[발언] 국내 UHD방송 화질 개선 방안→2부

[이군배]

부제 1>현 상황에서 UHD방송 화질을 향상시키려면...

부재 2>4K UHD화질, '30fps Vs 60fps', '8bit Vs 10bit', '4:2:0 Vs 4:2:2 Vs 4:4:4' 그 차이는?

UHD는 HD에 비해 단순히 해상도만 4배~16배나 향상이 되는 것이 아니다. 해상도의 상승은 물론, 프레임도 2배~4배나 높아지고, 색 재현력(컬러비트)과 디테일감(샘플링)까지 향상이 되어, Full UHD화질이 온전하게만 구현이 된다면, 말 그대로 촬영한 화면이 거울처럼 그대로 우리의 거실로 전달이 될 수 있다.

하지만, 최근 국내 UHD방송사들이 보여주는 UHD화질은, 실망 그 자체다. 많은 분들이 이러한 UHD ‘방송+VOD'를 보고는, HD와 UHD의 차이를 느끼기가 어렵다는 말까지 나오고 있다. 어떤 분은 예전 HD화질을 처음 볼 때처럼 쨍한 느낌을 받지 못하였다는 평가까지 내놓고 있다.

왜 이런 현상이 벌어지고 있는 것일까? 화질이라는 것이 워낙에 주관적 견해가 강하다보니, 화질에 대한 평가를 이야기 한다는 것이, 전문가라 해도 쉽지가 않기에, 객관적인 평가를 위해, 수치적 화질로 이야기를 할 수밖에 없을 것 같다.

사실 4K UHD소스를 다양하게 접해본 운영자도, 4K UHD영상에 대해 혼란스러울 때가 많다. 우선먼저 4K UHD영상을 보면서 '30fps Vs 60fps'의 화면의 부드러움을 느끼기가 쉽지 않고, 특히 '8bit Vs 10bit'의 컬러 색감 차이도 느끼기 힘들 때가 있다.

그리고 최근에는 4:4:4샘플링 문제까지 논란의 대상이다. 최근 일부 중소기업들이 자사의 4K UHDTV가 4:4:4를 지원하여, 글자의 가독성이 좋다는 글을 올려, 마치 UHD영상도 우수한 화질로 보여주는 양 광고를 하고 있다. 이론적 설명은 그럴듯하지만, 실제 4:2:2나 4:4:4로 제작된 소스자체가 없는 상황에선, UHDTV에서 4:4:4샘플링의 우수성을 주장하는 것은, 큰 의미가 없다고 본다.

물론 지금까지 지적한 내용들이 수치가 높을수록 그만큼 4K UHD화질이 좋다는 건 다 아는 사실이다. 다만 문제는 그 차이가 얼마나 나는가이다. 가령 '30fps Vs 60fps'의 화면 부드러움은 빠른 스포츠 장면이나 기타 떨림이 심한 캠코더 영상이 아니라면, '30fps Vs 60fps'의 차이를 느끼긴 쉽지가 않다.

또한 상당수의 4K UHDTV는 패널의 응답속도가 느리고, 메인보드의 성능부족으로 4K@60fps의 영상을 온전하게 구현하지 못해, 더 더욱 '30fps Vs 60fps'의 차이를 느끼기 힘들게 하고 있다. 그리고 무엇보다 4K UHDTV가 65인치 이내로 대중화가 되면서, '30fps Vs 60fps'의 차이는 더욱 느끼기 힘들다.

그래서 일각에서는 4K UHD방송을 4K@30fps로 하여도 무방하다고 하는 것이다. 4K 블루레이가 대다수 4K@24fps로 제작되는 것을 감안하면, 4K@30fps이라 해도, 화면의 부드러움을 구현하는 데는 별 무리가 없다는 것이 전반적인 평가다.

그래서 영상 전문가들은 4K@30fps에 비해 두 배의 용량을 요구하는 4K@60fps보다는 차라리 컬러비트나 샘플링을 올려주는 게, 4K UHD화질을 향상하는데 더 도움이 된다고 조언을 하고 있다. 즉, 지금의 4K@60fps을 4K@30fps로 하고, 샘플링을 4:2:0에서 4:2:2로 높이는 것이다.

일각에서는 4:2:2로 높이면, 기존 UHDTV와의 호환성을 지적하지만, 삼성 2015년 UHDTV는 4K@60fps, 10bit/4:2:2, 80Mbps까지 디코딩이 가능하다. 그래서 특별히 문제 될 것도 없다.

지난 7월 18일, 카페회원 62명과 함께, UHD화질 비교 시연회를 진행하였다. 당시 동일 콘텐츠를 '30fps Vs 60fps', '8bit Vs 10bit'로 제작을 하여, 4K UHDTV 4대를 놓고 비교를 해보았으나, 대다수의 분들이 그 차이를 느끼기 힘들었다고 하였다.

