초당 프레임. 동영상을 물리적으로 환원하면 시간상 연속된 정지 사진들의 모음으로 볼 수 있는데,
이 각각의 정지 사진 1장을 ‘프레임’이라 부른다. 이런 사진 토막들이 1초에 몇 장 보이느냐,
즉 프레임이 보이는 속도를 가리켜 ‘Frame Rate’, 우리말로 옮기면 ‘프레임률’이라고 하며
국제 표준인 ‘Hz’로 쓰지만, 일상적인 경우 주사율과 구분하기 위해 fps를 쓴다.
1.2. 상세[편집]
영화(보통 24fps)에서 초기 무성 영화는 기준이 없어 18 fps 부터 24 fps까지 다양한 프레임률이 사용되었는데
저 정도의 프레임률이 되어야 정지 영상이 연속으로 넘어가는 것이 아니라 부드럽게 움직이는 것처럼(영상) 보이기 시작한다.
그러다 영화에 맞춰진 음향 효과의 바람이 불면서[2] 필름에 사운드 정보를 입히는 ‘광학 음향'(Optical Sound) 기술이 등장했는데
여기서 이 음향 품질을 유지할 수 있는 최소의 프레임률이 24 fps였던 것이다. 게다가 영화 제작에서 재료 비용이 상당한 필름 특성상 효율성이 중시되었으므로
이 최소 단위를 사용하게 된 것이다. 또 25나 26이 아닌 24라는 수를 지닌 프레임률의 장점은 필름을 편집하는 과정에서 여러 수로 나누어 떨어질 수 있는 수라는 점이다.
1초의 절반인 0.5초 단위로 편집하면 12프레임, 그 절반인 0.25초 단위는 6프레임, 또 그 절반인 0.125초 단위는 3프레임 같은 식이다.
이러한 실용적인 이유들 때문에 24 fps가 정착되었고 그 전통이 현재까지 이어진 것이다.
NTSC 방식이 30fps[4] 인 것은 순전히 브라운관의 기술적인 이유 때문이다.
극초기 CRT는 전원인 교류 전류의 주파수에 맞추어 화면을 새로고쳐야(Re-fresh) 했으므로 이에 맞추어 프레임률의 기준을 정했다.
미국의 교류 전류의 주파수가 60Hz이므로 초당 60번 화면을 주사하였고, 30fps와 같은 대역폭에서 움직임을 좋게 하면서
깜빡임을 줄이고자 비월주사방식[5]을 사용하게 되면서 ‘초당 60필드 30프레임’으로 결정되었다.
PAL 방식이 25fps인 것은 NTSC 방식과 유사한데,
단지 유럽은 50 Hz 교류 전류를 사용했으므로 25fps가 표준이 된 것이다.
캠코더로 녹화된 동영상이 간혹 50fps인 것도 이런 유럽 기준에 맞춰서 촬영된 것이다.
물론 전기 주파수 영향이 거의 없는 2010년대에 들어서 등장한 차세대 방식의 UHD TV는 유럽에서도 60 fps을 고려하고 있다.
한편, NTSC와 PAL에 영향을 준 전기 주기는 국가표준에 따라 다른데,
발전소의 교류 발전기의 회전수에 따라 미국을 위시한 60 Hz와 독일을 위시한 50 Hz로 정해진다.
우습게도 일본은 전력회사에 따라 이 주파수가 제각각이다
40 Hz는 사람의 눈에 램프의 깜빡임이 느껴져서 산업 표준으로 둘 수 없었다고 한다.
UHD가 보편화된 현재에 들어서 영화를 디지털로 촬영하고 상영하는 것이 보편되고
디지털 TV 방송을 LCD 디스플레이로 시청하는 지금은 24, 25, 30과 같은 숫자나
그 숫자의 배수를 고수해야 하는 기술적 이유 및 제약은 사라졌다.
그러나 산업적 기준은 여전히 필요하고 예전 기술과의 호환성을 위해서도
이러한 숫자들이 유지되고 표준으로 남게 되었으며 적정선으로는
기술적 제약보다는 안구가 느낄 수 없는 적절한 프레임률 수준으로 표준이 수렴하고 있다.
때문에 과거에 흔히 쓰이던 24, 30 fps보다는 더욱 부드러운 연출이 가능한 60 fps가 새로운 표준으로 활용되고 있다.
고프로와 같은 액션캠을 비롯해 최근 출시되는 중급형 이상 스마트폰이 60 fps 촬영을 지원하며,
2010년대 이후로 유튜브를 위시한 동영상 공유 사이트도 60 fps 영상을 제공해준다.
