“8K 화질, 도대체 얼마나 좋길래…”

최근 QLED 8K TV가 국내외 본격적으로 출시되며 8K 화질에 대한 궁금증도 함께 들끓고 있다. 아직 8K 콘텐츠가 부족한 상황 속에서 머신 러닝(Machine Learning)을 활용한 ‘8K AI 업스케일링 기술’을 최초로 적용해 8K 시장을 열어가고 있는 QLED 8K. 하지만 ‘8K로 업스케일링된 영상이 4K보다 얼마나 더 좋은데?’, ‘굳이 8K까지 봐야 하는 이유가 있을까?’란 궁금증이 있는 것도 사실. 삼성전자 뉴스룸이 QLED 8K의 화질을 연구하는 삼성전자 영상디스플레이사업부 이현승 씨와 함께 그 답을 직접 체험해 보았다.

억새풀 흔들림까지 ‘생생’…보다 자연스럽고 편안하게

▲4K 영상(좌)과 업스케일링된 8K 영상(우)

먼저 자연 경관이 담긴 UHD 화질의 영상을 75형 4K QLED TV(Q9F)와 75형 QLED 8K(Q900R)에 틀어봤다. 기존 4K Q9F 모델에도 화질칩이 적용되어 있었으나 8K AI 업스케일링 기술을 탑재한 QLED 8K는 ‘확실히’ 달랐다.

8K AI 업스케일링은 4K는 물론, SD, HD, FHD 영상을 8K(7,680X4,320) 수준의 초고화질로 즐길 수 있게 도와주는 기술이다. 저해상도의 영상을 고해상도를 지원하는 디스플레이에 단순히 재생하면 일명 ‘깍두기 현상’이라고 하는 화면 깨짐 현상이 일어나기 때문. 8K AI 업스케일링을 거치면 어느 한 부분에 국한되지 않고 빛, 컬러, 선 등 다양한 부분에서 상향 조정이 이뤄지기 때문에 보다 세밀하고 자연스러운 영상이 탄생한다.

8K로 업스케일링된 영상에서는 흔들리는 억새풀과 바위산이 보다 실제에 가깝게 느껴졌다. 특히 바위산은 거칠고 뾰족한 표면의 질감이 그대로 느껴져 현장에 있는 듯한 생생함이 배가됐다. 이현승 씨는 “8K AI 업스케일링을 통해 사람 눈이 실제로 보고 느끼는 그대로의 ‘원본에 가까운’ 영상을 감상할 수 있다”면서 “각 사물에 대해 사람들이 가지고 있는 이미지가 있는데, 영상에 이 이미지와 다르게 표현되면 이질감을 느끼게 된다. 8K AI 업스케일링은 이미지를 자연스럽게 구현하는데 초점을 맞춘다”고 화질 개선 포인트를 짚어주었다.

차원이 다른 꽃잎의 선명함…손에 잡힐 듯 눈앞에 ‘아른’

▲FHD 영상(좌)과 업스케일링된 8K 영상(우): 시청자에게 가까운 부분을 더 선명하게 처리해 보다 입체적으로 느껴진다

이번에는 원근감이 있는 자연 다큐멘터리를 비교해봤다. 영상 원본에 비해 QLED 8K로 본 영상에서 가까이 있는 꽃잎과 나뭇가지가 잡힐 듯 가깝게 느껴졌다. 8K AI 업스케일링 기술을 통해 시청자 앞에 있는 사물을 더 선명하게 처리하기 때문. 사람의 눈이 가까이 있는 것을 더 선명하다고 인지했을 때 더 입체감을 크게 느끼는 원리다.

바람에 나뭇가지가 흔들리며 카메라가 왼쪽으로 이동했다. 동작 사이 얼핏 흐릿함이 느껴지는 FHD 원본 영상에 비해 QLED 8K 화면 속 장면에는 조금의 흐려짐도 없었다. 카메라의 움직임에도 잔상이 생기지 않아 여린 잎이 흔들리는 모습을 실제 현장에서 보듯 자연스럽게 볼 수 있었다.

