요즘의 TV는 '바보상자'가 아니다. TV 자체가 가지고 있는 스펙도 과거와는 비할 수 없이 많아졌고, 구매자들도 그만큼 많은 것을 공부해야 한다. 그래서 최근의 TV는 과거의 단순한 제품보다 똑똑해진 '스마트 TV'라 불린다. 스마트 TV 기술은 화면의 구현 기술에서부터 색상 표현, 외부 입력 단자의 기술, 심지어 게이밍 영역에 이르기까지 다양한 분야에서 발전을 거듭하고 있다. 지금부터는 어렵게만 느껴지는 스마트 TV에 관련된 용어들과 기술에 대한 이야기를 하고자 한다.

 OLED? QLED? LG? 삼성? 알쏭달쏭한 화면 구현 기술 

스마트 TV 제품을 고르다 보면 가장 처음에 부딪히는 것이 생소한 디스플레이 기술 용어다. 제조사는 전면에 더 또렷한 화면, 화사한 색감을 이야기하며, 자사의 디스플레이 기술을 내세워 광고하고 있다. TV 분야에서 현재 사용되는 디스플레이 기술은 크게 두 가지를 꼽을 수 있다. 하나는 삼성전자를 위시한 제조사에서 주로 사용하는 QLED고, 또 하나는 스마트폰으로 이미 우리에게 친숙한 기술인 OLED다.

(1) OLED(Organic Light Emitting Diodes)

▲ CES 2022에서 LG전자가 선보인 차세대 TV 패널, 'OLED.EX'

<이미지 출처 : LG전자 보도자료>

OLED(유기 발광 다이오드)는 유기 화합물층으로 이뤄진 LED 반도체 소자 중 하나다. OLED와 대비되는 기술은 LCD다. LCD는 액상 디스플레이의 약자다. 이전까지 시장의 주를 이루던 브라운관 형태의 CRT를 대체해, 21세기 들어 주류 디스플레이 기술로 급부상했다. OLED는 여기에서 더 진보된 기술로, 빛을 내는 소자를 탑재한 디스플레이를 이야기한다. LCD와는 달리 백라이트가 필요 없기에 얇게 설계할 수 있으며, 가독성의 측면에서도 LCD보다 뛰어나다. 스마트폰을 보자면 구세대 아이폰의 경우가 대표적인 LCD 디스플레이의 제품이며, 얇게 디자인된 최신 스마트폰은 대부분 OLED 디스플레이 기술을 탑재하고 있다.

▲ LG전자 시그니쳐 OLED R 홍보 영상

<출처 : Youtube LG Global 채널>

OLED는 앞서 이야기한 대로 얇게 설계할 수 있어 경량화가 쉽고, 가독성도 뛰어나다. 소자가 스스로 빛을 내는 형태라, 어두운 영상을 표시할 때는 소자 전력 소모가 줄어들기 때문에 전력 효율도 좋은 편이다. 반면 LCD 디스플레이는 백라이트를 사용하기에, 화면의 어두움이 전력 효율에 큰 영향을 미치지 못한다. 다만 발광 소자의 수명이 짧은 편이기에, 같은 색을 오래 노출한 경우에는 번인 현상이 일어나기 쉽다. 화면이 얼룩덜룩하게 비치는 OLED TV는 디스플레이에 번인이 일어난 상태라 할 수 있다. TV에 사용할 수 있는 대형 OLED 디스플레이는 LG디스플레이가 대량 생산하는 상황이며, 그래서 주로 LG전자의 프리미엄 TV에 주로 탑재된다.

(2) QLED(Quantum dot display)

▲ 삼성전자의 Neo QLED 8K TV

<이미지 출처 : 삼성전자 보도자료>

QLED는 OLED와 함께 LCD를 대체할 차세대 디스플레이로 주목을 받는 기술이다. QLED의 Q는 퀀텀닷(Quantum Dot)의 약자다. QLED는 OLED보다 LCD에 더 가까운 디스플레이 기술이라 할 수 있다. QLED 디스플레이에는 퀀텀닷(양자점)이 활용된다. 퀀텀닷은 전기적 성질을 띤 나노미터 크기의 반도체 입자로, 빛 에너지를 받으면 스스로 색을 낸다. 이러한 성질을 활용해, QLED TV는 빛(백라이트)을 퀀텀닷 필름에 통과시켜서 색의 순도를 높인다. 스스로 빛을 내는 유기물질에 전류를 통하게 만드는 OLED와는 달리, LCD 디스플레이처럼 백라이트를 필요로 한다는 점이 가장 큰 차이점이다.

