3DTV 기술개발동향및전망 최승종연구위원 2010. 10. 14 DTV Lab, LG Electronics 0/40
Contents 1. 3D 혁명 2. 3DTV 시대 3. 3DTV 원리 4. 가정에서 3DTV 5. LG전자개발현황 6. 3D 콘텐츠 7. 3D 표준 1/40
3D 혁명 3D 혁명극장에서시작 Avatar 의성공이후꾸준하게 3D 영화가제작상영되고있음. ~2009 2010~ 2010 Avatar 국내관객 (1 천 3 백만돌파 ) 3D 영화의역사는 2009 년 12 월, 제임스카메룬감독을기억할것. 천재카메룬감독 : 높은기술적완성도 3D 영화 로 실감영상을원하는고객만족극대화. 3D 영화상업적성공 : 2D 대비높은좌석점유율및높은관람료. 2/40
3D 혁명 3D 혁명극장에서시작 Hollywood 를중심으로애니, 공포, 액션쟝르등 3D 영화지속적인제작. Cats & Dogs 2 3D Warner Resident evil 4 3D Sony Harry potter 2D to 3D Warner Toy story 3 Ani. Disney Last Airbender 2D to 3D. Paramount Alpha and omega Ani. Lionsgate Regend of Guardiance Ani. Mega Mind Ani. DreamWorks Tanggled Ani Disney '10. 5 '10. 7 '10. 8 '10. 9 '10. 10 '10. 11 '10. 12 Shreks Ani. DreamWorks Step up 3D Summit Saw 7 3D Lionsgate Yogi Bear Ani. Warner Phirahna 3D Dimension Film Gulliver's Travels 2D to 3D Fox Avatar:SE 3D Fox 3/40 Tron : Legacy 3D Disney The Chronicles of Nania 2D to 3D Fox
3D 혁명 최근 3D 영화동향 헐리우드를중심으로 3D 영화지속적으로증가, 3D 수익률등은관심필요. '10 년 ~'11 년까지 Major 영화사중심으로 45 편이상개봉예상 향후 5 년간 300 여편의헐리우드판권의 클래식영화가 3D 로변환예정 젂세계 3D 상영관현황 : 09 년 7,000 여개 13 년 35,000 개예상 Avatar 이후 3D 영화관에서의수익은감 소추세 부정적이나 3D 영화수증가등 보편화로도해석가능 4/40
3D 혁명 3D 혁명가정으로확산 극장에서의성공에이어가정으로 3DTV 를중심으로확산진행. Cinema / Theater 3DTV at Home 5/40
3D 혁명 제품출시현황 Major 가전업체들은경쟁적으로다양한형태의 3DTV 를출시하고있음. 47 LED TV ( 09.8) : 편광앆경 40, 46 LED TV ( 10.7) : 셔터앆경 47, 55 LED TV ( 10.3) : 셔터앆경 46, 55 LED TV ( 10.2) : 셔터앆경 50, 54 PDP TV ( 10.4) : 셔터앆경 6/40
3D 혁명 극장과가정의차이이해필요 극장과가정의 3D 관람 ( 시청 ) 환경에대한차이는존재. 극장 ( 관람환경 ) 가정 ( 시청환경 ) 화면크기대화면 50~60 음향입체음향 Stereo 음향 조명어두운적젃핚조명형광등 관객위치 정위치 앇아서관람 움직임 비스듬히누워서시청 7/40
3D 혁명 3D trial broadcasting 국내에서세계최초지상파 3D 시험방송실시 ( 10.5.19~7.12). 방송주기 2010.5.19 ~ 7.12 ( 매읷 7pm~10pm) 채널번호 물리채널 66 번가상채널 3-3 번 2010 대구세계육상선수권대회 방송사 KBS / SBS / MBC / EBS ( 시간공유 ) 3D 포맷 Side by Side (ATSC, MPEG-2) 콘텐츠 육상및경기, 음악, 개그콘서트, 드라마, 만화영화등 2010 남아공월드컵대회 8/40
3D 혁명 3D 기술의진화 3D 기술은 Stereoscopic Auto stereoscopic Hologram 으로진화 Stereoscopic 안경방식 편광및셔터방식안경 현재기술 Auto stereoscopic 안경방식 Parallax Barrier & Lenticular Lens 상용화기술준비 Hologram Real 3D Object wave 미래기술 Anaglyph 적청안경 과거기술 9/40
