[펀글]HD를 스트리밍한다 - WMV HD의 구현

[서정]

HD-WMV란?

WMV는 마이크로소프트사가 제안한 영상의 압축에 관련된 포맷이다. VC-1이라는 SMPTE 표준안을 따르고 있는   독자적인 영상 압축방식이라 보면된다. 이미 우리는 인터넷 방송이라는 차세대 매채를 통해 충분히 WMV를 접하고 있으로 퀵타임이나 리얼미디어같은   경쟁사의 포맷이 절대로 발붙일 수 없을 정도로 충실하게 MS의 WMV를 기반으로 인터넷 컨텐츠를 제작하고 있는 모범학생(?)이다.
  그동안 WMV를 이용한 인터넷 스트리밍은 인터넷 망의 발전과 더불어 하루가 다르게 그 품질이 향상되고 있다. 초창기 WMV는 160*120   정도의 손톱만한 크기였으며 ‘ASF’라는 확장자를 가지고 있었다. 그러다 점차 통신망의 속도가 향상되면서 320*240 정도의 Video-CD와   비슷한 사이즈로 서비스되기 시작하면서 점차 그 가치를 인정받았다. 320*240이라는 사이즈는 보통의 SD(Standard Definition)   원본과 비교했을 때 1/4 정도의 사이즈이지만 대부분의 TV 수신기에서는 어차피 전송손실과 노이즈로 인해 대략 300라인 가량의 해상도를   보이므로 320*240이라는 해상도는 결코 무시할만한 것이 아니었다.
  (현재에도 대부분의 인터넷 방송이 320*240을 기준으로 하고 있다)

  현재 진행중인 지상파 방송국들의 인터넷 서비스

그러나 DVD와 DVD의 리핑버전인 DivX가 보편화되면서 사람들의 눈이 높아진 것이 문제였다. 더 이상 240라인의 저해상도 영상을   비좁은 PC 모니터에서만 보는 것에 실증이 난 사람들은 보다 높은 화질의 영상을 보다 넓은 화면에서 보기위한 노력을 기울이게 된다.

그중 한 방법으로 제시된 것이 고화질 스트리밍 서비스이다. 320*240 정도의 비교적 낮은 해상도였던 기존의 인터넷 스트리밍 영상과   차별화되는 고화질 스트리밍 서비스는 보통600*400정도의 해상도로 서비스되며 DVD에 버금가는 화질을 보여주기 때문에 많은 사람들에게   호평을 받고 있다.
  더군다나 학원 강의와 같이 필서가 동반되어야 하는 인터넷 강의의 경우 저해상도에서는 분별할 수 없었던 필서의 내용을 고화질 서비스에서는   확실히 알아볼 수 있기 때문에 교육 사이트와 일부 성인 사이트를 대상으로 폭발적인 인기를 끌고 있다.

  고화질 서비스를 제공하는 VOD 사이트

여기에 PC용 모니터로 많이 사용되는 LCD의 가격하락에 힘입어 19인치 이상의 넓은 화면을 컴퓨터에서도 사용할 수 있게 되면서 PC에서   스트리밍 영상이나 영화를 감상하는 것이 더 이상 큰 불편을 초래하지 않는 환경이 갖추어지게 된 것이다. 최근에는 23인치 이상의 LCD   모니터도 그리 큰 부담이 되지 않는 가격대에 형성되어 있어 그야말로 HTPC(홈씨어터 PC)의 시대가 열리고 있는듯 하다.

그러나 여기에 만족할 우리들이 아니다. 이미 국내 TV 판매시장의 절대 다수가 LCD, PDP 이고 이들 벽걸이 TV들이 거의 대부분   HD 화질을 지원하고 있는데 언제까지 DVD 수준의 영상에 머무를 수만은 없지 않은가?
  사용자들의 이런 요구를 받아들여 이미 소니와 도시바 진영에서는 블루레이 디스크와 HD-DVD로 대표되는 차세대 광디스크를 출시하여 사람들의   기대를 사고 있다.
  사실 블루레이나 HD-DVD는 AV적인 성향이 강한 기기이다. 물론 추후에는 이것들이 초고속 인터넷 망을 통해 지능적으로 감상자가 원하는   영상을 찾아내어 HD 화질로 뿌려줄 거라는 것을 쉽게 짐작할 수 있겠지만 현재로서는 별도의 컨텐츠 매체를 구매하는 것 외에는 HD를 즐길만한   방법이 없다해도 과언이 아니다.