한층 또렷해진 글자…자막 많을수록 화질 체감도↑

▲HD 영상(좌)과 업스케일링된 8K 영상(우): 업스케일링 영상에서 글씨의 윤곽선이 한층 또렷해진 것을 느낄 수 있다

저화질의 영상을 고해상도 디스플레이에 띄웠을 때 가장 크게 느끼는 불편함은 바로 선에 생기는 노이즈. 입력된 화질이 낮을수록 글자 외곽선 주변이 퍼져 보여 고해상도 TV의 이점을 느끼기 힘들게 된다.

8K AI 업스케일링 기술을 적용하면 굵고 거칠게 처리된 윤곽선을 얇게 만들어 보다 선명한 글자를 출력할 수 있다. 실제 비교 영상에서 가장 크게 차이를 느낄 수 있었던 것도 텍스트 부분이었다. HD소스를 4K QLED TV에 틀었을 때 보다 QLED 8K에서 보았을 때, 전체적으로 가독성이 한껏 높아져 글자가 많은 화면에서의 눈의 피로가 줄어든 것을 느낄 수 있었다. 이현승 씨는 “최근 예능이나 뉴스 등 TV 프로그램은 물론, 유튜브 클립, 드라마, 영화 등 거의 대부분의 영상에 자막 활용도가 높아지고 있기 때문에 실제 소비자들이 체감하는 정도가 클 것”이라고 말했다.

깊은 블랙과 촘촘한 명암…’빛 번짐’ 없이 또렷하게

▲4K 영상(좌)과 업스케일링된 8K 영상(우): 더 세밀한 명암 표현으로 검은 배경 속 사물의 디테일이 도드라진다

8K AI 업스케일링은 보다 정확한 블랙 표현에 있어서도 영상을 진일보시켰다. 밤이나 어두운 공간에서 촬영된 영상은 블루밍 현상이라고 하는 빛 번짐이 발생하기도 하는데, 시청자들의 몰입을 방해할 수 있는 요소다. 이를 해결하기 위해 다양한 유형의 블랙 영상 패턴을 분석해 완벽한 수준의 블랙을 표현할 수 있게 됐다. 블랙 배경과 사물을 세밀하게 구분하고 깊은 명암비를 나타내기 때문에 더 까만 배경 속 한층 또렷한 사물을 느낄 수 있다. 

원본에 가까운 화질의 비밀은?

8K AI 업스케일링 기술의 핵심은 머신 러닝. 신규 알고리즘이 적용된 ‘퀀텀 프로세서 8K(Quantum Processor 8K)’ 기술을 기반으로 저해상도와 고해상도 사이의 차이점을 지속적으로 학습해 상관관계를 분석하고 부족한 부분을 찾아 보완한다. 수많은 화질 관련 데이터베이스를 반복적으로 학습해 ‘선은 얇아야 한다’, ‘굵고 거친 부분은 또렷하게 한다’와 같이 영상에 따른 최적의 업스케일링 기준을 스스로 정립하는 것. 이현승 씨는 “학습된 내용을 토대로 어떠한 저해상도 영상이 입력되더라도 실시간으로 어떤 부분을 어떻게 업스케일링 해야 하는지 최적의 방법을 찾아 실행할 수 있다”고 덧붙였다.

▲삼성전자 영상디스플레이사업부 이현승 씨는 “원본에 가까운 화질을 구현하는데 초점을 맞췄다”고 말했다(사진)

실제 체험해보니 특히 FHD, UHD 등 원본 소스의 해상도가 높을수록 8K 원본과 차이 없는 초고화질을 느낄 수 있었다. 이현승 씨는 “8K AI 업스케일링은 단순히 해상도가 얼만큼 좋아졌고, 화질이 기존 대비 몇 퍼센트 향상됐다는 숫자로 표현하기 힘든 감성적인 영역까지 발전 가능성이 열어두고 있다”며 “지금도 8K AI 업스케일링 기술은 사용자가 가장 편안하게 느끼는 색, 가장 익숙하게 받아들이는 빛을 계속해서 연구하고 있다”고 밝혔다.

