이 정도는 알아야 할 영상이야기 PART.2

저번 호에 영상이야기를 했다가 필요 이상에 알뜰신잡 같은 필름이야기를 쓸데없이 길게 하는 바람에 정작 공연장에서 가장 많이 쓰고 다루는 출력장치 빔 프로젝터(Beam Projector)와 LED 패널에 대한 이야기를 못하고 끝이 났다. 그래서 졸지에 어쩔수 없이 후속편을 할 수 밖에 없게  되었다. 그것도 공연도 많고 정산할 것도 넘쳐 나는 12월에...내 팔자야...
그렇지만 결자해지를 해야 한다는 심정으로 다시 기고문을 이어간다. 지난 호에는 영상의 입력장비에 대한 대략적인 설명이 있었다. 그럼 들어오는 것이 있으면 나가는 것도 있어야 하겠지? 그래서 이번 호에 할 이야기는 영상의 출력장비에 대한 이야기다.

출력장비에는 지난 호에 프로젝터, LED 패널, 디스플레이 모니터 등이 있다고 했다. 이번 호에는 프로젝터와 LED 패널에 대해 좀 더 자세히 알아보도록 하겠다.

한편의 영화가 제작되면 그 영화의 완결은 일반 관람객에게 유료로 상영되는 것이다. 그 영화를 감상할 수 있는 장소를 영화관이라 불렸고 영어로는 Cinema 라고 불린다고 하였다. 영화관에서 영화를 상영할 수 있게 해주는 장비를 영사기라고 한다.

음향에서 소리를 수집하는 마이크와 소리를 방출하는 스피커의 구성원리가 같듯이 영사기의 구성원리는 카메라와 같은 매카니즘으로 작성한다. 카메라는 빛을 통해 보여지는 시각정보를 모이는 역할을 하지만 영사기는 그 시각 정보를 내보는 역할을 한다. 모으고 내보내는 기능을 하기 위한 필수 조건은 바로 ‘빛’ 이 있어야 한다.

벽에 시각정보가 저장된 필름에 빛을 비추게 되면 색과 형태의 시각정보가 상영되고 가까이에서 비추면 작게 되지만 멀리서 비추면 크게 되어 여러 명이 볼 수 있는 큰 화면이 된다는 것을 알게 되었다. 그리고 활동사진처럼 필름을 빨리 돌리면 마치 화면이 움직이는 것처럼 보인다는 것을 발견하게 되었다. 그것이 바로 영화의 탄생이며 최초의 영화는 프랑스의 뤼미에르 형제가 1896년에 제작한 ‘열차의 도착’ 이었다.

프랑스 카페에서 이 영화가 상영될 당시 영화를 보던 관객들은 열차가 역에 진입하는 장면을 보고 정말 열차가 자기에게 달려오는 줄 알고 도망 나갔다고 했다는 썰이 있을 정도로 이 영화의 상영은 당시 매우 큰 이슈였다. 영화용 카메라를 처음 발명하는 것은 1891년 미국의 에디슨이었다. 발명 후에 영상을 촬영을 하고 상영도 했을 것이다. 그러나 1896년 뤼미에르 형제의 ‘열차의 도착’을 최초의 영화로 보는 것은 카페에서 돈을 받고 관객들에게 상영을 한 최초의 상업영화이기 때문이다. 여기서 중요한 것이 두가지 포인트가 있다. 첫째 돈을 받고 영화를 보여주었다는 것. 둘째 여러 명의 관객 앞에서 상영하였다는 것이다.

그 중에서 우리가 주목해야 하는 것은 여러 명의 관객에게 상영하였다는 것. 여러명의 관객에게 상영하기 위한 필수조건은 여러 명이 볼 수 있을 만큼 큰 화면이 있어야 한다. 영사기를 통해 출력된 시각정보가 큰 화면으로 투사되기 위해서는 그만큼 센 빛 에너지가 필요하고 또한 필름의 시각정보를 확대할 수 있는 광학장치, 즉 렌즈가 필요하다. ‘열차의 도착’을 통해 최초로 시도된 다중 관객을 위한 상영은 이후 헐리우드의 영화 황금기를 통해 성장하였고 전 세계에 보급되었다.

이러한 영사기의 출력원리는 지금 우리가 사용하는 프로젝터의 출력원리와 같은 원리이다. 그럼 프로젝터의 구조와 원리를 알아볼까?

현재 사용되고 있는 프로젝터의 종류는 투사형태에 따라 크게 3 종류가 있다. CRT, LCD 와 DLP. 요즘 가장 핫한 레이저는 이 구분법에 들어가지는 않는다. 그럼 이 프로젝터들에 대해 알아보도록 하자.

