TV방송의 화면 해상도 변천

  1890년대부터 영화영상이 4:3(1.33:1)의 비율로 시작되었고 35 mm의 영화가 대표적이다.

  1930년대 말부터 텔레비전이 탄생하면서 영화영상을 따라 그 비율을 그대로 적용됐다. 그러나 영화계는 1950년대에 텔레비전의 급속한 발달에 밀려 차별화의 필요성 때문에 사활을 걸고 연구하게 되었다. 영화영상은 관객이 현장에서 바라본 그대로의 영상을 전하고자 하는 임장감(臨場感)을 중요하게 생각하여 시네마스코프(Cinema-Scope) 형태로 개발되면서 화면비율은 2.35:1이 되었다.

  그 외 미국의 비스타비전(Vistavision)은 1.85:1, 유럽의 비스타비전은 1.66:1 등 여러 가지가 있다. 일본 NHK 기술연구소는 지금의 HDTV의 전신인 아날로그 방식의 하이비전(H-Vision)을 창작하면서 시각적 연구로 화면비율을 1.67:1을 돌출해 냈다.

  그러나 디지털 HDTV가 탄생하면서 미국 ATSC가 주축이돼 일본과 다른 영화화면 비율에 가까운 1.78:1을 제안했고 ITU(International Telecommunication Union)에서 확정하여 HDTV의 비율은 통일된 16:9(1.78:1)로 결정됐다.

   그래서 HDTV(High Definition TV)는 16 : 9의 구조가 됐고, 반면에 그간 사용되던 1.33:1(4 : 3) 구조의 일반 TV를 SDTV(Standard Definition TV)로 구분해 부르게 됐다.  외형 구조뿐 아니라 사용되는 주사선 수도 달라  SDTV는 수평주사선 수가 525이지만 유효수평 주사선 수를 480 line으로  해서 수직 주사선수는 480 X 4/3 = 640 line 됐다. 따라서 SDTV의 해상도는 480 X 640이다. 그런데 디지털 방식이 되면서 촬영하는 카메라는 480 X 720까지 확대해 사용되기도 한다.

  여기서 유효수평주사선이란 무엇인가?  525 line를 사용하지만 우리 눙에 들어올 수 있는 실제 유효한 주사선이란 의미다. 왜 손실돼는 주사선이 나올까? 이유는 계속해서 보내지는 한자리에 머물러 있다면 같은 화면이 계속 되겠지만 비월 주사방식에서 보면 525 line 중  처음 field 에서 262.5 line을 주사하고 수직으로 위로 올라가 따시 다음 field 262.5를 주사하여 완전한 한 화면(Frame) 완성한 후 다시 새로운 영상을 주사하기 위해 첫번째 주사할 곳으로 수직 이동해야한다.

  그런데 이 수직이동 시간에도 수평주사가 멈출 수 없다. 그 수직 기간 동안 허실되는 수평주사선 수는 아날로그에서는 전체의 약 0.8 %, 디지털에서는 약 4%가 된다. 

  따라서 525 X 0.08 = 42 가 됨으로 525 - 42 = 483 line 가 되어 약 480으로 본다. 그리고 디지털에서 750 x 0.04 = 30 이 되어 750 - 30 = 720 line이 되고, 1125 X 0.04 =  45이 되어 1125 - 45 = 1080  line의 수평유효주사선 수를 얻게 된다.     

  또한 HDTV는 2가지 형태를 사용할 수 있게 하여 수평주사선 수를 750 line과 1125  line 으로 했다. 지금에 와서 수평유효주사선 수가 720 line인 화면은 유명무실해지고, 새로운 TV방송 영상콘텐츠의 대부분은 1080 lie을 사용해 제작되고 있다.  

    본래 우리 눈의 특징으로 TV 수상기로  가정에서 시청할 때 크기를 약 36인치 또는 40인치로 봤을 때 수평 주사선의 수가 1,000 line이나  2, 000  line 또는 3,000 line 이상이 되어도 눈으로 화질을 식별할 수 없다는 결론이 나왔기 때문에 HDTV의 수평주사선 수를 1,000 line 보다 조금더 큰 1125 line으로 결정했다. 

  좀더 자세히 말하면 SDTV는 수평주사선 수가 미국 NTSC방식의 525 line과 유럽의 PAL방식의 625 line이 사용되었지만 HDTV로 진전되면서 두 방송방식에서 UP Comverting 할 때 가장 유용하도록 최소공배수인 1125 line을 채택했다. 그러나 지금에 와서 UDTV(Ultra high Definition TV) 또는 SHTV (Super High Definition TV)가 논의 되고 있다.

  그런데 디지털의 발전으로 TV수상기를 대강당이나 극장 등에서 필요로 하는 크기인 80 인치, 120인치, 앞으로 더 크게 만들 수 있음으로 해서 1125의 2배인 2250 line 이나  4500 line을 수용해야  할 필요성이 대두 됐다. 여기에 새로운 경제적 돌파구 문제까지 결부되면서 더 좋은 해상도문제가 불거져 나오고 있다. 

  그러나  일반 가정에서 약 50인치 이상의 TV수상기가 꼭 필요할까? 한번 생각해 볼 문제다. 그렇지 않다면 경제적으로 소비자에게 불합리하다는 생각이 든다. 우리 가정의 거실 크기로 볼 때 일부를 제외하고 42인치 정도라면 적당하지 않을까?  그렇다면 수평주사선 수가  2,,000 line이나 4,000 line이 넘는 UHTV(4K)나 SHTV(8K)로 방송의 송수신 시설이 된다는 것은 전파낭비과 전력낭비 등 실효성에서 뒤떨어진다.  상업적 경제문제 돌파구를 제공하기 위해 소비자가 희생돼서는 안 된다.

   다른 이야기지만 지금 스마트폰 경쟁에서 약 7인치 이하의 크기에서 수평유효주사선 수가 720 line의 HD급이면 만족한데 더 많은 비용을 들여 Full HD급인 1080 line을 경쟁적으로 채택하면서 과대 선전하는 것은 비용에 비해 효용가치가 없는 출혈경쟁이다. 그 비용만큼 가격을 인하는 것이 소비자를 돕고 자신들의 생산비도 절감하는 방법이다. 지금 스마트폰에서 Full HD를 사용하고 있는 분들은 LTE방법을 채택했어도 데이터 전송이 늦어 영상을 재생할 때 자주 끊기는 경험을 할 것이다. 오히려 비싼 삾을 치루고 불편한 경험을 하리라 생각한다.

  물론 카메라의 성능은 수평주사선 수가  높아질 수록 좋다. 과거 Film을 사용하던 시대와 같이 수평주사선 수가 무한대일 경우 촬영되 영상을 HDTV 방송방식에 맞도록 Down Converting 할때 수평유효 주사선 1080 line을 모두 수용할 수 있어 매우 좋은 해상도를 갖는다. 

  우리가 과거 CF제작에서 Flim으로 제작하던 것을 상기하면 쉽게 이해가 될 것이다.  일반 Video Camera로 제작한 CF보다 Film으로 제작한 CF의 화질이 현격히 좋았음을 알 수 있다.