[디스플레이 이론 정리 V] 색심도와 화면 재생률, PID, 차량용 디스플레이

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색심도, 화면 재생률

색심도(색깊이) : 디스플레이가 얼마나 많은 색상을 표현할 수 있는지를 나타내는 수치

• 표현 단위 : Bit

디스플레이의 색은 한 가지 원색마다 여러 단계로 진함과 연함을 나누어 표현이 가능하다. 쉽게 설명하면 가장 밝은 부분과 가장 어두운 부분을 동일 간격으로 여러 단계로 나누어 표현하는 정도를 의미한다.

현재 대부분의 TV, 모니터, 스마트폰 등 IT용 디스플레이들은 서브픽셀이 8-bit로 구성된 픽셀당 24bit의 색심도를 표현하며, 약 1677만 컬러를 표현한다.

 

과거에는 화질의 좋고 나쁨에 대해 이야기할 때 주로 Full HD나 UHD와 같은 해상도를 놓고 비교를 했다면, 최근에는 해상도는 기본적인 성능으로 두고 여기에 더해 색과 명암에 대해 강조하고 있다.

조리개에 대해 노출도가 달라지는 것을 해결하기 위해 HDR 촬영 기술을 사용한다. 촬영 시 노출을 높고 낮은 장면을 순간적으로 동시에 각각 찍은 후 2개의 이미지를 합성하는 것

 

화면 재생률이란 1초 동안 디스플레이가 화면에 이러한 프레임을 나타내는 횟수를 의미하며, 쉽게 말하자면 1초에 얼마나 많은 장면을 표시할 수 있는지를 나타내는 수치이다.

인간의 눈은 일반적으로 1초당 15개의 프레임을 연속해 보여주면 플리커(Flicker)라 불리는 깜빡임 현상을 느끼지 않고 자연스러운 동영상으로 인식하지만, 시청 환경의 조명 조건과 화면의 크기 등의 변수에 의해 플리커를 인지할 수 없는 최솟값은 달라지는 것으로 알려져 있다.

화면 재생률이 낮은 경우에는 화면에 잔상이 남는 일명 모션 블러(Motion Blur) 현상이 나타나게 된다. 우리 눈이 정확한 화면을 보는 데에 방해가 되고, 또 눈의 피로도도 올라가게 된다. 이러한 현상을 줄이기 위해 여러 TV 기업들은 자신들만의 화질 개선 알고리즘을 탑재해 모션 블러를 감소시키는 각종 SW적 기술을 탑재하기도 한다.

 

디스플레이 재생률 ≠ 영상 프레임률

• 디스플레이 재생률이 높은 경우 영상의 프레임을 두 번씩 보여주거나, 영상 소스 프레임 2개 사이에 가상으로 예측된 이미지 1개를 삽입해 자연스러움을 높인다.
• 영상 소스의 프레임이 높은 경우는 일반적으로 중간의 프레임을 건너 뛰는 방법을 이용한다.

PID (Public Information Display)

디스플레이 가운데 특히 개인 또는 가정용이 아닌 공동, 공용 또는 외부 공간에서 정보 전달 또는 광고를 위해 사용되는 디스플레이를 통칭해 PID라고 부른다.

일반적인 LCD TV의 액정은 섭씨 약 75도까지 견딜 수 있도록 제작된다. 일반 TV의 액정 형태가 변하는 온도인 '상변이온도'가 약 85도까지 넘어서게 되면 액정은 일반적인 환경일 때보다 늦게 움직여 잔상을 일으키거나, 검게 그을린 듯 보이는 흑화현상을 일으켜 화질을 극도로 떨어뜨린다.

글로벌 PID 시장은 15년도 약 400만대가 출하됐으며, 2020년에는 1000만대가 넘을 전망으로 연평균 20.59%의 상당히 높은 증가세를 보여줄 것으로 예상된다.

차량용 디스플레이

운전자에게 필요한 정보를 제공해주는 가장 핵심적인 장치는 바로 계기판이다. 차량의 속도, 엔진회전속도, 주행거리, 연료상태와 각 기능의 정상 작동 여부를 알려주는 정보가 계기판이라 불리는 하나의 공간 안에서 모두 표시되기 때문에 클러스터라고 불린다.

하지만 디스플레이의 특성상 강한 햇빛에도 화면이 잘 보이도록 높은 시인성을 갖추도록 만들어야 한다. HUD 디스플레이를 대체하는 투명디스플레이도 연구하고 있다.

 

AVN을 내장해 차량의 각종 기기의 작동상태를 표시하고 제어할 수 있는 디스플레이를 CID라고 부른다.

버추얼 익스테리어 미러 : 삼성디스플레이가 공급하는 OLED 디스플레이는 차량 대시 보드 좌우에 각각 한 대씩 장착돼 카메라와 함께 기존의 사이드 미러 기능을 대신하며, 보다 넓은 시야를 제공해 사각지대를 감소시키고, 흐리거나 어두운 환경에서도 시인성을 높였으며, 연비와 소음이 개선되는 장점이 있다.

차량용 디스플레이의 특징 : 고휘도 사양을 갖춰야 한다. 저온과 고온에 모두 강해야 한다. 고해상도 사양을 갖춰야 한다 (PPI)

현재 주류 해상도는 100~150ppi 수준이나, 고급 차량을 중심으로 150 ~ 200ppi로 상향되고 있으며 이 비율은 2024년 20%를 넘어설 것으로 전망된다.

시장조사기관 IHS 마켓이 따르면 차량용 디스플레이는 2000년 초반 연간 3,000만대 규모였으나 2020년 전후 연간 2억대를 넘어설 것으로 전망된다. 앞으로 5G 통신네트워크 및 자율 주행 기술의 확산으로 더욱 급격한 패러다임 변화가 예상된다.