AURA 한국사진학회지 2014. No.32, 158-174 스마트폰디스플레이색재현성능향상에관한비교연구 AMOLED 및 TFT-LCD 를중심으로 A Comparative Study of Improved Color Reproduction for the Latest Smartphone Displays Based on AMOELD and TFT-LCD 김현서 * Kim, Hyun suh 신수근 ** Shin, Soo Keun 이용환 *** Lee, Yong Hwan Abstract * 제 1 저자 : 중앙대학교디지털미디어박사과정 / hyunsuh.cau@gmail.com ** 공동저자 : 모니터포유 ( 주 ) 대표 *** 교신저자 : 중앙대학교사진학과교수 * 제 1 저자 : 중앙대학교디지털미디어박사과정 / hyunsuh.cau@gmail.com ** 공동저자 : 모니터포유 ( 주 ) 대표 *** 교신저자 : 중앙대학교사진학과교수 - 이논문은 2014 년도중앙대학교학술연구비를받아수행되었음.
Ⅰ. 서론 1. 문제제기가시광선 (visible light) 을이용해서정보와이미지, 동영상을재현하는디스플레이기술은지난 10년간극적인발전을이루었다. 이에따라사진미디어에대한인식도전통적인종이인화방식에서차츰디지털디스플레이기기를통해재현되는방식으로그폭을넓히고있다. 최근스마트폰및태블릿컴퓨터등의모바일기기의급속한보급에따라디지털시각매체의전달규모는이제아날로그의그것을추월하는수준에이르렀다. 1) 그러므로하나의촬영된사진이디지털방식으로어떻게디스플레이기기에서재현되는지에대한객관적인화질평가와기준에대한탐구는하나의연구과제로서인식될수있다. 과거사진이발명되었을당시사진은특정직업계층들이사용하던것으로그시대의사진가혹은기술자만이다루던독특한기법이나기술로서여겨졌다. 2) 현대에는일반소비자들이사용할수있는소형하이앤드디지털카메라가보편화되어있고다양한디지털제품을생활용품으로사용되고있다. 대부분의일반인에게카메라와사진은매우친숙한매체중의하나이며, 빠르고쉽게접근가능한도구이다. 현대인의실생활을살펴보면사진을촬영하는도구로써스마트폰을사용하는모습을쉽게볼수있다. SNS(Social Network Service) 에사진을전송하여타인들과의사소통하며, 모바일사진광고를통하여제품을인식하는경우도급증하고있다. 3) 요즘현대인들은성인뿐만아니라미취학아동시절부터스마트폰의디스플레이를통하여시각자료를접하게된다. 이러한흐름에따라스마 트폰을통한사진의생성과수정그리고출력이이루어지는과정에서어떠한경향의색상이사용되는지혹은디스플레이에서재현되는사진에대한색상평가가어떻게이루어지고있는가에대한연구가이루어질필요가있다고사료되며 인간의시각기능을바탕으로한색채지각현상의올바른정량화기술이핵심이되고있다 ( 신재철 이승배 최석진, 2011, 3) 고판단된다. 2. 연구의목적본논문의연구목적은선행논문 4) 에서계측된 LCD와 AM-OLED 의색재현데이터와현재스마트폰디스플레이화질측정결과를비교, 7년전과거에비하여색재현성능에는어떠한발전이있었는지평가해보는것이다. 이를통해스마트폰디스플레이에서재현된디지털사진의색재현경향이어떻게발전혹은변화되어왔는지탐구할수있다. 선행논문에따르면 2007년당시평판디스플레이중 LCD가휴대단말기 PC모니터, TV에이르는다양한제품에널리사용되었고 OLED는 LCD를대체할수있는차세대디스플레이로각광받았다. 선행논문은이두가지의디스플레이를대상으로계측을실시했다. 2007년선행연구에서도모바일폰용디스플레이중 LCD와 OLED를표본으로연구하였고 2014년스마트폰디스플레이역시현세대주력인 LCD와차세대주력이될 OLED 두가지로보고각각의대표적인제품을선택해비교하는것이타당하다고사료된다. 5) 본논문의연구에서는현재가장지배적으로사용되고있는 TFT-LCD 와 AM-OLED 를탑재한스마트폰 2종 (S 社 Galaxy S4와 L 社의 G2) 의색 1) 시장조사기구 IDC(International Data Corporation) 의 Worldwide Quarterly Mobile Phone Tracker 에의하면 2013 년도 2/4 분기전세계스마트폰시장공급량은 4 억 3 천대를넘겼으며이중삼성전자는약 1 억 4 천 5 백여대를판매했다. 한국미래창조과학부의조사에의하면 2013 년 8 월기준스마트폰사용자수는 3 천 6 백만여명에이른다. Ericsson mobility 보고서에따르면 2013 년 3 분기전세계 1 억만명이넘는신규스마트폰가입자가발생했고 2019 년이되면총 90 억에달하는인구가스마트폰을사용할것이라는예측을내놓았다. 2) 19 세기사진술발명이후많은사업가들이사진을통한상업적성과를얻기위해투자에뛰어들었다. 연구에는많은화학자, 과학자, 인쇄술자등의기술자들이사진기술의발전을위해협업했다. (Frizot, 1999: 37~38) 3) 미국광고산업전문잡지 Advertising Age Mobile Fact Pact (2013 년 8 월 ) 에따르면미국모바일광고금액은 2013 년 6 월기준, 약 76 억 4900 만달러인데이는 2012 년대비 43 억 6300 만달러보다 75% 증가한수치이다. 또한만 13 세이상미국인의스마트폰사용은 2013 년 5 월기준약 1 억 4103 만명이상으로조사됐다. 4) 박태용, 이철희, 하영호 (2008). 모바일폰용 TFT-LCD 와 AMOLED 의색재현성평가 (Evaluation of Color Reproduction Characteristics of TFT-LCD and AMOLED for Mobile Phone). 전자공학회 2008 년 1 월호 45 권 SP 편제 1 호, 29~37. 5) 시장조사업체 IHS 의 분기별 OLED 패널출하보고서 2013 에따르면지난 2013 년전세계 AMOLED 패널출하량이 1 4,554 만장, 2 분기 5,306 만장에이르렀다고밝혔다. 2013 년 2 분기중소형디스플레이의전체출하량은 7 억 4,300 만장으로대부분이 LCD 가차지하고있다. OLED 는중소형디스플레이시장에서 6% 를차지하고있으며, 전체휴대폰디스플레이시장에서는 9% 를차지하고있는것으로집계됐다.