그래서 비교 시연회가 끝나고, 그 원인을 찾아보았더니, 120fps, 12bit/4:4:4(RAW)로 촬영한 원본 영상을 가지고 '30fps Vs 60fps', '8bit Vs 10bit'로 HEVC인코딩을 하면, 그 차이를 느끼기 힘들었을 것이라고 한다.

결국 '30fps Vs 60fps', '8bit Vs 10bit'의 차이를 느끼게 하려면, 촬영을 각각 '30fps와 ''60fps', '8bit'와 '10bit'로 따로 하고, 편집도 따로 해서, '30fps와 ''60fps', '8bit'와 '10bit'로 HEVC인코딩을 해야 그 차이를 느낄 수 있다고 한다, 그리고 무엇보다 재생기와 UHDTV도 모두 '10bit'를 처리할 수 있어야하고, 패널 응답속도도 '60fps'을 처리하기에 부족함이 없어야만 그 차이를 느낄 수 있다고 한다.

결과적으로는 '30fps Vs 60fps', '8bit Vs 10bit', '4:2:0 Vs 4:2:2 Vs 4:4:4'의 차이는, 그에 맞게 별도로 제작을 하고, 재생기와 UHDTV가 모두 그에 비례해서 지원을 해줘야만 그 차이를 확실하게 느낄 수 있다는 것이다. 그리고 그 차이를 좀 더 확실하게 느끼기 위해선, 한 단계의 상승보다는 전체적으로 함께 1~2단계씩 상승이 되어야, 그 차이를 확연하게 느낄 수 있다는 것이다.

즉, 지금처럼 4K UHD방송을 4K@60fps, 10bit/4:2:0, 26Mbps로 하는 것을, 4K@30fps, 10bit/4:2:2, 35Mbps정도로 한다면, 그 차이가 확연히 나타나지만, 10bit대신 8bit로만 바꾸어 인코딩을 한다면, 그 차이를 느끼긴 정말 힘들다는 것이다.

만일 Full 4K UHD(4K@120fps, 12bit/4:4:4, 200Mbps) 화질에 BT.2020을 적용(최적화)하고, HDR까지 지원한다면, 그 4K UHD영상은 자연스러움 그 자체일 것이다. 물론 Full 4K UHD영상은 소스도 지원을 하고, 디스플레이도 모두 지원 할 때를 기준으로 본 것이다. 허나, 이러한 HEVC소스와 디스플레이가 언제 나올진 미지수다. 그래서 현실적인 UHD화질 방안을 이야기 하는 것이다.

서두에서도 지적을 하였지만, 현재 UHD화질을 두고 많은 논란이 일고 있다. 4K UHD화질에 대한 논란을 막고, 4K UHD화질이 HD보다 확연한 차이를 느끼게 하기 위해서, 최소한한의 4K UHD화질에 대한 기준이 있어야 하지 않을까 한다.

가령 인터넷 트래픽으로 18Mbps 내외로 4K VOD 서비스를 하고 있는 IPTV업체들은, 4K@30fps, 10bit/4:2:0 20Mbps정도로 최소한의 UHD화질을 준수하도록 하고, 또한 컬러는 표준은, BT.2020을 적용(최적화) 하고, 4K UHD세톱박스는 HDMI 2.0a를 기본 지원하게 하였으면 한다.

그리고 UHD방송은 4K@30fps, 10bit/4:2:2 35Mbps를 최소한의 UHD화질로 제정하여 준수할 수 있도록 하였으면 한다. 여기서 프레임을 모두 30fps로 제안한 이유는, '30fps Vs 60fps', '8bit Vs 10bit', '4:2:0 Vs 4:2:2 Vs 4:4:4'의 차이를 분석해본 결과, 컬러비트와 샘플링은 높일수록 화질 향상에 도움이 되었지만, 프레임은 '60fps'로 높인다고 하여, 차지하는 비트레이트 용량에 비해, 화면이 특별히 부드럽거나 화질개선과는 특별히 관계가 없었기 때문이다.

그렇지만, '8bit'에서 '10bit'로 올리고, 샘플링을 '4:2:0'에서 '4:2:2'로 올린다면, 상당한 화질 개선 효과가 있다는 것이다. 그리고 '30fps'의 영상은 TV나 세톱박스에서 '60fps'로 업스케일링이 가능하지만, 컬러비트와 샘플링은 업스케일링이 되지 않기 때문이기도 하다.

결국 4K UHD영상은, 4K@60fps대신 4K@30fps로 가는 게 사용자 입장에서는 더 이득이 된다는 것이다. 물론 방송 전송 용량에 제한이 없어, 4K@60fps로 할 수만 있다면, 좋겠지만, 방송에서 35Mbps이상은 사실상 쉽지가 않기 때문이다.

