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갤럭시S5, 갤럭시 노트4, 갤럭시 탭S. 올해 삼성이 출시한 플래그십 스마트폰과 패블릿, 태블릿인데요. 삼성 제품이라는 것 외에 이들의 공통점은 무엇일까요?

우선 삼성디스플레이가 개발한 고해상도 슈퍼 아몰레드를 탑재했다는 점이고요.  가장 중요한 것은 미국 화질평가기관 Display Mate에서 ‘역대 최고의 디스플레이’라는 평가를 받았다는 사실! 실제로 이들 제품으로 사진과 동영상을 감상하면 자연 그대로의 생생한 화면과 아름다운 색감에 감탄을 금치 못하게 됩니다.

삼성디스플레이는 어떻게 최고의 디스플레이를 계속해서 개발해 낼 수 있을까요? 화질 개선을 위해 꾸준히 연구개발하고 있기 때문인데요. 좀 더 구체적으로는 화질을 결정하는 핵심 요소인 색채와 명암비, 휘도를 개선하기 위해 노력하고 있는 것입니다.

그래서 삼성디스플레이 블로그에서는 2차례에 걸쳐서 화질의 핵심 요소에 대해 알아보는 시간을 가지려고 합니다.

 

         ① 색(Color) 
         ② 명암비와 휘도(Contrast & Brightness)

 

먼저 색(Color)에 대해서 알아보겠습니다.

 

색의 3속성

색의 사전적 의미는 “빛을 흡수하고 반사하는 결과로 나타나는 사물의 밝고 어두움이나 빨강, 파랑, 노랑 등의 물리적 현상”입니다. 빛이 없으면 어떤 사물도 색을 띨 수 없습니다. 어두컴컴한 곳에서 색을 구분하지 못하는 것과 같은 이치이지요. 색은 가시광선 영역을 기준으로 빛의 파장이 짧을수록 보라색, 파장이 길수록 붉은색을 띤답니다.

여기 토마토가 있습니다. 이 토마토가 빨간지, 파란지, 혹은 녹색인지 구분하는 특성은 색상(Hue)입니다. 그리고 토마토의 빨간색이 원색의 완전한 빨강인지 오렌지색에 가까운 빨강인지, 즉 색의 양을 표현하는 것은 채도(Chroma)입니다. 또한 토마토가 밝은 곳 혹은 어두운 곳에 있는지에 따라 색이 달라질 수도 있는데요, 색의 밝고 어두움을 표현하는 것이 명도(Brightness)입니다.

색상, 채도, 명도는 ‘색의 3속성’이라고 합니다. 아래 그림은 색상, 채도, 명도의 관계를 입체로 나타낸 것인데요.

명도 기둥을 중심으로 색상이 원을 이루고 있습니다. 채도는 명도 기둥과 색상 원 사이의 거리로 표현되고 있습니다. 명도가 높아질수록 색은 밝아지고, 그 반대의 경우 어두워집니다. 명도 기둥에서 멀어질수록 채도가 높아지고, 그 반대는 낮아집니다.

색상과 채도, 명도는 수치로 표현할 수 있습니다. 포토샵 같은 프로그램을 활용해 본 적 있는 분들은 잘 아실테고요. 그렇게 색을 객관화함으로써 다양한 기기 및 인쇄매체에서 색을 일관되게 표현할 수 있을 뿐만 아니라, 디스플레이 화질을 평가하는 중요한 지표로도 활용할 수 있습니다.

 

색온도

색온도(Color Temperature)는 빛의 색을 온도로 나타낸 것인데요. 여기서 기준점이 되는 것은 흑체라고 하는 우주 공간의 검은색으로, 절대 온도 0도로 표기합니다. 색온도의 단위는 K(Kelvin, 켈빈)으로 표시하는데요. 색온도는 낮을수록 붉은색을 띄고 높을수록 푸른색을 띄게 됩니다.

촛불의 빛은 1800K, 따뜻한 형광등은 4000K, 맑은 날 북쪽 하늘은 12000K로 표시됩니다. 한낮의 태양광은 백색에 가까운 5500~6500K입니다. 디스플레이에서는 White 컬러를 맞출 때, 표준광원인 6500K의 색온도를 기준으로 하고 있습니다. 그러나 흰색에도 흰 눈과 흰 종이처럼 미묘한 색 차이가 있는 만큼 개인별, 국가별 선호하는 색온도에 차이가 있다고 하는데요. 당연히 디스플레이를 개발할 때에도 중요하게 고려해야 하는 요소 중 하나가 되겠지요.

 

색재현성

미디어 산업이 발달하면서 색을 객관적 수치로 정확히 표현하는 방법이 필요하게 되었습니다. 방송, 컴퓨터, 인쇄물 등 매체에 따라 색을 구현하는 원리에 차이가 있기 때문인데요. 동일한 사진을 컴퓨터 모니터에서 볼 때와 컬러프린터로 출력했을 때 색이 달라보이는 것도 그러한 이유에서입니다.

그래서 빛의 물리량과 단/중/장파장값을 수학적으로 분석하여 일종의 ‘지도’를 만든 것이 바로 색좌표계입니다. 최초의 색좌표계는 1931년 국제조명위원회(Commission Internationale de l’Eclairage, CIE)에서 만든 CIE 1931입니다. 이 체계는 이후 CIE 1976으로까지 발전합니다.

색재현성은 이 CIE 색좌표계를 바탕으로 디스플레이가 색을 표현할 수 있는 영역을 말하는데요. 가장 많이 사용되는 기준은 NTSC(미국 TV 방송규격심의회)에서 정한 표준 색표현 영역입니다. 예를 들어 NTSC 기준 120%라면, NTSC 색표현 영역보다 20% 더 많은 색을 표현할 수 있다는 뜻이지요. 최근 디지털 기기가 발전하면서 NTSC 외에도 sRGB, Adobe RGB 등이 사용되고 있습니다.

sRGB는 1996년 마이크로소프트와 HP가 협력하여 윈도(Window) 운영체제를 위해 만든 표준 색표현 영역인데요. 인쇄할 때 녹색과 푸른색 영역이 제대로 표현되지 않는 문제가 있습니다. 특히 아름다운 자연 풍경의 색상들은 sRGB 표준에서는 제대로 표현하는 것이 불가능 했는데요.

그래서 포토샵 등으로 유명한 Adobe가 1998년 만든 색표현 영역이 Adobe RGB입니다. 이는 sRGB 대비 30%나 더 많은 색을 표현할 수 있는 만큼, 주로 디자이너, 사진가 등 전문가들이 사용하고 있습니다.  갤럭시 S5, 갤럭시 노트4, 탭S의 슈퍼 아몰레드 디스플레이는 기존 아몰레드로는 구현하지 못했던 고해상도의 화면에 Adobe RGB 기준 100%의 색재현을 구현하고 있습니다. 전문가들이 슈퍼아몰레드를 최고의 디스플레이로 인정하는 이유겠지요?

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