3D 혁명 안경식 3D 현재상용화가진행중인것은안경식 3D 임. IR 동기싞호 3DTV 화면 Glass View 2D / 3D 겸용 TV - 2D 는기존처럼시청 - 3D 는앆경을착용하고시청 3DTV 는고급형 2DTV 로인식 10/40 <Shutter Glass 3D> 10/61
3DTV 시대 CES2010 업체동향 10 년 CES 에서 Global Top Player 들은다양한 3DTV 제품을경쟁적으로전시. 3D LCDTV / PDPTV / Projector 젂시 3D LCDTV 중에서는가장큰 72 를젂시 TV 분야 1 등목표 2010 년젂체 1/3 물량 3DTV 모델 Line-up 구성 3D LCDTV / PDPTV / OLED Display 젂시 TV 분야 1 등수성 3DTV 2 series Line-up (LX / HX : Tx. 내 / 외장 ) 3D LCDTV / OLED Display 젂시 TV 분야 1 등재탈홖 영화사 / 게임 / 방송장비 /TV 등 3D Eco-system 홗용젂략 End to End System (3D Live Camera 3D PDPTV) 152 4Kx2K 3D PDPTV 젂시 3D 로 PDP TV 부홗 All PDP is 3D 젂략예상 11/40
3DTV 시대 CES2010 업체동향 3DTV 시장에서한국, 일본에이어중국업체들의약진이예상됨. 42 Active type Full HD 지원 55 240Hz LED TV 2D to 3D 변홖기술 무안경식 3DTV 기술 42 3D LCD TV 12/40
3DTV 시대 NAB2010 업체동향 CES 에서가전업체 Boom 에이어 NAB 에서다양한 3D 방송장비가전시됨. 3Ality : 3D 카메라 Rig Panasonic : 1-body 3D 카메라 SONY : 3D Broadcasting Car System 13/40 SONY : 3D 스튜디오
3DTV 시대 NAB2010 업체동향 CES 에서가전업체 Boom 에이어 NAB 에서다양한 3D 방송장비가전시됨. Harmonic : 3D Encoder System Evertz : 3D 제작장비 Miranda : 3D 편집장비 14/40 nvidia : 3D Presentation
3DTV 시대 IFA 2010 전시동향 IFA 에서는한국업체는 3DTV 중심, 일본업체는 Total Solution 중심으로. NANO LED 3DTV 3D Wall 세계최대 3D LED TV (72 ) 3D Hyper Real Engine 3D Live 방송중계 PlayStation Move 3D 게임 15/40 Full Line-up PDP 3DTV(152 ~) 3D 캠코더를이용핚 3D Live
3D Display Unit (M) 3D Display Revenue (Bil.US$) 3DTV 시대 3DTV 시장급격한성장 3DTV 시장은 2010 년기점으로급성장하여 2014 년 2DTV vs. 31% 달성. 세계 3DTV 시장 100 $80 (Unit : Million) Unit (M) 80 Revenue (B$) $60 2009 2010 2011 2012 2013 2014 60 DTV 207.4 223.0 234.5 245.6 257.9 267.0 $40 40 3DTV 0.0 6.2 15.8 33.0 59.3 83.6 20 $20 %3D 0.0% 2.8% 6.7% 13.4% 23.0% 31.3% 0 2009 2010 2011 2012 2013 2014 $0 ( Source : Displaybank 2010) 2DTV 의 1/10 물량 (2012 년달성예상 ) : 3DTV 는향후 TV 시장의경쟁구도에도영향을미칠수있다는점에서젂략적읶접근이필요 ( 2D vs. 2D 가가능핚 3D ) 영화산업 콘텐츠산업 + 인터넷방송 방송산업 : 3DTV 산업은 3D Contents 산업의성장단계별성공이필수. : 3D 젂용방송이젂단계에서는스포츠나영화젂용채널을통해읶터넷 TV 와 결합핚다양핚콘텐츠들이보급될젂망. 16/40
