이번 강좌에서는 지난 4월호의 강좌에 이은 구매가이드 성격의 글이다. 4월호에서 언급한 바와같이 2025년 1년간의 강좌를 종합, 요약하여 구매가이드 형식으로 정리해 드리고자 한다. PTZ 카메라를 사용하는 목적에 따라 (1) 온라인 중계에 대한 가이드를 4월에 게재해 드렸고, 이번 호에서는 (2) 강의녹화를 위한 PTZ 카메라의 선택과 활용에 대해 간략하게 설명 드리고자 한다.
[강의 녹화]
2021년 ~ 2022년 전세계를 몰아친 코로나 판데믹의 여파로 격리와 거리두기가 일상화되면서 대면수업을 할 수 없게 된 학교와 학원들은 대거 온라인 중계를 시작하였다. 이 때 PTZ 카메라의 보급이 대폭 증가하였고, 이후 판데믹이 종료된 후에도 PTZ 카메라의 보급은 지속적으로 증가하고 있다. 자동추적과 원격제어가 가능하기 때문에 수업영상 촬영에서의 효율과 비용이 매우 낮아진 덕분이다.
학교나 학원에서 강의영상을 촬영하고, 녹화하는 이유는 대부분 녹화된 영상을 학생들에게 제공하여 복습하는데 활용하도록 하기 위함이다. 하지만 일단 영상촬영과 녹화를 위한 시스템이 구축되었다면 상황에 따라서 매우 다양한 활용이 가능하다. 예를 들어, 한 강의실의 강의를 다른 강의실에서도 동일하게 볼 수 있게 해 줌으로써 강의 공간의 효율을 높인다든지, 혹은 어떤 강의는 실시간으로 온라인으로 방송하여 타 지역에서도 볼 수 있게 함으로써 공간적 제약 자체를 없애버리는 것도 가능하다.
1) 카메라 제어: 수동 vs 자동추적 (Auto Tracking)
2) 영상 수신: USB 캡쳐보드 vs 네트워크 (NDI 등)
3) 영상 녹화: 수동 vs 자동녹화 (Scheduled Recording)
4) 영상 공유: 유선 vs 네트워크 (NDI 등)
5) 온라인 중계: 컴퓨터 vs 인코더/스트리머
1. 카메라 제어
요즘 강의실에서 수업영상을 녹화하기 위해 가장 많이 사용되는 카메라는 PTZ 카메라이다. Pan (좌우회전), Tilt (상하), Zoom (확대-축소)가 가능하며, 적외선 리모컨이나 전용 PTZ 컨트롤러로 원격 제어가 가능하기 때문이다.
1) 수동 원격제어 (IR 리모컨)
일반적인 학교나 학원의 소규모 강의실의 경우 칠판의 넓이는 대략 3.6~5.4m 정도라고 한다. 이 경우 칠판을 2 ~ 3개의 영역으로 나눈 뒤 이를 프리셋 (Preset) 1, 2, 3 등으로 지정한 후, 강사가 필요할 때 마다 IR 리모컨으로 프리셋 1, 2, 3 등을 호출(Call)하는 것이다. 작은 강의실의 경우 프리셋 2개면 충분하기 때문에 가장 저렴하면서, 빠르고, 쉽게 원하는 위치로 카메라의 앵글을 이동시킬 수 있다. 단지, 강사가 계속 카메라 리모컨을 조작해야 하기 때문에 수업에 집중하는데 다소 불편할 수 있다.
※ PTZ4U K6-20XT의 IR 리모컨 (숫자 1을 누르면 Preset 1이 호출된다)
2) 자동추적 카메라 활용
강사가 강의에 온전하게 집중할 수 있도록 하기 위해 자동추적 (Auto Tracking) 카메라들이 많이 사용된다. 카메라가 스스로 영상을 분석하여 강사의 움직임 (혹은 위치)를 따라 카메라를 움직여 준다. 학교나 학원의 경우 보통은 칠판을 따라 수평 방향으로만 카메라를 팬 (Pan)시켜 주며 강사를 추적한다. 반면에 화상회의의 경우 사람이 많아지면 줌-아웃을 하여 화각을 넓혀 주고, 사람이 줄어들면 다시 줌-인하여 화각을 좁혀준다. 강연장 같이 큰 무대일 경우에는 Pan, Tilt, Zoom을 모두 작동하게 하거나, 하이브리드 설정을 통해 일정한 영역에서는 자유롭게 추적하고 일정한 영역에서는 화각을 넓힌 채로 고정해 둘 수도 있다.
※ 사진: PTZ4U K6-20XT의 자동추적 설정 화면
강의용/수업용 추적 카메라는 크게 싱글렌즈 추적 카메라와 듀얼렌즈 추적 카메라의 2가지로 나눌 수 있다. 싱글렌즈 추적 카메라는 촬영용 카메라에서 강사의 움직임 분석과 추적을 동시에 하는 방식이다. 최근에 출시되는 대부분의 추적 카메라들이 이 방식이다.