Projector

1. CRT 방식 프로젝터

CRT 프로젝터는 초창기 프로젝터의 원형이라 할 수 있다. 20년전까지만 해도 PC를 사용할 때는 이런 모니터가 대세였고 초등학생시절 우리가 보던 TV 또한 브라운관이라하여 이와같은 형식이었다.

이 모니터는 브라운 관을 형태 빛을 투자하는 방식으로 브라운관 TV와 같은 방식이다. 이것을 CRT 모니터라 불렀다. 그러나 LCD 모니터가 보급되면서 CRT는 멸종되고 말았다. 너무 크고 해상도도 떨어졌으니까.

CRT 프로젝터는 바로 이런 브라운 관을 통해 배출된 빛 정보를 투사하는 방식이었다. CRT는 1관식과 3관식으로 나누는데 큰 화면에 선명한 화질과 색감을 원할 경우 3관식 CRT를 많이 사용되었다.

3관식은 빛의 3원색(Red Green Blue, RGB)을 3개의 브라운관을 통해 출력하고 렌즈를 통해 화각을 키우고 스크린에서 3개의 빛을 합치는 구조이다. 그만큼 초점을 맞추기 힘들기에 대체로 고정식으로 사용되었다. 또한 3개의 브라운 관이 들어가야 했기에 크기가 클 수밖에 없었다. CRT 프로젝터 또한 LCD 프로젝터가 등장하면서 멸문지화를 맞게 된다.

2. LCD 프로젝터

LCD 프로젝터의 등장은 LCD TV, LCD 모니터의 등장과 함께 등장하였다. 즉 CRT의 시대에서 LCD의 시대로 넘어가는 괘를 같이 한 것이다. 그렇다면 여기서 추정할 수 있는 것은? 프로젝터 기술의 발전은 TV 기술 발전과 같이 간다? 어느 정도는 맞고 어느 정도는 다르다. 왜? HD TV가 보급되자 HD 프로젝터가 시판되었고 4K, 8K TV가 시판되자 프로젝터 또한 4K 프로젝터가 시판되었다는 점에서는 TV 기술 발전과 같이 간다. 그러나 TV가 아무리 발전한다 해도 레이저 TV까지는? 글쎄? 암튼 LCD 프로젝터의 등장은 지금 현재 사용되는 프로젝터의 원형이라 할 수 있고 브라운관에서 LCD TV로 바뀌면서 TV의 두께가 매우 작아진 것처럼 LCD가 프로젝터에 채용되면서 소형화 경량화 되었다. LCD 프로젝터의 원리는 LCD TV와 매우 유사하다.

LCD TV는 액정이라 불리는 LCD 패널에 광원을 투사하여 시각정보를 볼 수 있는 방식이다. 현재 우리가 가장 친근하게 접하는 LCD 패널은 TV보다는 스마트폰이다. 그래서 스마트폰의 화면창을 액정이라고 불리는 것이다. LCD 프로젝터 또한 같은 작동원리로 작동한다.

다만 LCD TV는 TV의 크기만큼 LCD 패널이 커야 하지만 LCD 프로젝터는 렌즈와 광량에 따라 화면을 키울 수 있으므로 TV만큼 패널이 클 필요는 없다. 그러나 HD 급의 화질을 보장하려면 LCD 패널 또한 HD 급 정보를 담을 수 있는 크기여야 하므로 패널이 그만큼 커져야 한다. 4K라면? 그만큼 또 커져야 한다. 여기서 잠깐!

HD, 4K, 8K라는 말들이 많이 나오는데 이 의미를 잠깐 집고 넘어가자

* 해상도(Resolution)

디지털 음향에서 해상도, Resolution은 비트를 의미한다. 흔히 2의 16제곱이냐 24제곱이냐 32제곱이냐 이 의미인데 이것은 곧 다이나믹렌이지와 즉결된다. 해상도가 높아질수록 보다 깨끗한 음질을 얻을 수 있다. 그럼 영상에서의 해상도란?

SD, HD, FHD, UHD 등등의 일반인들도 흔히 알 수 있는 용어들이 나온다. 일반인들이 왜 이런 용어들을 알아야 할까? 그래야 집에 있는 TV가 구리다는 것을 인식시켜 비싼 돈을 주고 새 TV를 살 것이 아닌가! 이 말은 짧은 시간에 영상과 방송기술은 놀랍도록 빠르게 발전하였고 그만큼 새로운 장비의 교체 주기가 짧아졌다는 것을 의미한다.

이 표에 나오는 SD는 640 × 480 브라운관 TV 급 화질을 의미한다. 여기서 640은 가로, 480는 세로의 크기라고 산술적으로 생각하면 될까? 브라운 CRT TV는 14인치부터 32인치 TV도 있다.

여기서 잠깐! TV의 인치는 어떤 것을 말하는 것일까?