이런 사실을 간과할리 없는 천하의 MS(마이크로 소프트)를 비롯한 여러 회사들은 인터넷 스트리밍을 통해 HD급의 고화질 영상을 전송할   수 있는 HD 스트리밍 서비스를 개발해 낸 것이다.

  MS사에서 제공하고 있는 각종 WMV HD 이미지

WMV HD는 이미 수년전부터 그 가능성을 타진하고 있는 포맷이다. MS는 인터넷 상에서 감상할 수 있는 WMV HD 형식의 영상을 제작하여   배포하고 있는데 1280*720의 해상도를 갖는 720p 소스와 1920*1080p의 해상도를 갖는 1080p 소스로 제작된다.
  WMV HD는 블루레이나 HD-DVD와는 달리 일반 DVD 미디어를 매체로 삼고 있으며 MS의 Media Encoder 9 코덱을 사용하기   때문에 약 4GB정도의 용량에 1시간 분량의 HD 영상을 저장할 수 있다. 물론 반드시 지켜야할 비트레이트나 확정적인 규격이 있지 않으므로   화질과 용량을 자유롭게 설정하는 것도 가능하다.

그러면 블루레이나 HD-DVD가 이미 출시된 상황에서 WMV HD가 가지는 의미는 무엇일까? 가장 큰 것은 아마도 사용자가 직접 제작하기에   가장 편안한 형식의 HD 영상물이라는 것이다. 25GB의 블루레이나 15GB의 HD-DVD는 뛰어난 화질만큼이나 어마어마한 용량을 차지한다.   물론 최종적으로 저장되는 매체가 그정도의 용량을 담을 수 있다지만 그것을 편집하고 다루려면 이전보다 훨씬 더 많은 용량의 시스템이 요구된다는   점에서 사용자는 무척이나 부담스러워 진다.
  반면 WMV HD는 고화질로 했을 경우에도 기존의 DVD 용량 정도이기 때문에 큰 무리없이 각자의 디스크에 저장하고 편집할 수 있다는 장점이   있다. (그렇다고 WMV HD가 다루기에 편리한 포맷은 ‘결코’ 아니다)
  또한 1Mbps 정도의 비트레이트로 1280*720p 해상도의 WMV HD 영상의 경우 대부분의 초고속 인터넷 망에서 무리없이 스트리밍   서비스를 하는 것도 가능할 정도의 용량이다. 즉, 기존의 고화질 스트리밍 서비스가 600*400 정도의 해상도를 갖는 것에 비한다면 4배   이상의 화질향상을 가져올 수 있다는 말이다.

  해상도별 스트리밍 사이즈 비교

이런 이유로 WMV HD는 현재 HDTV 및 HD 컨텐츠의 공유를 위한 포맷을 가장 많이 사용되고 있는 실정이다. (사실 용량과 화질을   고려했을 때 이것을 대체할만한 포맷이 없다는 것도 문제이다)

  인터넷 상에서 배포되는 HD 컨텐츠의 대부분이 WVM HD 포맷이다

제작방법

WMV HD를 만들기 위해 별도의 특수한 장비나 방법이 동원되어야 하는 것은 아니다. 그저 HD 소스에서 영상을 추출하여 WMV 코덱을   적용하는 압축의 과정을 거치기만 하면 손쉽게 WMV HD 영상을 만들어낼 수 있다.

  WMV HD 인코딩을 위한 대화창

그러나 여기에 보이지 않는 문제점이 도사리고 있는데 바로 엄청난 변환시간이다. 현재 최신형 PC라는 이름으로 출시되는 사양의 컴퓨터에서   WMV HD 인코딩을 한다면 대략 원본의 10배 이사의 시간을 투자해야 결과물을 얻을 수 있게 된다. 만일 30분 가량의 영상을 만들어   내기 위해서는 5시간을 기다려야 한다는 것이다. 물론 여러 가지 이펙트를 사용했다던가 HDV나 TS/PS 같은 MPEG 기반의 영상을 재편집하는   거라면 변환시간은 더욱 늘어나게 된다.
  마치 수년전 DV와 WMV의 개념이 처음 도입되던 때와 마찬가지로 아직까지는 컴퓨터 시스템의 사양이 HD를 원활하게 처리할 수 있을 정도가   되지 못하기 때문이다.

