집·중·해·부! 퀀텀닷 SUHD TV_③HDR과 퀀텀닷, 그 상관관계는?

TV의 역사는 “사람이 만든 디스플레이가 다양한 자연색을 최대한 실물과 비슷하게 재현하려면 어떻게 해야 할까?”란 질문의 해답을 찾아가는 과정이라 해도 과언이 아닙니다. 실제로 우리가 일상에서 접하는 색은 빛의 밝기와 주변 환경, 대상의 성질에 따라 천차만별인데요. TV, 특히 디스플레이 개발자들은 이를 화면에 생생하게 구현해내기 위해 다방면으로 노력해왔습니다. HDR(High Dynamic Range)은 이 같은 노력의 결과물로 탄생한 차세대 기술 중 하나죠.

HDR은 쉽게 말해 명암비를 대폭 개선, 사용자에게 보다 생생한 화면을 전달하는 기술입니다. 지난해 CES에서 HDR 기술을 탑재한 삼성 SUHD TV가 처음 공개된 이후 업계에선 관련 연구와 개발이 활발하게 진행되고 있는데요. 내로라하는 글로벌 기업들이 앞다퉈 HDR 기술력 확보에 나서는 이유, 과연 뭘까요?

LED TV서 400니트였던 최대 밝기, HDR 적용되며 1000니트로 

HDR의 탄생 배경을 이해하려면 우선 영상 촬영 과정에 대한 몇 가지 사전지식이 필요합니다. 우리가 TV나 영화관에서 흔히 접하는 콘텐츠는 대부분 고성능 카메라로 촬영된 건데요. 고성능 카메라는 빛과 색을 담아내는 능력이 탁월해 자연과 거의 비슷한 수준의 영상을 만들어줍니다. 하지만 제아무리 카메라로 풍부한 빛과 색을 담아낸다 해도 그 대부분은 편집 과정에서 사라지게 됩니다. 편집용 모니터가 고성능 카메라에 비해 적은 범위의 색과 빛만 허용하기 때문입니다.

HDR이 등장하기 전 통용되던 기준을 SDR(Standard Dynamic Range)이라고 부르는데요. SDR 콘텐츠 편집에 사용되는 레퍼런스 모니터의 밝기는 100니트(nit, 빛의 밝기를 나타내는 단위로 1니트는 1㎥의 공간에 촛불 한 개가 켜진 밝기)에 불과합니다. 즉, 촬영 카메라가 아무리 많은 색과 빛을 담아내더라도 100니트 이상의 빛과 색은 모두 편집된다는 뜻이죠.

여기엔 크게 두 가지 이유가 있는데요. 우선 더 많은 빛과 색을 담을수록 영상에 담기는 정보량이 늘어납니다. 용량이 큰 영상이라면 전송이나 재생 모두 그만큼 어려워지겠죠.

영상을 담는 TV 자체의 한계도 있습니다. 영상 처리 기술은 발전을 거듭해 적은 용량으로도 많은 정보를 담아낼 수 있게 됐습니다. 하지만 TV가 표현할 수 있는 밝기는 지난 몇 십 년간 거의 변화가 없었는데요. “기존 TV와 비교했을 때 밝기가 획기적으로 개선됐다”는 LED TV조차 최대 밝기는 400니트 정도에 불과했죠.

하지만 고화질 콘텐츠에 대한 소비자의 요구는 날로 높아졌습니다. TV 제조사 역시 사용자를 더욱 만족시킬 수 있는 ‘무기’가 절실한 상황이었죠. HDR은 그 해답으로 등장한 기술이라고 할 수 있습니다. 실제로 삼성전자가 업계 최초로 HDR 적용 TV를 상용화한 이후 다양한 업체가 앞다퉈 HDR 기술 도입 제품을 출시하고 있습니다.

HDR 기술은 TV가 구현할 수 있는 명암비를 비약적으로 상승시키는 데 성공했는데요. 실례로 최근 출시된 삼성 퀀텀닷 SUHD TV는 HDR 기술을 통해 1000니트 이상의 밝은 빛도 자연스럽게 구현해냅니다.

美 할리우드 영화사, 올해만 HDR 콘텐츠 100개 이상 출시 계획

TV 제조사와 할리우드 영화사, 콘텐츠 제공 업체들을 주축으로 구성돼 UHD 화질의 기준을 세우고 있는 UHD 얼라이언스는 UHD 프리미엄 화질의 밝기 기준을 콘텐츠와 기기 모두 1000니트로 정하고 있습니다. TV가 카메라 성능을 따라가지 못했던 과거와 달리 콘텐츠와 기기가 조화를 이뤄 시청자들에게 보다 생생한 경험을 제공할 수 있게 된 셈입니다.

촬영·편집 기술이 발전하고 이를 실제로 구현할 수 있는 TV 수준까지 개선되면서 HDR을 활용한 콘텐츠 제작도 활발해지는 추세입니다. 대표적 분야가 영화산업인데요. 다소 둔감한 사람도 확연한 차이를 느낄 수 있을 정도로 생생한 화면은 HDR 콘텐츠의 최대 장점 중 하나입니다.

