영상의 화면 비율을 처음 결정한 인물은 윌리엄 딕슨입니다. 그는 1889년 토머스 에디슨과 함께 영화 필름 영사기의 시초인 키네토스코프(Kinetoscope)를 발명한 인물로, 이 장치에 필름을 이용하면서 화면의 비율을 정하게 됩니다. 당시 에디슨은 소리를 내는 장치인 축음기를 발명한 이후 축음기에 움직이는 영상을 덧붙이는 아이디어를 떠올렸고, 사진 연구에 몰두하고 있는 젊은 연구원인 윌리엄 딕슨에게 그 연구를 맡겼습니다. 딕슨은 조지 이스트만이 개발한 질산 셀룰로이드 소재의 유연한 필름을 폭 35 밀리, 길이 약 10 미터 가량의 띠 모양으로 만들어 달라고 이스트만의 공장에 주문을 했고, 이 필름을 사용할 수 있는 장치인 키네토스코프를 발명합니다.

성능과 특성 용어와 의미, 시야각 >>

디스플레이에서의 시야각(view-ing angle)이란 정상적인 화면을 볼 수 있는 최대한의 각도입니다. 특히 LCD의 경우, 액정의 비대칭 동작으로 인하여 화면을 보는 각도에 따라서 명암비가 바뀌는데, 명암비가 유지되어 영상을 볼 수 있는 최대 각도를 시야각으로 나타냅니다. 즉, 화면의 위아래(수직), 그리고 왼쪽과 오른쪽(수평)에 따라 명암비가 일정치 이상 되는 각도로 표현하지요. 여기서 명암비의 일정치는 기기와 용도에 따라 다른데, 대체적으로 10:1 정도를 일컫습니다. LCD에서는 시야각을 넓히기 위하여 다양한 액정 구동 모드를 개발하였는데, 대표적인 방식들로는 TW(Twisted Nematic) 모드, IPS(In Plane Switching), 그리고 VA(Vertical Alignment) 모드 등이 있으며, 이에 대해서는 LCD 부분에서 설명하기로 합니다.

응답속도를 측정하는 기준은 크게 두 가지가 있습니다. 하나는 BtoW(Black to White) 기준으로 화소가 검정에서 흰색으로 바뀌기까지 걸리는 시간을 뜻합니다. 화소의 변화에서 가장 오래 걸리는 시간을 측정하는데, 실제 상황에서는 이렇게 변하는 경우가 많지는 않습니다. 다른 하나는 GtoG(Gray to Gray) 기준이며, 최근에 주로 쓰는 측정 방식으로, 밝은 회색에서 어두운 회색까지 넘어가는 시간을 측정합니다. 대개 최대 밝기의 10%에서 90%까지 변하는 시간을 측정하죠. 따라서 BtoW 기준보다는 응답속도가 더 빠르게 표기되지요. 이외에도 흰색에서 검은색으로 신호가 떨어지는 속도를 측정하는 WtoB 기준, 검은색에서 흰색을 찍고 다시 검은색으로 내려오는 하나의 주기를 측정하는 BtoB 기준도 존재합니다.

성능과 특성 용어의 의미, 해상도  >>
 

만일, 화소의 수가 같아도 화소의 크기가 다르다면 세밀함의 정도도 달라집니다. 그래서 ppi(pixels per inch)라는 단위를 사용하기도 하죠. 즉, 1인치 길이에 들어갈 수 있는 화소들의 개수를 말하며, 화면의 대각선 길이를 기준으로 합니다. 예를 들어, 노트북 화면의 크기가 17인치이고, 1920 x 1080 화소라면, 해상도는 129.58ppi가 됩니다. 즉, 1920 x 1080 화소를 피타고라스의 정리로 계산하면, 대각선에 걸리는 화소는 약 2202.9개가 되고, 이를 대각선의 길이 17인치로 나누면, 129.58ppi가 됩니다. 같은 방식으로 TV 화면의 크기가 80인치이고, 화소가 7680 x 4320개인 경우에는, 해상도가 약 110.15ppi가 됩니다. 절대적인 ppi 수치로는 노트북이 TV보다 해상도가 높지만, 노트북은 약 30 ~ 60cm 거리에서 보고, TV는 약 2 ~ 3m 거리에서 본다는 것을 감안하면, TV의 해상도가 더 높다고 볼 수도 있죠. 일반적으로는 같은 크기의 화면이라면, 화소의 개수가 많아질수록 해상도는 높아지고, 화면의 크기가 다르다면 ppi 값으로 비교를 하게 됩니다.