한국사진학회 2014. N0. 32 < 표 1 : iphone 5 / Galaxy S4 / Optimus G2 성능비교 > A 社 iphone 5 S 社 Galaxy S 4 L 社 Optimus G 2 기술 4.0 inches IPS LCD 5.0 inches PenTile OLED 5.2 inches IPS LCD 디스플레이해상도 1136 x 640 pixels 1920 x 1080 pixels 1920 x 1080 pixels PPI 326 PPI 441 PPI 423 PPI 휘도 (100%) Brightness 556 cd/m2 Brightness 292 cd/m2 Brightness 454 cd/m2 명암비 1,356 Infinite 57348 1580 < 표 2 : iphone 4 / Galaxy S3 / Optimus GPro 성능비교 > 카테고리 A 社 iphone 4 S 社 Galaxy S 3 L 社 Optimus G Pro 디스플레이기술 3.5 inches IPS LCD 4.0 inches IPS LCD 5.5 inches IPS LCD 디스플레이해상도 960 x 640 pixels 1280 x 720 pixels 1920 x 1080 pixels PPI 326 PPI PenTile 306 PPI 401 PPI 최대휘도 (100%) Brightness 541 cd/m2 Brightness 245 cd/m2 Brightness 385 cd/m2 명암비 1,117 16468 1015 < 표 3 : 태블릿 Galaxy Note 8.0, 2,3 성능비교 > 카테고리 S 社 Galaxy Note 8.0 S 社 Galaxy Note 2 S 社 Galaxy Note 3 디스플레이기술 5.5 inches RGB Stripe 5.7 inches PenTile 8.0 inches TFT-LCD OLED Diamond Pixels OLED 디스플레이해상도 1280 x 800 pixels 1280 x 720 pixels 1920 x 1080 pixels PPI 189 PPI 265 PPI 388 PPI 최대휘도 (100%) 430 cd/m2 Brightness 225 cd/m2 Brightness 341 cd/m2 명암비 1019 more than 45000 more than 45000 재현비교화질평가를한다. 2대의스마트폰을대표적제품으로선정, 연구대상으로삼은이유는이것들이각각 LCD와 OLED의화질적측면에서가장진보되고발전된것으로평가되었기때문이며. 지난몇년간다양한스마트폰이계측테스트된결과이두제품이가장우수한디스플레이라는것이측정결과로확인할수있었다. < 표1-3> 최신스마트폰에애플社의 iphone을연구에포함하지않은이유는같은 TFT-LCD 계열제품중 iphone을계측및평가한바있으나당시에는최신이었지만본연구를수행하는시점에서는 LG전자의스마트폰에채용된디스플레이가가장진보된제품이라고평가되었기때문에본연구에서대표적인 LCD 디스플레이로사용되었다. 참고로, 애플의 iphone은 LG Display에서공급한 LCD 패널이채용되어왔다. 본논문은객관적색상평가를주제로한선행논문의연구결과에대한재해석과최신스마트폰디스플레이와의성능 ( 화질 ) 비교를포함한다. 선행연구는단순한공학적수치로서의디스플레이화질평가뿐아니라주관적화질평가라는방식을도입하여두가지측면에서비교분석한점이돋보인다. 그러나데이터측정과정에대한세부적인내용이일부생략되어있어본논문은계측및평가과정을상세히밝히도록한다. 또한선행논문에서다룬주관적화질평가는이번논문에서다룬색재현 성능향상연구와분리시켜별개의연구과제로선정하여심도있는실험논문을진행할예정이다. 3. 연구방법과범위본논문의연구방법과범위는다음과같다. 첫째, 선행논문에수록된과거디스플레이패널의계측결과를분석한다. 둘째, 최근출시된스마트폰제품중에 TFT-LCD 를탑재한 L사의 Optimus G2와 AM-OLED 인 S사의 Galaxy S4 두제품의디스플레이를계측한다. 셋째, 계측소프트웨어는 Color Taster Pro를사용한다. 계측하드웨어장비는미놀타사의 CA-210(display color analyzer) 와윈도우기반 PC 그리고계측결과를관찰할일반모니터를준비한다. 계측장비를통한스마트폰디스플레이로부터측정한항목으로는 a. 디스플레이의초기휘도 b. 기준백색색온도 c. 계조선형성과감마특성 d. RGB 채널별감마특성 e. 색재현율 f. 명암비가있으며측정결과값을바탕으로스마트폰디스플레이의색재현성능을평가하고과거의연구결과와의차이점비교분석을수행한다. 자세한연구수행프로세스는본론 2. 객관적색상평가연구방법에서다루도록한다.
4. 용어정리 1) 기준백색 : 선행논문에서사용한기준백색이란 Reference White 6) (Kennel, 2006) 의번역된용어인데디스플레이에표시된백색을뜻하는개념으로사용하였다. 2) 색온도 : 디스플레이에백색에해당하는디지털레벨을입력하여화면에백색을표시한후, 그계측된백색의색좌표 (color coordinates, CIE xy) 를절대온도 (Kelvin) 로환산하여표시하는값을뜻한다. 디스플레이에표시된백색의색조와절대온도를연계시킴으로써색감에대한정보를보다쉽게이해할수있기위하여사용하는개념이다. 정확하게는상관색온도 (Correlated Color Temperature) 라고부른다. 3) 계조선형성 : 선행논문에서사용한 계조선형성 의원래명칭은 Gray scale Color Linearity 로회색의계조별색선형성을뜻한다. 이것은백색과회색계조들의색도가일정한정도의여부를평가하는것이다. 7) 서로다른디스플레이의휘도, 감마, 색온도등의주요특성들이동일하다하더라도계조선형성이다를경우실제화면에표시되는컬러이미지나영상의색조는상당히다르게보이게된다. 6) 감마특성 : Tone Reproduction Characteristic, 즉톤재현특성이라고한다. 이는 Black부터 White까지의무채색 (Neutral Color) 의영상신호를입력했을때휘도의상대적인증가비율을뜻하는것이다. CRT는선형적으로증가하는입력값에대해비선형적인응답특성을갖는다. 즉, 입력값에대해지수함수적인휘도증가특성을갖고있는데이지수를감마 (gamma) 라할수있다. 7) 색재현율 : 산업계에서는디스플레이가표시할수있는색재현범위를뜻하는것으로, 실용적으로는 CIE xy 2차원색공간상에서 RGB 3원색의색좌표를이은 3각형의면적을색재현범위라고흔히불러왔다. 색재현율이란이렇게구해진색재현범위를 original NTSC (1953) 의색재현범위로나 눈것이다. 즉, ( 계측된디스플레이의삼원색을이은삼각형의면적 )/(NTSC의 3원색면적 =0.1582) 와같은식으로계산해서 NTSC 대비 70% 와같은식으로표시한다. 8) 명암비 : Contrast Ratio. 밝은색과어두운색간의대비를뜻하는것으로다양한계산방식이있지만, 디스플레이업계에서일반적으로사용하는방식은백색의휘도를흑색의휘도로나누는것이다. 즉, 계측된백색의휘도 ( 예 : 200cd/m 2 ) 를계측된흑색의휘도 ( 예 : 0.1cd/m 2 ) 로나누어 2000 : 1과같은방식으로표시한다. Ⅱ. 본론 1. 선행연구분석본논문은선행연구자료의분석을통하여스마트폰디스플레이의색재현기술의발전과변화를관찰하고자하였다. 선행연구는 VESA(Video Electronics Association) 의 FPDM 2.0(Flat Panel Display Measurements Ver. 2.0) 의지침에따라스마트폰디스플레이를계측함으로써색재현특성을정량적으로비교, 평가하였다. 또한색감에영향을미치는주요항목에대해일반관측자및색채관련전공자에게설문조사하는방식을추가하여주관적인화질평가도수행하였다. 본논문에서는선행연구가수행한객관적색재현특성계측결과에대한분석을실시하며이와함께선행연구에서다루어지지않았던스마트폰디스플레이계측방법에대한탐구와최신스마트폰의변화된디스플레이성능및계측결과를비교분석한다. 본론 1. 선행연구분석단락은선행연구의전체내용을발췌요약및분석한것임을밝혀둔다. 1) 디스플레이의초기상태 ( 휘도 ) 선행연구는디스플레이의기준백색측정을위하여분광방사휘도계 (Spectroradiometer) 인미놀타 CS-1000( 그림1) 을사용하였다. 이연구실 6) 이미지가재현될때 white' 라고정의되는값을가지는 3 자극치또는색도좌표의집합이다. 7) TCO Development AB (2012). TCO Certified All-in-one PSc 2.0, 98~99.