1인칭 슈팅 게임을 위시한 비디오 게임은 60 fps 이상을 지원하는 그래픽 하드웨어와 모니터가 대중화되었다.
프레임률이 낮으면 영상이 속 물체가 빠른 움직임으로 구성되어 있으면
잔상 효과를 흉내낸 모션 블러[10]를 적용하여 해결해 왔다. 물체의 경계가
날카로운 이미지로만 구성되어 있으면 물체가 순간이동을 하는 느낌이 든다.
물체가 빠르게 움직일수록, 프레임률이 낮을수록 각 프레임마다 물체의 위치가 크게 변하므로 이것이 이어져 보이지 않고 뚝뚝 끊긴 느낌이 드는 것.
영화는 프레임률 제한이 있지만 촬영 시 자연히 모션 블러가 들어가므로 끊기는 느낌 없이 자연스러운 화면이 나온다.
3D 게임은 경계가 뚜렷한 이미지(프레임)를 계속 다시 그리므로 대신 프레임률을 높여서 문제를 해결한다.
영화와 게임에서 각각 역동적인 장면을 캡처하면 영화 쪽은 번진 이미지처럼 나오는 것이 이러한 이유다
다만 프레임률이 아무리 높아도 그것을 출력하는 디스플레이 장치의 주사율이 낮으면 제한을 받는다.
물론 요즘은 LCD의 주사율이 144 Hz 혹은 240 Hz까지 지원하므로 이런 제한을 받을 일은 별로 없다.
한편, 프레임률이 너무 낮으면 대부분의 동작을 생략하기 때문에 새의 날개짓이나
헬리콥터의 로터 회전 등 피사체의 움직임이 반복되는 타이밍과 자르는 부분이
딱 맞을 때 피사체가 별다른 동작 없이 공중부양을 하는 듯한 재미난 현상을 발견 수 있다.
1.3. 영화에서[편집]
최근 텔레비전은 자동으로 영상에 모션블러를 넣는 기능이 있어 과거에 본 영화도 이 기능을 적용하여
다시 보면 매우 새로운 느낌을 받을 수 있다. 안무를 비롯한 사람의 움직임이나 섬세한 영상미가 돋보이는 영화는 특히 색다르다.
다만 이미 모션 블러가 적용되어 있는 영화에 또 모션블러를 입히는 것이라, 보는 시각에 따라서 영화를 망치는 행위라고 할 수도 있다.
오히려 높은 프레임률이 영화 감상에 방해가 될 때가 있다.
낮은 프레임률에서만 맛볼 수 있는 거친 느낌을 감독이 의도할 때가 있기 때문이다.
이는 영상 편집 프로그램에서 보간 기능을 통하여 24 fps 영상을 60 fps로 뻥튀기한 때에 특히 더 잘 드러난다.
유튜브 동영상을 ‘1080p60’ 모드로 보면 명쾌하게 알 수 있다. 아예 영화가 다큐멘터리가 되는 격이다.
호빗 실사영화 시리즈는 상업 영화 최초로 48 fps로 상영되었다.
아직은 호불호가 갈리는 편. 특히, CG의 움직임과 실제 사람의 움직임이 괴리감이 드는 것이 거북하다.
다만 거북함의 원인은 프레임률이 높아서가 아니라, VFX나 조명의 기술적 문제로 봐야할 듯하다.
2016년 개봉한 빌리 린스 롱 하프타임 워크는 세계 최초로 120 fps로 찍은 장편영화다.
이안 감독은 2019년 제미니 맨에서도 120 fps 촬영을 이어갔다.
게임계에서 흔히 쓰이는 FPS는 1초에 화면이 얼마나 다시 그려지느냐의 단위이다.
소위 30 fps까지 지원하는 게임이라 그러면 1초에 30번 화면을 새로 그리는 거고,
이걸 주사율 60 Hz의 모니터에 출력하면 모니터 쪽에서만
같은 화면을 2번씩 화면에 뿌리면서 진행한다고 생각하면 된다.
간혹 게임과 관련하여 모니터를 얘기할 때 주사율을 표시할 때 사용되는 Hz와 컨텐츠의 프레임률을 말할 때 사용되는
fps가 혼동되는 일이 많은데, fps가 사용자의 컴퓨터 등 그래픽을 연산하는 본체가 초당 얼마나 많은 프레임을 묘사해 낼 수 있는지를 나타내는 수치라면,
모니터 주사율은 본체에서 전달된 화면을 모니터가 얼마나 자주 교체하는지를 나타내는 수치이다.
