산업용 카메라에서 더 높은 프레임 레이트가 항상 더 나을까요?

산업용 카메라의 촬영 속도, 또는  프레임 속도는 초당 캡처할 수 있는 이미지 프레임의 수를 의미합니다. 머신 비전 시스템에서 카메라의 프레임 속도가 높을수록 동적 성능이 더 좋다고 생각하시나요? 실제로 이것은 잘못된 생각입니다. 산업용 카메라의 프레임 속도는 단지 카메라 인터페이스와 이미지 압축의 정도를 나타냅니다. 인터페이스 전송 속도가 빠르고 이미지 압축률이 작을수록 프레임 속도는 더 높아집니다. 그러나 이는 동적 성능에 직접적인 영향을 주지는 않습니다.

어떤 매개변수가 산업용 카메라의 동적 성능을 결정할까요? 사실,那是노출 시간입니다. 노출 시간은 셔터가 열려 있어 센서의 광감도 표면에 빛을 투영해야 하는 기간을 의미합니다. 산업용 카메라의 경우, 노출 시간은 셔터가 열리고 닫히는 순간 사이의 간격으로, 이는 픽셀의 밝기에 영향을 미치며 일반적으로 밀리초 단위로 측정됩니다. 반면, 프레임 속도는 단위 시간 내에 완전히 읽혀지는 이미지 프레임의 수를 나타냅니다. 이 기간 동안 물체는 이미징 표면에 이미지를 남길 수 있습니다. 노출 시간은 필요에 따라 결정되며, 좋은 또는 나쁜 노출 시간이 존재하지 않으며 오직 필요한 것만 존재합니다. 노출 시간의 설정은 센서의 민감도와 광감도 표면의 조명에 따라 달라집니다.

노출 시간이 길수록 더 많은 빛이 들어오게 되어 암黑 환경에 적합합니다. 짧은 노출 시간은 좋은 조명 환경에 더 적합합니다. 노출 시간이 길수록 이미지가 더 밝아지고, 반대로 노출 시간이 짧을수록 이미지가 어두워집니다. 외부 조명이 부족한 상황에서는 일반적으로 노출 시간을 늘리는 것이 요구됩니다(예: 야경).

라인 스캔 카메라는 모두 행별 노출을 사용하며, 고정 라인 주파수와 외부 트리거 동기화 옵션을 제공합니다. 노출 시간은 라인 주기와 일치하도록 설정하거나 고정된 시간으로 설정할 수 있습니다. 영역 스캔 카메라는 프레임 노출, 필드 노출, 롤링 라인 노출과 같은 여러 일반적인 방법을 제공합니다. 산업용 카메라는 일반적으로 외부 트리거를 통한 이미지 캡처 기능을 제공합니다.

노출 시간이 짧을수록 산업용 카메라의 셔터 속도가 빨라집니다. 현재 대부분의 산업용 카메라는 1마이크로초의 매우 짧은 노출 시간을 달성할 수 있습니다. 그러나 더 짧은 노출 시간으로 인해 이미지가 부분적이거나 완전히 검게 될 수 있어, 이는 카메라 센서의 크기와 광원에 특정 요구 사항을 제시합니다. 고속 환경에서는 일반적으로 고휘도 광원과 대형 픽셀 센서를 탑재한 산업용 카메라가 동적 장면을 촬영하는 데 사용됩니다.

동적 장면에서 고프레임율은 더 부드러운 시각 효과를 제공할 수 있습니다. 예를 들어 스포츠 행사나 야생 생물 촬영 시 고프레임율은 우리가 빠르게 움직이는 물체를 포착하여 영상을 더욱 생생하게 만들어줍니다. 또한 고프레임율은 슬로우 모션 재생과 같은 특별한 시각 효과를 만들기도 합니다.

그러나 높은 프레임 속도는 항상 필요하지 않습니다. 정적인 장면에서는 낮은 프레임 속도가 더 적합할 수 있습니다. 낮은 프레임 속도는 이미지 노이즈와 블러를 줄여 사진의 선명도를 향상시킬 수 있습니다. 또한 낮은 프레임 속도는 더 작은 파일 크기를 생성하여 저장 공간을 절약하는 데 도움이 됩니다.

그렇다면 산업용 카메라의 프레임 속도를 어떻게 선택해야 할까요?

1. 목적 명확히하기: 먼저 촬영 요구 사항을 명확히 정의하세요. 고속 움직임 장면을 촬영하려는 것인지 정적인 풍경을 촬영하려는 것인지, 가장 섬세한 세부 사항을 목표로 하는지 아니면 부드러운 동적 효과를 원하는지에 따라 다른 프레임 속도가 필요합니다. 예를 들어, 고속 움직임 장면을 촬영할 때는 더 많은 세부 사항을 포착하기 위해 60FPS 이상과 같은 높은 프레임 속도를 선택하는 것이 권장됩니다.

2. 장치 호환성 고려하기: 카메라, 컴퓨터, 모니터가 모두 선택한 프레임 속도를 지원하는지 확인하세요. 그렇지 않으면 카메라가 높은 프레임 속도를 촬영할 수 있더라도 다른 장치에서 잘 표시되지 않을 수 있습니다.

3. 성능과 저장의 균형: 높은 프레임 속도는 더 큰 파일 크기와 더 많은 저장 공간을 필요로 합니다. 프레임 속도를 선택할 때 카메라의 성능, 저장 용량 및 후처리 능력을 균형 있게 고려하는 것이 중요합니다. 장치가 저장 문제 없이 고속 촬영을 처리할 수 있도록 확인하세요.

4. 형식과 코덱 이해하기: 다양한 비디오 형식과 코덱은 프레임 속도를 다르게 지원합니다. 특정 형식과 코덱이 원하는 프레임 속도를 지원하는지 미리 확인하는 것이 중요합니다. 이를 통해 후편집 및 재생 중 발생할 수 있는 문제를 방지할 수 있습니다.

5. 실제 테스트하기: 마지막으로, 실제로 테스트하는 것을 잊지 마세요. 카메라를 구매하기 전에 다른 프레임 속도로 몇 가지 비디오를 촬영해 보고 자신의 필요에 가장 적합한 것을 찾아보세요. 이는 프레임 속도가 화질에 미치는 영향을 더 잘 이해하고 더 현명한 선택을 할 수 있도록 도와줍니다.