※ 사진: PTZ4U A7-20NT의 자동추적 설정 화면
반면에 듀얼렌즈 추적 카메라의 경우 카메라가 2개가 장착되어 있다. Pan, Tilt, Zoom을 하는 추적용 카메라 (Close-Up Camera)와 고정된 화각을 갖는 분석용 카메라 (흔히 Panorama Camera라고 부른다). 파노라마 카메라는 영상 속에서 (특히 정해진 강단 혹은 추적영역 내에서) 강사의 위치를 실시간으로 추적하면 추적용 카메라 (Close-up Camera)가 그 위치로 강사를 따라가기 때문에 추적 실패 확률이 훨씬 낮다. 예를 들어, 강사가 갑자기 빠르게 움직여 옆으로 이동할 경우 싱글렌즈 카메라는 자칫 강사를 놓칠 수도 있지만, 듀얼렌즈 카메라는 파노라마 카메라가 계속 감시하고 있기 때문에 빠르거나 갑작스러운 움직임도 쉽게 추적이 된다.
※ 듀얼렌즈 방식의 자동추적 카메라 (하단의 고정 카메라로 강사 위치 분석)
3) 수동 원격제어 (전용 PTZ 컨트롤러)
대형 학원의 경우에는 6~10m에 이르는 매우 넓은 칠판을 사용하는 경우가 있다. 이 때 중요한 수업의 영상을 정확하고 자연스러운 앵글로 녹화하기 위해 사람이 직접 PTZ 컨트롤러를 조작하는 경우가 있다. 프리셋을 쓰기도 하지만 강사의 움직임이나 필기해 놓은 내용이 더 잘 보이도록 미세하게 조작해 주기 때문에 단순한 알고리즘에 의해 움직일 수 밖에 없는 자동추적에 비해 훨씬 자연스러운 영상을 기대할 수 있다. 물론, 강의 시간 동안 한 사람이 온전히 강사의 움직임에 집중하면서 조작해야 하기 때문에 그만큼 비용(인건비)이 높아진다는 단점이 있다.
※ 사진: PTZ4U C1 컨트롤러 (RS-232/485 혹은 이더넷을 통해 PTZ 카메라를 제어한다)
2. 영상 수신: USB 캡쳐보드 vs 네트워크 (NDI 등)
카메라의 영상을 녹화하거나 온라인으로 중계하기 위해서는 먼저 카메라의 영상을 컴퓨터에서 수신해야 한다. 카메라 자체에 녹화기능이 있는 경우도 있지만 일반적인 PTZ 카메라의 경우 녹화 기능이 없고, 있더라도 사용되는 경우가 매우 드물다. 왜냐하면 학교 수업이나 강의의 경우 영상과 음향이 함께 녹화되어야 하는데, 강사의 마이크는 보통 오디오 믹서로 들어가고 이 오디오 믹서가 보통 칠판 왼쪽이나 오른쪽에 다른 장비들과 함께 있어 카메라로부터 거리가 멀다. 즉, 카메라에서 수업을 녹화하기 위해서는 오디오 믹서에서 카메라까지 오디오선을 연결해야 하는 불편함과 위험성 (노이즈)이 있기 때문에 이렇게 사용하는 경우는 극히 드물다.
따라서, 보통의 경우 카메라의 SDI나 HDMI 단자를 통해 출력되는 영상을 SDI-to_USB 혹은 HDMI-to-USB 캡쳐카드를 통해 mp4 등의 스트림으로 변환하여 컴퓨터에서 수신하게 된다. 캡쳐카드를 통해 들어 오는 영상은 (가장 흔하게 사용하는) OBS나 vMix와 같은 컴퓨터용 소프트웨어 스위처에서 ‘USB 웹캠’과 같은 장치로 인식된다. Zoom과 같은 화상회의용 소프트웨어에서도 마찬가지로 웹캠으로 인식되기 때문에 컴퓨터에서 사용하기가 편리하다. 일단 이렇게 OBS나 vMix에서 USB 장치로 인식된 후라면 단순하게 ‘녹화 (Record)’ 버튼을 누르는 것만으로 쉽게 녹화가 가능하며 컴퓨터 내부 혹은 외부의 저장장치 (HDD/SSD)에 영상을 저장하면 된다.
※ 사진: HDMI-to-USB 캡쳐장치 (USB Web Cam 같이 인식된다)
※ vMix에서 USB 캡쳐 장치를 인식한 경우
하지만 카메라에서 SDI나 HDMI로 컴퓨터까지 연결하려면 꽤 긴 선을 사용해야 하고, 보통 천정을 통해 선을 연결해야 하기 때문에 비용도 많이 들고, 시간과 노력도 많이 든다. 꼭 영상 케이블로 10m 이상 연결해야 한다면 가급적 SDI를 권장한다. HDMI의 경우 원래 송수신 길이가 7m 이내인데, 광-HDMI (AOC) 케이블을 사용할 경우 50m까지도 전송이 가능하다. 문제는 이 광-HDMI 케이블의 신뢰도가 높지 않아 종종 먹통이 되는 경우를 보게 된다. 케이블 가격 자체는 그리 비싸지 않지만 기존 케이블을 빼고 다시 새로운 광-HDMI 케이블을 설치하려면 추가적인 시간과 인건비가 발생한다. 따라서 가격은 좀 비싸지만 신뢰도가 높은 SDI 케이블을 권장한다.