한국사진학회 2014. N0. 32 험에서는 AM-OLED 와 TFT-LCD 의패널자체를대상으로계측을수행하였으며, 보드제어프로그램을통하여두디스플레이의초기상태를조절하고자하였다. TFT-LCD 의경우 Backlight 의 Level 만조정이가능하였으며최대밝기를 200cd/m 2 에근사하도록하였고, AM-OLED 의경우조절변수를바꿔가며백색의색온도를 CIE x와y=0.31 로, CIE Y=200cd/m 2, 감마 (γ)=2.2 가되도록시도하였다. 즉, 선행연구는두개의서로다른디스플레이의계측조건을최대한통일하려한것같으나, 완제품상태가아닌디스플레이패널상태에서계측, 평가해야했던관계로휘도와색온도, 감마등을제어하는데제한을받은것으로판단된다. TFT-LCD 의경우테스트보드와제어프로그램을이용하여백라이트의가변저항을조절, 휘도만조절을하였을뿐색온도와감마는패널의기본특성이그대로계측된것으로판단된다. 이에비해, AM-OLED 의경우휘도, 색온도, 감마모두를조절하여계측하였다. 하지만, 이경우에도색온도를방송이나그래픽의표준인 D65 (x: 0.3127, y: 0.3290) 이아닌 x=y=0.31 로설정했다는것과휘도 (Y) 를 200cd/sq.m 로설정한배경에대한설명은없었다. TFT-LCD 의측정치는약 8500K에근접하여다소 Cyan 톤을띄는경향이있다. AM-OLED 는약 7500K 정도로계측되어 TFT-LCD 에비해상대적으로그래픽및방송의표준인 D65에보다가까웠다. 하지만앞서언급한바와같이 TFT-LCD 는백라이트조절을통해휘도 (CIE Y) 만을조정한데비해, AM-OLED 는휘도와색온도, 감마를모두조정한후계측한결과이므로이결과가두디스플레이패널고유의색온도특성이라고할수는없다. ( 그림2) < 그림2> (a) 플랑키안궤적및 CIE D65, D75 TFT-LCD, AMOLED 의백색 xy색도좌표 (b) 확대본 3) 계조선형성일관성과감마특성 < 그림1> 분광방사휘도계 Spectroradiometer Konica Minolta CS-1000 그림출처 www.scientec.fr 2) 기준백색의색온도비교선행연구에서는스마트폰디스플레이의기준백색의색온도 (color temperature) 를계측하기위하여 CIE XYZ ( 삼자극치 ) 를정확하게계측할수있는분광방사휘도계를이용하였다. 선행연구의그림2에는흑체궤적 (Black Body Locus=Planckian Locus; solid line) 및 CIE D65, CIE D75가표시되었고측정된 AM-OLED, TFT-LCD의백색 xy 색도좌표를제시하였다. 백색을측정한결과 선행연구는백색과회색계조의색도가일정한정도를평가하는 계조선형성 (Grayscale linearity) 측정을위해계측된회색계조들의 CIE x,y 색좌표가 CIE 1931 xy 색도도 (Chromaticity Diagram) 상에서어떻게변화하는지를관찰하였다 ( 그림3). 밝은계조에서어두운계조로갈수록 TFT-LCD 는 Yellow-Green 톤이증가되어백색이다소누르스름한톤을띄게되고, AM-OLED 의경우어두운계조로갈수록 Magenta 쪽으로색좌표가이동하여백색에핑크톤이약간섞인듯한색감이된다. 즉, 어두운회색으로갈수록백색으로부터색차이가많이발생하는것은 TFT-LCD 나 AM-OLED 나마찬가지였지만, 그경향성은매우달라서어두운색일수록 TFT-LCD는누르스름하게, AM-OLED 는불그스름하게변색되는경향을보인것이다.( 그림 3)
< 그림 3> 회색계조의색도도 ; ( 좌 )TFT-LCD ( 우 )AMOLED 4) RGB 채널별감마특성 RGB 채널별로측정된 CIEXYZ 감마특성을측정한결과특히 Green과 Blue채널에서 TFT-LCD 가최대입력값에대한톤재현커브 (Tone Reproduction curve) 가 S 자모양의특성을보인반면, AMOLED 의경우각채널별로 Black(0) 에서 White(255) 까지의단계별밝기가일정한비율로증가함을알수있다. 이와같은특성의차이는선행논문의연구실험에서 TFT-LCD 는휘도 (Y) 만조절하였고, AM-OLED 는휘도와색온도, 감마까지조절하였기때문에나오는특성이다. 8) 일반적으로 TFT-LCD 는입력되는전압의크기 ( 혹은디지털입력레벨 ) 의증가에대해 S 자형응답특성 ( 휘도증가특성 ) 을보이기때문에휘도만을조절한 TFT-LCD 에서위의계측결과와같은특성이나오는것은당연하다. 반면에 AM-OLED 의경우 Gamma 값을 2.2가되도록제어프로그램에서조절을했기때문에어느정도 CRT와유사한톤재현특성을가지도록보정 (calibration) 된것으로볼수있기때문에이특성이 AM-OLED 고유의특성이라고는할수없다. 즉, 선행연구에서보여주고있는결과차이는 TFT-LCD와 AM-OLED의고유특성간의차이만이아닌, 디스플레이고유의특성과함께기본세팅의차이가더해진것이라할수있다. ( 그림4) < 그림4> RGB채널별계조의감마특성 ( 위 )TFT-LCD ( 아래 )AMOLED 5) 디스플레이색재현율디스플레이업계에서흔히사용하는 2차원색역 9) (color gamut) 은 CIE xy 색공간에서의계산과비교이다. 선행연구에서는 TFT-LCD 와 AMOLED 의색재현범위를비교함에있어서이 CIE xy (1931) 이아닌, 여기서좀더발전한 CIE u'v' (1976) 색공간에서계산과비교를실시하였다. CIE u'v' 색공간은기존의 CIE xy 색공간이가지고있는한계인수치상의색차이 ( 색좌표간의간격 ) 와시각적인색차이간의불일치현상을계산하여보다균등한색공간이라할수있다. 10) 먼저, 계측된 RGB 삼원색의 CIE u v 색도좌표들을연결하면삼각형이되는데이삼각형의면적을 색재현범위 혹은 색역 (color gamut) 이라하며간단한계산식에의해삼각형의면적을구할수있다. 선행연구에서는이계측된 TFT-LCD 와 AM-OLED 의색재현범위를 HD방송표준인 Rec.709 (ITU-RBT.709, 국제방송통신연맹 (ITU) 의 HD방송표준 ) 및 SMPTE-C(SD 방송표준 ) 와비교했다 ( 그림5). 8) 선행논문에따르면 TFT-LCD 의경우 Backlight 의 Level 만조정이가능하였으며최대밝기를 200cd/m 2 에근사하도록하였고, AM-OLED 의경우조절변수를바꿔가며백색의색온도를 CIE x 와 y=0.31 로, CIE Y=200cd/m 2, 감마 (γ)=2.2 가되도록시도하고계측하였다. 이것으로 TFT-LCD 는휘도 (Y) 만 AM-OLED 는휘도색온도감마를조절하였음을유추할수있다. 9) 색역이란인간의눈에의해감지되거나, 디지털컬러를처리한는장비 ( 디지털카메라, 스캐너, 디스플레이, 프린터등 ) 에의해처리되는컬러들의전체범위를말한다. 각종장비의색역은가시적색공간 (visible color space) 의한부분이다. ( 조맹섭, 2006, 217.) 10) CIE UCS 라고도불리는데여기서 UCS 는 Uniform Chromaticity Scales 의약자이다. 즉, 초기의 CIE xy 색공간에비해시각적으로인지되는색차이와수치적으로계산되는색차이간의불일치가대폭줄어든것이다.