또 한가지 방법은 HD 캠코더나 HDV 캠코더, 넌리니어 편집기 등에서 출력되는 HD 영상을 곧바로 WMV HD 포맷을 인코딩해버리는   것이다. 이른바 ‘실시간 인코딩’이라는 방법을 사용하면 별도의 변환시간 없이도 입력되는 HD 원본을 그대로 WMV HD로 제작해주기 때문에   엄청난 시간의 절감을 가져올 수 있다.
  하지만 HD 해상도의 영상을 실시간으로 인코딩하기 위한 장비는 모두 HD-SDI라는 방송규격의 인터페이스만 지원하고 있기 때문에 HDV처럼   IEEE1394를 인터페이스로 하는 장비만으로는 라이브 스트리밍을 진행할 수 없다.
  이를 위해 두 가지 장비가 존재하는데, 하나는 HDV의 IEEE1394 출력을 HD-SDI로 변환시켜주는 것이고, 다른 하나는 HD-Component로   출력되는 아날로그 HD 영상을 HD-SDI로 변환시켜주는 컨버터이다. 두 가지 모두 HDV 캠코더나 데크의 출력을 HD-SDI로 변환시켜주는   역할을 한다.

  HDV의 IEEE1394 출력을 HD-SDI로 변환시켜주는 HD Connect와
  HD 컴포넌트를 HD-SDI로 변환시켜주는 AJA의 D10A컨버터

이렇게 얻어지는 HD-SDI 영상은 하드웨어 인코더를 거쳐 WMV-HD 포맷으로 만들어지게 된다. 이때 사용되는 하드웨어 인코더는 두   가지 종류가 있는데, Digital Rapids에서 출시하고 있는 StreamZ HD 류의 인코딩 전용장비와 AJA에서 출시하고 있는 Xena   LHe 류의 인터페이스 보드가 그것이다.

  
  고화질 WMV HD 인코딩을 위한 전용장비 - StreamZ HD

  
  Xena LHe 같은 저렴한 인터페이스 보드로도 HD 스트리밍 작업을 할 수 있다

이번에는 상대적으로 저렴한 가격대에서 구현이 가능한 Xena LHe 류의 인터페이스 보드를 이용하여 HD-SDI의 라이브 스트리밍을   진행하는 과정을 살펴보기로 하자.

먼저 WMV HD를 실시간으로 제작하기 위해서는 MS의 ‘Media Encoder 9’이 필요하다. WME9은 마이크로 소프트에서 정책적으로   공개하고 있는 프로그램이기 때문에 각종 공개자료실이나 MS 홈페이지에서 쉽게 구할 수 있다. (WMV 인코더의 무상공개로 인해 MS는 실질적으로   인터넷 스트리밍 시장뿐만 아니라 서버 및 관련업계에 막대한 영향력을 끼치며 수익을 올리고 있기 때문에 본질적인 의미에서 무료라고는 보기   힘들다)

먼저 Xena에서 제공되는 독자적인 어플리케이션인 Machina를 구동시켜 영상의 입력이 HD-SDI인지, 입력 해상도와 프레임 레이트가   정상인지를 확인한다. Machina의 캡쳐창에서 정상적으로 화면이 보인다면 일단 입력부에는 문제가 없는 것이다.

  Xena의 전용 어플리케이션인 Machina

그 다음 Media Encoder 9을 실행시킨다. 작업은 라이브캐스트로 지정하고 입력장치의 옵션에서 Xena-HD 장치를 지정한다.   옆에 있는 구성버튼을 누르면 비디오 포맷과 레퍼런스 소스를 지정하게 되어 있는데 비디오 포맷은 현재 입력되고 있는 영상의 프레임 레이트를   뜻한다. 만일 1080i로 입력되는 영상소스를 사용한다면 '1080i@29.97 fps'로 지정하면 되고, 720p로 입력되는 영상소스를   사용한다면 ‘720@59.95 fps’로 지정한다.

출력용 프로파일 역시 HD 해상도인 720p와 1080i를 지정할 수 있는데 되도록이면 720p를 사용할 것을 권한다. 왜냐하면 아직까지   1920*1080 해상도의 영상을 정상적으로 재생할 수 있는 시스템이 그리 많지 않기 때문이다. 또한 현재 가장 많이 사용되고 있는 PC   모니터의 해상도가 1280*1024이기 때문에 동일한 수직해상도를 지정하는 것이 낫다.