※ 광-HDMI 케이블은 단방향성이다. (Source / Display 구분)
만약 SDI나 HDMI를 사용할 수 없거나, 혹은 사용할 수 있더라도 케이블 설치를 하기 어려운 경우가 있을 수 있다. 아니면 SDI/HDMI를 메인으로 하고, 보조적인 영상 송수신 루트를 추가하고 싶을 수 있다. 사실 필자는 이 방법을 매우 권장된다. 왜냐하면 케이블이나 캡쳐장치가 언제든 문제를 일으킬 수 있기 때문이다. 심지어 몇 년 쓰다 보면 카메라의 SDI나 HDMI 출력기능 자체에 문제가 생기는 경우도 매우 드물지만 발생할 수 있기 때문이다. 따라서 영상과 음향은 항상 보완적인 루트를 추가로 준비해 놓으면 사고 발생시 쉽고 빠르게 대처할 수 있다.
요즘 나오는 대부분의 PTZ 카메라들은 기본적으로 RTSP와 SRT라는 네트워크로 연상을 송수신하는 프로토콜을 지원한다. 그리고 이 RTSP와 SRT는 모두 OBS나 vMix에서 수신이 가능하다. 따라서 만약 필자에게 강의영상 녹화시스템을 구축하라고 한다면, 반드시 아래와 같이 2가지를 동시에 사용할 수 있도록 구성할 것이다. 사실 서브 (RTSP, SRT)는 카메라와 컴퓨터만 같은 네트워크에 물려 있으면 기본적으로 작동할 수 있는 기능이라 별도의 설치가 필요 없다. 단지 OBS나 vMix에서 설정하는 방법을 몰라 대부분 사용하지 않고 있을 뿐이다.
* 메인: SDI or HDMI ~ USB 캡쳐
* 서브: 네트워크 (RTSP / SRT or NDI)
여기서 기억해야 할 것은 RTSP나 SRT의 경우 SDI/HDMI-to-USB 캡쳐 방식에 비해 약간 더 지연 (delay)가 발생한다는 것이다. NDI (Network Device Interface)라는 프로토콜을 지원하는 카메라일 경우 SDI/HDMI-to-USB와 차이 없는 빠른 송수신이 가능하다. 편리성 면에서도 NDI가 앞선다. 하지만 NDI를 지원하는 카메라는 보통 중급 이상의 제품들이라 카메라 자체의 가격이 (NDI 미지원 PTZ 카메라에 비해) 조금 더 비싼 편이다.
어차피 녹화를 위한 것이기 때문에 50ms 정도 더 지연이 있다고 해서 문제될 것은 없으므로 보완적인 영상수신은 RTSP나 SRT로도 충분하다. 단지, 한 가지 더 기억할 것은 영상이 더 느리게 들어온다면 오디오도 그만큼 더 지연되도록 설정해 주어야 한다는 것이다. OBS나 vMix는 소프트우에어 스위처이기 때문에 각각의 입력 특성에 맞게 오디오 지연 (audio delay)를 조절해 줄 수 있댜.
※ vMix에서 RTSP, SRT 영상 수신하기 (IP 주소와 포트 번호만 알면 된다)
만약 컴퓨터의 사양이 낮거나, 컴퓨터를 영상 수신뿐 아니라 다른 다양한 용도로 동시에 사용해야 할 경우, 혹은 SDI/HDMI 케이블을 설치하기 어렵거나 비용이 너무 많이 들어 네트워크로 영상을 송수신하는 게 효율적인 경우도 있다. 이 경우 가장 많이 사용하는 방식이 NDI라는 영상 송수신 프로토콜을 사용하는 것이다. 카메라 자체가 NDI를 지원하는 경우도 있는데 보통은 카메라의 영상과 마이크 (오디오 믹서)의 음향을 NDI 인코더에 넣어서 NDI 영상을 보내는 방식이 좀 더 일반적이다.
앞서 설명한 바와 같이 NDI는 지연 (delay)와 편리함 측면에서 가장 선호되는 프로토콜인데 최근에는 (H.264 / H.265로 압축률을 높인) NDI-HX2가 가장 많이 활용되고 있다. 오리지널 NDI (Full NDI 혹은 NDI High Bandwidth)에 비해 압축률이 높기 때문에 일반적인 학교나 학원, 사무실 등에 깔려 있는 기존 1기가 네트워크에서 여러 개의 NDI 영상이 송수신되더라도 문제가 없기 때문이다. 학교나 학원의 강의영상의 경우 2~4M bps 정도면 충분하기 때문에 1080/60p로 1시간을 녹화할 경우 약 0.8 ~ 1.2GB 정도의 용량이 된다.
※ NDI 인코더를 활용한 NDI 영상 송신 (vMix/OBS에서 녹화)
어쨌든 강의실에 있는 NDI 인코더에서 보내 주는 영상을 OBS 혹은 vMix에서 받아서 컴퓨터에 녹화를 해도 되고, 아니면 전용 (NDI 디코더를 포함하고 있는) NDI 녹화장치로 보내 녹화할 수도 있다.
※ vMix에서 NDI 영상 수신하기 (NDI 영상은 쉽고 편리하게 찾을 수 있다)
3. 영상 녹화: 수동 vs 자동녹화 (Scheduled Recording)
수업이나 강의 영상을 녹화하는 가장 쉬운 방법은 위에서 설명 드린 바와 같이 OBS나 vMix에서 녹화 버튼을 누르는 것이다.