3DTV 원리 Stereoscopy Stereoscopy 는양안시차이용 ( 좌영상 / 우영상을뇌가합성하여입체느낌 ). 우영상 좌영상 TV 좌영상 우영상 Front Depth (Negative Parallax) Binocular Parallax ( 양안시차 ) 좌영상 Backward Depth (Positive Parallax) 우영상 TV Depth( 깊이 ) 정보 17/40
3DTV 원리 Stereoscopic 3D 기술의급진전 Stereoscopic 시청피로감은거의해결됨 상용화진전이유. 3D 콘텐츠제작기술 - 앆젂영역내에서 Depth( 깊이 ) 조젃 - Positive parallax 주로사용 - 장면젂환등어지러움최소화 3DTV 제조기술 - Crosstalk : 빠른 LCD 응답속도 - TV 싞호처리기술 - 가볍고읶간공학적읶앆경 negative parallax 1 1 positive parallax 18/40
3DTV 원리 편광안경 vs. 셔터안경 편광안경은공간분할방식이고, 셔터안경은시간분할방식임. L R L R L R time Patterned retarder IR 동기싞호 time 3DTV 화면 L L 안경 3DTV 화면 안경 < 편광안경 > 19/40 < 셔터안경 >
3DTV 원리 편광안경 vs. 셔터안경 편광방식과셔터방식은 3DTV/ 안경구현비용및 3D 해상도에서각각장단점이있음. 구분장점단점 셔터안경방식 3DTV 구현비용이저렴. 3D 해상도우수 (Full HD 가능 ). 2D 화질저하가없음. 앆경에 Battery 및회로부추가로무겁고가격이비쌈 (~$100). Flickering을느낄수있음. 3D에서밝기저하. 편광안경방식 3D Crosstalk 우수. 3D 에서밝기우수. 앆경이가볍고가격이저렴. 2DTV 젂면에편광필름을추가하므로 3DTV 구현비용이높음. 3D 해상도불리 ( 수직해상도 ½로떨어짐 ). 20/40
3DTV 원리 LED LCD LED는고속응답속도달성이 3D 화질의핵심과제임. 셔터안경방식 : LED LCD(240Hz) Crosstalk issue : 2% 미만에서눈으로구별이어려움. Key points : LCD 패널의빠른응답속도가핵심 LCD에서 Cell Gap 감소 새로운 LCD 액정물성개발 : Local Dimming & Backlight Scanning Display 3D Operation Remark LED LCD PDP Slow L/C response time Narrow x-talk margin Luminance 감소 Afterglow( 잒광 ) Sub-fields 부족 Luminance 감소 AMOLED Frame-by-Frame Crosstalk free Luminance 유지 21/40
3DTV 원리 PDP PDP 는빠른응답속도, 대화면구현등 3D 에서장점이있음. 셔터안경방식 : PDP(120Hz) Uniformity Crosstalk : 2.5% 추가비용저렴 : 2D 와동일핚 3D module 대화면 (60 인치이상 ) PDP 에서 3D 는기본기능임. ( All PDP is 3D ) PDP 60Hz PDP 120hz Sub field 3D 를위핚새로운 High efficiency & Fast decay Phosphor 개발 2D 대비동일밝기의 Phosphor Luminance time 1/3 수준으로감소 Crosstalk & motion blur. 감소 High efficiency Fast decay 22/40
3DTV 원리 OLED OLED 는 LED 와차별화필요하며 3D 를 Keyword 로추진할가능성높음. OLED 의강점 PDP TFT-LCD OLED Self-emissive Non-emissive Self-emissive Passive Matrix Active Matrix Active Matrix Afterglow(~ms) Slow L/C response (~3ms) Fast response (~0.001ms) - Slim (~32mm) Ultra Slim (0.5~2.0mm) Vivid Color & Fast Response Self Emissive Thin & Light Wide V/A, Ultra-High C/R 그러나, Blue phase 개발등으로인해 LED 와 OLED 간의격차가줄어들가능성이있음 23/40
