텍사스 오스틴에서 사는 분은 집 마당을 비추는 CCTV를 보고 깜짝 놀랐습니다. 마치 새가 날개 짓을 하지 않고 공중 부양을 하고 있는 모습입니다.
새 인형을 메달고 촬영한 영상인가요? 정말 호버링을 하는 새가 있을까요?
아시는 분은 아시겠지만 이 영상의 비밀은 카메라 프레임 속도와 연관이 있습니다. 새의 날개짓과 카메라 동영상 프레임 속도가 똑같으면 마치 정지된 모습으로 촬영이 됩니다.
이런 영상 중에 가장 신기하고 재미있는 영상은 헬기 영상입니다. 위 헬기를 보면 헬기의 로터가 정지되어 있습니다. 그렇다고 수륙이착륙 기능이 헬기도 아닙니다. 이렇게 로터가 정지되어 보이는 착시를 stroboscopic 일류션이라고 합니다.
이 스트로보스코프 일류션은 '마차 바퀴 현상(Wagon-wheel effect) 때문에 일어나는 현상입니다. 우리가 질주하는 마차나 자동차나 바퀴나 헬기 로터나 비행기 프로펠러를 촬영한 영상을 볼 때 바퀴가 뒤로 돌아가거나 정지된 느낌을 받을 때가 있습니다. 이는 카메라 촬영 프레임 숫자와 바퀴나 프로펠러 회전 속도가 동일할 때 바퀴나 프로펠러가 정지된 모습으로 담깁니다.
예를 들어 1초에 60fps 영상을 촬영하는 동영상은 1초에 60장의 사진을 촬영해서 이어 붙인 것이라고 할 수 있습니다. 그런데 바퀴가 1초에 60번을 돈다면 바퀴살은 제자리에 멈춘 듯한 모습을 보입니다. 동영상이 1초에 60장을 촬영하는 60fps라면 1분에 60번, 120번 180번 도는 바퀴 모두 정지되어 있는 영상으로 답깁니다. 동영상 프레임 속도가 느리고 빨라짐에 따라서 따라서 바퀴가 뒤로 또는 앞으로 천천히 도는 것도 확인할 수 있습니다.
그럼 촬영된 영상이 아닌 우리 눈으로 이 '마차 바퀴 현상'을 볼 수 없느냐? 아닙니다. 인간의 눈으로도 확인할 수 있습니다. 인간의 눈은 프레임이 없기 때문에 강제로 프레임을 만들어주기 위해서 스트로보로 짧은 시간에 많이 반짝이게 하면 됩니다. 예를 들어서 1초에 60번 정도 깜박이는 조명 밑에서 마차 바퀴를 돌려보면 어느 순간 멈춘 듯한 느낌을 받게 됩니다. 이는 조명의 반짝이는 속도와 바퀴의 회전 속도가 동일하기 때문에 일어나는 현상입니다.
스트로보스코프 일류션을 이용한 놀이입니다. 조명을 주기적으로 빠르게 깜빡이면서 원형판을 조명의 깜박임의 속도와 동기화 하면 조형물들이 뛰는 듯한 모습을 볼 수 있습니다. 마치 애니메이션을 보는 느낌입니다. 이는 조에트로프라는 시각 놀이 도구와 비슷합니다. 바퀴의 회전수, 새의 날개 짓, 프로렐러 회전수와 동영상 촬영 프레임이 일치하면 발생하는 흥미로운 현상이 스트로보스코프 일루션입니다.