하지만 강사 혹은 보조자가 수업할 때마다 이 녹화 버튼을 눌러 준다는 것이 불편할 수도 있고, 실수 발생 가능성 (녹화 버튼을 누르지 않는 경우)도 있다. 이와 같은 실수를 방지하기 위해 녹화도 자동으로 처리하는 경우가 있는데 별도의 레코딩 서버를 구축한 후 수업 스케쥴을 미리 입력해 놓으면 자동으로 수업을 녹화할 수 있다.
※ NDI 레코딩 서버에서 다수의 강의실의 수업을 자동으로 녹화 (스케쥴 기반)
4. 영상 공유: 유선 vs 네트워크 (NDI 등)
한 강의실의 영상을 또 다른 강의실 혹은 여러 강의실로 보내 주어야 할 경우가 가끔 발생한다. 동일한 수업을 들어야 하는 학생들은 많은데 강의실이 충분하지 못한 경우이다. 이런 경우 가장 간단한 것은 A라는 강의실에 송신기 (인코더), B라는 강의실에 수신기 (디코더)를 1:1로 설치해 주는 것이다. NDI 인코더/디코더 말고도 다양한 제품들이 있는데, 이런 제품들은 인코더/디코더라는 명칭보다는 SDI Extender 혹은 HDMI Extender라는 이름으로 불린다. 즉, SDI나 HDMI라는 인터페이스를 사용은 하되, SDI나 HDMI 케이블로 커버하기 어려운 먼 거리를 중간에 이더넷 케이블 (LAN 선)을 사용해서 극복하는 것이다.
* 광-HDMI 케이블: 송신부 (HDMI-to-Optical 변환), 수신부 (Optical-to-HDMI 변환)
* HDMI Extender: 송신부 (HDMI-to-H.264 인코더), 수신부 (H.264-to-HDMI 디코더)
광-HDMI 케이블과 가격은 비슷한데, 결정적인 차이가 있다면 광-HDMI 케이블의 경우 HDMI-광 변환만 있지 압축은 하지 않는다. 따라서 속도가 빠르고 원래의 고화질을 그대로 유지해 준다. 반면에 HDMI Extender의 경우 (개별 제품이나 설정에 따라 달라질 수 있는데) 기본적으로 H.264를 이용해 압축을 하기 때문에 원본 영상에 비해 화질이 낮아지고 지연 (delay)도 약간 발생한다. 송신기와 수신기에 별도의 전원을 넣어 주어야 한다는 것도 불편하다. 대신 송신기와 수신기 사이를 일반적인 이더넷 케이블 (LAN선)을 사용하기 때문에 설치가 쉽고 100m까지 먼 거리로 영상을 보낼 수 있다는 것이 장점이다.
※ HDMI Extender 송신기 및 수신기 세트 (출처: 이지넷유비쿼터스)
어쨌든 A라는 강의실에서 B라는 강의실로 영상을 보내는 방법은 광-HDMI 케이블을 사용하든가 HDMI Extender 같은 제품을 사용하는 것이 가장 저렴하고 쉬운 일반적인 방법이다. 하지만 만약 A라는 강의실 영상을 B, C, D 등 여러 강의실로 보내거나 선택적으로 보내고 싶다면? 이 경우에는 HDMI 매트릭스를 사용할 수도 있지만, 강의실이 증가할수록 복잡하고 비싼 솔루션이 된다. 이런 경우 NDI를 사용하면 매우 편리하다. 강의실마다 인코더와 디코더가 설치되어 있고, 모두 같은 네트워크에 물려 있기만 하면 매우 편리하고, 효율적으로 영상을 주고 받을 수 있기 때문이다.
※ 2대의 카메라를 이용한 가상 수업 (강의실 A의 영상을 NDI로 강의실 B로 전송)
5. 온라인 중계: 컴퓨터 vs 인코더/스트리머
강의실의 영상을 녹화만 하는 게 아니고 온라인으로 스트리밍하고 싶을 경우에도 크게 2가지 방식이 있는데, 세부적으로는 4가지로 늘어난다. 그 중 가장 쉬운 방법은 역시 OBS나 vMix가 설치된 컴퓨터를 활용하는 방법이다.
* 카메라, 오디오 à 하드웨어 스위처 à Youtube
* 카메라 à USB 캡쳐장치, 오디오 à 소프트웨어 스위처 (vMix, OBS) à Youtube
* 카메라 + 오디오 à 인코더 (NDI 등) à 소프트웨어 스위처 (vMix, OBS) à Youtube
* 카메라 + 오디오 à 인코더 à OBS/vMix à Youtube
하지만, 컴퓨터를 녹화와 스트리밍 전용으로 쓸 수 없다면 별도의 스트리밍 장치를 사용하는 것도 방법이다. 예를 들어, NDI 인코더들의 경우 대부분 RTMP 스트리밍 기능을 지원한다. 따라서, 강의실마다 NDI 인코더들이 설치되어 있다면 (그리고 인코더들이 인터넷에 연결되어 있다면) 강의실 인코더에서 곧바로 Youtube로 스트리밍할 수 있다. 컴퓨터로는 각 강의실의 인코더/스트리머들이 스트리밍을 시작하거나 중단하는 등의 제어만 해 주면 된다.
