[발언] "120Hz Vs 12bit"

[이군배]

부제1> 2021년 8K/120Hz 가능할까?

부제2> 2022년 8K/12bit 가능할까?

최근 TV제조사들이, 4K TV에 HDMI 2.1을 내장하면서, 영상을 감상하는 TV를, 4K/120Hz 게임용에 초점을 맞추어 TV를 판매하고 있다. 또한 8K TV도, 8K 생태계가 좀처럼 형성되지 않자, HDMI 2.1을 지원하는 PC용 비디오카드 출시에 맞추어, 8K TV로 8K 게이밍 즐길 수 있다는 쪽으로 홍보를 이어가고 있지만, 현 8K TV가 8K/60Hz밖에 구현이 안 되어, 8K 게이밍을 즐기기엔 부족함이 있다.

결국 8K TV로 8K 게임을 하려면, 8K/120Hz가 지원이 되어야 하는데, 8K/120Hz 지원까지는 좀 더 시간이 걸릴 것으로 보인다. 이유는, 8K TV에 채용한 패널들이 대다수 8K/60Hz까지만 지원이 되기 때문인데, 설사 8K/120Hz를 지원하는 8K 패널을 사용한다 해도, 8K TV에 내장된 HDMI 2.1이 아직 8K/120Hz를 지원하지 못해, 8K TV에서 8K/120Hz지원은 아직 시간이 좀 더 걸릴 것으로 보인다.

그럼 8K TV가 8K/120Hz를 지원하려면, 언제쯤 가능할까? 우선 8K TV가 8K/120Hz를 지원하려면, HDMI 2.1 기본(48Gbps)에 DSC(압축 전송)가 적용이 되어야 가능하고, 그 DSC는 2.7배 정도는 되어야 할 것이다.

*HDMI 2.1 표준에 명시된 최대 전송 량은 8K/120Hz, 12bit/4:2:2(128.3Gbps)
*HDMI 2.1 표준에 명시된 최대 지원 화질은 10K/120Hz, 12bit/4:2:0(120.29Gbps)
※HDMI 2.1 48Gbps(기본) x 2.7(DSC) = 129.6Gbps

그런데, 우리는 여기서 생각해볼 것이 있다. TV제조사들은 8K/12bit 개발의 난제를 들어, 8K/12bit보다는, 이미 어느 정도 가능성이 보이는 8K/120Hz에 10bit/4:2:0 수준으로 가려고 한다는 것이다.

물론 시차는 있겠지만, 8K/12bit 패널 등이 등장을 하면, 결국 둘 다 상용화는 할 것으로 보이지만, 8K/12bit 패널이 2~3년 내로는 나오기 힘들 것은 분명한 사실이기 때문이다(12bit패널른 상황에 따라서 4~5년 걸릴 수도).

결국 2021년 까지는 8K/60Hz에 10bit 수준으로 가다가, 2022년부터는 8K/120Hz에 10bit 수준으로 갈 것으로 보여, 8K 영상 구현을 위한 8K TV가 아니라, 8K 게임을 위한 8K TV로 전락하지나 않을까 하는 우려가 나오고 있는 것이다.

물론 8K TV가 8K/120Hz에 8K/12bit로 동시에 갈 수만 있다면, 이런 우려를 할 이유는 없겠지만, 아직 2가지 모두를 동시에 가기엔 기술이 성숙되지 않아, TV제조사들이 8K TV를 8K/120Hz에만 초점을 맞추어 가려 한다는 것이고, 8K/120Hz에 10bit로 정착이 되면, 추후엔 호환성 때문에, 8K/12bit는 가지도 못할 수도 있다라는 것이다.

해서 만일 둘 중 하나를 선택해서 대중화 시켜 가야 한다면, 영상을 주로 보는 소비자 입장에선 8K/120Hz(fps) 보다는 차라리 8K 화질 향상을 위해, 8K/12bit로 가는 것이 더 실리적이라는 것이다.

이유는 HD방송의 경우 30fps밖에 안되고, 4K 방송도 60fps밖에 안되고, 심지어 현재 상용화되고 있는 8K 영상도 대다수 60fps이다(8K/60fps=8K/60Hz). 또한 100" 미만으로 주로 상용화 되고 있는 8K TV에선, 8K/60fps와 8K/120fps간 화면의 부드러움 차이를 느끼기가 쉽지 않기 때문에, 8K TV가 8K/120Hz로 가는 것은 낭비적 요소가 크다.

