눈으로 볼 때는 고르게 켜진 LED 조명인데, 휴대폰 카메라 화면에는 밝고 어두운 줄무늬가 나타날 때가 있습니다. 빛의 밝기가 시간에 따라 변하는 동안 카메라가 화면의 각 행을 조금씩 다른 시점에 노출하면, 그 차이가 한 장의 사진에 띠처럼 남을 수 있습니다. 이 글은 이런 조건에서 생기는 줄무늬의 원리를 설명합니다.
조명이 고르게 보여도 밝기는 변할 수 있습니다
LED의 밝기를 조절하는 방법 중에는 빠르게 켜고 끄면서, 켜져 있는 시간의 비율을 바꾸는 방식이 있습니다. 이를 PWM이라고 합니다. 밝기를 전류의 크기로 조절하는 방법도 있으므로, 모든 LED가 같은 방식이나 같은 주파수로 깜박인다고 생각하면 안 됩니다. LED 전류 조절과 PWM 촬영 문제를 다룬 Texas Instruments 자료
눈에 깜박임이 뚜렷하지 않더라도 카메라가 빛을 받는 짧은 구간에는 밝기 차이가 담길 수 있습니다. Basler의 조명 문서도 특정 PWM 조명과 롤링 셔터 카메라의 조합에서 밝기 변동이나 줄무늬가 생길 수 있다고 설명합니다. 그 문서의 산업용 장비 조건을 모든 휴대폰의 설정값으로 옮길 수는 없습니다. Basler의 PWM 조명 사용 조건
한 장 안에서도 노출 시점이 다를 수 있습니다
롤링 셔터 방식에서는 센서의 픽셀 행들이 차례로 노출을 시작합니다. 각 행이 빛을 모으는 시간의 길이가 같아도, 시작과 끝의 시점에는 조금씩 차이가 있습니다. 중요한 것은 센서 데이터를 읽는 순서만이 아니라, 각 행이 실제로 빛을 받는 시간 구간입니다. 전체 픽셀을 동시에 노출한 뒤 데이터를 행별로 읽는 방식도 있기 때문입니다. 글로벌 셔터와 롤링 셔터의 노출 시점을 설명한 Basler 자료
설명을 위해 밝기가 반복해서 변하는 조명을 가정해 보겠습니다. 먼저 노출된 행은 밝은 구간의 빛을 많이 모으고, 조금 뒤에 노출된 행은 상대적으로 어두운 구간의 빛을 많이 모을 수 있습니다. 각 행에 누적된 빛의 양이 달라지면, 원래 한 장면이었던 사진 안에 밝고 어두운 띠가 생깁니다. 이는 위 노출 원리로 구성한 설명용 가상 장면이며, 특정 휴대폰으로 직접 측정한 결과는 아닙니다.
노출 시간과 프레임 속도는 다른 값입니다
노출 시간은 센서가 빛을 모으는 시간의 길이입니다. 프레임 속도는 일정 시간에 얻는 영상 프레임의 수를 나타냅니다. 롤링 셔터를 생각할 때는 각 행의 노출 시간과 행 사이의 시점 차이도 구별해야 합니다. 노출 시간의 정의 · 프레임 속도의 정의와 제한 조건
예를 들어 30fps는 초당 30프레임을 뜻하고, 1/60초는 한 번의 노출에 해당하는 시간 길이를 뜻합니다. 두 숫자는 서로 다른 항목입니다. 촬영 모드와 자동 노출의 동작이 함께 달라질 수 있어, 프레임 속도만 바꿨을 때 줄무늬가 변했다는 관찰만으로 원인을 하나로 확정하기는 어렵습니다. 특정 fps나 셔터 속도가 모든 LED의 줄무늬를 없앤다는 보장도 없습니다.
줄무늬를 줄이려면 한 조건씩 비교하세요
다음은 원인에 관여하는 조건을 좁히기 위한 관찰 순서입니다. 특정 기기에서 효과를 검증한 설정표는 아닙니다.
- 광원과 밝기 설정을 비교합니다. 가능한 범위에서 다른 조명 아래의 같은 장면을 찍거나, 조명의 밝기 설정을 바꿔 봅니다. 줄무늬가 특정 광원이나 밝기 설정에 따라 달라지는지 확인합니다. 다른 조건까지 동시에 바꾸면 무엇이 영향을 줬는지 구분하기 어렵습니다.
- 지원되는 모드에서 노출 시간을 살펴봅니다. 빛의 밝기 변화가 노출 구간에 어떻게 포함되는지가 달라지면 각 행에 쌓이는 빛의 차이도 달라질 수 있습니다. 여러 밝기 변화 구간을 고르게 포함하면 차이가 줄어들 수 있지만, 노출 시간을 늘리기만 하면 항상 해결된다는 뜻은 아닙니다. 움직이는 대상의 번짐도 함께 확인합니다.
- 안티플리커 기능은 실제 지원 범위를 확인합니다. 카메라 앱에 관련 설정이 있다면 제조사 안내에서 적용되는 촬영 모드와 광원 조건을 확인합니다. 미리보기에서 줄무늬가 약해졌어도 실제 저장된 사진이나 동영상을 다시 봅니다. Sony α7 IV의 기능 비교 예시에서도 플리커 대응 기능별로 적용 조건과 사진·동영상 지원 범위가 다릅니다. 이 예시는 해당 카메라의 설명이며, 모든 휴대폰에 같은 기능이 있다는 뜻은 아닙니다.
줄무늬만으로 무엇을 알 수 있을까요?
줄무늬는 빛의 시간적 변화와 촬영 방식이 함께 만든 결과일 수 있습니다. 따라서 띠의 모양이나 개수만 보고 조명의 정확한 주파수를 단정하기는 어렵습니다. 이 설명만으로 조명의 품질·안전성이나 카메라 고장을 판정할 수도 없습니다.
어떤 조명과 밝기 설정에서, 어떤 촬영 모드와 노출 시간으로 찍었는지를 함께 남겨 보세요. 눈에 보이는 조명의 모습과 카메라가 기록한 줄무늬 사이의 차이를 이해하는 데에는, 빛의 변화와 노출 시점을 함께 살펴보는 것이 도움이 됩니다.
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