▲ 삼성전자 Neo QLED 8K 홍보 영상

<출처 : Youtube Samsung Korea 채널>

QLED 디스플레이의 가장 큰 장점은 수율이 안정적이며 생산단가도 저렴하다는 점이다. 또한 OLED와는 달리 소자를 태우는 형태가 아니기에, 번인 걱정도 덜 수 있다. 색감 또한 준수해, 보는 사람에 따라서는 OLED보다 QLED의 색감을 선호하기도 한다. 다만 OLED 디스플레이와는 달리 백라이트가 반드시 필요하기에, 제품의 부피는 OLED TV보다 상대적으로 두꺼울 수밖에 없다. 현재 QLED 분야는 삼성전자가 적극적인 투자와 활발한 제품 개발을 이어가고 있다. 삼성전자는 지난 2019년 10월, QLED 디스플레이에 13조 원이 넘는 금액을 투자할 계획임을 밝힌 바 있다.

 밝은 곳은 밝게, 어두운 곳은 어둡게 했을 뿐인데? 

TV를 통해 우리가 확인할 수 있는 영상은 날이 갈수록 선명해지고 있다. 이는 화소가 많아지면서 화상이 또렷하게 표시되는 것과 함께, 색상의 대비가 커진 영향도 크다. HDR은 색상 대비에 관련된 기술이다. High Dynamic Range의 준말로, 디스플레이가 한 화면에서 표시할 수 있는 밝은 부분과 어두운 부분의 간극에 대한 기술이다. 이것이 넓을 수록 영상은 더욱 풍성하고 선명하게 이미지를 표시할 수 있게 된다. 반면 이것이 좁으면 색상은 선명하게 표시되지 않고, 전체적으로 희뿌연 모습을 나타내게 된다.

(1) HDR 10, HDR 10+

HDR 기술을 위한 다양한 포맷이 존재한다. 그중에 가장 널리 알려진 것은 'HDR 10'일 것이다. 이는 소비자기술협회(CTA)에서 정의한 포맷으로, 10비트의 색 심도와 최대 1,000nit의 휘도를 지원한다.  이 기술에서 보다 발전된 것이 HDR 10+다. 기존의 포맷을 보다 개선시킨 것으로, 심도는 동일하게 10비트를 지원하며 휘돚는 최대 4,000nit로 증가했다. HDR 10과 10+는 로열티를 지급하지 않아도 되는 무료 포멧으로, 다양한 스마트 TV에 폭넓게 채택된다. 우리나라에서는 'HDR 10+ 테크놀로지' 합작회사를 설립한 삼성전자가 자사의 제품에 적극적으로 탑재하는 기술이다.

(2) 돌비 비전 (Dolby VISION)

▲ 돌비 비전의 워크 플로우 영상

<출처 : Youtube Dolby 채널>

돌비 비전은 돌비(Dolby)사에서 개발한 포맷으로, HDR 10과 달리 별도의 라이선스를 지불해야 사용할 수 있다. 비용이 소모되기는 하지만 HDR 10과 10+에 비하자면, 훨씬 많은 장점을 가지고 있는 포맷이라 할 수 있다. 색 심도는 12비트까지 폭넓게, 휘도는 10,000nit까지 지원한다. 스마트 TV를 비롯해 스마트폰, 태블릿PC, 콘솔 게임기에 이르기까지 다양한 디바이스가 지원하며, OTT 플랫폼에서도 돌비 비전 콘텐츠를 찾아볼 수 있다(플랫폼이 돌비 비전을 지원한다고 해서 모든 콘텐츠에 적용되는 것은 아니다).