해상도별 명칭을 살펴봅니다. SD(Stan-dard Definition)는 480개의 주사선을 지원하는 브라운관 TV의 대표적인 사양으로, 4:3의 화면 비율이며, 해상도는 640 x 480입니다. HD(High Definition)부터는 16:9의 화면 비율이 일반적이며 1280 x 720 해상도를 가지고, Full HD는 1920 x 1080 해상도로 지난 몇 년간 많이 적용이 되었습니다. UHD(Ultra High Definition)는 3,840 x 2,160 의 해상도를 가지는데, 화면 가로에서의 화소수가 대략 4,000개이므로 4K라고도 부릅니다. 최근에는 4K를 넘어 8K, 즉 7,680 x 4,320 수준이 출시되고 있습니다.
 

성능과 특성 용어의 의미, 화면비  >>

화면비(aspect ratio)는 디스플레이 화면의 가로와 세로 길이의 비율을 뜻합니다. 일반적으로 가로의 길이 A를 세로의 길이 B로 나눈 값을 구하여 ‘A/B : 1’, 예를 들면 ‘1.33 : 1’이나 ‘1.77 : 1’과 같이 소수점으로 표기하나, 대중적으로는 ‘4 : 3’ 또는 ’16 : 9’처럼 특정 비율이 편하죠. 화면비의 시초는 1889년 필름 영사기의 등장과 함께 ‘1.33 : 1’로 시작하였으며, 이후 영상의 몰입감을 높이기 위하여 점차 가로로 긴 ‘와이드 포맷’ 형태로 진화하였습니다. 지금은 영상 기술의 발달과 제작 의도에 따라 다양한 화면비가 시도, 적용되고 있습니다.

 

지금부터는 삼성의 자료를 인용하여서, 화면비의 변천 과정에 대해 조금 더 상세히 들어 이때부터가보죠. 영상의 화면 비율을 처음 결정한 인물은 윌리엄 딕슨입니다. 그는 1889년 토머스 에디슨과 함께 영화 필름 영사기의 시초인 키네토스코프(Kinetoscope)를 발명한 인물로, 이 장치에 필름을 이용하면서 화면의 비율을 정하게 됩니다. 당시 에디슨은 소리를 내는 장치인 축음기를 발명한 이후 축음기에 움직이는 영상을 덧붙이는 아이디어를 떠올렸고, 사진 연구에 몰두하고 있는 젊은 연구원인 윌리엄 딕슨에게 그 연구를 맡겼습니다. 딕슨은 조지 이스트만이 개발한 질산 셀룰로이드 소재의 유연한 필름을 폭 35 밀리, 길이 약 10 미터 가량의 띠 모양으로 만들어 달라고 이스트만의 공장에 주문을 했고, 이 필름을 사용할 수 있는 장치인 키네토스코프를 발명합니다. 키네토스코프는 이 필름을 초당 46 장, 즉, 46 프레임으로 돌리며 움직이는 이미지를 최초로 구현하였죠. 이때부터 영화의 필름 폭이 35 밀리로 정해졌습니다. 딕슨은 필름을 키네토스코프에 돌려 감기 위해 뚫어 놓은 구멍 네 개마다 한 개의 프레임을 배치하도록 결정했습니다. 그 결과 필름에 기록되는 영상 크기는 가로 24.13 mm, 세로 18.67 mm가 되었죠. 이것이 화면비율 ‘4 : 3’의 시작이 되었고, 이후 화면 비율의 기준으로 정착하게 됩니다.

