본문
TV 프로그램의 전송 원리
1. TV의 원리
우리들의 눈은 매우 정교하다. 물건을 바라보면 수정체(렌즈)를 통해서 망막에 영상이 비치게 된다. 그 영상은 세포의 광화학 반응에 따라 전기신호로 변환 되어 시신경을 통해서 대뇌에 보내진다. 이 곳에서 눈에 비치고 있는 것이 무엇가를 인식하게 된다.
TV도 같은 원리이다. 촬영은 카메라가 한다. 카메라로 피사체를 비추면 카메라 안에 있는 막(촬상관)에 영상이 비추게 된다. 비추어진 영상을 바둑판 모양과 같이 조그맣게 화소화 해 전기 신호로 변환해서 TV수신기에 보낸다. 수신기는 수신한 전기신호를 송신기와 같은 순번으로 화소를 조립, 원래의 모습으로 재현하는 것이다
<그림 1> 비월주사
<그림 1>에서 보는 것과 같이 화면을 왼쪽 위 1에서부터 오른쪽의 1'까지, 다시 왼쪽 2로 되돌아 갔다가 오른쪽 2'로 가고, 다시 왼쪽 3으로 갔다가 3'로 가는 식으로 화면을 잘게 자르면서 명암을 전기 신호로 바꾸어 가는데, 이렇게 화면을 잘게 분해 하는 것을 주사(走査, Scanning)라고 한다.
주사는 화면을 왼쪽에서 오른쪽으로 가로로 잘게 잘라 가며 하는 동시에 위에서 아래로 세로로 움직이며 주사를 하는데, 가로로 하는 주사를 '수평주사', 위에서 아래로 하는 주사를 '수직주사'라고 한다.
이렇게 하면 화면이 명암에 따라 밝아지거나 어두워짐과 동시에 줄무늬 모양으로 분해되고, 또 파형의 전기신호(영상신호)로 바뀌게 된다.
TV스크린에 있어서 <그림1>에서 보는 것과 같이 좌상으로부터 수평 방향으로 262.5회(실선) 주사한 다음 한번 더 점선 부분을 주사 하는데, 모두 525번 주사해서 한 화면(1프레임)을 완성한다. 두번째 하는 주사(점선)는 먼저 한 주사(실선) 사이에 꼭 맞도록 하는데, 우리 눈에 잠시 상이 남아 있게 되는 잔상 현상으로 인하여 앞의 주사가 남아 있는 동안 주사를 하는 것이다. 두번째 주사는 스크린 상부의 중신에서 부터 시작하게 되는데, 이와 같은 것을 비월주사(飛越走査, Interrace Scanning)라고 한다.
TV는 1초에 30개 영상을 보내는데, 그 정도의 속도로는 눈에 어른거리게 보이기 때문에 실제로는 2배의 속도로 1개의 영상을 두 번 덧그려 어른거림을 해소하고 있다.
이 경우 <그림1>과 같이 첫번째는 홀수 번호로, 두번째는 짝수 번호로 주사하기 때문에 주사선을 한번씩 비월(하나씩 건너 뛰는 것)하는 것과 같다고 하여 '비월주사'라고 하게 되었다. 1초간 60개 보낸는 영상 1개 분을 1프레임(frame)이라고 말한다.
2. 컬러 영상을 전기신호로 변환
영상은 방송국에서 TV카메라에 의해 전기신호로 변환 된다. 인물 등의 영상을 전기 신호로 변환하는 장치를 찰상관이라고 하는데, 방송국에서 사용하는 TV카메라는 이 찰상관이 내장 되어 있다.
<그림 2> 카메라 영상과 영상 신호와의 관계
<그림 2>는 TV카메라의 영상을 전기 신호로 빼내는 방법을 설명하고 있다. ①의 곳을 주사하면 흰 부분만으로 되어 있기 때문에 변화 없이 일정 레벨의 전기 신호가 출력 된다. 전기 신호는 전압이 높은 것을 흰 레벨, 낮은 것을 검은 레벨로 취급하는 경우가 많다. ②의 곳을 주사하면 백과 흑이 있기 때문에 전기 신호도 이에 따라 전압이 변화 된다.
<그림 3> 컬러 TV 영상
컬러의 경우 <그림 3>과 같이 RGB(적색 : Red, 녹색 : Green, 청색 : Blue) 의 필터(filter)를 사용 한다. RGB는 각 색마다 주파수가 전부 다르므로 이 필터를 통과 하면서 R의 신호, G의 신호, B의 신호 등 3개의 광 신호를 잡는다. 흑백 TV와 마찬가지로 각각 밝기에 따라 전압의 고저가 생겨 전기 신호로 바뀐다.
3. TV 방송이 전국으로 방송 되는 구조
전국의 가정에서 시청 되고 있는 TV 프로그램은 주로 서울에서 제작 되어 전국 방송국에 TV중계용 네트워크를 통하여 전송되고 있다. 중계용 네트워크는 위성이나 지상 마이크로웨이브(Microwave), 광 파이버(Fiber)등이 있다. 서울에서 만든 프로그램을 부산에서 방송하는 경우를 예로 들어 보자.
서울에 있는 방송국 안테나로 부산까지 직접 전파를 보내는 경우 전파는 도중에 감쇄되어 부산의 가정에서는 수신할 수 없다. 그렇기 때문에 중간에서 위성, 마이크로웨이브(M/W), 광 파이버 등으로 영상을 중계해 보내고 있는 것이다. 부산에 있는 방송국에서는 중계된 영상을 받아 부산 시청자에게 방송 하는 것인데, 도중에서 감쇄된 전파는 중계소에서 증폭해 보내기 때문에 시청자들은 양호한 화면을 볼 수 있는 것이다.
<그림 4> TV가 중계되는 구조
※ 출처 - http://www.bazi.pe.kr