한국사진학회 2014. N0. 32 < 그림5> CIE u v 색도도에서의색역면적 TFT-LCD의경우 ITU-RBT.709 및 SMPTE-C 와대략비슷한크기의색역을가지고있었다. 이에비해, AM-OLED 는전반적으로매우넓은색역을보여주고있었지만 Blue의경우 TFT-LCD 보다도채도가낮게계측되었다. 이는 AM-OLED 의 3 원색이적절한균형을이루지못하고있음을알려준다. 즉, Green계열의색은표준보다매우진한영역까지표시가가능하지만 Blue 계열의색상은표준보다오히려채도가낮아덜선명한느낌을주게된다. 등은모니터포유社의소프트웨어인 ColorTaster Pro (CT-1P) 에의해이루어졌다. 객관적색상평가를통하여휘도 (Luminance), 명암비 (Contrast Ratio), 색온도 (Color Temperature), 색재현범위 (Color Gamut), 계조선형성 (Grayscale Color Linearity), 톤재현특성 (Tone Reproduction Characteristic, or EOTF), RGB 히스토그램그리고화면균일성 (Screen Uniformity) 등을계측, 분석할수있다. 디스플레이의컬러특성을분석하기위해서는우선표준의영상신호를 DUT (Display Under Test) 에입력한후 DUT로부터출력되는빛 ( 가시광선 ) 을측색기로계측하여야한다. 측색기는수광센서에입력된가시광선을 CIE CMF(Color Matching Function) 에의해 CIE XYZ(3자극치 ) 라는수치로변환해준다. 이렇게계측된수치데이터를다양하게수집하여인간이느끼는색감에영향을미치는주요요소들을분석함으로써디스플레이의컬러특성을파악할수있게된다. 6) 명암비 선행연구는 VESA FPDM 302-3 Darkroom contrast ratio of full screen 을바탕으로백색과블랙휘도를측정하여암실명암비를계산했다. 측정결과 TFT-LCD 는 1: 195의명암비를 AMOLED 는 1: 5000로 AM-OLED 가 25 배가넘는명암비값을가졌다. 이는곧 AM-OLED 가 TFT-LCD 에비해매우깊은블랙을재현할수있어전반적인화면의명암대비 (Scene Contrast) 를강하게해줌을알려준다. 2. 객관적색상평가연구방법본연구에사용된디스플레이계측기기는미놀타社의 Display Color Analyzer CA-210 이었으며, 계측의제어및계측된데이터의저장과분석 < 그림 6> Color Analyzer KONICA MINOLTA CA-210 이미지출처 : www.pro-lite.uk.com 1) 계측기기 Color Analyzer CA-210 디스플레이의컬러특성계측을위해사용된 Display Color Analyzer CA-210( 그림 5) 은 LCD, PDP, OLED 등의다양한디스플레이기기의휘도 (Y) 와색도 (XYZ, xy,uv, u v ), 상관색온도 (CCT, Corelated Color Temperature) 등 ) 의측정이가능하다. 본연구에활용된것과같은 CT-1P 소프트웨어등과함께사용할경우명암비, 색재현율, 톤재현특성 ( 감마 ), 균일성등의보다다양한항목에대한계측과분석이가능하다. 디스플레이기기나모니터, TV 등의제조업체생산라인에서 CA-210 단독으로도사용된다. 스마트폰
디스플레이의측정결과로서각각의패턴에대한컬러값, 즉 3자극치인 CIE XYZ를얻게된다. 그리고컬러특성의분석이용이하도록이 XYZ 값을이용하여 CIE xy, uv, u'v', CCT( 색온도 ), delt uv 등으로계산하여 data base에저장한다. 11) EOTF), RGB 히스토그램그리고화면균일성 (Screen Uniformity), RGB Histogram 등이있다. 12) 3) 계측과정및분석 사용된계측기 (CA-210) 은 1년이내에국가공인기관으로부터검수및교정을받은제품이며, 측정환경에서조도와표준조명은고려할필요가없었다. 그이유는측색기가접촉식이라외부의빛이간섭하지않으며, 측정대상이빛을반사하는물질이아니라스스로발광하는디스플레이기기이므로표준조명역시고려할필요가없었기때문이다. 휘도는디스플레이의색특성을구성하는주요요소중하나이기때문에두제품을동일하게세팅하는것이아니라가변범위를파악하고 ( 스마트폰이야외에서도사용되므로 ) 밝기최대수준에서의색특성을연구대상으로하였다. 물론, 실제계측은최소, 중간, 최대 3가지수준에서모두계측하였으나디스플레이간의차별성을설명함에있어특별히필요하지않았기때문에언급하지않는다. 또한, 측정자체도사전계측을통해예열시간과관계없이휘도와색도가유의미한수준의변화를보이지않는다는것을파악한후본계측을실시하였음을밝혀둔다. 스마트폰디스플레이의측색과정은다음과같다. 먼저, 측색할스마트폰을컴퓨터에연결한후스마트폰의내장메모리에모니터포유社에서개발한계측용동영상패턴을저장한다. 일반적인모니터나 TV 등의디스플레이제품은다양한영상신호를입력해서출력값 ( 가시광선 ) 을측색할수있지만, 스마트폰의경우영상신호를입력하거나제어할수없기때문에사전에동영상 (MPEG-2) 으로제작된계측용패턴을사용하게된다. 다음으로는 Color Taster Pro (CT-1P) 소프트웨어를컴퓨터에서구동시킨후측색기인미놀타 CA-210 을컴퓨터의 USB 포트에연결시킨다. 설정 (setting) 메뉴에서사용할측색기와신호기를선택혹은확인한후 CA-210 의 Sync도확인한다. ( 그림 7) 2) 계측프로그램 Color Taster Pro Color Taster Pro (CT-1P) 는모니터, TV, 스마트폰, 태블릿컴퓨터등의다양한디스플레이제품의컬러특성을평가하기위해개발된소프트웨어이다. 디스플레이화질평가에서가장중요한요소중하나인컬러특성을자동으로계측하고분석및평가할수있으며, 디스플레이의백색이나회색, 감마등의보정 (calibration) 에도활용할수있다. 