따라서 주사율에 비해 fps가 낮다면(30 fps, 60 Hz) 화면 교체는 여러번 이루어지지지만
동일한 화면인 상태로 안 넘어가는 구간이 생겨서 모니터 성능을 100% 활용하지 못하게 되고,
반대로 주사율에 비해 FPS가 높다면 모니터는 아직 프레임을 교체할 준비가 되지 않았는데 새 프레임이 여럿 만들어지게 되므로
모니터의 다음 교체 주기에 일부 화면이 넘어가버리는 문제가 발생할 수 있다.
주사율에 비해 FPS가 너무 높아져버리면 모니터가 프레임을 교체하는 주기 사이에
새 화면이 입력되어 화면 위와 아래가 서로 다른 프레임이 표기되어 버리는 ‘스크린 테어링(화면 찢김)’ 현상이 발생하게 되므로
V-Sync 등을 이용해 프레임을 모니터 주사율과 맞추거나 게임 내에서 자체적으로 제공하는 프레임률 제한 기능을
사용해 주사율과 프레임률을 맞추기도 한다. 근본적인 해결책은 그래픽 카드가 출력하는 프레임률을
모두 소화가 가능한 고주사율 모니터를 사용하는 것이지만.
3D 그래픽 게임 시대가 열리면서 중요시되기 시작했다. 사실 그래픽 카드는 실질적인
프레임률이 얼마나 잘 나오냐로 평가될 정도로 매우 밀접한 관련이 있다.
프레임률이 높으면 높을수록, 화면에 반응해서 게임을 플레이하는 일명 ‘본능 플레이’를 하기 좋아진다고 한다.
인간의 시각은 60 Hz 이상 넘으면 그 차이를 감지하기 어렵다고 하니
표준을 60 Hz에 맞추고 그 이상은 불필요한 고사양이라는 루머가 있으나,
블라인드 테스트를 통해서 60 Hz와 120 Hz를 구별해 낼 수 있다는 결과가 있다.
사람의 눈은 낮을 때는 10 fps에서, 집중 시 60 fps 정도까지 변하기 때문에 안구가 대응 가능한 FPS는 딱 얼마라고 지정하기 어려운 점이 있다.
심지어 시야의 주변부일 땐 더 높은 프레임률을 인식하여 순간포착도 가능하다고 한다.
여기에 더해 사람마다 다 달라서 더 민감한 사람들도 있다.
일인칭 슈팅 게임인 카스 글로벌 오펜시브만 해도 프로게이머들이 전부 다른 옵션을 낮추어 60 fps 이상의 프레임률을 뽑으려 하기도 한다
물론 리소스는 한정되어 있으므로 차이를 느끼지 못한다면 60 fps 정도 넘으면 차고 남는다고 생각하고 일단 넘어가자
자신이 이를 체감할 수 있는지 알아보는 좋은 방법으로는 144 Hz 모니터를 보유한 피시방[17]에 가서 FPS 게임[18]을 해보는 것이다.
거의 대부분은 평소와 다르게 이상할 정도로 화면이 부드러운 것을 느낀다. 3D 디스플레이[20] 등의 이유로 높은 프레임률은 일단 확보되는 것이 좋다.
“눈은 몇 fps 이상은 인식할 수 없다.”라는 식의 이야기가 있는데,
이는 LCD 모니터가 나온지 얼마 안된 초창기에 낮은 주사율을 가진 모니터들의 재고를 처리하기 위해
모니터 업체나 소매점 등지에서 지어낸 상술이라는 주장도 있다. 결국 기술적 한계가 극복이 되어서
60 Hz 이상의 LCD 모니터가 나오기 시작한 시점이 바로 60 fps/Hz 이상은 필요없다는
의견이 가장 지배적이었던 시절이며, 144 Hz 모니터가 대중화 된 이후부터는 이런 이야기가 쏙들어갔다는 점이
바로 이런 의심이 나오는 이유. 60 Hz 이상 모니터의 차이는 이미 사람들이 체감하고 있는 바이며,
사람의 눈이 밝은 곳에선 500 fps 까지 감지한다는 연구 결과가 종종 나오고 있지만,
‘사람의 눈이 몇 fps까지 인식할 수 있는가’라는 연구 결과는 나온 적이 없으며 연구자들은 ‘감히 수치로 낼 수 없다’,
‘영상의 프레임률은 높을 수록 좋고 인식 가능 범위는 일정 수치에 머무를 수 없다.
