1. 드롭 프레임의 존재 의미
흑백TV 시절 초당 프레임은 30프레임이었다. 그러나 컬러방송 시대가 오며 미국은 데이터 압축률을 높이고 흑백TV와의 하위호환을 보장하기 위해 기존의 흑백 텔레비전 규격에 컬러 관련 기능을 추가시키는 쪽을 택했다. 당시 개발진들은 컬러 신호를 따로 전송하기보다는 휘도 신호가 거의 점유하지 않는 대역 속에 넣어서 주파수를 절약하고자 했고, 이 과정에서 휘도 신호가 29.97FPS가 되면 색상 신호와 간섭이 최소화된다는 것을 알아냈다. 그래서 원래 30프레임/s이던 주파수를 29.97프레임(0.1%감소)으로 약간 떨어뜨렸다. 그런데 알다시피 1초에 29.97프레임을 찍을 수는 없다. 마지막 30번째 프레임을 찍다 말 수는 없는 노릇 아니겠는가. 쉽게 말해 PAL 방식은 100초에 2500장, 영화는 2400장을 찍듯, NTSC방식은 100초에 2997장을 찍는 것과 같다.즉 29.97fps는 1시간(3600초)동안 107,892장의 장면을 찍는 것을 의미한다.
그런데 기존에 사용하던 타임코드(30프레임이 될 때마다 1초씩 카운트)를 그대로 쓰려니 문제가 생겼다. 이 논드롭(Non-Drop) 프레임 타임코드로 1시간은 총 108,000프레임으로 이루어져 있다. 29.97fps로는 1시간 방송을 하고나면 시간이 3.6초가 남아있는 것이다. 그리고 무엇보다 편집은 초단위로 하는데 100초에 2997프레임 같은 단위를 쓸 수는 없었다. 그래서 NTSC관계자들은 00, 10, 20, 30, 40, 50분을 제외한 매 분마다 2프레임씩을 건너뛰기로 결정했다.
28프레임-29프레임-02프레임-03프레임 순으로 00프레임(30프레임)-01프레임을 드롭하고 2프레임을 건너뛰었다. 이렇게 프레임을 카운트하면 1시간은 원래보다 0.108프레임이 모자란 107,892프레임으로 딱 맞다. 많은 사람들이 착각하는게 프레임을 건너뛴다고, 멀쩡한 프레임을 빼거나 재생하지 않는 것이 아니다. 29.97fps는 1시간 동안 촬영한 총107,892프레임을, 방송에서 1시간 동안 빠짐없이 출력한다.
동일한 이유로, 60fps의 경우에는 59.94fps를 적용한다.
2. 윤년과 윤일을 통한 이해
더 쉬운 이해를 위해서 추가하자면 타임코드는 우리가 1년이 정확히 365일이 아니라 약 365.25일이라 4년마다 돌아오는 윤년마다 2월 29일(윤날)을 더하는 것처럼, 1년을 364.75일로 가정할 때 4년마다 12월 31일(윤날)을 빼는 것과 같다.실제로 지구가 태양을 도는 시간은 365.25일
365.25+365.25+365.25+365.25=1461일=4년
우리가 생각하는 1년=365일
365+365+365+365=1460일---! 하루의 오차가 발생
그러나 윤날을 추가하면..
365+365+365+366(2월29일 하루 추가)=1461일---실제 지구의 공전 시간과 일치.
이를 바탕으로 드롭 프레임 타임코드를 이해하자면..
지구의 공전시간을 364.75일(29.97fps마냥 왠지 모자란 일수)로 가정할 때
364.75+364.75+364.75+364.75=1459일=4년
29.97프레임x3600초=107,892프레임
우리가 생각하는 1년=365일
365+365+365+365=1460일---! 하루의 오차가 발생
30프레임x3600초=108,000프레임---! 108프레임의 오차가 발생
그러나 윤날을 빼면..
365+365+365+364(12월31일 삭제)=1459일---가정한 지구의 공전 시간과 일치.
108,000-108(10분 단위를 제외한 매 분마다 2프레임)=107,892프레임
즉 드롭프레임 타임코드에서 프레임을 건너뛰는 것은 지구의 공전 시간을 364.75일로 가정할 때, 12월 31일(윤날)을 빼는 것과 같다고 생각하면 이해하기 쉽다.