블랙박스 영상 신호등 색깔이 깜빡거리는 이유 (플리커 현상)

블랙박스 영상을 재생하다 보면 유독 신호등의 불빛이 심하게 깜빡거리거나, 심지어 꺼져 있는 것처럼 보이는 현상을 마주할 때가 있습니다. 운전자의 눈에는 분명히 선명한 녹색 불빛이었는데, 영상 속에서는 마치 고장 난 것처럼 점멸하는 모습에 당혹감을 느끼기도 합니다. 이러한 현상은 블랙박스나 신호등의 결함이 아닌, 우리 눈이 인지하지 못하는 빛과 카메라의 상호작용 때문에 발생하는 '플리커(Flicker) 현상' 혹은 '플리커링(Flickering)'이라 불리는 지극히 정상적인 광학적 착시입니다. 근본적인 원인은 현대 신호등에 널리 사용되는 LED(발광 다이오드) 조명의 작동 방식과 디지털카메라인 블랙박스의 촬영 방식 간의 '주파수 불일치'에 있습니다. 인간의 눈은 빛의 잔상 효과 덕분에 매우 빠른 깜빡임을 연속적인 빛으로 인지하지만, 기계의 눈인 카메라는 정해진 간격으로 세상을 포착하기에 그 사이의 미세한 '꺼짐' 순간까지 그대로 기록하게 됩니다. 따라서 이 현상은 기술의 발전이 만들어 낸 자연스러운 결과물이며, 그 이면에는 빛의 속도, 전기의 흐름, 그리고 디지털 이미징 기술의 핵심 원리가 복잡하게 얽혀 있습니다. 본문에서는 이 플리커 현상이 왜 발생하는지, 그 과학적 원리를 심도 있게 파헤치고 우리 생활 속 다른 사례들까지 함께 살펴보며 블랙박스 영상 속 미스터리에 대한 명쾌한 해답을 제시하고자 합니다.

영상 속 신호등의 배신, 왜 내 눈과 다르게 보일까?

우리가 일상에서 마주하는 대부분의 시각 정보는 연속적인 흐름으로 인식됩니다. 하지만 이는 뇌가 만들어내는 일종의 '착각'에 가깝습니다. 인간의 시각 시스템은 '잔상 효과(Persistence of Vision)'라는 특성을 지니고 있어, 망막에 맺힌 이미지가 사라진 후에도 약 1/16초 동안 그 흔적이 남아있게 됩니다. 이 덕분에 우리는 초당 수십 번 깜빡이는 형광등이나 LED 조명을 인지하지 못하고, 여러 장의 정지된 그림을 빠르게 넘기는 영화나 애니메이션을 부드러운 영상으로 받아들일 수 있습니다. 즉, 인간의 눈은 디지털 장치처럼 세상을 프레임 단위로 끊어서 보는 것이 아니라, 아날로그적으로 빛의 정보를 통합하고 해석하여 연속적인 이미지로 재구성하는 것입니다. 그러나 블랙박스와 같은 디지털 카메라는 작동 원리가 근본적으로 다릅니다. 카메라는 정해진 '프레임 속도(Frame Rate, fps)'에 따라 1초에 수십 번(통상 30fps 또는 60fps) 세상을 정지된 사진으로 촬영하고, 이를 연속으로 재생하여 동영상을 만듭니다. 각 프레임을 촬영하는 찰나의 순간에는 '셔터(Shutter)'가 열렸다 닫히는데, 이 셔터가 열려 있는 시간을 '셔터 스피드(Shutter Speed)'라고 합니다. 예를 들어 셔터 스피드가 1/120초라면, 카메라는 1/120초라는 극히 짧은 시간 동안만 빛을 받아들여 이미지를 기록합니다. 바로 이 지점에서 인간의 눈과 기계의 눈 사이에 결정적인 차이가 발생합니다. 과거 백열전구를 사용하던 신호등은 필라멘트를 가열하여 빛을 내는 방식이었기에, 전기가 흐르는 동안 거의 연속적인 빛을 방출했습니다. 하지만 에너지 효율과 수명, 시인성 등의 장점으로 인해 대부분의 신호등이 LED로 교체되면서 상황이 달라졌습니다. LED는 연속적으로 빛을 내는 것이 아니라, 우리 눈이 인지하지 못할 만큼 매우 빠른 속도로 켜짐과 꺼짐을 반복하며 빛을 발산하기 때문입니다. 이처럼 서로 다른 방식으로 세상을 보고 기록하는 두 주체, 즉 아날로그적인 인간의 눈과 디지털적인 카메라의 눈이 동일한 LED 신호등을 바라볼 때, 플리커 현상이라는 피할 수 없는 인식의 괴리가 발생하는 것입니다.