계측가능한항목으로는휘도 (Luminance), 명암비 (Contrast Ratio), 색온도 (Color Temperature), 색재현범위 (Color Gamut), 계조선형성 (Grayscale Color Linearity), 톤재현특성 (Tone Reproduction Characteristic, or < 그림 7> 휴대용디스플레이계측도면그다음스마트폰의 Audio-Out 단자와컴퓨터의 Line-In 단자를일반적인 3.5mm 오디오케이블로연결해주면계측준비가완료된다. 오디오케이블의연결을통해동영상패턴에내장되어있는오디오신호가컴퓨터로전달되면 Color 11) Sx 와 Sy 는 small x 와 small y 의약자. 3 자극치인 X, Y, Z 와구분위해붙임. Lv 는 Luminamce 의약자 LvfL 은 Luminance 를 cd/sq.m 가아닌 FootLambert 로환산함. ud 와 vd 는각각 CIE u'v' 색도도상에서의 u' 과 v' 을의미. duv 는어떤백색의색좌표가있을때이점과 ( 같은색온도를가지는 ) 흑체궤적 (BBL) 상의점과의거리. T 는 Correlated Color Temperature graph 상의 black body locus 와 WP(T) 의거리를뜻한다. 12) ColorTaster Pro 는측색기를제어하여계측을하고계측된데이터를분석하는프로그램이며본논문에서언급하고있는선행연구를수행한경북대학교전자공학과및삼성, 엘지등대기업의연구 / 품질관리부서, ETRI 와 KAIST 등많은연구소와대학에납품되었다. 계측의정확성에대한신뢰도는전적으로측색기에달려있음을밝혀둔다.
한국사진학회 2014. N0. 32 Taster Pro 소프트웨어는오디오신호를분석하여계측타이밍을제어하게된다. 계측준비단계를모두마친후오디오싱크확인용동영상을이용해스마트폰과컴퓨터간의오디오연결이잘되었음을확인한후, 스마트폰에서계측용동영상패턴을재생시키면이후의계측은모두자동으로이루어진다. 3. 최신스마트폰계측결과분석 앞서언급된선행논문은물리적측정에의해얻은수치를통하여 TFT-LCD 와 AM-OLED 의정량적색재현특성을비교평가하고자했으나두디스플레이모두패널상태에서이루어진연구이므로실생활에범용되는스마트폰의디스플레이색재현특성평가에는한계가있다. 그러므로본논문에서는 TFT-LCD 와 AM-OLED 를채용한최신스마트폰 2종 (S 社 Galaxy S4와 L 社의 G2) 에대한객관적색재현평가를실시했다. 각각의동일기종에대하여 4대이상같은프로세스로계측을실행하였고계측결과모두오차범위범주내에속하는측정값을나타냈으며그차이에서유의미한차이는없었다. 결과수치는각항목별로표에제시된다. 1) 디스플레이의초기설정 < 그림 8> 최대휘도비교 ( 위 ) G2 ( 아래 ) Galaxy S4 2) 기준백색의색온도비교스마트폰디스플레이의기준백색의색온도를비교하여측정한결과 L 社의 Optimus G2의기준백색색온도는약 7607K 이며 Cyan 방향으로미세하게올라가위치하고있기때문에화면의색조가약한 Cyan 톤을나타낼수있는경향이있었다. 그러나이것은 G2의이전버전기종인 Optimus G-Pro의기준화이트밸런스가 8299K 것에비하여상당히수정된값임을알수있다. 본연구는 TFT-LCD와 AM-OLED 디스플레이가채용된스마트폰의컬러특성을측정하기위하여두제품을밝기를최대, 중간, 최소로설정하여각각계측하였다. TFT-LCD를채용한 L 社의 Optimus G2는밝기를최대로설정할경우휘도가약 454cd/m² 로계측되었다. 반면 S 社의 AM-OLED 를채용한 Galaxy S4의경우밝기를최대로설정하였을때휘도가약 292cd/m² 로측정되었다. 이전모델인 Galaxy S3 에비해서는약 40cd/m² 정도높아진수치이지만 TFT-LCD 가채용된경쟁제품에비해서는약 160cd/m² 가량낮은수준이다. 휘도는디스플레이의컬러특성을구성하는매우중요한요소이므로두디스플레이간의객관적인색감비교를위해두제품모두밝기를최대로설정한상태에서계측을실시하였다.( 그림8) < 그림 9 > 기준백색의색온도비교 ( 적색 ) G2 ( 녹색 ) Galaxy S4
S 社의 Galaxy S4 역시표준 (D65) 에비해서는약간높은색온도인 7324K 로설정되어있었으나두제품간의색온도편차가충분히의미있는수준이라고할수는없다. ( 그림9) 3) 계조선형성일관성과감마특성 계조선형성을보다명확히표현하자면 회색계조의단계별컬러선형성 이라고할수있다. 흑색에서백색에이르는무채색들은밝기만다른같은색이라고할수있다. 따라서, 이상적인디스플레이라면이흑색 ~ 회색 ~ 백색에이르는 grayscale 들이모두같은색온도특성을가져야한다. 13) L 社의 Optimus G2는밝기가최대인설정에서기본색온도가 ( 표준 D65에비해 ) 조금높게설정되어있었지만, 어두운계조로갈수록 Blue-Cyan 쪽으로약간씩치우치는특성을보였다. 해보이게된다. 두제품간의계조선형성특성은이와같이다르게계측되었으나그편차가아주크지는않기때문에두제품모두계조선형성특성에대해 양호하다 한평가를내릴수있다. ( 그림 10) Gray 감마특성을비교해보면 L 社의 Optimus G2는최대밝기설정에서휘도가 454cd/m² 까지올라가며, Tone Curve 는표준과거의유사한값으로설정되어감마는약 2.28로계산되었다. S 社의 Galaxy S4는밝기를최대로설정할경우휘도가292cd/m² 로이제까지출시된 AM-OLED 제품들대비높은휘도를가졌다. 이로인해야외에서의시인성 ( 디스플레이화면속의이미지나텍스트가잘구분되어보이는정도 ) 은전보다개선되었다. Tone Curve는 2.31로계산되었으나화면밝기설정에따라감마수치는최대 2.0 정도로낮아지는현상이발견되었다. 이는 AM-OLED 사용자가스마트폰의화면밝기를낮출경우특히암부의계조구분력이낮아지는것을방지하기위한것으로판단된다. ( 그림11) < 그림 10> 계조선형성비교 ( 적색선 ) G2 ( 녹색선 ) Galaxy S4 S 社의 Galaxy S4 역시밝기를최대로설정한상태에서회색계조들간의색온도편차가그다지크지는않았지만회색계조단계별색좌표가 Green-Magenta 축을따라약간지그재그모양으로편차가발생하고있어 grayscale 이표시된화면을세밀하게관찰할경우계조별로다소얼룩덜룩 < 그림 11 > gray 감마특성비교 ( 적색선 ) G2 ( 녹색선 ) Galaxy S4 13) 계조선형성 이란바로이회색계조들이동일한색온도를가지는지의여부를분석하는것이며, 디스플레이기기의고유특성이나제조사의색보정능력에따라그정확도나편차는매우크게나타나곤한다.