매우 상식적인 것이기에 패스하려고 했지만 그래도 몰라서 설명한다. TV의 인치는 대각선 길이를 인치로 환산한 것이다.

그럼 다시, 14인치 해상도와 32인치의 해상도는 2배 이상이 될까? 힌트는 이 단락의 제목에 있다. 해상도, 640 × 480는 해상도를 표현한 수치라는 것. 위 그래프에서 480 위에 Resolution이 있다. 그럼 480이 해상도를 결정하는 수치라는 뜻인데 그 480의 의미는 뭘까?

*주사선(scanning line)

TV의 주사선은 한마디로 TV 화면에 선이 그어진다는 것을 의미한다.

CRT, 즉 브라운 관 TV를 아주 가까이에서 보면 이런 선들이 보인다. 이것이 바로 주사선이다. 640 × 480의 해상도에서는 480개의 주사선이 존재한다는 의미이다. 그리고 1280×720에는 720개의 주사선이 존재한다는 의미이기도 하다. 우리 흔히 표현하는 HD, Full HD, 1920×1080에는 1080개의 주사선이 존재하고 내용으로 본다면 SD보다 2배이상 선명하다는 의미이다. 그런데 HD라 말하는 1280×720부터 뒤에 알파벳이 하나 씩 붙는다. I or P. 1080i or 1080p, 영상을 연결할 때 가장 짜증나게 만드는 것이 바로 이 i와 p 이다. 이것이 안맞으며 화면이 제대로 붙지 않는다. 도대체 왜 i와 p를 구분해놔서 이렇게 힘들게 하는지…

그럼 일단 여기서 i와 p는 무엇을 의미하는지부터 알아보자.

* 인터레이싱(Interlacing) 방식과 프로그래시브(Progressive) 방식

디지털 화면에서 화면을 송출하는 방식에는 두가지 방식이 있다. 인터레이싱과 프로그래시브 방식. 인터레이싱은 방식은 다음과 같다.

홀수번째 주사선들을 먼저 출력한 다음에 짝수번째 주사선을 출력하는 방식이다. 이 방식은 플릭커 현상이라하여 화면이 깜박이는 듯한 현상에 비교적 안정적이다. 보통 1080i 라고 하면 1080 60i 또는 59.98i, frame rate, 즉 1초에 60개의 화면이 보여진다는 의미인데 영화는 24프레임이라고 전 시간에 설명했듯이 방송에는 30 프레임이 쓰인다. 여기서 60 프레임이라면 30 프레임보다 훨씬 생동감있는 영상을 보여줄 것 같지만 홀수열 영상 짝수열 영상 60개가 보여지는 것이므로 실제로는 30 프레임과 같다고 보아야 한다.

그럼 프로그래시브(Progressive) 방식은 무엇일까?

프로그래시브 방식은 순차주사방식이라고도 한다. 주사선을 1번부터 1080번까지 순차적으로 보여준다는 의미이다. 그렇다면 홀수열과 짝수열을 번갈아 보여주는 인터레이싱방식에 비해 화면이 느릴 것 같지만 전혀 그렇지 않다. 인터레이싱방식은 CRT로부터 시작된 고전적 주사방식인데 비해 프로그래시브 방식은 디지털TV가 보급되면서 보급된 방식이고 고화질TV를 위한 방식이다. 장점은 보다 선명한 고화질을 표현할 수 있지만 플릭커라 하여 깜박이는 현상(사람의 눈으로는 감지하지 못한다)이 있다고 한다.

그럼 다시 해상도로 돌아오겠다. 해상도 표에서처럼 1280×720 부터 HD라고 표현한다. 그러나 요즘은 1920×1080를 HD, 1280×720 하프HD라고 표현하기도 한다. 이제는 보편화된 1920×1080 HD 화면에 2배의 해상도를 가진 화면을 4K, 4배의 해상도는 8K라고 말한다. 여기서 K는 0, 3개 kilo의 의미라고 보면 된다.

여기까지 해상도에 대한 설명이었다.

다시 LCD 프로젝터로 돌아가서 LCD 프로젝터로 4K의 해상도를 가지려면 그만큼 LCD 액정이 커져야 한다고 했다. LCD 프로젝터의 내부를 뜯어보면 바로 이런 방식이다.

(출처-퀀텀&MD홍 유투브)

이 프로젝터에는 5.2“ FHD 급 LCD 디스플레이어가 들어가 있다. LCD 패널 바로 앞에 45도로 꺽인 것은 거울이다. 거울에 반사된 영상이 렌즈를 통해 밖으로 출력되는 방식이다. 그리고 LCD 패널 뒤에는 강한 빛이 있는 램프가 있다. 여기 램프의 밝기를 Ansi Rumen의 수치로 표현한다.