삼성전자는 전 세계 300여명의 미디어가 모인 가운데 세계 최초로 ‘마이크로 LED 기술’을 적용한 146형 모듈러(Modular) 디스플레이 ‘더 월(The Wall)’과 ‘AI 고화질 변환 기술’이 탑재된 85형 8K QLED TV를 공개하고 미래 스크린의 방향을 제시했다.

삼성전자 영상디스플레이사업부장 한종희 사장은 “TV는 사용자가 집 안의 스크린에 기대하는 모든 요구를 담아 내 ‘일상 생활의 중심(The Center of Everyday Life)’ 이 되야 한다”며, ▲사용자가 필요한 모든 콘텐츠에 접근할 수 있는 플랫폼 ▲다른 스마트 기기들과 간편하게 연결돼 일상 생활에 가치를 더하는 스크린 ▲설치 공간이나 크기에 제약 없이 원하는 대로 확장 가능한 스크린을 구현해 TV 이상의 시청 경험을 제공하겠다는 비전을 제시했다.

□ ‘마이크로 LED’ 기술 적용, 세계 최초 모듈러 디스플레이…궁극의 화질, 크기·형태에 제약 없는 미래 스크린

삼성전자가 이 행사에서 처음 공개한 146형 모듈러 디스플레이 ‘더 월’은 ‘마이크로 LED 기술’을 적용해 현존하는 디스플레이 중 가장 우수한 화질을 구현하고 모듈러 구조로 설계돼 크기·해상도·형태에 제약이 없는 신개념 스크린이다.

이 제품은 마이크로미터(µm) 단위의 초소형 LED를 이용해 백라이트는 물론 컬러필터까지 없애 LED 자체가 광원이 되는 ‘진정한 자발광 TV’다. 이 방식을 적용하면 기존 디스플레이 대비 밝기·명암비·색재현력·블랙 표현 등 화질의 모든 영역에서 탁월하며 시야각도 현저히 개선된다.

또한 ‘마이크로 LED’ 스크린은 발광효율·광원수명·소비전력 등 내구성·효율성 측면에서도 우수해 미래 스크린의 기준으로 손색이 없다.

이처럼 모듈러 방식을 적용하면 소비자의 기호에 따라 스크린 사이즈와 형태를 원하는 대로 조립할 수 있고 화면 테두리가 전혀 없는 진정한 베젤리스 디자인 구현이 가능해 벽 전체를 스크린화 하는 등 목적에 따라 다양한 조합이 가능하고 어떤 공간에도 조화롭게 어울린다.

이 제품은 연내 주문 생산 방식으로 판매를 시작해 내년부터 본격적인 시장 확대에 나선다는 계획이다.

□ ‘AI 고화질 변환 기술’…TV 대형화에 따른 시청 경험 극대화

삼성전자는 이번 행사에서 인공지능을 적용해 저해상도 콘텐츠를 8K 수준 고화질로 변환해 주는 2018년형 8K QLED TV 85형을 공개했다.

‘AI 고화질 변환 기술’을 적용하면 TV 스스로 밝기•블랙•번짐 등을 보정해 주는 최적의 필터를 찾아 고화질 영상으로 변환해 주고 입력 영상과 출력 영상을 비교해 고화질 영상으로 변환 시 발생할 수 있는 계조(Gradation, 명암의 자연스러운 표현) 손실 없는 자연스러운 이미지를 만들어준다.