한국사진학회 2014. N0. 32 4) RGB 채널감마특성 RGB 채널별톤커브그래프는채도 (saturation or chroma) 성분에대한특성을보여준다. 만약개발자혹은사용자가채도를임의로조정하여높일경우각채널의톤커브는 S 자의형태로계측될수있다. RGB 색공간이아닌 YCC 혹은 YUV 색공간인경우 Red와 Blue 채널에만변화가있을수도있다. L 社의 G2의경우기준 Gray의톤커브에비해 R,G,B 채널의톤커브가아주약한 S 자형태를하고있다. S 社의 Galaxy S4의경우 Gray와 R,G,B간에거의차이없는톤커브특성을보여주고있다. 이는 AM-OLED 가기본적인색재현율이높기때문에타사제품대비채도값을더넣어임의적으로증가시키지않았다는사실을추정할수있다. ( 그림 12,13 ) < 그림 13 > Galaxy S4 RGB 감마특성 5) 디스플레이색재현율 < 그림 12 > Optimus G2 RGB 감마특성 L 社의 Optimus G2 는밝기를최대로설정한상태에서표준색역인 Rec.709(=sRGB) 에근사하는수준의색재현특성을보이고있었다. 14) 블루의색좌표가표준 (ITU-R BT.709) 의 Blue 색좌표에비해좌측하단에위치하므로실제이미지나영상을볼때에는블루계열의색들이표준에비해보다진한푸른색으로보이게된다. S 社의 Galaxy S4의경우밝기를최대로설정하고, 화면모드를 최적 으로설정한상태에서표준대비약 136% 의높은색재현율로측정되어 over-saturation, 즉과도한색감의문제는있으나덕분에컬러시인성에서는유리하다. 또한기존의화면모드 4개에 최적모드 가추가되었다는부분도색재현의범위를다양화시켰다고볼수있다. AM-OLED 의경우 LCD보다도색재현율이더크기때문에 R, G, B의 3원색모두 TFT-LCD 보다 AM-OLED 가더진한색을보여준다.( 그림14) 14) 스마트폰디스플레이의표준색역을 Rec.709 로보는것은스마트폰으로공급되는웹상의사진동영상의컬러는 MS 와 HP 가합작해서만든 srgb 가사실상의표준 (de facto standard) 에의거하고있으며, 사진역시 (DSLR 에서특별히 AdobeRGB 로설정하지않는한 ) srgb 를기준으로인코딩되고있기때문이다. HDTV 의표준인 ITU-R BT.709 ( 줄여서 Rec. 709) 에서정의하고있는색역 (RGB 3 원색의색좌표 ) 역시 srgb 와동일하다. 물론, 동영상도대부분이 Rec. 709 를기준으로인코딩 / 디코딩되고있으며스마트폰으로사용하는거의대부분의그림, 사진, 영상은 HDTV 의표준인 Rec. 709 를따른다고할수있다.
< 그림 15 > 명암비비교 ( 오렌지 ) G2 ( 블루 ) Galaxy S4 4. 계측결과비교분석 본논문은최신스마트폰디스플레이의색재현기술향상연구를위하여선행연구의실험과정을근거로객관적색재현평가를실행했다. 7년전과현재의디스플레이특성을비교, 분석하여그차이점을밝히는것이연구의목적이기때문에선행연구에서계측된결과를최신스마트폰디스플레이의계측결과와함께언급하여비교분석한다. < 그림 14 > 색재현율비교 ( 적색선 ) G2 ( 녹색선 ) Galaxy S4 6) 명암비 L 社의 Optimus G2는밝기를최대로설정한상태에서약 1580:1 의명암비를가졌다 AM-OLED 에비해상대적으로낮아보이지만흑색휘도도 0.38cd/m² 로적당히높아지기때문에밝은조명이나야외에서는계조의구분력 15) 측면에서는강점으로작용한다. S 社의 Galaxy S4는약 57348:1 의고명암비를가졌는데이는흑색의휘도가매우낮기때문으로, 야외에서는이렇게낮은흑색휘도가어두운계조간의구분력측면에서는오히려불리하게작용할수도있다.( 그림15) < 그림 16 > 디스플레이초기상태비교 ( 맨위 )G2 ( 중간 )Galaxy S4 ( 아래 ) TFT-LCD, AM-OLED 패널 1) 디스플레이초기상태비교 선행연구에서는 TFT-LCD와 AM-OLED의휘도를모두 200cd/m2 로동일하게설정하려는시도후계측을하였기때문에최대휘도가어디까지올라갈수있었는지알수없다. 하지만, TFT-LCD 를채용한스마트폰들의최대휘도가지난 3년간지속적으로상승한점을감안한다면백라이트와투과율도지속적으로향상된것이라고추정할수있다. 16) L 社의 Optimus G2는최대휘도가약 454nit, AM-OLED 를사용하는 S 社의 Galaxy S4 는 292nit로상승했다. 이렇게향상된휘도는야외에서의활용이많은스마트폰의사용환경을고려한기술개발의결과물이라할수있다. ( 그림 16) 15) 계조가변화함에따른컬러인지력 16) 3 년간 TFT-LCD 를사용하는 LG Optimus 시리즈는스마트폰디스플레이최대휘도수치의꾸준한증가가있었다. 최대휘도값 2011 년 Optimus HD LTE: 345/ 2012 년 Optimus LTE2: 555 / 2013 년 Optmus G-pro: 385
한국사진학회 2014. N0. 32 2) 기준백색의색온도비교선행연구에서 TFT-LCD 의디스플레이백색의색온도가약 8500K 에위치하여표준 D65에비해상대적으로푸르스름한톤의백색을나타냈었고 AM-OLED 는약 7500K 의색온도로계측되었다. L 社의 Optimus G2 의백색의색온도는 7607K, S 社의 Galaxy S4로 7324K 표준 (D65) 에비해서는다소높은색온도인 7324K 로설정되었지만편차는매우작다. 7년전의선행연구에비해 TFT-LCD 와 AM-OLED 모두표준색온도인 D65에보다근접하고있어색감에있어서도표준에대한인식이많이개선되었음을알수있다. ( 그림17) 다. 특히, 미세하지만일정한범위내에서계조별색좌표가오르락내리락하는모습은제어보드에계조별색온도를일일이보정하려는알고리즘혹은보정치가작동하고있다는것을암시한다. 즉, 과거에비해 AM-OLED 의컬러특성을제어하는기술도개선되었다는것을알수있다. 