HD 인코딩은 입력소스와 동일한 해상도, 동일한 프레임 레이트를 지정해야 한다. 만일 입력 영상이 1080i/29.97f이라면 인코딩되는   결과물도 동일하게 1080i/29.97f로 지정해야 한다. 1080i의 영상을 별다른 처리없이 720p로 인코딩하도록 설정한다면 입력화면에서   아무것도 확인할 수 없게 된다.
  (HD-Connect LE 같은 HDV용 컨버터는 이런 식의 크로스 컨버팅 (1080i <-> 720p)을 지원하기 때문에 다양한   입력 소스의 활용에 유리하다)

  입력과 동일한 해상도, 프레임 레이트를 지정해야 한다

1280*720의 해상도를 사용하는 경우 5Mbps 정도의 대역폭으로도 훌륭한 결과물을 얻을 수 있었는데 이는 DVD의 평균 대역폭인   8Mbps보다도 작은 것이다. 만일 인터넷을 이용한 스트리밍을 고려한다면 800Kbps~1.5Mbps 정도로 인코딩하는 것도 한 가지 방법이   될 수 있다. 대역폭일 줄어든 만큼 화질에서는 어쩔 수 없는 열화가 발생하지만 인터넷 강의나 설교방송처럼 정지된 화면을 많이 보여주는 경우에는   큰 화질저하 없이 깨끗한 수준의 HD 영상을 스트리밍 할 수 있게 된다.

  라이브 스트리밍 인코딩을 통해 HD 컨텐츠의 변환시간을 대폭 줄일 수 있다

화질을 살펴보자

말이 필요없는 대목이다. 일단 WMV HD로 인코딩된 화질을 살펴보기로 하자. 앞에 있는 두개의 영상은 파일 인코딩을 통해 얻어진 스트리밍   파일이고 뒤에 있는 두개의 영상을 Xena LHe와 HD-Connect LE를 통해 HDV 캠코더로부터 직접 실시간 인코딩한 스트리밍 파일이다.

  WMV HD로 인코딩된 파일 (출처 : 마이크로 소프트 WMVHD.com)
  -그림을 클릭하면 원본 해상도를 보실 수 있습니다-

  

  Xena LHe를 통해 HDV 캠코더로부터 직접 인코딩된 파일
  -그림을 클릭하면 원본 해상도를 보실 수 있습니다-

화질을 살펴보면 마이크로소프트에서 제작된 WMV HD 파일의 경우 상당한 수준의 영상품질을 보여주고 있는데, 원본이 필름이나 HD-CAM   등의 HD 카메라로 촬영된 것이기 때문인 탓도 있다. 언제나 원판이 좋으면 그만큼 결과물도 좋아지는 것이다.
  HDV 캠코더에서 직접 실시간 인코딩된 영상을 살펴봐도 만족할만한 수준의 품질을 보여준다. 일단 강의 영상의 경우 16:9의 화면비율을   가지는 와이드 영상이기 때문에 판서와 강사를 한눈에 보여주고 있으며 전체화면 확대시에도 판서의 내용이 정확하게 보이는 특징이 있었다.

출력방법

WMV HD의 경우 PC 상에서의 재생을 목적으로 제작된 것이다. 일단 WMV 파일을 재생할 수 있는 장비가 PC 뿐이었으며 DVD   플레이어와 같은 일반적인 재생장치에서는 HD 출력이 불가능한 이유도 있었다.
  WMV HD의 출력은 현재 PC와 파일 재생기에서 가능하다. PC의 경우 마이크로 소프트에서 제안하고 있는 스펙 이상의 사양을 갖추어야   한다.

● WMV HD 재생을 위한 시스템 사양 ●

*최소사양 (720p 재생용)
  Windows XP
  Windows Media Player 9 Series
  2.4 GHz processor or equivalent
  384 MB of RAM
  64 MB video card
  DVD drive
  1024 x 768 screen resolution
  16-bit sound card
  Speakers

*권장사양 (1080p 재생용)
  Windows XP
  Windows Media Player 9 Series
  DirectX 9.0
  3.0 GHz processor or equivalent
  512 MB of RAM
  128 MB video card
  DVD drive
  1920 x 1440 screen resolution
  24-bit 96 kHz multichannel sound card
  5.1 surround sound speaker system

Windows Media를 디지털 오디오 및 비디오를 스트리밍하기 위한 최상의 형식으로 만들기 위해 높은 수준의 압축 기술이 사용되므로,   HD 품질의 DVD 및 다운로드용 HD 콘텐츠를 통해 소비자들에게 제공되고 있다. 최근의 추세로 영화사들은 SD DVD-ROM과 함께 또   다른 DVD-ROM에 WMV HD(Windows Media High Definition Video) 영화를 담아 배포하고 있다.

PC에서의 재생은 19인치 이상의 디스플레이 장치가 PC 모니터로 사용되면서 점차 ‘볼만한 수준’의 감상법으로 자리잡고 있다. 더군다나   최근 LCD 모니터의 가격이 크게 하락하면서 30인치대의 LCD 모니터도 ‘접근가능’한 수준으로 생각되고 있다.