3DTV 원리 Auto-stereoscopy 무안경방식의 3D 기술에는 Parallax Barrier 및 Lenticular Lens 가있음. Parallax Barrier 시차장벽을통한좌 / 우영상분리 Display Device Parallax Barrier Lenticular Lens 원통형렌즈배열의스크린통한시역분리 Display Device Lenticular Lens 장점 - 좌 / 우영상분리우수 - 2D/3D 스위칭에유리 단점 - 휘도저하.(1/ 시점수 ) - 다시점불리 장점 - 휘도효율우수 (80%~) - 시야각확장가능 단점 - 시야각확대에따른해상도저하 다시점및시야각확대에따른해상도저하문제로 UD Display 와결합가능성이있음. 24/40
3DTV 원리 Hologram Hologram Display 의원리 Hologram Display 의 Issue Hologram? 두개광의갂섭으로생긴갂섭무늬 Hologram Display 의장점 : 양안집중점 (A) 과초점조젃점 (B) 이일치 Natural Viewing L-Eye A B A = B R-Eye B Screen Screen <Stereo> <Hologram> Hologram Display 의구현 Issue 3D 시야각 : 50 Hologram Display 의관련기술 Data 량 : HDTV x 250,000 Pixel Pitch : 0.45 μm 42 HD panel sub-pixel pitch : 227 μm Display : 초고해상도 Display Panel 기술 Multi-User : Eye Tracking 기술 Contents : Stereo Multi-View 생성기술 Signal 젂송 : 고효율 Video Codec 기술 25/40
가정에서 3DTV 3D 제품 3DTV 는 3D 카메라, 캠코더, BD 플레이어, STB 및게임콘솔등과연결가능하며, 해당제품들은현재모두구매가능함. 3D Full HD 카메라 ( 후지필름 ) 3D 캠코더 (DXG) 3D 게임 PS3( 소니 ), PC(nVidia) 3D BD Player (LG, 삼성, 소니, 파나소닉 ) 3DTV 3D 방송위성 / 케이블 / 네트웍 / 지상파 26/40
LG 전자개발현황 3DTV 란? 3DTV is all about Immersive Premium DTV with New User Experiences. 27/40
LG 전자개발현황 개발주안점 우리눈에편안한 3DTV 를 실감나는 3D 콘텐츠 와함께고객에게제공. 사람눈에편안한 3D Full LED : 밝기저하문제해결 TM 480Hz : Crosstalk 최소화 3D Movie 3D Blu-ray IPTV VOD 서비스 풍부한 3D 입체감 TV테두리를 16mm로구현 3D 몰입감극대화 자체개발 3D Engine Chip 3D 기기표준 HDMI v1.4 지원 3D 카메라 (MPF 파일지원 ) 3DTV 가격 2DTV 대비차이최소화 3D Game 3D 방송 Satellite/Cable/Terrestrial / IPTV 3D 스포츠 10 Masters 골프 10 월드컵축구 12 런던올림픽 Console, PC, Embedded 언제나이용가능 28/40
LG 전자개발현황 3D 제품 2010 년다양한 3D 제품을개발하여출시함. 2009 2010 2011~ 2009.8 월 Korea 1 st. Built in 3DTV 47 (47LH50) 편광안경 B2B 커머셜시장 2010. 3 월 World 1 st. Full LED 3DTV 47,55 FHD (LX9500) 셔터안경 2010. 3 월 3D Monitor 23 (W63D) 셔터안경 2010. 3 월 3D Blu-ray Player FHD (BX580) 2010 3 분기 42,47,55, 60 LED 3DTV 셔터안경 2010. 7 월 3D Notebook 15 (R590) 편광안경 2010. 5 월 3D Single Lens Projector 150 FHD (CF3D) 편광안경 2010. 9 월 PDP 3DTV 50, 60 FHD (PX950) 셔터안경 2010. 4 분기 72 LED 3DTV 셔터안경 29/40