4) 디스플레이색재현율선행연구에서 AM-OLED 는전체적으로는매우큰색재현범위를가지고있는것으로계측되었지만 Blue의경우 Cyan쪽으로많이올라가있어 Blue 계열의색들은충분히진하지못하고 RGB 3 원색들간의전체적인밸런스도좋지못했다. TFT-LCD 의경우 3원색간의밸런스는무난한편이었지만색재현율자체는표준인 Rec.709 에조금미치지못하는수준이라충분히선명한색상을보여주지는못했다. < 그림 17 > 디스플레이기준백색의색온도비교 ( 파란선 ) TFT-LCD ( 마젠타선 ) AM-OLED ( 회색선 ) HDTV Rec.709 ( 적색선 ) G2 ( 녹색선 ) Galaxy S4 3) 계조선형성일관성과감마특성선행연구에서 TFT-LCD는어두운계조로갈수록백색의색좌표가 Yellow-Green 방향으로이동, 누르스름한톤의회색이되었고 AM-OLED의경우어두운계조로갈수록색좌표가 Magenta 쪽으로이동하여회색에핑크톤이섞이는문제가있었다. L 社의 G2의경우에는어두운계조로갈수록 Yellow 방향으로색좌표가이동하고있어역시누르스름한톤이섞이는비슷한경향을보였다. Galaxy S4에서는계조간의색편차가대폭줄었 < 그림 18 > 디스플레이색재현비교 -3 ( 파란선 ) TFT-LCD ( 마젠타선 ) AM-OLED ( 회색선 ) HDTV Rec.709 ( 적색선 ) G2 ( 녹색선 ) Galaxy S4 본연구에서계측한최신의스마트폰들은색재 현율측면에서지난 7 년사이큰발전을이루었음 을알수있다. L 社의 Optimus G2 의경우표준인 Rec.709 에부합하는색재현범위를가지고있어 기존에비해보다선명한색감을제공하면서도 R,G,B 채널간밸런스도우수하였다. S 社의 Galaxy S4 는 HD 표준 (Rec.709) 대비약 136% 의매우 높은색재현율을가지고있어기본적으로는색감을
과장되게보여주지만, 스마트폰차원에서 4개의화면모드가제공되어사용자의취향이나용도에맞춰적절한색감을선택할수있도록하였다. 또한, 7년전의선행연구와달리 R,G,B 채널간밸런스도양호하였다. ( 그림 18) 5) RGB 채널별감마특성선행연구에서는 TFT-LCD 의경우채널별톤커브분석시 Green과 Blue채널에서 S 자형커브가나타났다. 이는채도를임의로높였을때나타나는전형적인패턴으로과거소형 TFT-LCD 가가졌던약점중하나인낮은색재현율을보완하기위한것일수도있으며, 백라이트레벨만조정이가능했던당시의실험환경에서 TFT-LCD 모듈의톤커브가적절히보정되지않았기때문일수도있다. 선행연구에서 AM-OLED 의경우제어프로그램을통해휘도, 색온도, 감마를모두조절했기때문에 AM-OLED 의톤커브가 CRT와유사한응답특성을나타난것은자연스러운결과일수있다. 이에비해본연구에서계측한스마트폰들은 TFT-LCD 와 AM-OLED 모두에서무난한톤재현커브를확인할수있었다. 먼저, L 社의 Optimus G2의경우 R,G,B 모두채도를살짝증가시킨흔적이발견되기는하지만대체로무난한수준이다. 기본적인색재현율이그래픽및방송의표준이되고있는 Rec. 709와비슷할정도로색재현력이향상되었기때문에과거와같은과도한채도증가의필요성은사라진것이라본다. 단지색재현율이상대적으로더높은S 社의 Galaxy S4에대응하기위해채도를약간만증가시킨것으로추정된다. 한편, S 社의 Galaxy S4의경우 R,G,B의채널별톤재현커브가 Gray의그것과일치하고있어인위적인채도증감은없는것으로판단된다. 6) 명암비본연구에서계측한최신의스마트폰 L 社의 Optimus G2 는 1580:1, S 社의 Galaxy S4는약 57348:1 의매우높은명암비를가진것으로계산되었다. 두디스플레이모두 2007년계측치에비하여명암비값이약 9-10배정도향상된결과를보 였다. 이는디스플레이제작기술및디스플레이구 동기술의발전에힘입어백색휘도는더높이면서 도흑색의휘도는더낮출수있었기때문이다. 즉, 디스플레이의 Dynamic Range 가과거에비해획기 적으로향상됨으로써특히암부계조를더욱세밀하 게표시할수있게된것이다. ( 그림 19) < 그림 19 > 명암비비교 ( 위에서부터순서대로 ) TFT-LCD MODULE, G2, AM-MOLED MODULE, Galaxy S4 Ⅲ. 결론 본논문의연구에서는선행논문의디스플레이 패널연구결과를분석한후색재현성능향상정도 를알아보기위하여최신스마트폰완제품을계측 하였다. 이는즉, 디스플레이패널의고유특성이패 널제조사및스마트폰제조사의컬러에대한철학 과컬러보정기술에의해완성된최종적인색감을 계측했음을뜻한다. TFT-LCD 와 AM-OLED 디 스플레이를사용하는최신스마트폰 2 종의색재현 계측결과장점과단점이교차했다. AM-OLED 를 채용한 S 사의 Galaxy S4 는높은색재현율과깊은 Black 으로인한높은명암대비가장점이며, 휘도도 과거에비해많이높아져시인성이개선되었다. 17) 괄목할만한발전은명암비로과거 AM-OLED 가 가진명암비 5000 : 1 에서 10 배를뛰어넘는약 57000 : 1 의계측치를기록했다는점이다. 기준 백색의색온도도과거선행연구에서는 8478K 로계 측되었으나이번연구에서계측한 Galaxy S4 의 17) 인지에대한빛과암순응의영향력을서술한 Hunt 효과 이론에의하면주어진자극의선명도가휘도단계가올라감에따라증가한다.(Fairchild, 2007)