또 여기서 잠깐! 우리가 흔히 부르는 안시, 그 의미를 알아보자

* 안시 루멘(Ansi Rumen)

ANSI(America National Standards Institute) Rumen. 빛의 밝기를 표현하는 단위로 루멘을 보통 많이 사용한다. 그러나 프로젝터에서는 단순한 루멘을 쓰지 않는다. 꼭 Ansi Rumen이라고 ANSI를 붙여 표시한다. Ansi Rumen를 측정치는 다음과 같다.

(출처-벤큐코리아 공식블로그)

40인치 스크린을 9등분하여 각각의 밝기 평균값을 안시 루멘의 수치로 정한다. 중요한 것은 렌즈에서 출력되는 빛의 밝기가 아닌 스크린에 반사된 빛의 밝기로 측정한다는 것이다.

위 사진의 프로젝터는 대략 5000 ansi 미만의 제품이다. 그러나 공연장에서 쓰이는 프로젝터의 안시루멘은 최소 10,000 안시 이상이다. 10,000 안시가 넘는 제품은 램프 1개로 밝기를 만족시킬수 없기에 2개 또는 4개의 램프를 통해 안시를 올린다.

여기까지가 CRT 이후 프로젝터 시장을 평정하였고 지금도 널리 사용되는 LCD 방식의 프로젝터에 대한 설명이었다.

3. DLP 프로젝터

LCD 프로젝터는 작고 저렴한 가격으로 프로젝터 보급에 많은 기여를 했던 제품이다. 그런데 앞서 설명했듯이 LCD 패널에 빛을 투과하며 얻어지는 영상이다보니 선명도에서 떨어지는 아쉬움이 있었다. 그래서 TV 만큼의 선명도를 주지 위한 제품으로 DLP 프로젝터가 시판되었다. DLP 프로젝터는 광원을 DMD(Digital Micromirror Device) 칩에 쏘아 반사되는 영상을 렌즈를 통해 내보는 방식이다. DMD 칩은 매우 정밀한 알루미늄 미러로 구성되어있으며 미러 1개당 1화소를 집적시키는 매우 정밀한 반도체 칩이다.

그래서 DMD 칩의 개발사는 반도체로 유명한 Texas Istrument 사이다. DLP 방식은 아날로그와 디지털에서 모두 사용되었던 LCD 와 달리 반도체로 인해 작동되는 디지털방식이 기본이다. LCD가 FHD에서 4K, 8K를 구현하려면 내장 LCD 패널이 켜져야 하는 물리적인 한계가 있다면 DLP는 같은 크기에 집적도를 높은 DMD 칩을 채용하면 되는 것이기에 부피가 커져야 하는 물리적인 한계에 LCD 보다는 자유로운 편이다. 그리고 반도체에 의해 제어되므로 영상처리 속도가 매우 빠른 편이라 화소의 표현력이 LCD에 비해 뛰어나다.

그러나 위의 그림에서 보았듯이 DLP 방식은 색을 구현하는데 단색광을 칼라휠이라는 장치를 통해 색을 입혀 구현하기에 LCD에 비해 색감이 떨어지며 어두운 느낌이라는 평을 받고 있다.

그러나 선명도가 높으며 HD 이후 4K, 8K 등 영상의 해상도가 발전하면서 DLP 방식이 보다 각광을 받고 있다.

DLP의 색표현력의 한계를 극복하기 위한 대안으로 LCoS(Liquid Crystal on Silicon, 실리콘 상층 액정)이라는 LCD와 DLP의 장점을 모두 갖는 제품이 개발되었으나 높은 가격과 적용제품이 희소하여 보급률이 매우 떨어져 있다.

여기까지 현재 사용되고 있는 프로젝터의 종류를 알아보았다.

그런데… 요즘 무엇보다 핫한 프로젝터가 있다. Lazer! 왜 레이저에 대한 설명이 없이 엉뚱한 프로젝터에 대해 떠드나 하겠지만… 레이저는 조금 다른 방식의 접근이 필요하다. 지금까지 설명한 프로젝터의 방식은 필름에 투사를 하느냐 아니면 다른 것에 투사하느냐와 같은 투사방식에 따른 구분이었다면 레이저 프로젝터의 접근은 필름에 어떤 빛을 주는냐에 따른 구분이다.

광원(Lamp or other)

• UHM(Ultra High Performence) Lamp

프로젝터의 광원은 바로 위의 그림처럼 램프다. 보기에는 그냥 전구다마처럼 보일지 모른다. 그런데 조명기에 들어가는 램프들을 보면 전기소모량이나 가격이 장난아닌 것처럼 프로젝터의 램프는 조명기만큼, 아니면 그보다 더 강력한 빛을 내보낸다. 10,000 안시 이상의 프로젝터에는 보통 400W 의 램프 2개 또는 4개로 빛을 모아 투사한다.