(3) HLG(Hybrid Log Gamma)

▲ Sony가 제작한 HLG 화질 샘플 영상

<출처 : Youtube Sony Camera 채널>

HLG(Hybrid Log Gamma)는 영국의 BBC와 일본의 NHK가 합작해 만든 HDR 포맷이다. 방송사가 주도해 개발한 TV 방송용 포맷이라 할 수 있다. HLG는 HDR을 지원하지 않는 TV에서도 콘텐츠를 볼 수 있도록 만들어졌다는 데에 의의가 있다. HDR 지원 디바이스에서는 HDR로, 지원되지 않는 디바이스에서는 SDR(Standard Dynamic Range)로 신호를 변환해 표시되는 것이다. 이는 HLG 포맷이 베이스는 SDR을 삼고, 그 위에 HDR 정보 레이어를 추가하는 방식으로 이뤄졌기에 가능한 것이다. 스마트 TV가 HLG 포맷을 지원한다는 이야기는 곧 방송국에서 송출되는 프로그램을 HDR 콘텐츠로 감상할 수 있다는 것으로 이해하면 된다.

 HDMI가 그냥 다 똑같은 HDMI 아닌가? 

또한 주의해서 볼 필요가 있는 스펙이 바로 외부 입력단자인 HDMI다. 2002년 처음으로 제작된 디스플레이 인터페이스 커넥터 규격으로, 영상은 물론 음성 신호까지 전송할 수 있다. 2002년 첫 버전인 HDMI 1.0의 개발이 시작됐으며, 동년 12월에 표준이 완성된 규격이다. 현재는 2013년부터 보급되기 시작한 2.0버전, 그리고 2017년 11월에 제정된 2.1버전이 가장 널리 쓰이는 추세다.

(1) HDMI 2.0과 2.1의 차이

HDMI 2.0과 2.1은 규격이 동일해 디자인으로는 구분해 낼 수 없다. 두 버전의 가장 큰 차이는 생김새가 아니라, 단위시간 내에 전송할 수 있는 데이터의 크기에 있다. 전송대역이 2.0은 18Gbps, 2.1은 48Gbps다. 대역폭의 차이로 인해서 달라지는 점은 표현할 수 있는 해상도와 프레임의 한계치로 나타난다. 기기에 따라, 디바이스의 성능이 받쳐주더라도 2.0버전의 HDMI로는 표현할 수 없는 해상도를 2.1로는 할 수 있게 된다. 일반적으로 HDMI 2.0은 4K 60프레임의 영상을 표현할 수 있으나, 그 이상의 규격을 가진 경우는 지원되지 않는다.

(2) 귀가 고급이라면... eARC?

▲ ARC와 eARC 차이를 설명하는 동영상

<출처 : Youtube Sony Electronics US 채널>

HDMI 규격을 살펴볼 때 살펴야 하는 또 하나의 스펙은 ‘eARC(enhanced Audio Return Channel)’이다. 이는 홈시어터에 관련된 사양이다. 직역하면 ‘향상된 오디오 리턴 채널’이라는 뜻으로, HDMI 2.1 규격의 대역폭과 속도가 대폭 상향되면서 구현된 기능이라 할 수 있다. 이전 버전에서는 불가능했던 무압축 다중 채널의 오디오 정보 전송이 2.1이 되면서 가능해졌다. 이를 통해 별도의 광학 케이블 연결 없이도, HDMI 케이블 하나만으로 고품질의 오디오를 재생할 수 있는 것이다. eARC를 지원하는 스마트 TV라면 고품질의 오디오를 재생할 수 있는 스피커도 함께 장만할 것을 추천한다.

 ALLM? VRR? HGIG? 게임도 공부해야 할 수 있구나! 

그나마 지금까지의 정보는 개략적인 정보는 유추할 수 있는 정도의 것이었다 할 수 있을 것이다. 하지만 게이밍의 영역에 들어가면 실로 생소한 용어들을 매우 많이 접하게 될 것이다. 새로운 스마트 TV 모델의 보급을 이끄는 하나의 축은 OTT며, 나머지 하나의 축은 ‘게임’이라 해도 좋을 것이다. 차세대 콘솔 게임기가 출시되면서 게임이 표현할 수 있는 그래픽은 더 정밀해졌다. 이를 온전히 즐기기 위해서는 고스펙의 TV가 필요한 시대다. 게임(특히 콘솔 게임)에 관심이 많은 이들이라면 게이밍 관련 스펙도 꼼꼼히 따져봐야 할 것이다.