※ L6-HDMI (인코더/디코더/스트리머)를 이용하여 Youtube 라이브 방송을 하는 모습
이번 강좌에서는 지난 4월호의 강좌에 이은 구매가이드 성격의 글이다. 4월호에서 언급한 바와같이 2025년 1년간의 강좌를 종합, 요약하여 구매가이드 형식으로 정리해 드리고자 한다. PTZ 카메라를 사용하는 목적에 따라 (1) 온라인 중계에 대한 가이드를 4월에 게재해 드렸고, 이번 호에서는 (2) 강의녹화를 위한 PTZ 카메라의 선택과 활용에 대해 간략하게 설명 드리고자 한다.
[강의 녹화]
2021년 ~ 2022년 전세계를 몰아친 코로나 판데믹의 여파로 격리와 거리두기가 일상화되면서 대면수업을 할 수 없게 된 학교와 학원들은 대거 온라인 중계를 시작하였다. 이 때 PTZ 카메라의 보급이 대폭 증가하였고, 이후 판데믹이 종료된 후에도 PTZ 카메라의 보급은 지속적으로 증가하고 있다. 자동추적과 원격제어가 가능하기 때문에 수업영상 촬영에서의 효율과 비용이 매우 낮아진 덕분이다.
학교나 학원에서 강의영상을 촬영하고, 녹화하는 이유는 대부분 녹화된 영상을 학생들에게 제공하여 복습하는데 활용하도록 하기 위함이다. 하지만 일단 영상촬영과 녹화를 위한 시스템이 구축되었다면 상황에 따라서 매우 다양한 활용이 가능하다. 예를 들어, 한 강의실의 강의를 다른 강의실에서도 동일하게 볼 수 있게 해 줌으로써 강의 공간의 효율을 높인다든지, 혹은 어떤 강의는 실시간으로 온라인으로 방송하여 타 지역에서도 볼 수 있게 함으로써 공간적 제약 자체를 없애버리는 것도 가능하다.
1) 카메라 제어: 수동 vs 자동추적 (Auto Tracking)
2) 영상 수신: USB 캡쳐보드 vs 네트워크 (NDI 등)
3) 영상 녹화: 수동 vs 자동녹화 (Scheduled Recording)
4) 영상 공유: 유선 vs 네트워크 (NDI 등)
5) 온라인 중계: 컴퓨터 vs 인코더/스트리머
1. 카메라 제어
요즘 강의실에서 수업영상을 녹화하기 위해 가장 많이 사용되는 카메라는 PTZ 카메라이다. Pan (좌우회전), Tilt (상하), Zoom (확대-축소)가 가능하며, 적외선 리모컨이나 전용 PTZ 컨트롤러로 원격 제어가 가능하기 때문이다.
1) 수동 원격제어 (IR 리모컨)
일반적인 학교나 학원의 소규모 강의실의 경우 칠판의 넓이는 대략 3.6~5.4m 정도라고 한다. 이 경우 칠판을 2 ~ 3개의 영역으로 나눈 뒤 이를 프리셋 (Preset) 1, 2, 3 등으로 지정한 후, 강사가 필요할 때 마다 IR 리모컨으로 프리셋 1, 2, 3 등을 호출(Call)하는 것이다. 작은 강의실의 경우 프리셋 2개면 충분하기 때문에 가장 저렴하면서, 빠르고, 쉽게 원하는 위치로 카메라의 앵글을 이동시킬 수 있다. 단지, 강사가 계속 카메라 리모컨을 조작해야 하기 때문에 수업에 집중하는데 다소 불편할 수 있다.
※ PTZ4U K6-20XT의 IR 리모컨 (숫자 1을 누르면 Preset 1이 호출된다)
2) 자동추적 카메라 활용
강사가 강의에 온전하게 집중할 수 있도록 하기 위해 자동추적 (Auto Tracking) 카메라들이 많이 사용된다. 카메라가 스스로 영상을 분석하여 강사의 움직임 (혹은 위치)를 따라 카메라를 움직여 준다. 학교나 학원의 경우 보통은 칠판을 따라 수평 방향으로만 카메라를 팬 (Pan)시켜 주며 강사를 추적한다. 반면에 화상회의의 경우 사람이 많아지면 줌-아웃을 하여 화각을 넓혀 주고, 사람이 줄어들면 다시 줌-인하여 화각을 좁혀준다. 강연장 같이 큰 무대일 경우에는 Pan, Tilt, Zoom을 모두 작동하게 하거나, 하이브리드 설정을 통해 일정한 영역에서는 자유롭게 추적하고 일정한 영역에서는 화각을 넓힌 채로 고정해 둘 수도 있다.
※ 사진: PTZ4U K6-20XT의 자동추적 설정 화면
강의용/수업용 추적 카메라는 크게 싱글렌즈 추적 카메라와 듀얼렌즈 추적 카메라의 2가지로 나눌 수 있다. 싱글렌즈 추적 카메라는 촬영용 카메라에서 강사의 움직임 분석과 추적을 동시에 하는 방식이다. 최근에 출시되는 대부분의 추적 카메라들이 이 방식이다.