120 Hz 정도인지 180 Hz 정도인지 알 수 없다’ 정도로 얘기한다.
극장에서 보는 영화는 초당 24프레임으로도 충분히 부드럽게 느껴지지만, 그건 실제 움직임을 촬영하는 과정에서
모션 블러 등의 ‘동작선에 따른 화면왜곡’이 자연스럽게 포함된 영상이기 때문이다.
3D로 영상을 만들 때 게임에서도 Xbox 360급 성능부턴 실시간으로 모션 블러를 발생시켜 이러한 차이를 줄이고 있다.
모션 블러가 없을 땐 30 fps과 60 fps의 차이가 굉장히 컸지만,
모션 블러가 추가됨으로써 30~45 fps에서도 적당히 볼 만한 영상이 연출됨을 알 수 있다.
완다와 거상, 기어즈 오브 워, 캡콤의 로스트 플래닛이나 바이오하자드 5 등이
그 예. 고사양인 크라이시스도 모션블러 효과가 있어 중옵 정도에서도 나름 볼 만하다.
인간의 프레임률에 대한 인식 가능 범위는 눈에 들어 오는 광량과 관련이 있다.
영화관 같이 비교적 광량이 적은 화면을 볼 땐 24 fps 정도의 프레일률로도 불편함을 느끼지 않는다.
그러나 CRT나 LCD처럼 밝은 화면을 볼 땐 상대적으로 프레임률이 더 높아야 불편함을 느끼지 않는다.
이드 소프트웨어의 히트작 일인칭 슈팅 게임인 퀘이크 3의 플레이어는 특히 프레임률에 대한 집착이 심했는데,
이게 화면의 차이만 유발하는 것이 아니라 게임 자체를 유리하게 진행할 수 있는 수준이었다.
프레임률이 높으면 높을수록 점프 높이가 높아지는 현상이 있었고, 30~60 fps 대의 플레이어는
특정 맵에서 메가 헬스를 먹을 수 없지만 100 fps 이상 나오는 사람은
메가 헬스를 챙길 수 있는 등의 큰 차이가 있었기 때문이다. 메가 헬스란 체력을 100이나 올려주는 아이템.
그리드, 프로젝트 고담 레이싱 등은 속도감이 무엇보다 중요한 레이싱 게임인데도
30 fps에 모션 블러를 절묘하게 섞여서 찬사를 받았다. 다만 오래 플레이하면 눈이 아프다는 의견이 많다.
철권 6 BR에서는 60 fps + 모션 블러라는 조합을 보이기도 했다.
이건 해상도가 높지 않은 텍스처와 조밀하지 못한 안티에일리어싱을 감추는 꼼수일 뿐,
좋은 사례가 아니라는 주장도 있으나, 나중에 스트리트 파이터 5와 인저스티스 2에서도 60 fps + 모션 블러 조합을 시도하였고
그래픽 면에서 (기술적인 면을 따지지 않은 첫인상만으로도) 크게 호평받은 걸 보면, 조합 자체의 효과는 있다고도 볼 수 있을 것이다.
철권 6 BR은 게임기 기준 한 세대 앞 성능임에도 이를 앞서 시험해본 것.
이렇듯 2000년대 초반부터 2010년대 초반까지는 30 Hz까지만 지원하는 저가형 LCD 모니터, TV 디스플레이도 많이 보급되었고
하드웨어의 성능이 제한된 상황에서 사람들이 프레임률보단 그래픽을 중시했기 때문에 30 fps 게임이 주류를 이루었다.
오히려 60 fps을 포기하고 30 fps에 모션 블러를 넣는 게임들이 대작으로 취급받는 경향이 있을 정도였다.
과거 브라운관 TV 시절의 고전 2D 게임기들은 48~60 fps를 지원했기 때문에 용량/작업 문제로 캐릭터의 동작은 부드럽게 하기 어렵지만
물체의 이동이나 화면 스크롤은 부드럽게 할 수 있었다. 일부 게임 매니아나 프로게이머들은
이런 이유로 LCD가 주류이던 시절에도 CRT 모니터나 브라운관 TV로 게임을 하는 것을 고집하기도 했다.
다만 2010년대 중반부터는 LED 디스플레이와 하드웨어의 발전으로 게임들도 48~60 fps를 기준으로 많이 개발되고 있다.