또 한가지의 재생법은 파일 재생기를 이용하는 것이다. DivX를 재생할 목적으로 만들어진 파일 플레이어들이 진화를 거듭하면서 이제 HD   해상도의 파일까지도 재생할 수 있는 기능을 추가하고 있기 때문에 MPEG-2 HD나 WMV HD와 같은 고도의 압축 영상도 파일 재생기를   통해 감상할 수 있게 되었다. HD 파일을 재생하기 위한 PC의 사양이 상당히 높은 것을 감안한다면 비교적 저렴한 가격으로 HD 파일을   재생할 수 있게 해주는 파일 재생기는 HD 재생장치로 충분한 매리트가 있어 보인다.

  HD 파일을 재생할 수 있는 각종 파일 재생기들

  마지막으로 HD 영상을 볼 수 있도록 해주는 디스플레이 장치를 살펴보자. 일단 HD 해상도를 제대로 보기위해서는 대략 800라인 이상의   수평해상도를 가지고 있는 디스플레이 장치가 요구된다. 기존의 CRT 방식의 SD급 TV의 수평해상도가 약 400라인 정도이기 때문에 SD급   TV에서 HD 영상을 재생하는 것은 큰 의미가 없다고 하겠다.
  요즘 1280*720의 HD와 1920*1080의 HD를 비교하는 이야기가 자주 거론되곤 하는데 사실 42인치 미만에서는 비록 디스플레이의   해상도가 1920*1080을 완벽하게 지원한다고 해도 그 차이점을 제대로 느낄 수 없다고 한다.

HD의 임장감과 고화질을 제대로 즐기려면 100인치 이상의 화면을 구현할 수 있는 빔프로젝터를 이용하는 방법도 있다. 그러나 대부분의   빔프로젝터의 경우 화면을 구성하는 패널의 해상도가 1024*768이기 때문에 HD 해상도를 제대로 구현하지 못하는 문제가 있다. 이것은   LCD나 DLP 프로젝터 등이 점차 소형화되면서 패널의 해상도를 높이는데 한계가 있기 때문이다.

최근 발표된 캐논의 새로운 프로젝터 모델인 Xeed 시리즈는 LCOS라는 새로운 방식의 패널방식을 사용해 HD 영상과 같은 고해상도 영상의   재생시 월등한 화질을 보여준다.

  캐논의 새로운 프로젝터 모델인 XEED SX6
  (패널 해상도 1440*1050)

  1.7x Ultra-Wide Powered Zoom Lens

  XGA 해상도(1024*768)

  SXGA 해상도(1440*1050)

마치며...

‘HD를 스트리밍한다...’ 불과 몇 년전만 해도 상상조차 하기 힘들던 일이 이제는 충분히 도전해볼만한 작업이 되었다. 새로운 제품을   접하면서 늘 느끼는 것이지만 끊임없이 쏟아져나오는 정보의 홍수 속에서 올바른 것을 골라내고 직접 사용해보는 것이 얼마나 중요한 것인지 다시금   깨닫게 된다.
  현재 인터넷 강의 사이트 중 몇 곳에서 이미 HD 스트리밍에 대한 테스트가 이루어지고 있으며 조만간 상용화될 것으로 보인다. 그리고 다행인지   불행인지 모르겠지만 HD 스트리밍 시장이 열리게 되면 아마도 성인 컨텐츠를 다루는 곳에서 앞을 다툴 것으로 예상된다. (이것으로 인해 PC   시장의 업그레이드 바람이 불지도 모르겠다...)

어찌되었건 한번 고화질 서비스에 익숙해지만 다시 예전으로 돌아가기는 힘든 법이다. 그리고 누가 뭐라해도 변화의 바람은 이미 시작되고 있다.   바람에 쓸려갈 것인지, 바람을 탈 것인지를 판단해야 할 시기가 온 것이다. 새로운 것에 기죽지말고 신나게 한번 타고 올라갈 수 있기를 바란다.

[서정]

이 글의 출처는 http://cafe.daum.net/partsalesman 입니다. 이cafe 의 글도 어디서 펀글 같긴 합니다만...쩝^^;;

[김재홍]

잘 봤습니다~~감사합니다^^

[김우종]

이글의 원 출처는 비디오플러스라는 잡지입니다... 위 기사는 정확히는 기억 안나지만 10월호인가에 나온 것 같습니다...