※ 사진: PTZ4U A7-20NT의 자동추적 설정 화면
반면에 듀얼렌즈 추적 카메라의 경우 카메라가 2개가 장착되어 있다. Pan, Tilt, Zoom을 하는 추적용 카메라 (Close-Up Camera)와 고정된 화각을 갖는 분석용 카메라 (흔히 Panorama Camera라고 부른다). 파노라마 카메라는 영상 속에서 (특히 정해진 강단 혹은 추적영역 내에서) 강사의 위치를 실시간으로 추적하면 추적용 카메라 (Close-up Camera)가 그 위치로 강사를 따라가기 때문에 추적 실패 확률이 훨씬 낮다. 예를 들어, 강사가 갑자기 빠르게 움직여 옆으로 이동할 경우 싱글렌즈 카메라는 자칫 강사를 놓칠 수도 있지만, 듀얼렌즈 카메라는 파노라마 카메라가 계속 감시하고 있기 때문에 빠르거나 갑작스러운 움직임도 쉽게 추적이 된다.
※ 듀얼렌즈 방식의 자동추적 카메라 (하단의 고정 카메라로 강사 위치 분석)
3) 수동 원격제어 (전용 PTZ 컨트롤러)
대형 학원의 경우에는 6~10m에 이르는 매우 넓은 칠판을 사용하는 경우가 있다. 이 때 중요한 수업의 영상을 정확하고 자연스러운 앵글로 녹화하기 위해 사람이 직접 PTZ 컨트롤러를 조작하는 경우가 있다. 프리셋을 쓰기도 하지만 강사의 움직임이나 필기해 놓은 내용이 더 잘 보이도록 미세하게 조작해 주기 때문에 단순한 알고리즘에 의해 움직일 수 밖에 없는 자동추적에 비해 훨씬 자연스러운 영상을 기대할 수 있다. 물론, 강의 시간 동안 한 사람이 온전히 강사의 움직임에 집중하면서 조작해야 하기 때문에 그만큼 비용(인건비)이 높아진다는 단점이 있다.
※ 사진: PTZ4U C1 컨트롤러 (RS-232/485 혹은 이더넷을 통해 PTZ 카메라를 제어한다)
2. 영상 수신: USB 캡쳐보드 vs 네트워크 (NDI 등)
카메라의 영상을 녹화하거나 온라인으로 중계하기 위해서는 먼저 카메라의 영상을 컴퓨터에서 수신해야 한다. 카메라 자체에 녹화기능이 있는 경우도 있지만 일반적인 PTZ 카메라의 경우 녹화 기능이 없고, 있더라도 사용되는 경우가 매우 드물다. 왜냐하면 학교 수업이나 강의의 경우 영상과 음향이 함께 녹화되어야 하는데, 강사의 마이크는 보통 오디오 믹서로 들어가고 이 오디오 믹서가 보통 칠판 왼쪽이나 오른쪽에 다른 장비들과 함께 있어 카메라로부터 거리가 멀다. 즉, 카메라에서 수업을 녹화하기 위해서는 오디오 믹서에서 카메라까지 오디오선을 연결해야 하는 불편함과 위험성 (노이즈)이 있기 때문에 이렇게 사용하는 경우는 극히 드물다.
따라서, 보통의 경우 카메라의 SDI나 HDMI 단자를 통해 출력되는 영상을 SDI-to_USB 혹은 HDMI-to-USB 캡쳐카드를 통해 mp4 등의 스트림으로 변환하여 컴퓨터에서 수신하게 된다. 캡쳐카드를 통해 들어 오는 영상은 (가장 흔하게 사용하는) OBS나 vMix와 같은 컴퓨터용 소프트웨어 스위처에서 ‘USB 웹캠’과 같은 장치로 인식된다. Zoom과 같은 화상회의용 소프트웨어에서도 마찬가지로 웹캠으로 인식되기 때문에 컴퓨터에서 사용하기가 편리하다. 일단 이렇게 OBS나 vMix에서 USB 장치로 인식된 후라면 단순하게 ‘녹화 (Record)’ 버튼을 누르는 것만으로 쉽게 녹화가 가능하며 컴퓨터 내부 혹은 외부의 저장장치 (HDD/SSD)에 영상을 저장하면 된다.
※ 사진: HDMI-to-USB 캡쳐장치 (USB Web Cam 같이 인식된다)
※ vMix에서 USB 캡쳐 장치를 인식한 경우
하지만 카메라에서 SDI나 HDMI로 컴퓨터까지 연결하려면 꽤 긴 선을 사용해야 하고, 보통 천정을 통해 선을 연결해야 하기 때문에 비용도 많이 들고, 시간과 노력도 많이 든다. 꼭 영상 케이블로 10m 이상 연결해야 한다면 가급적 SDI를 권장한다. HDMI의 경우 원래 송수신 길이가 7m 이내인데, 광-HDMI (AOC) 케이블을 사용할 경우 50m까지도 전송이 가능하다. 문제는 이 광-HDMI 케이블의 신뢰도가 높지 않아 종종 먹통이 되는 경우를 보게 된다. 케이블 가격 자체는 그리 비싸지 않지만 기존 케이블을 빼고 다시 새로운 광-HDMI 케이블을 설치하려면 추가적인 시간과 인건비가 발생한다. 따라서 가격은 좀 비싸지만 신뢰도가 높은 SDI 케이블을 권장한다.
