3D TV, 화질로 기술 논쟁 되짚어 보기

2011.03.17 LG전자

안녕하세요. CTO 기술전략팀에서 소프트웨어와 글로벌 R&D 전략 업무를 담당하고 있는 김유철 과장(김k)입니다. 어제 소개해드린 <2011/03/16 – 3D TV, 안경으로 기술 논쟁 되짚어 보기> 포스팅은 잘 보셨나요? 안경 편에 이어 오늘은 화질을 중심으로 지난 글과 마찬가지로 기술적 관점에서 덤덤히 말씀드려 보도록 하겠습니다.

3D TV 기술 논쟁 되짚어 보기 – ② 화질 편

눈이 편안한 3D를 보게 되리라

해상도는 사람이 셀 수 있는 픽셀의 개수

지난번 안경편에서 말씀드린 FPR((Film Patterned Retarder, 필름타입 편광안경) 방식이 Full HD냐 아니냐를 가지고 말이 많은데요. 우선 Full HD부터 정의해 보겠습니다.

흔히 Full HD 또는 1080p라고 부르는 것은, 가로로 1,920개, 세로로 1,080개의 픽셀(pixel)로 이루어진 화면을 의미합니다. 그러니까 사람이 눈으로 봐서 1,920×1,080 = 2,073,600픽셀을 모두 셀 수 있어야 한다는 이야기지요. (프로그래시브(Progressive)냐 인터레이스(Interlace) 방식이냐에 따라 1080p, 1080i 등으로 구분됩니다만 현재 3D TV는 모두 1080p를 지원합니다.)

SG 방식이나 FPR 방식 모두 안경을 쓰고 TV 화면의 약 200만 개에 달하는 화소를 모두 셀 수 있습니다. (실제로 셀 분은 없겠지요?) 다시 말해 SG 방식과 FPR 방식에서 ‘해상도’라는 단어를 두고 논쟁하는 것이 맞지 않다고 말씀드리고 싶습니다. 왜냐, 같은 해상도니까요.

집에서의 시청 각도와 매장에서의 시청 각도의 차이를 고려할 것

Viewing Angle

TV나 모니터, 휴대폰 등을 구매할 때에, 우리는 시야각이라는 항목을 고려할 때가 있습니다. 요즘 제품 대부분은 시야각이 상하좌우 모두 거의 180도에 달하지요. 하지만 3D TV는 FPR, SG 방식 모두 제약이 있습니다. 지금부터 이러한 제약이 과연 문제가 되는지 살펴보겠습니다.

비교적 가까이에서 들여다보는 모니터, 휴대폰과는 다르게, TV는 사실 어느 정도 떨어져서 보게 됩니다. 최근 일본의 한 연구 결과에 따르면, 사람 대부분이 상/하 10도, 좌/우 55도 내에서 TV를 시청한다고 합니다. 개발 시 주로 고려하는 적정 TV 시청 각도라고 할 수 있겠지요.

상하 시야각의 제약이 발생하는 이유는 화면의 가로 픽셀에 따라 빛의 번짐을 막아주는 FPR 필름 특성 때문인데요. 현재 FPR 방식의 시청 각도는 상/하 13도, 좌/우 90도 정도 됩니다. 실제로 2미터 거리에서는 약 92cm 정도, 3미터 거리에서는 138cm 정도의 상하 시야 범위를 가집니다. 가정에서 시청하는데 전혀 무리가 없는 시야각입니다.

그리고 SG 방식의 시청 각도는 이론대로라면 상/하 90도, 좌/우 90도로 줄어듦이 발생하지 말아야 합니다. 하지만 실제에선 다른 부분의 제한이 발생하죠.

TV와 안경 사이에 동기 신호를 적외선으로 주고 받는데요. 이 방식에서 시야각 제한 현상이 나타납니다. 현재는 상/하/좌/우 모두 40도 정도의 시야각을 보여주는데요. 문제는 이 시야각을 벗어날 때 TV와 안경의 동기 신호를 놓치게 됩니다.

두 방식 모두 편광판에 따른 밝기 손실이 발생, 편광판이 2개면 손실률도 더 커져

FPR 3D, SG 3D 방식 이미지

FPR 방식이 ‘편광’을 사용한다는 것 때문에 어둡다는 인식이 강한데요. 실제로는 그렇지 않습니다. 이것이 예전 편광 방식에서 FPR로 기술 발전이 되면서 가장 진화된 부분입니다.

현재의 FPR 방식이나 SG 방식이나 모두 안경으로 쓰지 않고 TV를 보면 제품마다 약간의 차이는 있겠지만 기본적인 TV 밝기는 똑같습니다.