LG 전자개발현황 3D 안경 세련되고인체공학적디자인 3D 안경. 사용자에게친근핚안경 LG 전자 S 제조사 P 제조사 충전시간 1.5 hrs 2 hrs N/A 베터리수명 40 hrs 30 hrs 75hrs 무게 40.5g 39.1g 63g 3 1. 안경착용자를위핚 L-frame 1 2 4 2. 스크레치방지를위핚 UV coating 3. 사용자편의를위핚 LED indicator 4. USB port를통핚쉬운충젂 mini USB to USB(PC) 무상제공 USB to AC adaptor 별도판매 30/40
LG 전자개발현황 2DTV vs 3DTV 3DTV : Dual Decoder / Stereo 3D Picture Engine. Interim Format (Single HD) 2D Video 2DTV 1) Side by Side L R 2) Top & Bottom L R Single HD Decoding Singe HD Picture Engine 3) etc. Full HD Format (Dual HD) 3D Video 3DTV L + R Dual HD Decoding Dual HD Picture Engine 2D + Depth 2D 3D Conversion Crosstalk Reduction 31/40
LG 전자개발현황 3D Reality Engine 눈이편안한실감나는 3DTV 를위해 Stereo 3D 화질 Engine 독자개발. 2D 3D Conversion 2D 화질엔진 Depth cue analysis Depth map generation Stereo view generation Analog noise reduction MPEG noise reduction De-interlacing Up/down scaling Contrast enhancement Sharpness enhancement Color enhancement White balance Color temperature control Gamma correction 3D Depth Control Disparity estimation Depth map generation View synthesis Crosstalk Reduction Panel crosstalk analysis 3D ODC, DGA Stereo Image Depth Map View Synthesis 3D Picture Engine 3D MEMC FRC 3D color/contrast enhancement 3D Local Dimming 32/40 Left Right
LG 전자개발현황 2D 3D 변환 2D 영상 /2DTV : 소실점 / 물체움직임등으로입체를느끼나적음. Perspective Occlusion Shadow Blur 이론적으로 2D 3D 변환은가능하나, 품질이슈는있음. 현재까지수동변환이자동변환보다성능에서우세함. 33/40
3D 콘텐츠 가정에서 3D 콘텐츠 가정에서영화, 생방송스포츠, 게임등을 3DTV 로즐길수있음. 3D 영화 BD 타이틀, VOD 서비스 3D 생방송스포츠및콘서트월드컵, 올림픽 3D 게임콘솔, Casual Game 3DTV 3D 교육과학및외국어교육 34/40
3D 콘텐츠 매체별동향 3D 방송서비스는위성 / 케이블, IPTV 및공중파순으로진행예상. Satellite Broadband 2010 년 1 월부터 3D 젂용채널운용 (24 시갂 ) 2010 년 3D 콘텐츠 (70 시갂분량 ) 를자체제작중 3D UCC 서비스 (Anaglyph, Side-by-Side) 2010 년 4 월부터 EPL 등상용서비스시작 2010 년 10 월 Sky3D 채널서비스시작 CES2010 에서 3D 라이브방송 Demo 2010 년 6 월부터 n3d 를결성하여 4 채널운영중 2010 년 6 월부터 3D 젂용채널방송 골프, J-league, 영화및콘서트등. 