※ 광-HDMI 케이블은 단방향성이다. (Source / Display 구분)
만약 SDI나 HDMI를 사용할 수 없거나, 혹은 사용할 수 있더라도 케이블 설치를 하기 어려운 경우가 있을 수 있다. 아니면 SDI/HDMI를 메인으로 하고, 보조적인 영상 송수신 루트를 추가하고 싶을 수 있다. 사실 필자는 이 방법을 매우 권장된다. 왜냐하면 케이블이나 캡쳐장치가 언제든 문제를 일으킬 수 있기 때문이다. 심지어 몇 년 쓰다 보면 카메라의 SDI나 HDMI 출력기능 자체에 문제가 생기는 경우도 매우 드물지만 발생할 수 있기 때문이다. 따라서 영상과 음향은 항상 보완적인 루트를 추가로 준비해 놓으면 사고 발생시 쉽고 빠르게 대처할 수 있다.
요즘 나오는 대부분의 PTZ 카메라들은 기본적으로 RTSP와 SRT라는 네트워크로 연상을 송수신하는 프로토콜을 지원한다. 그리고 이 RTSP와 SRT는 모두 OBS나 vMix에서 수신이 가능하다. 따라서 만약 필자에게 강의영상 녹화시스템을 구축하라고 한다면, 반드시 아래와 같이 2가지를 동시에 사용할 수 있도록 구성할 것이다. 사실 서브 (RTSP, SRT)는 카메라와 컴퓨터만 같은 네트워크에 물려 있으면 기본적으로 작동할 수 있는 기능이라 별도의 설치가 필요 없다. 단지 OBS나 vMix에서 설정하는 방법을 몰라 대부분 사용하지 않고 있을 뿐이다.
* 메인: SDI or HDMI ~ USB 캡쳐
* 서브: 네트워크 (RTSP / SRT or NDI)
여기서 기억해야 할 것은 RTSP나 SRT의 경우 SDI/HDMI-to-USB 캡쳐 방식에 비해 약간 더 지연 (delay)가 발생한다는 것이다. NDI (Network Device Interface)라는 프로토콜을 지원하는 카메라일 경우 SDI/HDMI-to-USB와 차이 없는 빠른 송수신이 가능하다. 편리성 면에서도 NDI가 앞선다. 하지만 NDI를 지원하는 카메라는 보통 중급 이상의 제품들이라 카메라 자체의 가격이 (NDI 미지원 PTZ 카메라에 비해) 조금 더 비싼 편이다.
어차피 녹화를 위한 것이기 때문에 50ms 정도 더 지연이 있다고 해서 문제될 것은 없으므로 보완적인 영상수신은 RTSP나 SRT로도 충분하다. 단지, 한 가지 더 기억할 것은 영상이 더 느리게 들어온다면 오디오도 그만큼 더 지연되도록 설정해 주어야 한다는 것이다. OBS나 vMix는 소프트우에어 스위처이기 때문에 각각의 입력 특성에 맞게 오디오 지연 (audio delay)를 조절해 줄 수 있댜.
만약 컴퓨터의 사양이 낮거나, 컴퓨터를 영상 수신뿐 아니라 다른 다양한 용도로 동시에 사용해야 할 경우, 혹은 SDI/HDMI 케이블을 설치하기 어렵거나 비용이 너무 많이 들어 네트워크로 영상을 송수신하는 게 효율적인 경우도 있다. 이 경우 가장 많이 사용하는 방식이 NDI라는 영상 송수신 프로토콜을 사용하는 것이다. 카메라 자체가 NDI를 지원하는 경우도 있는데 보통은 카메라의 영상과 마이크 (오디오 믹서)의 음향을 NDI 인코더에 넣어서 NDI 영상을 보내는 방식이 좀 더 일반적이다.
앞서 설명한 바와 같이 NDI는 지연 (delay)와 편리함 측면에서 가장 선호되는 프로토콜인데 최근에는 (H.264 / H.265로 압축률을 높인) NDI-HX2가 가장 많이 활용되고 있다. 오리지널 NDI (Full NDI 혹은 NDI High Bandwidth)에 비해 압축률이 높기 때문에 일반적인 학교나 학원, 사무실 등에 깔려 있는 기존 1기가 네트워크에서 여러 개의 NDI 영상이 송수신되더라도 문제가 없기 때문이다. 학교나 학원의 강의영상의 경우 2~4M bps 정도면 충분하기 때문에 1080/60p로 1시간을 녹화할 경우 약 0.8 ~ 1.2GB 정도의 용량이 된다.
※ NDI 인코더를 활용한 NDI 영상 송신 (vMix/OBS에서 녹화)
어쨌든 강의실에 있는 NDI 인코더에서 보내 주는 영상을 OBS 혹은 vMix에서 받아서 컴퓨터에 녹화를 해도 되고, 아니면 전용 (NDI 디코더를 포함하고 있는) NDI 녹화장치로 보내 녹화할 수도 있다.
3. 영상 녹화: 수동 vs 자동녹화 (Scheduled Recording)
수업이나 강의 영상을 녹화하는 가장 쉬운 방법은 위에서 설명 드린 바와 같이 OBS나 vMix에서 녹화 버튼을 누르는 것이다.
