스마트폰으로 달리는 차 안에서 창밖을 찍으면 곧게 서 있던 전봇대가 비스듬히 기울어 보일 때가 있습니다. 돌아가는 선풍기나 헬리콥터 날개를 찍었더니 날개가 바나나처럼 휘거나 몸통에서 떨어져 나간 것처럼 보이기도 합니다. 카메라가 고장 난 것이 아니라, 화면을 기록하는 방식 때문에 생기는 아주 자연스러운 현상입니다.

이 현상을 가리키는 말이 바로 ‘롤링 셔터(Rolling Shutter)’입니다. 롤링 셔터란 쉽게 말해 ‘한 장면을 한순간에 통째로 찍지 않고, 위에서 아래로 한 줄씩 빠르게 훑어 가며 기록하는 방식’을 의미합니다. 이 방식 때문에 빠르게 움직이는 물체나 순간적인 빛이 이상하게 찍히는 일을 롤링 셔터 효과라고 부릅니다.

본 자료에서는 롤링 셔터가 작동하는 원리부터 화면에 나타나는 대표적인 왜곡, 이를 피하는 방법, 그리고 오히려 표현으로 활용되는 사례까지 차례로 살펴보겠습니다.

한 줄씩 기록되는 화면, 롤링 셔터의 원리와 활용

롤링 셔터는 어떻게 작동할까?

디지털카메라의 이미지 센서는 수많은 작은 화소가 바둑판처럼 모여 빛을 받아들이는 판입니다. 이 화소들의 정보를 어떤 순서로 읽어 내느냐에 따라 셔터 방식이 나뉩니다.

(1) 위에서 아래로 훑는 기록
스마트폰과 많은 디지털카메라에 쓰이는 CMOS 센서는 대부분 맨 윗줄부터 아랫줄까지 차례로 정보를 읽어 냅니다. 한 줄을 읽는 시간은 아주 짧지만, 맨 윗줄과 맨 아랫줄 사이에는 분명한 시간 차이가 생깁니다. 이 시간 차이는 보통 수백 분의 1초에서 수십 분의 1초 정도로 짧아서, 천천히 움직이는 장면에서는 거의 느낄 수 없습니다. 그런데 재생할 때는 이 모든 줄이 한순간의 장면인 것처럼 한꺼번에 보이기 때문에, 그 사이 움직인 물체는 줄마다 다른 위치에 찍혀 모양이 틀어집니다.

(2) 한꺼번에 찍는 글로벌 셔터
반대로 모든 화소가 같은 순간에 빛을 받아들이는 방식을 글로벌 셔터(Global Shutter)라고 합니다. 예전 CCD 센서를 쓴 카메라는 글로벌 셔터인 경우가 많아 이런 왜곡이 거의 없었습니다. 롤링 셔터는 구조가 단순하고 값이 싸며 빛을 받아들이는 시간을 넉넉히 쓸 수 있어 오늘날 널리 쓰이고 있습니다. 글로벌 셔터는 오랫동안 산업용이나 일부 전문 장비에 주로 쓰였지만, 2023년에는 소니가 글로벌 셔터 센서를 단 풀프레임 미러리스 카메라를 내놓으면서 일반 사진가들에게도 한층 가까워졌습니다.

화면에 나타나는 4가지 왜곡

롤링 셔터 효과는 무엇이, 얼마나 빨리 움직이느냐에 따라 여러 모습으로 나타납니다.

• 기울어짐(Skew): 카메라나 물체가 옆으로 빠르게 움직이면 세로로 곧은 기둥이나 건물이 한쪽으로 비스듬히 기울어 찍힙니다.
• 젤리 효과(Jello Effect): 차량이나 드론처럼 진동이 심한 곳에서 찍으면 화면 전체가 젤리처럼 출렁거립니다. 망원 렌즈로 손에 들고 찍을 때도 잘 생깁니다.
• 공간 앨리어싱(Spatial Aliasing): 프로펠러처럼 아주 빨리 도는 물체를 찍으면 날개가 휘거나 끊어져 몸통에서 떨어진 것처럼 보입니다.
• 부분 노출(Partial Exposure): 카메라 플래시나 번개처럼 아주 짧게 번쩍이는 빛이 들어오면 화면 위쪽 일부만 밝고 나머지는 어둡게 찍힙니다.

형광등이나 LED 조명 아래에서 화면에 가로 줄무늬가 흐르는 것도 조명이 빠르게 깜빡이는 순간이 줄마다 다르게 기록되기 때문입니다.

쉬운 예시로 보는 롤링 셔터

롤링 셔터는 디지털 시대에 처음 생긴 현상이 아닙니다.

(1) 앞으로 기울어진 경주용 자동차
프랑스 사진가 자크 앙리 라르티그(Jacques Henri Lartigue)가 1912년에 찍은 것으로 알려진 자동차 경주 사진에는 바퀴가 달걀처럼 앞으로 기울어져 있습니다. 당시 카메라의 셔터 막이 위아래로 움직이며 필름을 차례로 노출하는 동안 자동차가 앞으로 달려 나갔기 때문입니다. 반면 카메라를 차를 따라 돌린 탓에 길가의 구경꾼과 전봇대는 반대 방향으로 기울어 보입니다. 기계식 셔터에서도 같은 원리가 작동한 셈입니다.

(2) 스마트폰 속 휘어진 날개
비행기 창가에서 프로펠러를 찍거나, 기타 줄을 튕기는 장면을 스마트폰으로 가까이 찍으면 줄이 물결처럼 출렁이는 영상이 나옵니다. 눈으로 보는 모습과 전혀 다르지만, 이는 고장도 특수 효과도 아닙니다. 센서가 위에서 아래로 기록하는 동안 날개와 줄이 계속 움직였다는 사실을 그대로 보여 줍니다.

롤링 셔터를 다루는 방법

영상을 만드는 사람에게 롤링 셔터는 피해야 할 문제이면서 이해하고 다뤄야 할 특성이기도 합니다.

(1) 촬영 단계에서 줄이기
카메라를 빠르게 휘두르는 패닝을 피하고, 짐벌이나 삼각대로 흔들림을 줄이면 왜곡이 눈에 띄게 줄어듭니다. 센서가 한 화면을 읽어 내는 속도가 빠를수록 왜곡이 적기 때문에, 고급 영화 카메라는 읽기 속도를 높여 이 문제를 줄입니다. 스포츠나 산업 현장, 시각 효과 촬영에는 아예 글로벌 셔터 카메라를 쓰기도 합니다.

(2) 편집 단계에서 고치기
편집 프로그램의 롤링 셔터 보정 기능은 줄마다 생긴 시간 차이를 계산해 기울어진 화면을 바로잡습니다. 다만 너무 심한 왜곡은 완전히 되돌리기 어렵습니다. 한편 일부 작가와 뮤직비디오 감독은 휘어지는 날개나 출렁이는 화면을 일부러 살려 독특한 분위기를 만드는 데 쓰기도 합니다.

롤링 셔터는 카메라가 시간을 한 줄씩 나누어 기록한다는 사실을 눈에 보이게 드러내는 현상입니다. 원리를 알면 이상한 영상을 만났을 때 당황하지 않고, 촬영과 편집에서 미리 대비하거나 오히려 연출로 활용할 수도 있습니다.

화면 한 장에도 서로 다른 순간이 겹쳐 있다는 사실을 기억하는 것, 그것이 움직임을 정확하게 담아내는 촬영의 첫걸음입니다.