[발언] TV 화질이 향상 되려면...

[이군배]

UHDTV가 출시된지도 언 10년이 넘었지만, TV의 중심은 여전히 4K UHDTV에 머물러 있다. 현재 TV제조사들의 TV에 대한 변화(발전)라면, 화질과는 무관한 주사율 높이기 내지는 AI기능을 추가하는 정도다.

해서 TV의 경쟁도 '화질'이 아닌 외형적 발전으로 가고 있다. 즉, 화질과는 무관한 부가 기능으로 경쟁을 하거나, TV를 통해 '광고'로 수익을 내는 쪽으로 TV사업이 변질 되어가고 있다. 그럼 TV는 더 이상 화질 향상이 필요 없는 것일까? 즉, 지금의 UHDTV의 화질은 만족할만한 수준일까?

1억원대의 Micro LED TV, 수천만원하는 OLED TV, LCD(Mini LED) TV등이 등장을 하고 있지만, 이들 TV들은 아직도 진정한 UHD화질은 구현되지 못하고 있다. 왜 그럴까? 그리고 TV의 화질이 향상 되려면 어떤 것들이 개선되어야 할까?

▶1억원대의 Micro LED TV가 진정한 UHD화질은 구현하지 못하는 이유

현재 콘텐츠 비중이 HD가 90%, UHD(4K)가 10%밖에 안 되는 상황에서, 콘텐즈 질이 8/10bit에 YCbCr 4:2:0(16Mbps 내외)으로 사실상 무늬만 HD/UHD에 가깝다. 이런 현실이라면 현존 최고 화질을 구현한다는 1억원대의 Micro LED TV는 사실상 무용지물이나 다름이 없다.

해서 Micro LED TV와 같은 최신의 TV들이 온전한 화질(영상)을 구현하려다면(자연스런 영상), Micro LED 패널의 컬러를 처리를 12bit로 해야 하고, 콘텐츠 제작도 YCbCr 4:2:0이 아닌 RGB로 제작을 해야만 온전한 UHD화질을 구현할 수 있을 것이다.

물론 이러한 화질 향상을 Micro LED TV외에 LCD(Mini LED) TV에도 적용을 한다면, 적어도 지금의 LCD(Mini LED) TV보다 2배 이상의 화질 향상을 기할 수 있다. 해서 TV의 화질 향상은 아직도 가야할 길이 멀다. 
 
▶TV의 화질이 향상 되려면...
①영상(컬러) 저장(전송) 방식을 바꾸어야 한다.
'YCbCr 4:2:0→RGB'로 바꾸어야
②컬러를 12bit로 바꾸어야 한다.
*TV패널의 컬러처리를 12bit로 바꾸어야
*영상 제작을 12bit로 해야
③인터페이스 성능을 향상 시켜야 한다.
'HDMI 2.1→USB-C(USB4 v2.0/DP 2.1 Alt Mode)'로 바꾸어야
④영상 압축 코덱을 바꾸어야 한다.
'HEVC(H.265)→VVC(H.266)'로 바꾸어야(압축효율 50%향상)
⑤새로운 유형의 패널이 출시되어야 한다.
12bit영상을 자연스럽게 구현할 수 있는 디스플레이(Micro LED)가 대중적 가격으로 나와 져야

①영상(컬러) 저장(전송) 방식을 바꾸어야 한다.
'YCbCr 4:2:0→RGB'로 바꾸어야

카메라로 촬영한 영상은 주로 RGB로 저장이 된다. 또한 우리들이 보는 모든 디스플레이도 RGB로 색상(영상)을 구현한다. 헌데, RGB로 촬영한 영상을 저장 용량의 한계로 인해, RGB 저장 용량의 절반 용량으로 저장(전송)이 가능한 YCbCr 4:2:0로 색상(영상)을 저장(전송)한다. 결국 이 과정에서 화질의 열화가 발생하기 떄문에, 이를 막기 위해 영상은 모두 RGB로 저장(전송)하는 것이 맞다.

②컬러를 12bit로 바꾸어야 한다.
*TV패널의 컬러처리를 12bit로 바꾸어야
*영상 제작을 12bit로 해야

☞컬러비트별 색 구현 단계와 구현 수

컬러 비트 (1화소)			컬러 구현 단계 (색심도)	컬러 구현 수		특기 사항
R	G	B
8	8	8	2^8=256단계	2^8x3=2^24 =16,777,216	1,677만컬러	True Color (HD에 주로 적용)
24bit
10	10	10	2^10=1,024단계	2^10x3=2^30 =1,073,371.824	10억컬러	Deep Color (UHD에 주로 적용)
30bit
12	12	12	2^12=4,096단계	2^12x3=2^36 =68,719,476.736	687억컬러	상용화X Deep Color (Natural Color)
36bit
16	16	16	2^16=65,536단계	2^16x3=2^48 =281,474,976,710,656	281조컬러	상용화X Deep Color (Human Vision Color)
48bit
※UHD콘텐츠는 주로 10(30)bit로 제작이 되고 있다.