한국사진학회 2014. N0. 32 < 표 5. 계측결과비교분석 > 색재현특성 문제점 TFT-LCD (2007) 색재현범위가 Rec.709 전체보다부족한영역디스플레이백색의색온도가약 8500K 에위치하여표준 D65 에비해푸른톤의백색 어두운계조로갈수록백색의색좌표가 Yellow-Green 방향으로이동, 누르스름한톤의회색이됨 1: 195 의비교적낮은명암비 RGB 채널간의밸런스가균형이이루어지지않음 AM-OLED 패널 (2007) 색재현범위가 LCD 패널에비해월등히넓었음 Blue 의경우 TFT-LCD 보다도채도가낮게계측 Red 와 Green 은채도가매우높은것에비해 Blue 의채도와색상이부적절하여불균형 어두운계조로갈수록색좌표가 Magenta 로이동 색재현특성 성능향상 Optimus G2 TFT-LCD (2014) HD 및 srgb 표준에가까운색재현율이전제품보다높은휘도우수한시인성 색온도수정및 R,G,B 채널간밸런스개선 계조선형성과감마조정을통한색재현의정확성향상 액정제어기술이대폭발전으로백색휘도 450cd/m 2 블랙휘도를 0.3cd/m 2 이하로낮춤 -> 명암비향상 휘도향상 -> 시인성향상 Blue 계열색재현율의향상 Galaxy S4 AM-OLED(2014) 높은색재현율과깊은 Black 으로인한명암대비백색의색온도 7324K 로계측표준 (D65) 에근접 채도개선되어균형잡힌광색역특성표시표준 (Rec.709) 영역대비약 136% 색재현율 Adaptive, Dynamic, Standard, Professional Photo, Movie 5 가지사용자화면조절모드를옵션으로추가함 색온도는 7324K 로계측되어표준 (D65) 에보다근접하게개선되었다. L 社의 G2는선행연구에서계측한 TFT-LCD 의명암비 195:1보다약 8배정도높아진 1580:1 수치를기록했다. 이는특히백색의휘도가 450cd/m 2 를넘는매우높은수준에서 Black 휘도를 0.3cd/m 2 이하로낮춘것으로액정제어기술이대폭발전하였음을뜻한다고할수있다. 백색의색온도는 7607K 로표준 D65에서살짝푸르스름한톤을띄지만그편차가크지않다. 특히, 이것은 G2의바로이전모델인 Optimus G-pro가나타냈던색온도8299K 에서보다표준에가깝게수정된것으로 L 社에서표준에맞는색감을구현하기위해노력한결과라볼수있다. < 표 5> 계측결과의분석으로도알수있듯이스마트폰디스플레이기술은빠른속도로발전해왔으며, 앞으로의디스플레이기기는휘도, 명암비, 해상도, 표현색상수 (color depth) 뿐아니라 High Frame Rate와 High Dyanmic Range와같은요소들도발 전하여더욱현실과가까운이미지와영상의재현을가능케할것이다. 18) 그러므로필자는앞으로스마트폰에사용될고해상도및광색역디스플레이에대한지속적인관찰추적연구의필요성을느꼈다. 디스플레이는디지털컬러프로세싱 (digital color processing) 의가장 1차적인미리보기 (preview) 를제공한다는점에서정확한색의재현능력이매우중요하다. 또한, 보다다양하고높은입출력장치와의최적의호환성을유지하기위해더욱큰색역과표현색상수 (color depth) 가요구되고있다. 광색역의디바이스가필요한이유는서로다른입출력디바이스혹은서로다른색역간의변환시에발생하는색정보손실을최소화시키기위한것이다. 이때에색역 (color gamut) 이넓을수록표현색상수 (color depth) 또한충분히좋아야한다. 19) 화면의해상도가올라가면디지털사진이나영상의용량도대폭증가하기때문에해상도와운용성의밸런스를찾을필요가있다고할수있다. 18) 2013 CES(the global consumer electronics and consumer technology tradeshow) 에따르면소니화웨이 ZTE 등이풀 HD 디스플레이를탑재한제품을선보였으며엔비디아가공개한쿼드코어모바일프로세서 테그라 4 는삼성전자 갤럭시노트 2 에들어간삼성전자쿼드코어 엑시노스 5250 AP 에비해웹사이트로딩속도비교결과 2.6 배빠르고 HDR(High Dynamic Range) 사진을 0.2 초만에처리한다. 퀄컴의원칩기술을통해만들어진 스냅드래곤 800 는풀 HD(1920*1080) 보다해상도가 4 배 (3840*2160) 높은울트라 HD(UHD) 까지지원한다. 19) 단순히같은 8bit 에색역만 2 배로늘어날경우오히려 srgb 와같은작은색역일때에비하여계조 ( 휘도혹은채도 ) 간의간격이커짐에따라오히려컬러이미지의정밀한표현력이나빠질수있다.
디스플레이는앞으로기업간의기술경쟁및발전을거듭하여가까운미래에더욱다양한기능을가진도구로진화할것이다. 광색역과고화질을재현하면서도더얇은두께의낮은전력을소비하는디스플레이가개발될예정이다. 또한 차세대디스플레이로서형태변형이용이한 Flexible Display 와 Transparent Display 등이연구개발되고있다 ( 박영욱, 주병권 2010). 필자는앞으로 AM-OLED 디스플레이의색밸런스와 Blue색상계열의개선방법에대한과제를연계된후속연구를이어가고서론에서언급했듯이지속적인스마트폰디스플레이의객관적색재현성능향상연구및주관적인감성화질의상관관계에관한연구를진행할예정이다. 최초논문접수일 2014 년 1 월 19 일 논문심사일 2014 년 1 월 24 일 최종논문접수일 2014 년 2 월 15 일
한국사진학회 2014. N0. 32 참고문헌 박연선 (2007). 색채용어사전. 서울 : 도서출판예림. 박영욱 주병권 (2010). 광학과기술,15권제 4호. 4~7. 박태용, 이철희, 하영호 (2008). 모바일폰용 TFT-LCD와 AMOLED의색재현성평가. 전자공학회 2008년 1월호 45권 SP편제 1호, 29~37. 조맹섭 (2006). 디지털컬러프로세싱. 서울 : 도서출판국제. Fairchild, Mark D(2007). Color Appearance Model. 2nd edition. New York:Sigma Press. Feizot, Michel (1999).A New History of Photography. New York: Konemann. Noboru Ohta (1997). 色再現工学の基礎. 신재철 이승배 최석진역 (2011). 색재현의원리 진샘미디어.