UHM Lamp, 1995년 필립스 사에서 프로젝터 용 고출력 램프로 개발되었다. 이 램프의 개발로 5,000 Ansi lumen의 고광도 프로젝터 시대가 열렸다고 할 수 있다.

이 램프방식은 필름 빛을 투사하는 영사기 형태의 가장 고전적인 형식이며 가장 보편적인 방식이기도 하다. 영화 시네마천국에서 영사기사 알프레드는 강한 빛의 내보내는 영사기의 열에 의해 화재가 나면서 시력을 잃게 된다. 영사기도 마찬가지지만 프로젝터 또한 엄청난 열이 난다. 그 열의 원인은 바로 이 램프 때문이다. 엄청난 광량을 뽑아내야 하기에 그만큼 많은 전력이 소요되고 그 전력은 빛에너지 뿐만 아니라 열에너지도 생산하며 의도치 않게 생산된 열에너지를 밖으로 내보내야 한다. 그래서 엄청난 성능의 팬을 돌려야 하고 고속으로 돌아가는 팬은 노이즈를 생산한다. 10,000 안시 이상 고출력 프로젝터는 그에 맞는 전기도 공급해야 하고 열도 나고 소리도 나는 것을 숙명으로 생각해야 했다. 그러나 시대가 진일보하면서 이 램프식 투사방식도 변하게 된다.

2. LED 광원

LED 조명기기의 보급은 생활의 엄청난 변화를 주었다. 무엇보다 전력 소비량이 낮고 수명길다는 장점으로 인해 가정에는 마음 놓고 편리하게 쓸 수 있는 조명기가 되었다. 프로젝터 시장에도 기존의 램프 방식이 아닌 LED 방식을 채용한 프로젝터가 등장하기 시작했다. LED의 장점은 작은 전력으로도 큰 밝기를 보장하기에 그만큼 열도 작게 발생하여 저속팬을 사용하여도 문제가 없어소음도가 매우 낮다는 것이다. 그리고 3,000시간대의 lamp 의 수명에 비해 30,000시간의 수명으로 인해 유지보수의 필요성이 그만큼 줄어들었다. 그러나 LED 출력의 한계로 2,000 안시 이상의 제품은 찾아보기 힘들다는 문제가 있다. 그렇지만 LED 프로젝터는 저전력으로 작동되고 소형에 휴대성도 좋아 캠핑등 아웃도어에 쓸수 있는 포터블 제품들이 많이 출시되고 있다.

3. Lazer! Lazer! Lazer!

드디어 Lazer 프로젝터에 대해 썰을 풀수 있는 시간이 왔다. 아~~~ Lazer!

Lamp 아닌 Lazer를 광원으로 쓰는 프로젝터의 등장은 프로젝터의 새시대를 열어제끼는 혁명과도 같은 변화이다. 레이저 프로젝터에 대한 설명 전에 바로 이 레이저라는 것이 어떤 놈인지 어떤 특징이 있는지 알고보자. 그럼 프로젝터에 대해서는 따로 설명하지 않아도 바로 이해할 수 있게 될 것이다.

• Lazer(Light Amplification by the Stimulated Emission of Radiation)

Lazer는 유도방출광선증폭이라는 어려운 의미를 담고 있으며 영어도 Light Amplification by the Stimulated Emission of Radiation 의 머리글자를 따서 Lazer라고 표현한다.

레이저는 전기의 발명과 함께 전기 저항등 현상을 통해 발견, 개발된 전구의 빛과 달리 인간이 인위적으로 발명한 빛이다. 그리고 올해 레이저가 발명된지 60년을 맞았다고 한다. 어릴적 우리는 만화에 등장하는 레이저 광선총에 무척 열광하였던 적이 있다.(이것에 동의하면 꼰대 인증)

레이저는 SF 물의 첨단무기로 인기 많았다. 왜 레이저가 첨단 무기가 되지? 그것은 레이저 빛 자체가 가지고 있는 에너지 때문이다. 레이저는 산업용, 의료용으로도 널리 사용되는데 레이저의 열에너지를 이용하여 금속을 절단하기도 하고, 글씨를 넣을 때, 문신을 지우거나 피부의 트러블을 제거할 때도 레이저를 사용한다.

또한 SF 영화에서 봐왔던 레이저 무기가 현실화되어 미사일 또는 드론 격추용 무기로 개발되어 상용화를 앞두고 있다.