헌데, 무슨 연유인지는 몰라도, 현재 지상파 UHD방송의 경우, 26Mbps내외로 실험방송을 하고 있다. 초기에는 35Mbps로도 실험방송을 하다가 26Mbps로 낮추었다. 아마도 35Mbps로 송출시, 난시청 지역이 증가하는 탓에 그런 것이 아닌가 싶다.

만일 이것이 사실이라면, 그 제한된 전송 용량(26Mbps이내)에 최적의 4K UHD화질을 구현하기 위해선, 현재 4K@60fps로 실험방송하는 것은 필연적으로 4K@30fps로 낮추어야 할 것이다. 즉, 4K@30fps, 10bit/4:2:2, 26Mbps로 가면 좋을 것 같다는 생각이 든다.

물론 같은 무선 전파를 사용하는 KT스카이라이프도 지상파와 같은 형태의 최소한의 화질을 준수하였으면 한다. 그리고 케이블TV는 비교적 선로가 좋기 때문에, 4K@30fps, 10bit/4:2:2 35Mbps를 유지해서, 4K UHD방송과 4K VOD를 서비스하였으면 한다.

현재 케이블TV의 UHD방송(UMAX)이 4K@60fps, 10bit/4:2:0, 32Mbps로 4K UHD방송을 실시하고 있다. 운영자가 제안한 수준이지만, 샘플링 떨어진다. 그리고 SKB가 이번에 UMAX채널을 런칭하면서, 케이블과 동일하게(32Mbps) 실시간 UHD방송을 하고 있어, IPTV업체 중 가장 우수한 화질로 UHD방송을 하고 있다.

사실 IPTV에서 실시간 30Mbps이상으로 방송을 한다는 것은 불가능한 것으로 알려지고 있었다. 하지만, SKB의 UMAX방송은, 케이블로 시청하는 것과 차이를 느끼지 못할 정도로 우수한 화질을 선보이고 있다. 이번 SKB의 UMAX채널 런칭은 IPTV업체도 양질의 UHD방송을 할 수 있다는 것을 입증해준 것이라 앞으로 그 향배가 주목이 된다.

물론 SKB의 가입자가 아직 많지 않아, 이번 UHD방송이 아직 문제(망 트래픽)가 발생하고 있지 않을 수도 있었겠지만, SKB는 지난 9월 21일~10월 10일, 서울 상암동에서 열린 'DMC 페스티벌'에서, 삼성과 함께 8K UHD영상을 실시간 100Mbps서비스를 선보인바 있다.

인터넷망을 통해 100Mbps을 전송한 사례는 극히 드물지만, SKB는 8K UHD방송도 충분히 상용화가 가능하다고 이야기하고 있다. 이처럼 SKB가 남다른 노력으로 UHD화질 개선에 앞장서고 있는 점은 높이 평가할만하다. 다만, 이러한 노력들이, 방송계 전체로 확산이 되지 않고 있다는 것이 그저 아쉬울 따름이다.

[강수원]

UHD, 화질 개선을 위한 운영자님의 판단 지적에 대하여
미래부, 방통위, 방송국, 각 풀랫폼사업자 등은 시청자를 대신한 운영자님의
미래 지향적인 제언을 깊이 있게 받아 들여야 합니다.
SKB 유맥스 신규채널 관련하여 발빠르게 체크하여 정보글 곁들여
올려 주신것 감사합니다

[전수현]

좋은 분석의 글 잘 보았습니다. 운영자님의 제언에 100% 공감합니다.

[백광인]

좋은 의견에 항상 동의합나다

[이인준(아리아)]

아직 갈길이 먼것 같습니다 ㅠㅠ

[이군배]

갈길이 멀긴 한데, HD방송에 비하면, 목적지에는 왔다고 봅니다. UHD는 HD에 비해 다양한 규격이 있어서 마치 UHD가 갈길이 먼것 처럼 보이는 것입니다. HD때는 프레임이 30fps이었지만, UHD는 30/60/120fps로 다양해 졌고, 컬러도 HD는 8bit였지만, UHD는 8/10/12bit로 다양합니다. 샘플링도 HD때는 4:2:0이었지만, UDH는 4:2:0/4:2:2/4:4:4로 다양합니다. 거기에다 HDR에 BT.2020이라는 새로운 색 표준까지 적용(최적화) 하면서, UHD는 규격이 다양하고, 범위가 넓어서 마치 갈길이 먼것처럼 보이는 것입니다. HD때처럼 단순히 간다면, UHD는 이미 목적지에는 왔다고 보셔도 됩니다.