1990년대 대전 격투 게임 등에서는 30 fps로 돌아가는 게임과 60 fps로 돌아가는 게임의 조작감이 달랐다. 프레임률은 어디까지나 화면이 바뀌는 시간이므로
조작과는 관계가 없어야 한다. 하지만 이런 게임들은 입력체계를 화면에 맞춘 상태이고,
30 fps는 입력의 최소 단위인 1프레임이 1/30초=0.033…초, 60 fps는 1/60초=0.0166…초라서 30 fps 쪽이 더 빡빡하게 느껴진다.
파동권 커맨드를 쓴다고 하면 레버를 더 천천히 돌려야 실수 없이 나가게 되는 것이다.[24] 하지만 옵션이나 환경에 따라
프레임률이 변동되는 게임은 조작체계를 무조건 화면에 맞추게 되면 조작감이 통일되지 않는다는 문제가 있어서
화면과 관계없이 실제 시간 기준으로 똑같은 조작감을 유지하고 있는 것으로 보인다.
특히 FPS 게임은 FPS가 낮으면 어지럼증을 느끼는 사람이 종종 있다. 낮은 FPS에 적응된 사람도 높은 FPS로 갈아탔다가
다시 낮은 FPS로 내려가면 어지럼증을 느끼기도 한다. FPS 게임에 입문했는데 어지럼증이 느껴진다면 돈을 좀 쓰고
그래픽 옵션을 타협해서 144hz 이상의 높은 프레임률을 사용해야 한다. 당연히 모니터도 144hz 이상,
가능하면 170 이상의 높은 주사율을 지원해야 어지럼증이 해결될 가능성이 높다. 고사양 모니터는 240hz도 지원한다.
개념의 오용
영상과 게임 커뮤니티 쪽을 겸하며 활동하는 사람들이 늘어나다보니
\한국 커뮤니티에선 프레임이란 용어를 너무 남용하고 있고 프레임과 프레임률을 구분할 줄 모르는 경우가 부지기수다.
특히 매체를 가리지 않고 ‘프레임이 높으면 높을수록 좋다’는 잘못된 인식이 퍼진 것은 오버워치, 배그등의 높은 반응속도를 요구하는
FPS 게임들이 대박이 터진 것과 거의 비슷한 시기에 60Hz 이상의 고주사율 모니터와
그걸 뒷받침하기 위한 초당 60프레임을 안정적으로 뽑아낼 수 있는 고성능 GPU들의 보급 시기,
한국인들의 게임에 대한 높은 관심도가 맞물린 것이 주된 이유.
대부분의 영화가 24 fps으로 촬영된다는 것을 고려하지 않고 60 fps를 강요하거나,
초당 8~12 프레임을 사용하는 것이 고작인 수작업 애니메이션(리미티트 애니메이션)에도 프레임이란 단어를 사용하며
고프레임률을 요구하는 사람들이 있다.[25][26] 프레임률이 실제로는 어떠한 개념인지, 프레임률의 높낮이가 어떤 차이인지 이해하지 못하는 사람들이 굉장히 많은데도,
이들이 영상물에 프레임(정확히는 프레임률)을 논할 때가 많다. 2020년대까지도 상업 영상물은 30 fps를 초과하는 프레임률로 제작될 때가 매우 드물기 때문에,
프레임률을 논하는 것은 사람이 그리는 게 아닌 분야에서나 가능한 이야기.
게임 제작자들 역시 높은 프레임률에 눈이 익숙해진 건 마찬가지라 게임의 2D 애니메이션 부분을
애니메이션 회사에 발주할 때 잘 모르고 높은 프레임률을 요구하는 일이 많았다고 한다.
특히 플레이스테이션, 세가 새턴 시대의 게임이 이런 일이 많았다. 예로 대부분의 장면이 24 fps 애니메이션(풀 애니메이션)인
사쿠라 대전 3 오프닝이 있으며 춘소프트의 나카무라 코이치는 3학년 B반 킨파치 선생님을 만들 때 “프레임률이 낮아서 게임이랑 안 맞네요.
30 fps로 애니메이션을 만들어주세요.”라고 해서 애니메이터가 경악했다고도 한다.
애니메이션은 프레임 1장 1장이 전부 인건비라 그렇게 하면 엄청난 비용이 드는데
그걸 모르고 발주했다가 제작비의 대부분을 게임에 쓰이는 애니메이션 파트에 탕진하게 되어
“아니 왜 이렇게 돈이 많이 들어요?”라고 화를 내는 일도 많았었다고 한다. 이렇게 비용이 너무 들어서
2010년대 부터 애니메이션을 쓰지 않고 CG 무비 파트를 애니메이션 쪽 연출가에게 다듬게 하는 쪽으로 정착되었다.