AN/SEQ3는 금속절단기로 쓰이는 고출력 레이저 빛을 6개이상을 모아 발사하는 무기체제이며 미사일과 드론 경항공기등을 제압할 수 있다. 그리고 무엇보다 미사일에 비해 비용이 매우 저렴하다는 장점이 있다. 단 항공기를 격추할 만큼의 에너지, 즉 전기를 공급해주어야 한다. 전기료가 무지하게 든다는…이처럼 레이저는 산업 및 의료 방산까지 많은 분야에서 쓰이고 있고 이제는 영상까지 범위를 넓히게 된다.

그럼 여기서 레이저의 특징을 좀더 자세히 알아보자.

* 레이저의 특징

1. 단일한 파장
2. 높은 에너지 밀도
3. 직진성
4. 결맞춤 파동

물리학에서 말하는 레이저의 특징은 위 4가지라고 한다. 여기서 영상에서 주목해야 할 레이저의 특징은 매우 높은 직진성이다. 1969년 인간에 처음 달표면에 발도장을 찍으면서 달에 거울을 설치해 두었다고 한다. 그리고 지구에서 달에 설치한 거울까지 빛을 발사하여 그 거울에 반사되어 돌아온 빛을 측정하였다고 한다. 우리 알고 빛 중에 달까지 쏠 수 있는 빛은 무엇이 있을까? 정답은 레이저다. 여기까지 떡밥을 던져놓았는데 또 다른 무엇이 또 있겠는가? 암튼 그만큼 레이저는 멀리 보낼 수 있으며 거리가 멀어진다고 하여도 에너지가 쉽게 떨어지지 않는다.

이는 단일한 파장, 그리고 결맞춤 파동이라하여 일정한 파동이 질서있게 생성되어 에너지를 손실을 막아준다. 이는 공연 중에 사용되는 레이저 쇼만 보아도 쉽게 알수 있다. 레이저만큼 멀리 발사하며 그 에너지를 잃지 않는 빛은 거의 찾아보기 힘들다. 레이저의 이 직진성과 방향성 때문에 초고속 광통신에도 사용되고 있다.

이 레이저를 광원으로 사용한 프로젝터가 레이저 프로젝터이다. 레이저는 광원이므로 LCD 방식도 있고 DLP 방식의 레이저 프로젝터도 있다. 레이저는 다른 어떤 빛보다 직진성이 강하여 거리가 멀어지면 밟기 떨어지는 램프형 프로젝터에 비해 먼 거리에서도 안정적인 밟기를 유지할 수 있어 보다 선명한 화질을 제공하여 4K, 8K 영상 퀄리티를 보장하는데 이보다 더 좋은 프로젝터를 찾을 수 없을 만큼 현재까지 최고의 프로젝터로 평가되고 있다.

특히, 일반적인 램프타입은 전원을 켜고 예열되기를 기다려야 한다면 LED와 레이저 프로젝터는 예열 과정없이 바로 사용할 수 있다. 또한 직진성이 강해 포커스를 맞추어야 하는 문제에도 훨씬 자유롭다.

레이저 프로젝터가 대중들에게 본격적으로 알려진 것은 2018년 평창동계올림픽 폐막공연에 사용된 미디어파사드였다. 램프타입 프로젝터로는 절대 구현할 수 없을 선명하고 밟은 화질로 폐막식을 돋보이게 해주었다.

램프타입의 프로젝터로는 저 넓은 영역에 조도와 선명도를 유지하여 미디어파사드를 하기는 불가능했을 것이다. 평창올림픽을 계기로 레이저 프로젝터가 본격적으로 알려지며 보급되기 시작했다. 그러나…문제는 돈이었다. 2018년 당시 레이저 프로젝터의 가격은 정말 엄청났다. 지금도 왠만해서는 억,억 소리가 나오긴 하지만 4년 전에 비하면 가격이 매우 저렴해졌고 새로 지어지는 공연장에 레이저 프로젝터는 필수 장비가 될 만큼 레이저 프로젝터는 빠르게 보급되고 있다.

여기까지 프로젝터에 대한 대략적인 설명이었다. 다음은 LED 패널에 대해 매우 간략하게 알아보자

LED panel

저번 호에 설명했듯이 LED 패널은 전광판이다. 쉽게 말해 여러개 의 전구가 깜박이고 RGB로 색이 변하며 화면을 만드는 방식이다. 초창기에는 말 그대로 전구가 깜박이고 색이 변하는 기능은 지금과 같으나 전구의 크기가 무척 큰 편이어서 텍스트를 표시하는 정도였다면 현재는 FHD 영상을 표현할 만큼 작아지고 섬세해졌다. 보통 LED의 해상도를 표현할 때 기준이 되는 것은 Pitch 라하고 LED 전구의 사이즈로 판별된다.