디지털 눈과 LED 조명의 숨바꼭질: 플리커 현상의 과학적 원리

플리커 현상의 핵심을 이해하기 위해서는 LED 조명의 작동 방식과 카메라의 촬영 메커니즘을 보다 깊이 있게 들여다볼 필요가 있습니다. LED는 반도체 소자로, 전류가 흐를 때만 빛을 내는 특성이 있습니다. LED의 밝기를 조절하거나 전력 효율을 높이기 위해 현대의 많은 LED 시스템은 '펄스 폭 변조(PWM, Pulse Width Modulation)'라는 제어 방식을 사용합니다. 이는 일정한 주기 안에서 전류를 켜고 끄는 시간을 조절하는 기술로, 켜져 있는 시간의 비율이 높을수록 밝아지고 낮을수록 어두워지는 원리입니다. 신호등에 사용되는 LED 역시 전력 안정성과 수명 확보를 위해 교류 전원을 직류로 변환하는 과정에서, 혹은 PWM 제어를 통해 인간의 눈으로는 감지할 수 없는 초당 수백에서 수천 번에 이르는 매우 빠른 속도로 점멸하고 있습니다. 이제 블랙박스의 입장에서 이 상황을 재구성해 보겠습니다. 일반적인 블랙박스는 초당 30프레임(30fps)으로 영상을 녹화합니다. 이는 1초에 30장의 사진을 찍는다는 의미이며, 각 사진을 찍는 간격은 약 0.033초입니다. 만약 블랙박스의 셔터가 '찰칵'하고 열리는 그 짧은 순간에 신호등 LED가 꺼져 있는 'OFF' 상태였다면, 해당 프레임에는 신호등이 꺼진 모습으로 기록됩니다. 반대로 셔터가 열렸을 때 LED가 켜진 'ON' 상태였다면, 당연히 켜진 모습으로 기록될 것입니다. 문제는 이 두 주기가 정확히 일치하지 않는다는 점입니다. LED의 점멸 주기와 카메라의 프레임 촬영 주기가 서로 어긋나면서, 어떤 프레임에서는 켜진 모습이, 다른 프레임에서는 꺼진 모습이 무작위로 포착되는 현상이 반복됩니다. 이렇게 촬영된 프레임들을 연속으로 재생하면 우리 눈에는 신호등이 불안정하게 깜빡이는 것처럼 보이게 되는 것입니다. 이 현상은 오래된 서부 영화에서 마차 바퀴가 거꾸로 도는 것처럼 보이는 '역마차 바퀴 효과(Wagon-wheel effect)'와 동일한 원리입니다. 바퀴살의 회전 속도와 필름 카메라의 프레임 속도가 특정 배수로 맞아떨어지면서 발생하는 착시 현상처럼, 플리커 현상 역시 빛의 주파수와 촬영 주파수 간의 '샘플링(Sampling)' 충돌이 빚어내는 디지털 시대의 광학적 착시인 셈입니다.

오해와 진실: 플리커 현상은 문제인가, 자연스러운 현상인가?

결론적으로 블랙박스 영상 속 신호등의 깜빡임은 신호등이나 블랙박스의 고장이 아닌, 현대 디지털 기술이 만들어낸 지극히 정상적이고 자연스러운 현상입니다. 이는 비단 신호등에만 국한되지 않습니다. 최신 자동차의 LED 주간 주행등(DRL)이나 후미등, 실내 LED 조명, 심지어 컴퓨터 모니터나 TV 화면을 카메라로 촬영할 때도 유사한 플리커 현상이나 검은 줄이 지나가는 '롤링 셔터(Rolling Shutter)' 현상을 쉽게 관찰할 수 있습니다. 이 모든 것이 빛을 내는 방식과 이미지를 기록하는 방식의 차이에서 비롯되는 필연적인 결과물입니다. 그렇다면 이 현상이 법적 분쟁이나 사고 판독 과정에서 문제를 일으킬 소지는 없을까요? 예를 들어, 녹색 신호에 정상적으로 진입했음에도 불구하고 블랙박스 영상에는 신호등이 꺼져 있거나 깜빡이는 것처럼 기록되어 불리한 증거로 작용할 가능성에 대한 우려가 있을 수 있습니다. 하지만 실제 사고 분석 과정에서는 이러한 플리커 현상이 공공연한 사실로 인정되고 있습니다. 판독 전문가는 단 한 프레임의 모습만으로 신호 상태를 단정하지 않으며, 영상의 전후 맥락, 주변 차량의 움직임, 그리고 깜빡이는 와중에도 잠시 나타나는 신호등의 '색상' 정보를 종합적으로 고려하여 상황을 판단합니다. 즉, 신호등이 완전히 꺼진 상태와 플리커 현상으로 인해 간헐적으로 어둡게 보이는 것은 명확히 구분 가능하므로, 이 현상 자체가 결정적인 오판의 원인이 될 가능성은 매우 낮습니다. 최근에는 이러한 플리커 현상을 줄이기 위한 기술도 발전하고 있습니다. 일부 고급 카메라나 스마트폰에는 '플리커 방지(Anti-flicker)' 기능이 탑재되어, 조명의 주파수를 감지하고 그에 맞춰 셔터 스피드를 미세하게 자동 조절함으로써 깜빡임을 최소화하기도 합니다. 하지만 대다수의 일반적인 블랙박스에는 해당 기능이 없으므로, 영상 속 신호등 깜빡임은 앞으로도 계속 마주하게 될 현상입니다. 따라서 이를 기기의 결함으로 오인하여 불필요한 수리나 교체를 시도하기보다는, 디지털 시대의 당연한 특성으로 이해하고 받아들이는 자세가 필요합니다. 이는 보이지 않는 세상의 빠른 움직임을 포착하는 기술의 한계이자, 그 이면의 흥미로운 과학적 원리를 엿볼 수 있는 기회이기도 합니다.