
스튜디오 카메라
대부분의 텔레비전 스튜디오 카메라는 바닥에 설치되며, 일반적으로 페달(Pedestal)이라 불리는 공압식 또는 유압식 메커니즘으로 높이와 위치를 조절한다. 다중 카메라 구성의 카메라는 카메라 컨트롤 유닛(CCU)에 의해 제어되며, 트라이액스(triax), 광섬유 또는 거의 사용되지 않는 멀티코어 케이블로 연결된다. CCU는 제네록(genlock) 및 기타 장비와 함께 텔레비전 스튜디오의 중앙 장비실(CAR, Central Apparatus Room)에 설치된다. 각 카메라에 대한 원격 제어 패널이 프로덕션 컨트롤 룸(PCR)에 설치되며, 비전 엔지니어가 이를 사용해 화면을 조정한다.
야외 중계(OB, Outside Broadcasting)에서는 삼각대에 장착하여 사용하는 경우가 많다. 스튜디오 카메라는 페달에서 분리하여 더 작은 렌즈로 교체하면 카메라 운영자의 어깨에 올려 핸드헬드로도 사용할 수 있으나, 자체 녹화 장치는 없고 케이블에 연결된 상태로 사용된다. 카메라는 삼각대, 돌리, 크레인 등에도 장착할 수 있다. 스튜디오 카메라는 탤리 라이트(Tally light)를 갖추고 있어, 피사체와 카메라 운영자에게 해당 카메라의 신호가 '메인 프로그램'에 사용 중임을 알려준다.
ENG 카메라
ENG(Electronic News Gathering) 카메라는 원래 뉴스 카메라 운영자를 위해 설계되었다. 소비자용 캠코더와 여러 면에서 차이가 있다:
- ENG 카메라는 더 크고 무거워(작은 움직임을 흡수하는 데 도움) 카메라 운영자의 어깨 지지대나 숄더 스톡에 올려 사용하며, 손은 줌 렌즈 조작에 자유롭게 사용할 수 있다.
- 유체 헤드가 달린 삼각대와 퀵 릴리스 플레이트로 지지된다.
- 각 원색마다 하나씩 3개의 CCD 또는 CMOS 능동 픽셀 센서를 사용한다.
- 교체식 렌즈를 사용한다.
- 렌즈는 중간 서보 컨트롤 없이 수동으로 직접 초점을 맞춘다. 다만 텔레비전 스튜디오 구성에서는 CCU로 원격 제어가 가능하다.
- 렌즈 뒤에 회전식 필터 휠이 있으며, 85A 필터와 중성 농도(ND) 필터를 선택할 수 있다.
- 빠른 접근이 필요한 컨트롤은 제조사와 무관하게 카메라의 동일한 위치에 하드 물리 스위치로 배치된다(게인 선택, 화이트/블랙 밸런스, 컬러 바 선택, 녹화 시작 컨트롤 등).
- 모든 설정(화이트 밸런스, 초점, 조리개)은 수동 조정이 가능하며 자동 기능을 완전히 비활성화할 수 있다.
- 전문가용 BNC 커넥터를 사용하여 비디오 출력과 제네록 입력을 지원한다.
- 전자 뷰파인더(EVF) 또는 외부 CRT 뷰파인더를 작동할 수 있다.
- 오디오 입력을 위한 XLR 커넥터가 최소 2개 포함된다.
- 휴대용 무선 마이크를 위한 슬롯이 직접 제공된다.
- 오디오는 물리적 노브로 수동 조정된다.
- 타임 코드 섹션이 완비되어 있으며, 다중 카메라 구성은 마스터 클록에 타임 코드를 동기화하거나 잼 싱크할 수 있다.
- 카메라 내부에 SMPTE 컬러 바(Society of Motion Picture and Television Engineers Bars)와 톤이 제공된다.
- 녹화는 Betacam, DVCPRO, 직접 디스크 녹화 또는 플래시 메모리 등 전문 매체에 이루어지며, 데이터 녹화의 경우 소비자용 장치보다 훨씬 높은 데이터 전송률(또는 낮은 압축률)을 사용한다.
EFP 카메라
EFP(Electronic Field Production) 카메라는 스튜디오 밖의 콘서트, 스포츠, 특별 이벤트 생중계 등 다중 카메라 스위칭 구성에서 사용된다는 점에서 스튜디오 카메라와 유사하지만, 야외 환경에서 사용된다. 어깨에 메거나 페달과 크레인에 장착할 수 있으며, 스튜디오 카메라용으로 만들어진 매우 긴 초점 거리의 대형 줌 렌즈를 장착한다. EFP 카메라는 자체 녹화 기능이 없으며, 광섬유, 트라이액스, 무선 주파수 또는 거의 사용되지 않는 멀티코어 케이블을 통해 중계차로 신호를 전송한다.
기타 유형
리모트 카메라는 원격 제어로 작동되도록 설계된 매우 작은 카메라 헤드이다. 작은 크기에도 불구하고 종종 대형 ENG 및 EFP 유형에 준하는 성능을 발휘한다. 블록 카메라는 카메라 헤드가 작은 블록 형태(종종 렌즈보다 작음)라는 데서 이름이 유래했다. 일부 블록 카메라는 완전히 독립적이지만, 일부는 센서 블록과 전치 증폭기만 포함하여 작동을 위해 별도의 카메라 컨트롤 유닛 연결이 필요하다. 팬-틸트 헤드에 장착되어 극상, 탑, 방송 부스 구석, 농구 골대 뒤 등 고정 위치에 배치되거나, 로봇 돌리, 카메라 붐·크레인 끝, 케이블 지지 하네스에 장착될 수 있다.
립스틱 카메라는 렌즈와 센서 블록을 합친 크기가 립스틱 용기와 비슷하다는 데서 이름이 유래했다. 경주용 자동차 내부 등 좁은 공간에 고정 장착되거나 붐 폴 끝에 장착된다. 센서 블록과 렌즈는 길고 가는 다중 도체 케이블로 카메라 전자 장치의 나머지 부분과 분리되어 있다.
주요 제조사
Sony, Panasonic, Canon, Ikegami, Hitachi, Grass Valley(구 Philips/BTS), JVC 등이 주요 프로페셔널 비디오 카메라 제조사로 알려져 있다. RCA, Philips(Norelco), Bosch Fernseh, Marconi/EMI 등은 역사적으로 중요한 제조사였으나 현재는 시장에서 퇴출되었거나 브랜드가 인수·합병되었다.