사진의 LED pitch는 4mm 이다. 4mm 면 일반적인 외벽 LED 스크린 패널 정도의 해상도라고 볼 수 있다. SD 보다는 높지만 1280 × 720 보다는 조금 떨어지는 정도랄까? 1280 × 720면 92만 Pixel, 92만 화소라고 봐야하고 위 4mm pitch가 92만개 조합이 되어야 그나만 HD 화면을 표현할 수 있다. 그렇게 되려면 자연스럽게 LED 패널의 크기가 커질 수 밖에 없다.

가로 4×1280=5,120mm. 즉 5m를 만들어야 HD를 구현할 수 있다. 그래서 4mm, 3mm pitch는 건물 외벽의 전광판으로 많이 쓰인다. 공연에 쓰이는 LED는 현재는 3mm 미만 제품을 선호한다. 만약 2.5mm 제품으로 FHD의 해상도를 표현하려면 가로 2.5×1920=4,800mm, 이 또한 5m 이상의 LED 패널이 필요하다. 가로 5m 를 인치로 환산하면 2.5×1080=2,700mm, 가로 4.8m 세로 2.7m 의 대각선 길이를 구하려면 피타고라스 공식을 도입하여 산출하면 5,507mm가 나오고 이것을 인치로 환산하면 217인치가 나온다. 그러므로 2.5mm pitch LED로 FHD화면을 구성하려면 217이상이 되어야 하는 것이다. 그런데 행사나 공연에 쓰이는 LED 패널은 대체로 300인치 이상이므로 3mm Pitch LED 패널를 써도 FHD 구현은 가능하다.

LED 패널은 예초에 건물 외벽 전광판으로 개발되었기에 방우 등 극한적인 환경에 강한 편이고 LED pitch의 빛을 바로 보는 구조이기에 매우 밝아 먼 곳에서 충분히 영상을 볼 수 있어 outdoor 영상기로 이보다 더 적합한 것은 없다고 할 만큼 실외영상장치를 평정하다시피 하였다. 그러나 이 밝은 빛이 때로는 단점이 되기도 한다. 빛의 세기를 아무리 줄여도 특유의 강한 빛으로 자연스러운 영상을 구현하는데 프로젝터나 디스플레이에 비하여 분명한 한계가 있다.

그러나 투박하고 부자연스러운 LED 영상을 좀더 자연스럽게 구현하여 영사식 영화상영 시스템을 대처하려고 LG에서 시도한 제품이 있다.

LG magnit 라는 제품인데 이 제품은 기존의 거친 LED 패널방식보다 훨씬 섬세한 마이크로 LED 방식을 채널한 제품이다. 쉽게 말해 1mm 미만의 Pitch의 LED를 사용한 제품이다. 그러므로 FHD뿐만 아니라 4K, 8K까지 적은 크기에서 구현이 가능하다. 이 제품으로 극장의 영사시스템을 대처할 LED 스크린 시스템으로 구현하려는 시도를 한 것이다. 현재 LG magnit 136, 136 인치 마이크 LED 디스플레이의 가격은 4억2천만원이다. 136인치면 공연장에서 쓰는 자막모니터 정도의 크기인데 4억2천까지 magnit 136를 상,하수에 각각 달면 8억 4천이다. 그것도 자막 모니터를…헉! 그러나 섬세함 영상을 따진다면 이 이상 섬세한 영상을 프로젝터로는 구현하기에는 쉽지 않을 것으로 보인다.

LG magnit 가 활용될 수 있는 사이즈는 밑에 사진과 같은 정도일 것이다.

여기까지 LED 패널의 대한 야기를 마칠까 한다.

그리고 다음 설명을 위해 여러분께 표 하나를 보여주려한다.

차세대 디지털 비디어 규격

디지털 비디오 규격은 흔히 단자를 칭한다. 그러나 랜선을 자주 쓰는 음향감독들은 CAT5, CAT6의 차이를 아주 잘알고 있다. 랜커넥터는 똑같지만 기능 차이는 케이블에서 결정된다는… 디지털 비디어 단자규격도 마찬가지다. HDMI 1.0, HDMI 2.1은 외관상은 거의 차이가 없다. 케이블의 성능이 그 대역폭을 감당할 수 있느냐 없느냐에서 성능이 갈린다.

그리고 비디어 규격이 다른 무엇보다 중요한 것은 영상기기는 결코 단일장비만으로 동작하지 않고 케이블통한 신호전송이 여러 장비에서 이루어져야 작동하여 만약 단 1대의 장비에서라도 규격이 떨어지면 모두 하향 평준화가 된다는 것이다.

