스크랩 UHD TV 화질(해상도)에 대한 이해

[하얀겨울1989]

요즘 카페에서 UHD TV에 대한 글이 많아지면서, 많은 분들이 UHD TV의 해상도에 대해서 잘 이해를 못하시는 것 같아, 간략히 정리를 하여 보았습니다.

TV의 해상도는 화면의 화소수를 말하는 것입니다. 화소수(해상도)가 많을수록 TV의 화질(해상도)은 좋아지는데, 보통 아날로그 브라운관(CRT)TV의 경우는 화면비가 가로:세로 4:3 이었고, 해상도는 350X250 이 대다수였습니다. 하지만, HDTV(디지털TV)는 사람의 두 눈을 기준으로 보기 편안하게 16:9 와이드 형태를 가지게 되었습니다.

>>>디지털TV의 해상도를 살펴보면, 모두 16:9로 되어 있습니다.

*일반 HDTV : 1366x768(1280X720)

*Full HDTV : 1920x1080→2K HDTV해상도

*쿼드 Full HD : 3840x2160→4K UHD TV해상도

*디지털시네마 : 4096x2160→4K UHD 모니터해상도

*수퍼 하이비전 : 7680x4320→8K UHD TV해상도

HDTV에 대하선 많이들 알고 계시니, UHD TV의 해상도와 화면 비에 대하여 알아보겠습니다. 우리가 보는 TV는 단순이 방송 시청만 하는 것은 아닙니다. 특히 UHD TV는 극장용 필름 해상도를 넘어서는 고화질의 영상을 표현할 수 있기 때문에, UHD TV는 영상의 혁신을 가져온 TV라고 말합니다.

만일 우리가 극장에서 본 영화의 필름을 디지털 스케너로 원본 그대로 읽어 들인다면, 그 해상도는 얼마나 될까요? 극장용 필름을 원본 그대로 스케너로 스케닝을 하면, 약 4,000x2,000정도의 해상도가 된다고 합니다.

		4096
		4000
		3840
2160
	2000	*극장용 원본 필름 : 4000x2000 *디지털시네마 : 4096x2160 *4K UHD TV : 3840x2160

< 4K UHD TV(3840x2160), 4K UHD모니터(4096x2160)와 극장용 필름4000x2000)의 해상도 관계 > 

위 그림을 보시면 아시겠지만, 처음 UHD TV를 개발할 당시에는 방송보다는 필름 원본인 4000x2000(2:1)을 가정으로 들여 놓는다는 취지에서, 극장용 필름 해상도에 가깝게 4K 디지털시네마 해상도인 4096x2160(1.9:1)으로 개발이 되기 시작을 하였습니다. 하지만, TV는 방송이 주가 되어야 한다는 논리가 만만치 않게 작용을 하면서, UHD TV는 기존 HDTV의 화변 비를 유지하기로 하면서, 3840x2160(1.78:1=16:9)로 정해진 것입니다.

그래서 최근 출시되는 대다수의 UHD TV는 4K UHD TV라고 하면서도, 4K에서 약간 부족한 16:9인 3840x2160으로 출시가 되고 있는 것입니다. 또한 8K UHD TV도 16:9인 7680x4320로 정해지면서, 영화 감상엔 다소 아쉬운 화면비가 된 것입니다. 영화 화면비에 가까운 해상도(4096x2160)는 주로 TV보다는 모니터로 출시가 되어가고 있습니다.

*이미지를 클릭하시면 크게 잘 보입니다.

그럼 2K HDTV와 4K UHD TV, 8K UHD TV의 해상도 차이는 과연 얼마나 될까요? 보통은  디지털TV를 2K/4K/8K로 구분을 해서, 2배수로 늘어난다고 생각을 하지만, 해상도는 가로2배x세로2배씩 늘어나기 때문에, 4K UHD TV는 HDTV의 4배, 8K UHD TV는 무려 16배나 화질(해상도)이 높아지는 것입니다(위 그림 참조).

또한 UHD TV는 단순히 해상도만 높아지는 것이 아니라, 색재현력이 좋아지면서, 화면의 디테일감이 좋아져, 2D영상이면서도, 3D처럼 보여주어 입체감이 살아 있어, UHD TV는 그래서 TV의 혁신중에 혁신인 것입니다.

끝으로 우리는 최근 디스플레이 해상도를 표현할 때, ppi를 많이 사용하는 것을 볼 수가 있습니다. 화소수는 가로 세로에 들어가는 Dot수를 나타내지만, ppi(pixels per inch)는 1인치 안에 들어가는 픽셀수를 말하는데, 그래서 ppi가 높을수록 화면의 선명도는 높습니다.

가령 같은 3840x2160 해상도를 가진 9.6인치 디스플레이와 55인치 디스플레이의 1인치당 ppi는 다를 것입니다.  즉, 해상도는 동일 하지만, 9.6"와 55"는 화면이 많이 커졌기 때문에, 그만큼 ppi수치는 차이가 난다는 것입니다(아래 도표 참조).

>>>해상도에 따른 화면 크기별 ppi수치 

인치 해상도	9.6"	23"	32"	40"	46"	50"	55"	60"	65"	70"	75"	80"	90"	100"
1920x1080	229.47	95.78	68.84	55.07	47.89	44.06	40.05	36.72	33.89	31.47	29.37	27.54	24.48	22.03
3840x2160	458.94	191.56	137.68	110.15	95.78	88.12	80.11	73.43	67.78	62.94	58.74	55.07	48.95	44.06
7680x4320	917.88	383.11	275.36	220.29	191.56	176.23	160.21	146.86	135.56	125.88	117.49	110.15	97.91	88.12

<참조>현재 시판중인 최고의 해상도는 Ortustech사가 내 놓은 4.8" Full HD(1920x1080) LCD패널(458.94ppi)인데, 이 4.8" 4장을 합쳐서 내 놓은 9.6" 4K UHD(3840x2160)는 현재 출시가 되어 있고, 이론적으로 4.8" 16장 합쳐서 만들 경우 8K UHD(7680x4320) 19.2"(458.94ppi)도 가능할 것으로 보입니다.

현재 업계에서는 500~600ppi급 모바일(5~6") 디스플레이 개발도 진행 중인데, 빠르면 2013년 안에는 상용 제품이 출시 될 수도 있겠지만, 가격이 비싸다면, 효율성 논란과 함께, 300ppi 이상은 가까운 거리에서도 구분이 어렵다는 분석이 있어, 해상도 경쟁은 한계에 다다른 것이 아니냐 하는 분석도 있습니다. 5인치 개럭시S4/옵티머스 GK는 Full HD(1920x1080) 패널(440ppi)로서, Ortustech사 제품보다 다소 떨어집니다.

이러한 수치를 감안해 본다면, 4K UHD TV는 50~70인치 정도가 적당해 보이고, 8K UHD TV는 80~120인치 정도가 적당해 보인다는 것입니다. 결국 지금 보고 있는 HDTV(1920X1080)는 40인치 내외가 적당한 사이즈라는 것입니다. 그러므로 지금 50~70인치 HDTV를 시청하고 계신다면, 화소수(해상도)와 ppi가 상당히 떨어지는 제품을 사용하고 계신 것입니다.