또한 AI 기반으로 각 장면을 화질 특성에 따라 분류해 원작자가 의도한 세밀한 차이를 살릴 수 있도록 영역별로 명암비•선명도 등을 제어하고, 사용자가 별도의 기능 설정을 하지 않아도 운동경기•콘서트 등 영상 특성에 따라 음향 효과를 조정해 줘 완벽한 시청 경험을 선사한다.

TV 시장이 급속히 대형화되는 반면 UHD급 콘텐츠 시장은 아직 미흡한 상황에서 소비자들은 원본 화질에 상관없이 2018년형 8K QLED TV로 고화질 영상을 즐길 수 있게 된다.

삼성전자 미국법인 데이브 다스(Dave Das) 상무는 “삼성전자의 ‘AI 고화질 변환 기술’로 사용자들은 지상파, 케이블, 위성 TV 등에 관계 없이 저해상도의 영상도 고화질로 즐길 수 있게 됐다”며 “앞으로도 삼성전자는 소비자들의 시청 경험에 장애가 되는 것을 적극적으로 없애 나갈 것”이라고 말했다.

‘AI 고화질 변환 기술’이 적용된 제품은 올 하반기에 한국•미국부터 순차적으로 전 세계에 출시될 예정이다.

□ ‘빅스비’와 ‘스마트싱스’로 한층 강화된 2018년형 스마트 TV

삼성전자는 이 행사에서 ‘2018년형 삼성 스마트 TV’의 강화된 연결성과 편의성도 소개했다.

가장 달라진 점은 인공지능 플랫폼 ‘빅스비(Bixby)’를 탑재하고 IoT 플랫폼 ‘스마트싱스(SmartThings)’와 연동된다는 것이다.

‘빅스비’는 일반적인 음성 인식 플랫폼과 달리 TV에 최적화된 사용성을 지원하며 딥 러닝 기반으로 서비스 출시 이후에도 지속적인 업그레이드가 이뤄질 예정이다.

사용자는 음성만으로 단순한 채널 이동은 물론 날씨 등 생활 정보를 얻거나 특정 앱을 지정하여 콘텐츠를 검색할 수도 있으며 “지금 감상 중인 사진을 TV화면에 맞춰서 표시해줘”와 같이 심화된 명령도 수행한다.

또한, “오스카 수상작 틀어줘”와 같은 일상적인 언어로 VOD를 검색할 수도 있어 편리하다.
‘빅스비’가 적용된 스마트 TV는 3월 한국과 미국에서 우선 출시되고 순차적으로 전 세계에 확산될 예정이다.

‘스마트싱스 앱’은 더욱 간편한 TV 조작과 주변 기기와의 간편한 연동을 가능하게 하는 서비스로 스마트폰을 통해 복잡한 로그인 과정 없이 초기 TV 세팅이 가능하고 스마트폰에서 즐기던 콘텐츠를 한 번의 클릭만으로 쉽게 공유할 수 있다.

‘2018년형 삼성 스마트 TV’에는 사용자 맞춤형 프로그램 가이드인 ‘유니버셜 가이드(Universal Guide)’가 새롭게 탑재돼 사용자 기호에 맞는 Live 채널과 OTT 콘텐츠 등을 자동으로 추천해준다.
삼성전자는 ‘삼성 퍼스트 룩 2018’ 행사에 삼성전자가 제안하는 미래 디스플레이 제품과 기술을 직접 체험해 볼 수 있는 별도의 전시 공간도 마련했다.

이 공간은 146형 모듈러 디스플레이 ‘더 월’, ‘AI 고화질 변환 기술’ 외 빅스비 탑재 스마트 TV, HDR 게이밍, HDR10 플러스 등을 체험할 수 있는 다양한 코너로 구성됐다.

삼성전자 영상디스플레이사업부장 한종희 사장은 “세계 최초 모듈러 디스플레이 ‘더 월’은 화질 기술력의 정점일 뿐 아니라 용도와 크기 등에 제약을 없앤 미래 디스플레이”라며 “앞으로 인공지능, QLED 등 삼성의 차별화된 기술을 접목해 소비자 가치를 더욱 높여 나가겠다”고 말했다.