나는 공연장에 있으면서 외부 영상팀이 LED 패널을 설치할 때마다 가장 짜증나는 것이 무대와 FOH를 연결하는 신호선을 객석에 까는 것이다. 그 신호선은 대부분 광케이블이다. 보통은 LC type의 싱글 케이블인데 광인프라를 어렵게 깔아놓아도 점퍼케이블이 없다고 꼭 객석에 신호선을 깐다. 물론 대부분의 공연장에는 광인프라가 깔려있지 않다. 그렇기에 영상렌탈팀들이 광케이블을 까는 것을 당연시하는 경향도 있다. 그런데 언제까지 이렇게 객석으로 광케이블을 날릴 것인가? 이것은 음향감독들이 심각하게 고민해야 할 문제인 것 같다.

이 광케이블은 영상신호 뿐만 아니라 인터넷 통신신호도 광케이블로 전송한다. HDMI 2.1 경우도 광케이블로 구성되어 있을 경우 100m 넘는 거리도 충분히 전송한다.

그러나 문제는 대부분의 공연장 영상인프라는 연결이 편리하다는 이유로 BNC 타입의 SDI 선로로 깔려있다는 것이다. SDI 의 대역폭은 다음과 같다.

이 표는 HDMI 2.1, Displayport 1.4가 개발되기 이전의 표이기에 정확치 않다. SDI 앞에 3G가 붙는데 SDI 동축케이블도 몇종류가 있다.

문제는 건축된 지 10년이 넘은 공연장의 영상인프라로 SDI 선로가 깔려 있다면 SD SDI 일 확률이 높다. 대역폭이 작기 때문에 FHD 영상을 지원하기 어렵다는 점이다. 다행이 3G SDI가 깔려있다고 하여도 4K 영상은 지원하지 못한다는 것이다. 그렇다면 4K 이상 8K 영상까지 지원하려면 영상규격이 HDMI 2.1, Displayport 1.4 이상이여야 하거나 최근에 개발된 12G SDI 케이블을 포설되어 있어야 한다.

SDI 케이블의 중 가장 최신 규격은 12G SDI 이다. 12G SDI의 대역폭은 다음과 같다.

이 대역폭으로는 4K 지원이 가능하다. 그리고 프레임 레이트가 60p 라면 앞서 말했듯이 60i 의 2배의 해당하는 프레임레이트이므로 전송량 또한 2배가 된다. 해상도와 프레임레이트로 본다면 HD SDI에 비해 4배이상의 데이터전송률을 지원한다.

최근에 건축되거나 리모델링하는 공연장은 12G SDI 선로가 깔리게 될 것이다. 그러나 이 대역폭으로는 8K를 감당하기는 힘들다. 그렇다면 향후 지속적으로 발전되는 영상기술을 지원할 수 있는 인프라는 없을까? 레이저? 그렇다 레이저를 쓰면 된다. 레이저를 어떻게?

앞서 레이저를 설명할 때 광통신에도 레이저가 쓰인다고 했다. 즉 광통신선로를 포설해 두는 것이다. LED 영상팀이 신호선으로 광케이블을 사용하지만 입력과 출력에 광 to HDMI 컨버터를 사용한다는 것이다.

HDMI 든 DP든 광 컨버터를 거쳐서 신호를 주고 받으면 되는 것이다. 어차피 SDI 선로를 사용한다 하여도 대부분은 SDI to HDMI 컨버터를 통해 영상신호를 주고 받는다.

그리고 요즘 신형 믹싱콘솔도 이더넷으로 신호를 주고받는 대신에 아예 광포트를 추가하여 광신호를 받는 콘솔들이 출시되고 있다. 그렇다면 답은 영상과 음향을 위해 필히 광선로를 포설해야 한다는 것이다. 문제는 점퍼의 연결시 불안하다는 단자의 문제인데 이것은 차후에 충분히 개발될이라 전망할 수 있을 것 같다.

이것으로 영상편을 마무리하고자 한다.

영상을 함께 해야 하는 동료 음향감독들에게 마지막으로 한마디만 더 하자면 영상의 발전속도는 음향의 발전속도보다 훨씬 빠르다. 이 정도면 충분하다고 생각할 때 또 다른 규격과 또 다른 제품이 출시된다. 이 의미는 공부해야 할 것들이 그만큼 많다는 의미이고 그것에 조금만 늦춰진다면 밀려나게 되고 음향감독 본인의 나태로 인해 그 공연장을 이용하는 관객들은 시대에 뒤떨어지는 서비스를 받게 된다는 것이다. 조명감독들도 좋은 장비 도입 필요성을 많이 말하지만 일반 관객들이 느끼기에는 조명이 좋아졌다해도 영상 만큼의 피부로 느끼기는 어렵다. Sorry 조명.

그러므로 영상장비 개선을 위해 앞으로도 많이 노력해주시기를 바란다. 이상 끝!

• 참고자료
  YTN사이언스-인간이 만든 빛, 레이저(이병호, 서울대 전기정보공학부 교수)