화면 비율에 변화가 처음으로 일어난 때는 음향을 곁들인 유성 영화가 등장한 1929년입니다. 35 밀리 폭의 필름에 소리를 수록하는 녹음 라인을 추가하면서 영상을 기록하는 프레임의 폭과 비율이 약간 바뀌게 됩니다. 1932년 영화예술 과학 아카데미가 표준을 결정하기 위한 투표를 실시해 프레임 크기를 22 mm x 16 mm(1.37 : 1)로 정해 기존에 딕슨이 만든 ‘1.33 : 1’ 보다 가로가 조금 더 넓은 화면이 탄생하게 되며, 이 화면 비율은 1937년 ‘아카데미 비율(academy ratio)’이라는 명칭으로 널리 사용되죠. 1950년대에는 TV가 등장하고, TV의 화면비율은 극장의 화면 비율인 ‘4 : 3’을 자연스럽게 채택합니다. 이에 영화 산업계는 큰 위기감을 느끼게 됩니다. 사람들이 집에서도 영상을 볼 수 있게 되었고 극장을 찾는 관객 수가 줄어들 것으로 예상했죠. 영화 산업계와 극장들은 TV와의 경쟁에서 새로운 전략이 필요했습니다. TV와는 다른 포맷을 택해 경쟁력을 갖출 필요성을 느꼈고, 가로 영상폭을 넓혀 높은 현장감을 재현할 수 있는 ‘와이드 스크린 포맷’을 만들게 됩니다.
 

지금까지의 화면 비율의 변화 과정을 살펴보면 딕슨이 시작한 ‘1.33 : 1’부터 아카데미 비율인 1.37 : 1을 거쳐 시네라마의 ‘2.59 : 1,’ 시네마스코프의 ‘2.35 : 1,’ 비스타비전의 ‘1.85 : 1,’ 토드 매의 ‘2.20 : 1,’ MGM 65의 ‘2.76 : 1’ 등으로 다양하게 변하였습니다. 그런데 신기하게도 현재 대부분의 TV 화면 비율인 ‘16 : 9(1.77 : 1)’이 보이지 않습니다. ‘16 : 9’의 탄생 배경은 TV의 역사에서 찾을 수 있습니다. 1980년대 후반 HDTV 표준을 정하면서 미국 영화텔레비전 기술자 협회는 ‘16 : 9’라는 화면 비율을 제시했습니다. 16 : 9(1.77 : 1)는 기하학적으로 보면 ‘4 : 3(1.33 : 1)’과 시네마스코프의 ‘2.35 : 1’의 평균 수치에 해당합니다. 따라서 폭이 좁거나 반대로 폭이 넓은 와이드 스크린 비율의 영상이라도 16:9 포맷에서 시청하면 영상의 상하좌우에 조금씩 공백이 들어가는 방식으로 영상을 표시할 수 있게 됩니다. 따라서 ‘16 : 9’의 화면 비율은 일종의 타협안인 셈이죠. 이 비율은 이후 DVD(Digital Video Disc, Digital Versatile Disc) 플레이어에서 HDTV, UHD(4K)에 이르기까지 와이드 스크린의 표준으로 널리 쓰이게 됩니다.

TV시장에서의 와이드 스크린의 변화는 지금도 현재진행형입니다. ‘4 : 3’에서 ‘16 : 9’로 와이드 스크린의 요구를 반영하였듯이, ‘16 : 9’보다 더 폭이 넓은 ‘21: 9’ 시장도 개화했습니다. 와이드 스크린의 진화는 어디까지 이어질까요? 지금까지 살펴본 화면 비율에는 재미있는 수학적 관계가 숨어있습니다. 즉, ‘4 : 3’의 비율을 분수로 표현하면 4/3이 되며, 이 숫자를 제곱하면 16/9가 됩니다. 그리고 4/3을 세제곱하면 ‘64 : 27’이 되며 이는 약 ‘21.3 : 9’로 현재 새로운 와이드 스크린으로 주목을 받고 있는 ‘21 : 9’와 비슷한 비율입니다. 그렇다면 4/3에 네 제곱을 하면 어떨까요? 256/81이 되며 소수점 비율로 나타내면 ‘28.4 : 9’가 됩니다. 단순히 계산해 본 수학적 추측일 뿐이지만 더 폭넓은 와이드 스크린에 대한 시청자의 요구가 나타난다면 언젠가는 ‘28 : 9’ 비율의 포맷도 등장할 수 있습니다. 
 

<다음호에 이어서 계속>

 

“본 고의 내용은 저자의 주관적인 견해를 포함하고 있으며, 인용 자료들이 다양하여 일일이 표기하지 못한 점을 양해, 참조 바랍니다.”