2007 년 12 월부터하루에 30 분씩방송 3D VoD 서비스 ( 다큐멘터리, 만화. etc) 3D 쇼핑 contents ( 화장품, 건강 ) 2010 년하반기 3D VoD 서비스예정 Cable 한국케이블 TV 북미케이블 TV - 2010 년 7 월부터 VoD 서비스시작 - 2010 년 10 월시험서비스 - 2010 년 Sony, Discovery, IMAX 갂젂략적제휴 - 2010 년 6 월부터 ESPN 3D 채널서비스 - 2010 년 3 월부터실험방송시작 ( 하키경기 ) Terrestrial 한국 - 2010 년 5 월부터시험방송시작 (Side by Side) - 2010 년세계최초 3D FHD 서비스계획중 (ATSC 방식과역호홖성 TEST 진행 ) 유럽 - 3D 방송서비스관련논의중. - 3 단계로논의중 (Single HD, Full HD, Multi-view) 35/40
3D 콘텐츠 글로벌협업 기존과는달리 TV 제조업체와콘텐츠제작및미디어네트워크회사간의활발한협업예상됨. 제작 상영 서비스 36/40
3D 콘텐츠 영국 Sky 방송사의 EPL 경기 3D 중계 Sky 와전략적제휴로현재영국의 3,000 여개의스포츠펍에 LG 3DTV 설치. 프리미어리그축구 3D 중계등스포츠중계. 37/40
3D 표준 표준화활동 3D 제작, 보급을위한표준제정움직임이활발함 국내 3D 표준화단체 국외 3D 표준화단체 차세대방송포럼 ( 실감방송분과위 ) 3D 방송시스템 UHDTV 기술논의 3D DMB, Stereoscopic MAF SMPTE 3D@Home 3D Home Master Contents, transmission, display, human factor KEA, 3DFIC Contents, Display, Game, Video, 영화, Human Factor CEA SCTE 3D closed caption, glasses I/F Cable 3D service TTA PG806 (3DTV) 국내 3D 방송송수싞정합규격 3DTV 품질앆젂가이드라읶 MPEG 3DV BDA 3D Video + Depth Coding 3D BD HDMI HDMI1.4 DVB TM-3DTV : Phase 1 specification, CM- 3DTV : Phase 2 requirement ATSC PT-1 : Requirement and use cases ATSC 2.0 : 3D NRT 기술표준원 - IEC TC110 3D display panel 품질평가 ( 기술표준원중심으로활동 ) 38/40
3D 표준 LG 전자 3D NRT 표준주도 세계최초로 3D 방송 NRT (Non-Real Time) 서비스를 NAB 에서시연함. ATSC 규격 (6MHz 대역 / 19.39Mbps) 과역호홖성을유지 유휴대역에 3D contents 를 Push VOD 형태로젂송 : NAB Demo 에서 1.5 Mbps 유휴대역사용 39/40
Bit Rate 3D 표준 3D Video Codec 3D Multi-view 대응을위한차세대 Video Codec 기술표준화가진행중임. 3D Codec 표준기술 양안식 3DTV 및 UDTV 를위핚 Codec : HEVC 2D 양앆식, 다앆식, 홀로그램대응에필요핚 3D Rendering 기능을위핚 Depth map coding 지원 Simulcast 및 MVC 에비해대폭향상된다시점비디오압축률 2D+Depth Simulcast MVC HEVC MPEG 3DV 3D Rendering Capability - H.264 / AVC 대비두배의압축효율가능 - 양앆식 3DTV 및 UDTV를위핚표준 Codec이될가능성높음 - 무앆경식 3DTV를위핚표준이될 MPEG 3DV의기반이되는차세대 Codec 기술 - 2012년하반기표준완성예정 무안경식 3DTV를위핚 Codec : MPEG 3DV - Multi-view video 및 depth 정보의효율적읶압축 / 젂송을위핚국제기술표준 - 향후 AVC대싞 HEVC가채택될경우, MVC를대체핛표준으로서유력 - 차세대무앆경식 3DTV (autostereo 및 hologram) 를위핚표준 Codec이될가능성이높음 - HEVC의 extension의형태로약 1년의시차를두고표준화가짂행될가능성이높음 40/40
3DTV Coming Soon to a Home 41/40