하지만 강사 혹은 보조자가 수업할 때마다 이 녹화 버튼을 눌러 준다는 것이 불편할 수도 있고, 실수 발생 가능성 (녹화 버튼을 누르지 않는 경우)도 있다. 이와 같은 실수를 방지하기 위해 녹화도 자동으로 처리하는 경우가 있는데 별도의 레코딩 서버를 구축한 후 수업 스케쥴을 미리 입력해 놓으면 자동으로 수업을 녹화할 수 있다.
※ NDI 레코딩 서버에서 다수의 강의실의 수업을 자동으로 녹화 (스케쥴 기반)
4. 영상 공유: 유선 vs 네트워크 (NDI 등)
한 강의실의 영상을 또 다른 강의실 혹은 여러 강의실로 보내 주어야 할 경우가 가끔 발생한다. 동일한 수업을 들어야 하는 학생들은 많은데 강의실이 충분하지 못한 경우이다. 이런 경우 가장 간단한 것은 A라는 강의실에 송신기 (인코더), B라는 강의실에 수신기 (디코더)를 1:1로 설치해 주는 것이다. NDI 인코더/디코더 말고도 다양한 제품들이 있는데, 이런 제품들은 인코더/디코더라는 명칭보다는 SDI Extender 혹은 HDMI Extender라는 이름으로 불린다. 즉, SDI나 HDMI라는 인터페이스를 사용은 하되, SDI나 HDMI 케이블로 커버하기 어려운 먼 거리를 중간에 이더넷 케이블 (LAN 선)을 사용해서 극복하는 것이다.
* 광-HDMI 케이블: 송신부 (HDMI-to-Optical 변환), 수신부 (Optical-to-HDMI 변환)
* HDMI Extender: 송신부 (HDMI-to-H.264 인코더), 수신부 (H.264-to-HDMI 디코더)
광-HDMI 케이블과 가격은 비슷한데, 결정적인 차이가 있다면 광-HDMI 케이블의 경우 HDMI-광 변환만 있지 압축은 하지 않는다. 따라서 속도가 빠르고 원래의 고화질을 그대로 유지해 준다. 반면에 HDMI Extender의 경우 (개별 제품이나 설정에 따라 달라질 수 있는데) 기본적으로 H.264를 이용해 압축을 하기 때문에 원본 영상에 비해 화질이 낮아지고 지연 (delay)도 약간 발생한다. 송신기와 수신기에 별도의 전원을 넣어 주어야 한다는 것도 불편하다. 대신 송신기와 수신기 사이를 일반적인 이더넷 케이블 (LAN선)을 사용하기 때문에 설치가 쉽고 100m까지 먼 거리로 영상을 보낼 수 있다는 것이 장점이다.
※ HDMI Extender 송신기 및 수신기 세트 (출처: 이지넷유비쿼터스)
어쨌든 A라는 강의실에서 B라는 강의실로 영상을 보내는 방법은 광-HDMI 케이블을 사용하든가 HDMI Extender 같은 제품을 사용하는 것이 가장 저렴하고 쉬운 일반적인 방법이다. 하지만 만약 A라는 강의실 영상을 B, C, D 등 여러 강의실로 보내거나 선택적으로 보내고 싶다면? 이 경우에는 HDMI 매트릭스를 사용할 수도 있지만, 강의실이 증가할수록 복잡하고 비싼 솔루션이 된다. 이런 경우 NDI를 사용하면 매우 편리하다. 강의실마다 인코더와 디코더가 설치되어 있고, 모두 같은 네트워크에 물려 있기만 하면 매우 편리하고, 효율적으로 영상을 주고 받을 수 있기 때문이다.
※ 2대의 카메라를 이용한 가상 수업 (강의실 A의 영상을 NDI로 강의실 B로 전송)
5. 온라인 중계: 컴퓨터 vs 인코더/스트리머
강의실의 영상을 녹화만 하는 게 아니고 온라인으로 스트리밍하고 싶을 경우에도 크게 2가지 방식이 있는데, 세부적으로는 4가지로 늘어난다. 그 중 가장 쉬운 방법은 역시 OBS나 vMix가 설치된 컴퓨터를 활용하는 방법이다.
* 카메라, 오디오 à 하드웨어 스위처 à Youtube
* 카메라 à USB 캡쳐장치, 오디오 à 소프트웨어 스위처 (vMix, OBS) à Youtube
* 카메라 + 오디오 à 인코더 (NDI 등) à 소프트웨어 스위처 (vMix, OBS) à Youtube
* 카메라 + 오디오 à 인코더 à OBS/vMix à Youtube
하지만, 컴퓨터를 녹화와 스트리밍 전용으로 쓸 수 없다면 별도의 스트리밍 장치를 사용하는 것도 방법이다. 예를 들어, NDI 인코더들의 경우 대부분 RTMP 스트리밍 기능을 지원한다. 따라서, 강의실마다 NDI 인코더들이 설치되어 있다면 (그리고 인코더들이 인터넷에 연결되어 있다면) 강의실 인코더에서 곧바로 Youtube로 스트리밍할 수 있다. 컴퓨터로는 각 강의실의 인코더/스트리머들이 스트리밍을 시작하거나 중단하는 등의 제어만 해 주면 된다.
※ L6-HDMI (인코더/디코더/스트리머)를 이용하여 Youtube 라이브 방송을 하는 모습