▲올해 CES 프레스 컨퍼런스에서 조 스틴지아노(Joe Stinziano) 삼성전자 미국법인 전무가 HDR 콘텐츠에 대해 설명하고 있는 모습

21세기폭스나 워너브라더스 같은 할리우드 대표 영화사들이 경쟁하듯 HDR 블루레이 디스크를 출시하는 것도 그 때문인데요. 업계 측 추산에 따르면 올해 UHD 블루레이 플레이어로 즐길 수 있는 HDR 콘텐츠는 100개 이상 출시될 예정입니다.

스트리밍 서비스를 제공하는 제조사 입장에서도 HDR 콘텐츠 열풍은 반가운 현상입니다. 아마존(Amazon)은 지난해 이미 HDR 스트리밍 서비스를 시작했죠. 올 들어선 넷플릭스(Netflix) 등 다양한 업체가 자사 고객들에게 HDR 콘텐츠를 제공하고 있습니다. 지난해 TV 시장에 처음 소개된 기술인 점을 감안하면 실로 놀라운 확산 속도인데요. 다양한 업계가 의욕적으로 나서고 있는 만큼 향후 HDR 활용 콘텐츠 소비는 꾸준히 늘어날 전망입니다.

HDR 기술 구현에 가장 적합한 디스플레이 소재, 퀀텀닷

UHD 화질을 갖추면서도 1000니트 이상의 밝기를 구현하는 건 생각보다 훨씬 어려운 일입니다. 이렇게 밝은 빛을 내려면 기존 TV에 비해 전력이 많이 필요할 뿐 아니라 발열과 수명 단축 등 수많은 문제를 해결해야 하거든요.

한 번 구입하면 꽤 오랜 기간 사용하는 TV의 특성상 제조사 입장에선 ‘전력이 적게 들고 수명 단축 문제를 고민하지 않으면서도 밝은 빛을 내는’ 제품을 만드는 일이 중요합니다. 그런 면에서 지난해 삼성전자가 HDR 기술을 시장에 가장 먼저 선보일 수 있었던 비결은 다름 아닌 퀀텀닷 기술이었습니다.

퀀텀닷은 HDR을 구현하기에 가장 적합한 디스플레이 소재라고 할 수 있는데요. 빛을 흡수하고 이를 다시 배출하는 능력이 탁월하기 때문입니다. 덕분에 ‘밝은 부분은 더 밝게, 어두운 부분은 더 어둡게’ 표현하는 HDR을 효과적으로 구현할 수 있게 됐습니다. 추가 전력 소모량을 최소화하면서 말이죠.

빛의 영역이 넓어지면 표현해야 하는 색도 그만큼 많아지게 되는데요. 퀀텀닷은 현존하는 디스플레이 소재 가운데 가장 정확하고 넓은 색 표현이 가능합니다. 기존 TV에선 볼 수 없었던 눈부신 햇살, 빛에 따라 색이 달라지는 여름 바다의 청량함, 어두운 밤 반짝이는 별까지 다양한 빛을 TV에 담아낼 수 있죠. 또 내구성이 뛰어난 ‘무기물 소재’인 만큼 순수한 색과 밝은 빛을 오랫동안 즐길 수 있습니다.

한편, TV 디스플레이가 아무리 탁월한 밝기 구현과 색 재현력을 갖고 있다 해도 콘텐츠 자체의 화질이 떨어지면 그 성능을 100% 발휘하기 어렵습니다. 이 때문에 최근엔 최첨단 디스플레이에 걸맞게 콘텐츠를 해석하고 새롭게 표현하는 ‘화질 처리 기술’에 대한 관심이 높아지고 있습니다. 삼성전자가 ‘SUHD 리마스터링 엔진’을 도입, 어떤 화질의 콘텐츠도 사실적이고 생생하게 체험할 수 있도록 한 것 역시 그 같은 관심을 반영한 결과입니다.

특히 SUHD 리마스터링 엔진은 △콘텐츠에서 정보를 추출, TV가 보유한 색 영역과 밝기로 연계하는 ‘컬러 리매핑(Color Re-mapping)’ △해상도나 압축률 등을 분석해 세부 표현까지 살려주는 ‘리얼 디테일(Real Detail)’ 기술 등을 탑재하고 있어 HDR 영상뿐 아니라 일반 영상을 감상할 때도 SUHD TV 특유의 색 재현력과 명암비를 제대로 즐길 수 있습니다.

정식 소개된 지 불과 1년여. 그 사이 HDR은 TV 업계에 매우 빠른 속도로 자리매김하고 있습니다. 이제 HDR은 프리미엄 TV를 논할 때 빼놓을 수 없는 기준이 됐는데요. 그만큼 소비자들의 기대치와 요구 수준이 높은 기술이기도 합니다. TV를 통해서도 영화관에서와 다름없이 생생한 화질과 몰입감을 느낄 수 있으니 여러모로 유용하다고 할 수 있겠죠? 다음 편에선 삼성 TV의 패널에 얽힌 얘길 들려드릴 예정입니다. 다음 얘기도 많이 기대해주세요!