(1) 부르르 떨리는게 VRR이 아니라....

▲ 플레이스테이션 5의 VRR 적용 전과 후 비교 영상

<출처 : Youtube ElAnalistaDeBits 채널>

게임이 초당 재생하는 이미지의 수를 ‘프레임’이라고 부른다. 120프레임이라면 초당 120장의 이미지가 연달아 출력되는 것을 이야기한다. 최근의 게임들은 TV를 통해 고품질의 영상을 높은 프레임으로 게이머에게 보여준다. 하지만 모든 게임이 정해진 프레임대로만 구동되는 것은 아니다. 화면에 보여주는 오브젝트가 많아지고 화려한 효과가 재생될 때는 일시적으로 프레임을 떨어트리는 식으로 하드웨어 성능과 타협을 하기 마련이다. VRR(가변 재생률)이라는 스마트 TV의 기능은 이런 때 활용된다. 게임 콘솔 또는 PC에서 출력되는 프레임 속도를 TV의 재생률과 일치시키기 위해, 디스플레이가 실시간으로 주사율을 조정하는 기술이다. VRR을 지원하는 스마트 TV는 이 스펙을 지원하지 않는 TV보다 훨씬 게임의 끊김 현상이 덜하다.

(2) 절대 알람을 울려주지 않는 ALLM

▲ ALLM ON/OFF를 알기 쉽게 보여주는 영상

<출처 : Youtube Digital Immortals 채널>

ALLM은 ‘자동 저지연 모드’를 뜻한다. 게임은 사용자의 조작을 받아들여, 이를 즉각적으로 디스플레이를 통해 보여주는 구조를 가지고 있다. 마우스나 게임 패드를 움직이면, 그에 맞춰 게임 속의 캐릭터나 커서가 움직여야 한다. 이 반응에 ‘시차(인풋렉)’가 발생할 경우에 게이머는 어색함을 느끼고, 역동적인 화면이 펼쳐질 때는 멀미를 일으키기도 한다. ALLM은 스마트 TV가 자동으로 인풋렉이 제일 낮은 모드를 찾아주는 기능을 이야기한다.

(3) HGIG는 좀 새로웠다

▲ LG OLED TV를 통한 HGIG 적용 전, 후 비교 영상

<출처 : Youtube MR4K UPSCALER 채널>

HGIG는 HDR Gaming Interest Group의 약자다. 스마트 TV 제조사는 각기 다른 노하우를 가지고 있고, 또 다른 철학을 보유하고 있다. 어떤 화면을 소비자에게 보여줘야 할지 생각하는 바가 각기 다르기에, 제품마다 표현하는 색의 온도와 밝기도 달라지기 마련이다. 심지어 같은 제조사의, 같은 라인업의 디스플레이가 다른 분위기의 화면을 표현하기도 한다. HGIG는 제작사들이 구현한 사양이 천차만별이라, 게임 제작사가 의도한 밝기의 베이스를 맞춰주는 기능이다. 어느 디스플레이에서 게임을 구동하더라도 게이머들이 비슷한 결과물을 즐길 수 있도록 하기 위해 개발된 기능이라 정의할 수 있다.

 VGA의 자강두천, 싱크가지고도 전쟁중? 

다음으로 살펴볼 기능은 ‘지싱크’와 ‘프리싱크’다. 이는 모니터 테어링 현상과 관련이 있는 사양이다. 테어링 현상은 모니터에 화면을 출력했을 때, 일정 영역에서 마치 찢어진 것과 같은 이미지가 노출되는 현상을 이야기한다. 이는 디바이스와 디스플레이의 초당 프레임 개수가 맞지 않음으로서 생기는 현상이다. 모니터의 주사율은 60Hz인데 디바이스가 그 이상의 재생율로 결과물을 송출할 때, 한 화면에 복수의 프레임이 그려지면서 테어링 현상이 나타나는 것이다. 지싱크와 프리싱크는 이러한 현상을 방지하기 위해, 디스플레이의 주사율을 일정 주기로 갱신하는 기능이다. 이는 스마트 TV를 노트북이나 PC에 물려서 사용하는 이들이 주로 살펴봐야 할 기능이다.