이제 안경을 쓰면 어떻게 달라지는지 보겠습니다. 일단 두 방식의 TV 모두 안경을 쓰지 않고 보면 450 nit(nit, 밝기를 측정하는 단위)라고 해두겠습니다. 과거의 PG 방식은 TV에 붙이는 편광판에서도 밝기 손실이 많았는데, 현재의 FPR 방식은 TV 자체의 밝기 손실이 전혀 없기 때문입니다.

FPR 방식은 하나의 편광판이 부착된 안경을 투과하면서 약 170 nit의 밝기를 가집니다. 그런데 SG 방식은 안경에 편광판이 2개가 붙어서 손실률이 비교적 높고, 화면 자체가 오른쪽 영상 – 블랙 영상 – 왼쪽 영상 – 블랙 영상으로 보내면서 밝기가 약 65 nit 정도로 줄어듭니다.

밝기를 키우는 연구 역시 계속 되고 있습니다. 쉽게 생각해볼 수 있는 것이 3D 시청 모드에서만 백라이트의 밝기를 키우는 방법일텐데요. SG의 경우 플리커 현상이 더 심해지는 부작용이 발생할 수도 있어서 많은 연구가 필요한 상황입니다.

3D TV 2D 모드에서 보면 어떨까

3D TV 2D 모드 관람 모습

SG 방식과는 다르게, FPR 방식의 TV는 2D 모드로 볼 때 가로줄이 보인다는 이야기가 있었는데요, 실제로 가까이에서 보지 않으면 발견하기 어렵고, LG 3D TV가 권장하는 적정 시청거리인 1.2m 거리에서 보면 가로줄을 느낄 수 없습니다.

마지막으로, 또 다른 논쟁이 되고 있는, 2D 영상을 3D로 전환해주는 기능에 관한 것입니다. 이건 사실 예전에 제가 포스팅한 <2010/04/27 – 2D 영상을 3D로 변환해주는 기술의 몇 가지 비밀>에 쓴 것처럼, 계속 진화하고 발전될 부분입니다. 새로운 모델이 나오면서 계속 발전된 모듈이 탑재되기 때문입니다. 알고리즘의 문제니까요.

3D TV 만드는 사람이 권하는 3D TV 고르는 방법

3D TV 사진

어느덧 제가 생각하는 3D TV에 대한 기술적인 이야기를 다 풀어놓은 것 같습니다. 그렇다면 과연 어떤 3D TV를 사야겠냐고요? 물론 최종 결정은 소비자가 하겠지만, 저라면 제 지인에게 이렇게 권하겠습니다.

“눈이 피로하지 않은 (Flicker Free) 3D TV 사세요!”

3D Flicker free

어차피 소비자 관점에서 안경 무게나 가격, 안경의 표준화 이슈, 보는 자세, 또는 크로스 토크나 해상도, 시야각, 밝기, 2D 시청이나 2D를 3D로 전환하는 이야기보다는 어지러움이나 눈 부담이 덜한 것이 최고라 생각합니다.

매장 가서 직접 보고(물론 매장에서 볼 때와 집에서 볼 때 다른 점들 주의하시고요~), 그리고 비교 시연회 같은 자리도 가보면서 성능과 가격 모두 충분한 시간을 두고 비교해서 사세요. 위에 적은 이야기들만 다 이해하셔도 매장 직원들보다 훨씬 많이 아실 겁니다.

3D 스마트폰도 나오고, 3D 타블렛도 나오고, 3D 시대는 눈앞으로 다가왔어요. 3D 스마트폰이나 타블렛으로 3D 사진이나 동영상을 찍어 3D TV로 보면 얼마나 신나고 재미있는지 아세요? 이렇게 재미있고 즐거운 3D 시대 후회 없이 마음껏 즐기시길 기대합니다.

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2011/03/16 – 3D TV, 안경으로 기술 논쟁 되짚어 보기

Writer

김유철 과장(김k)은 CTO 기술전략팀에서 소프트웨어와 글로벌 R&D 전략 업무를 담당하고 있다. 그밖에 전시회, 강연, 리크루팅 등을 통한 기술 홍보(Technology Promotion) 전문가로 활약하고 있다. 앞으로 새로운 기술이 어떻게 우리 생활에 영향을 끼칠 것인지에 대해 이야기하고 대화를 나눌 예정이다. 개인적으로 게임, 맛집, 만화에 관심이 많으며, 보다 편리하게 보다 많은 정보를 공유하는 세상이 오기를 희망한다.

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