▲삼성전자는 7일 미국 라스베이거스 엔클레이브 컨벤션 센터에서 전 세계 300여명의 미디어가 모인 가운데 세계 최초로 ‘마이크로 LED 기술’을 적용한 146형 모듈러(Modular) 디스플레이 ‘더 월(The Wall)’과 ‘AI 고화질 변환 기술’이 탑재된 85형 8K QLED TV를 공개하고 미래 스크린의 방향을 제시했다. 삼성전자 모델들이 146형 모듈러 디스플레이 ‘더 월’을 소개하고 있다

▲삼성전자 영상디스플레이사업부장 한종희 사장이 ‘삼성 퍼스트 룩 2018(Samsung First Look 2018)’ 행사장에서 마이크로LED 기술기반으로 만든 146형 세계 최초 모듈러 디스플레이 ‘더 월’을 소개하고 있다.

▲삼성전자가 ‘삼성 퍼스트 룩 2018’ 행사장에서 85형 8K QLED TV로 인공지능을 적용해 FHD급(1920×1080) 콘텐츠를 8K 수준 고화질로 변환해서 보여 주는 시연을 비교 전시했다. (좌측 8K QLED TV AI업스케일링, 우측 4K UHD TV 업스케일링) 잔디의 섬세한 표현력에서 현저하게 차이가 난다.

▲삼성전자 프로모터가 ‘삼성 퍼스트 룩 2018’ 행사장에서 회의 효율성을 높여주는 디지털 플립차트 신제품 ‘삼성 플립’을 소개하고 있다.

AI 고화질 변환 기술은 수백만 가지의 영상 장면을 미리 학습하고 유형별로 분석해 저화질 영상을 고화질로 변환하기 위한 데이터베이스를 구축해 만들어 졌다.

우선, TV에 저화질 영상이 입력되면 TV스스로 밝기·블랙·번짐 등을 보정해 주는 최적의 필터를 찾아 고화질 영상으로 변환해준다.

삼성의 AI 고화질 변환 기술은 입력 영상과 출력 영상을 비교해 고화질 영상으로 변환 시 발생하는 계조(Gradation, 명암의 자연스러운 표현) 손실 없는 자연스러운 이미지를 만들어 주는 것이 특징이다.

또한 AI 기반으로 각 장면을 화질 특징에 따라 분류해 원작자가 의도한 세밀한 차이를 살릴 수 있도록 영역별로 명암비·선명도 등을 조정해 준다. 예를 들어 글씨 테두리에 번짐이 있다면 글씨가 있는 영역을 중심으로 또렷한 화면을 감상할 수 있도록 제어해 준다.

AI 고화질 변환 기술은 TV의 음향 역시 사용자가 별도의 기능 설정을 하지 않아도 영상 특성에 맞춰 자동으로 최적화해 준다.

스포츠 경기에서는 현장감을 높이기 위해 배경의 관중 소리를 높여 주거나, 콘서트 장면 등 음악이 나오는영상에서는 저역대 소리를 강조해 풍부한 음향을 제공한다.

이 기술이 적용된 8K QLED TV는 올해 하반기에 65형 이상 대형 제품을 중심으로 출시될 예정이다.

삼성전자 영상디스플레이사업부장 한종희 사장은 “그 동안 8K TV가 있어도 콘텐츠 해상도가 뒷받침 되지 않아 소비자들의 불만이 있었는데, 삼성전자가 개발한 AI 고화질 변환 기술로 소비자의 시청 경험을 높일 수 있게 돼 기쁘다”며 “앞으로도 시장을 선도하는 차별화된 기술 확보에 힘쓰겠다”고 말했다.

▲ 삼성전자 AI 고화질 변환 기술 개념도