③인터페이스 성능을 향상 시켜야 한다.
'HDMI 2.1→USB-C(USB4 v2.0/DP 2.1 Alt Mode)'로 바꾸어야

HDMI 2.1이 발표 된지도 언 7년이 되었지만, 아직도 8K/60Hz, 10bit/ YCbCr 4:2:0 까지밖에 전송을 못한다. 8K 영상을 온전하게 느끼려면, 120인치 내외에, 8K/120Hz, 12bit/RGB는 되어야 온전한 8K영상을 느낄 수 있기 때문에, 그에 걸 맞는 새로운 인터페이스가 필요하다.

다만, 기존 AV기기들과의 호환성을 위해 HDMI 2.1은 필요하고, 추가로 새로운 인터페이스로 DisplayPort 2.1이 필요하지만, HDMI와 경쟁관계에 있어, TV에 DP 2.1을 적용하기는 어려울 것으로 보이기 때문에, DP 2.1 Alt Mode를 지원하는 'USB-C(USB4 v2.0)'를 추가한다면, 데이터 연동은 물론, 8K-10K/120Hz, 12bit/RGB까지도 전송이 가능하다.

④영상 압축 코덱을 바꾸어야 한다.
'HEVC(H.265)→VVC(H.266)'로 바꾸어야(압축효율 50%향상)

현재 4K UHD영상은 대다수 HEVC(H.265)로 압축 저장(전송)을 한다. 하지만, HEVC(H.265)로 8K/120fps, 12bit/RGB 영상을 압축 저장하기엔 부족함이 있기 때문에, HEVC(H.265)보다 압축 효율이 2배정도 향상된 VVC(H.266)를 적용한다면, 100Mbps내외로 8K-10K/120fps, 12bit/RGB 영상을 압축 저장(전송)할 수가 있다.

⑤새로운 유형의 패널이 출시되어야 한다.
12bit영상을 자연스럽게 구현할 수 있는 디스플레이(Micro LED)가 대중적 가격으로 나와 져야

12bit 영상시대가 도래한다면, 지금의 LCD(Mini LED)나 OLED로는 12bit의 자연스런 화질을 구현하기엔 부족함이 있다. 해서 새로운 디스플레이가 필요한데, 가장 적합한 디스플레이가 바로 Micro LED라 할 수 있다. 물론 현재 삼성전자가 Micro LED TV를 출시는 하고 있지만, 가격이 1억원대이고, 화질도 4K~6K 수준에, 컬러비트도 10bit로 처리가 되어 부족함이 있다.

해서 지금의 OLED TV 가격 수준으로 가격을 낮추고(2~3년 후에 가능), 사이즈도 120인치 내외에 10K TV로 출시가 된다면, Micro LED TV는, 화질의 혁신과 함께 스마트 홈 서버로 가정의 필수 도구로 정착이 될 수 있을 것이다.

☞UHD방송 송출과 UBD 제작 과정→현재와 향후 변화

구분		현 4K UHD	UP 4K UHD	New 8K UHD
촬영(카메라)		4K/60fps 10bit/RGB	4K/60fps 12bit/RGB	8K/120fps 12bit/RGB
압축 (인코더/ 디코더)		HEVC(H.265) 4K/60fps 10bit/4:2:0	VVC(H.266) 4K/60fps 12bit/RGB	VVC(H.266) 8K/120fps 12bit/RGB
전송 (송출)	방송	IP-16Mbps내외 RF-30Mbps내외	30Mbps내외	100Mbps내외
	디스크	60Mbps내외	100Mbps내외	150Mbps내외
인터페이스 (I/F- Interface)		HDMI 2.1	HDMI 2.1 +DSC	HDMI 2.1+DSC & USB-C(USB4 v2.0/ DP 2.1 Alt Mode)
HDR		HLG Dolby Vision HDR10 HDR10+	HLG Dolby Vision HDR10/10+ HDR12	HLG, Dolby Vision HDR10/10+, HDR12 또는 HDR방식을 하나로 통합
음향(서라운드)		7.1.4ch→실 2ch	7.1.4ch	7.1.4ch~
화질 수준		미흡(기준)	~2배 향상	4배~ 향상
		65" 내외 적합	85"내외 적합	120"내외 적합