즉, 8K/60Hz와 8K/120Hz는 2배의 전송량 차이가 있으면서도, 전체 영상 중에 120fps이 필요한 부분은 채 1%도 안 된다는 것이다. 하지만, 8K/10bit와 8K/12bit는 1.2배 정도의 전송량 밖에 늘지 않으면서, 12bit는 전체 영상 화질 향상에 영향을 주기 때문에, 효율성면에서도 8K "120Hz Vs 12bit" 중 선택을 하라면, 소비자 입장에서는 8K/12bit로 가는 것이 낫다.

물론 8K TV가, 120" 정도로 대중화가 된다면, 8K TV도 8K/120Hz는 되어야 하겠지만, 100" 이상은 가격과 운반 설치, 집안 설치에 대한 부담으로 범용적 대중화는 어려울 것으로 보여, 8K TV는 8K/60Hz로 상용화가 되어도 큰 무리는 없다고 보는 것이다. 해서 8K TV는 8K/12bit를 우선적으로 상용화 해 나가야 할 것이다.

*8K/120Hz→패널/HDMI 2.1 DSC(재생기)등 제반 여건 성숙

                8K/60Hz→120Hz 구현-2배의 전송량 필요

               10bit/4:2:0의 8K/60Hz는 40.1Gbps, 8K/120Hz는 80.2Gbps

*8K/12bit→패널/압축 인코더-디코더 콘텐츠 제반 여건 미성숙

               8K/10bit→12bit 구현-1.2배의 전송량 필요

               8K/60Hz의 10bit/4:2:0은 40.1Gbps, 12bit/4:2:0은 48.11Gbps,

▶화질 구성(향상) 요소
화질 구성 3요소	프레임 (부드러움)		30fps 60fps 120fps	*30fps:HDTV에 주로 적용 *60fps:4K TV에 주로 적용 *120fps:8K TV에 주로 적용(2022년~)
	컬러	표준	BT.709 DCI-P3 BT.2020	*BT.709:HDTV *DCI-P3:디지털시네마 *BT.2020:UHDTV
		구현	8bit 10bit 12bit	*8bit(1,600만 컬러):HDTV *10bit(10억 컬러):4K TV *12bit(687억 컬러):8K TV
	샘플링 (디테일)		4:2:0 4:2:2 4:4:4	*영상에서 4:2:2/4:4:4는 거의 상용화가 되지 않고 있음
화질 향상 3조건	촬영(카메라)			*8K RAW(무 압축) 촬영 *카메라 성능, 촬영 환경(조명/떨림-조작능력)에 따라 화질 편차 발생
	(편집)압축			*원활한 편집을 위해 또는 압축 인코더 성능에 따라 원본영상 다운 편집하는 경우발생 *압축된 인코더 영상은, 프레임, 컬러비트, 샘플링이 하나만 높아도, 정해진 디코더는 재생(복원)을 못함.
	(인터페이스) TV/디스플레이			*재생기와 디스플레이간 인터페이스(HDMI) 성능에 따라 화질 차이발생 *디스플레이 성능(LCD/OLED/Micro LED)에 따라 화질 차이발생 *디스플레이(TV)의 화면 색상 조정 값에 따라 화질 차이 발생
휘도	SDR	100~300nit		명암비
	HDR	~10,000nit		*HDR방식 HDR10/HDR10+/HLG/Dolby Vision
화질 척도	압축(전송)비트레이트			☞방송(고정 비트레이트) *HD:MPEG-2 20Mbps/H.264 10Mbps *4K/8K:HEVC ~35/~100Mbps *8K:VVC ~85Mbps ☞디스크(가변 비트레이트) *HD ~40Mbps / *4K ~100Mbps *8K(H.266) ~200Mbps 예상
※화질이 향상되려면, 위 조건들이 그에 비례해서 함께 맞추어가야 화질이 향상된다. ※최근 인터넷을 통한 OTT 화질은, 인터넷 속도(100/500/1Gbps), TV(단말기)의 성능에 따라 720, 1080, 1440, 2160으로 나오고, HDR지원 여부에 SDR, HDR로 나오기 때문에, 기본적인 TV(단말기)성능이 무척이나 중요하다.

[김석찬]

감사 합니다