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Part2. 영화 감상을 집 안에서... HDR 기술과 OLED 디스플레이

  • 등록일2019.05.02
  • 조회수1,337
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(1편으로부터 이어서...)

지금까지 소개드린 HDR 영상의 특징을 요약하자면 다음과 같습니다. 첫째, HDR 영상의 평균 밝기는 SDR 영상과 비슷한 수준이다. 둘째, HDR 영상은 아주 작은 크기의 매우 밝은 하이라이트를 포함하고 있고, 동시에 더 깊은 블랙 표현도 요구된다. 이러한 HDR 영상의 특징은 바로 OLED 디스플레이의 근본적인 장점인 완벽한 블랙 표현과 픽셀 디밍 (Pixel Dimming)의 강점과 직접적으로 연관되어 있습니다. 픽셀 디밍과 HDR 영상과의 관계를 살펴보기 앞서 이전 컬럼에서 소개드린 내용을 다시 한 번 복습하자면…. 기술적으로 현존하는 소비자용 LED, QLED TV들은 모두 LCD 분류에 속합니다. 왜냐하면 모두 액정층 (Liquid crystal layer)을 통해 디스플레이 표면으로 나아가는 빛의 양을 결정하고, 광원의 종류만 달라지기 때문입니다. 이러한 LCD / LED / QLED 제품들은 모두 하나, 수십개 혹은 수백여개의 독립적으로 제어 가능한 광원들을 가지고 있는 반면, OLED는 디스플레이의 해상도 수만큼 독립적으로 제어 가능한 광원을 가지고 있습니다. 예를 들면, 4K OLED 디스플레이는 3840 x 2160개, 대략 800만개의 독립적으로 제어 가능한 광원을 가지고 있습니다. 일반적으로 하나보다 많은 독립적으로 제어 가능한 광원을 가지고 있는 LCD / LED / QLED 제품들을 로컬 디밍 (Local Dimming) 지원하는 디스플레이라고 부릅니다. 이러한 로컬 디밍 기술의 우수성은 얼마나 많은 광원의 수를 독립적으로 제어 가능한가와 밀접한 관련을 가지고 있습니다. 이해를 돕기 위해 예를 하나 들어서, 40개의 디밍 블록을 갖고 있는 4K LCD 제품이 있다고 가정하면 1개의 디밍 블록이 20만개의 화소들과 연동되어야 합니다. 즉, 만약 20만개 중 단 하나의 화소가 흰색을 표현하고, 나머지 199,999개의 화소들이 블랙을 표현하여야 하더라도 이 디밍 블록 (광원) 은 반드시 켜져야 합니다. 비록 블랙 화소들에 대응되는 액정들이 이 광원으로부터 나오는 빛을 차단하기 위해 정렬되지만, 액정 자체의 한계로 말미암아 빛샘을 완벽히 제어하는 것은 사실 상 불가능합니다. 따라서, HDR 영상이 매우 작은 크기의 하이라이트와 그 하이라이트를 둘러싼 블랙을 포함하는 경우에 영상의 화질은 디스플레이가 얼마나 많은 수의 디밍 블록을 가지고 있는 지와 직접적으로 관련이 있을 수 밖에 없습니다. 하지만, OLED 디스플레이는 모든 화소가 독립적으로 제어 가능하기 때문에 이러한 문제점으로부터 자유로울 수 있습니다. 즉, OLED의 픽셀 디밍은 아주 작은 크기의 하이라이트는 밝게 표현하는 동시에 하이라이트를 둘러싼 블랙도 완벽하게 표현도 가능하게 합니다. 또 한가지 중요한 사실은 우리 시각 시스템에 작용하는 여러 정신심리학적 현상 (Psychophysical phenomenon) 중 하나인 동시 대비 효과가 OLED에서 극대화 될 수 있다는 점입니다. 그림 8의 물리적으로 동일한 밝기의 3개의 회색 정사각형 중 어느 것이 가장 밝게 느껴지나요? 바로, 검은 바탕 위의 회색 정사각형입니다. 이는 바로 동일한 물리적 밝기의 하이라이트가 OLED의 깊은 블랙 표현으로 인해 더 밝아질 수 있다는 점을 상징하는 현상입니다. 이러한 점들을 고려했을 때, OLED 디스플레이는 태생적으로 HDR 디스플레이라고 해도 과언이 아닐 것 같습니다.