(1) 엔비디아의 자존심, G-Sync

▲ NVIDIA G-Sync의 구동 원리

<출처 : Youtube NVIDIA 채널>

지싱크는 지포스 그래픽 카드를 제조하는 엔비디아에서 만든 기술이다. 지싱크를 지원하는 스마트 TV에는 지싱크 모듈이 탑재돼 있다. 지싱크 모듈은 재생되는 콘텐츠의 프레임 수에 맞춰서, 디스플레이에 출력되는 결과물에 후처리를 가하게 된다. 만약 PC에서 재생되는 콘텐츠 프레임 수가 60FPS고 모니터의 주사율이 144Hz라면, 지싱크 모듈을 통해 콘텐츠 프레임 수가 144FPS로 조정되는 것이다. 조정되는 것은 콘텐츠 결과물이며, 디스플레이의 주사율은 조정되지 않는다.

(2) 영원히 질 순 없어! AMD Free-Sync

▲ AMD Free-Sync 구동 원리

<출처 : Youtube AMD 채널>

프리싱크 또한 지싱크와 유사한 기술이다. 그래픽 카드가 출력하는 프레임 수만큼 디스플레이의 주사율이 달라진다. 다만 콘텐츠의 프레임 수가 디스플레이의 주사율보다 낮을 경우에는 동작하지 않는다. 오로지 프레임 수가 더 높을 경우에만 작동한다. 이 기술은 그래픽 카드 시장에서 엔비디아의 라이벌격의 위치에 있는 AMD가 만든 것이다. 다만 AMD 프리싱크는 지싱크처럼 전용 모듈을 필요로 하지 않는 소프트웨어 기술이다. 프리싱크 인증에 필요한 라이선스 비용도 요구되지 않는다. 그래서 시장에서는 지싱크 기술을 탑재한 모니터보다, 프리싱크를 지원하는 모니터가 훨씬 저렴한 가격에 공급되고 있다.

 돌로 된 비가 내려서 돌비?? 거기에 애트모스, DTS까지?

마지막으로 살펴볼 것은 스마트 TV의 사운드에 관련된 용어다. 여기에서 주로 등장하는 용어는 크게 두 가지로, 하나는 ‘돌비 애트모스(Dolby Atmos)’며, 나머지 하나는 ‘DTS’다. 이는 TV가 출력하는 ‘입체음향’ 기술이다. 오디오 원음을 훨씬 웅장하게 표현하는 것으로, 특히 영화를 볼 때 유용하게 활용된다. OTT 플랫폼에서도 콘텐츠 차원에서 이 기능을 지원하는 것들을 만날 수 있다.

(1) 입체 사운드의 대명사, 돌비 애트모스

▲ 돌비 애트모스 데모 영상

<출처 : Youtube Dolby 채널>

돌비 애트모스는 돌비 비전을 제공하는 돌비사의 기술로, 돌비 애트모스는 5.1채널 이상의 홈시어터 환경을 구축하지 않더라도, 스피커 숫자에 상관없이 입체음향을 즐길 수 있는 기술이다. 홈시어터가 하나의 스피커에 온전한 하나의 소리가 재생되는 것과는 달리, 이 기술은 스피커가 위치하지 않은 곳에서 소리가 쏟아지는 느낌을 받을 수 있다. 다만 돌비 애트모스 기술을 제대로 만끽하려면, 돌비 애트모스 규격에 맞춰서 음향 녹음이 된 콘텐츠여야만 한다.

(2) 전통의 강호, DTS

▲ DTS:X 테스트 영상

<출처 : Youtube 4K Clips And Trailers 채널>

돌비 애트모스와 시장에서 경쟁하는 기술로 DTS를 꼽을 수 있다. DTS 기술에도 다양한 버전이 있는데, 현재 TV 분야에서 가장 활발하게 활용되는 것은 ‘DTS:X’다. 돌비사의 기술과 가장 큰 차이점은 제조사가 별도의 라이선스비를 지불하지 않고 무료로 사용할 수 있다는 점이다. 다만 DTS:X는 돌비 애트모스와는 달리 HDMI eARC로 연결돼야 하기에, 비교적 최신 기기에서만 사용할 수 있다는 단점이 있다.

기획, 편집 / 다나와 정도일 doil@danawa.com

글 / 최덕수 news@danawa.com

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