그림 7. 디밍 (Dimming) 기술에 따른 최대 밝기와 블랙 표현 차이 발생의 예.


그림 8. 동시 대비 효과. 물리적으로 동일한 밝기의 회색 정사각형의 밝기가 배경에 따라 인지 밝기가 달라짐.


 지금까지 살펴 본 HDR 영상의 특징 그리고 디스플레이 기술 간의 차이를 고려했을 때, HDR 영상의 진가를 확인하기 위해서는 디스플레이의 어떤 점을 주목해야 할까요? 당연히, 디스플레이의 단순 스펙에서 드러나는 최대 밝기나 블랙 수준은 중요한 요소 일 것 입니다. 하지만, 그에 못지 않게 디스플레이가 얼마나 많은 수의 디밍 (Dimming) 블록 수를 제공하는 지도 중요합니다. 하지만 아쉬운 점은 제조사에 의해 제공되는 대부분의 제품 스펙에는 이와 같은 정보가 공개되는 경우가 드물다는 점입니다. 물론, 전문적인 제품 리뷰 기관의 홈페이지에서 정보를 얻을 수도 있지만 일반 소비자 입장에서 세세하게 그런 정보를 찾아본다는 것은 결코 쉽지 않을 것입니다. 하지만, 만약 OLED 디스플레이를 고려하고 있다면 전혀 그런 고민은 필요 없을 것입니다. 왜냐하면, 어떤 OLED 디스플레이도 픽셀 디밍을 지원하고, 이러한 디밍 블록 수에 대해 고민할 필요가 없기 때문입니다. 따라서, 만약 집에서 정말 뛰어난 화질의 HDR 영상을 관람하고 싶다면 OLED 디스플레이가 최선의 선택이 아닐까요?


참고 문헌

[1] https://www.43rumors.com/whats-black-magic-on-the-new-pocket-cinema-camera/

[2] Timo Kunkel and Erik Reinhard. 2010. “A reassessment of the simultaneous dynamic range of the human visual system”. In Proceedings of the 7th Symposium on Applied Perception in Graphics and Visualization (APGV '10). ACM, New York, NY, USA, 17-24. DOI: https://doi.org/10.1145/1836248.1836251

[3] Jan Froehlich, Stefan Grandinetti, Bernd Eberhardt, Simon Walter; Andreas Schilling and Harald Brendel. 2014. “Creating cinematic wide gamut HDR-video for the evaluation of tone mapping operators and HDR-displays”. Proceedings Volume 9023, Digital Photography X; 90230X (2014) https://doi.org/10.1117/12.2040003.

[4] R. Boitard, M. Smith, M. Zink, G. Damberg and A. Ballestad, "Predicting HDR Cinema Requirements from HDR Home Master Statistics," in SMPTE Motion Imaging Journal, vol. 128, no. 3, pp. 1-12, April 2019. doi: 10.5594/JMI.2019.2895703

keywords: {Digital cinema;high dynamic range (HDR);mastering},

[5] HDR REAL SCENE PEAK BRIGHTNESS, https://www.rtings.com/tv/tests/picture-quality/peak-brightness

[6] Yongmin Park and Jang-Un Kwon. 2017. “624: Invited Paper: Consideration of Display Metrology for HDR and WCG Standards Based on Real Content”. SID Symposium Digest of Technical Papers (2017) https://doi.org/10.1002/sdtp.11787

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