[통신일보] LG경제연구원은 최근 '‘고해상도 경쟁, 어디까지 갈까’란 주제의 보고서를 발표했다. 통신일보는 이를 입수해 요약본을 게재한다. <편집자주>

꾸준히 높아지는 해상도

약 15년 전, 디지털 방송 도입을 앞두고 표준화질(SD) 중심의 유럽식(DVB)이 적합한지 고화질(HD) 중심의 미국식(ATSC)이 적합한지에 대해 상당한 논쟁이 있었다. SD나 HD나 눈으로는 큰 차이를 못 느끼기 때문에 차라리 이동성이 높고 여러 채널을 확보할 수 있는 유럽식 SD 방송을 해야 한다는 의견도 많았다. 29인치 브라운관 TV가 주류를 이루던 당시로서는 당연한 의견일 수 있었다.

그러나 요즈음은 40~50인치 수준의 대형 TV가 대중화되었고, 방송, 영화 등 각종 콘텐츠도 대부분 HD를 넘어 Full-HD로 진화하고 있다. 그에 따라, 소비자들의 눈높이도 매우 높아져서 SD급의 화질은 눈에 거슬린다고 느낄 정도가 되었다.

불과 3년 전에는 스마트폰에서도 이와 유사한 고해상도 경쟁이 있었다. 당시 최고사양의 스마트폰에는 대부분 WVGA급(800x480)의 디스플레이가 장착되어 있었는데 이는 디스플레이의 화소 밀도를 나타내는 척도인 인치당 픽셀 수 기준으로 250ppi(Pixel Per Inch)에 해당하는 수준이었다.

더 높은 해상도의 디스플레이를 탑재하자는 의견도 일부 있었지만, 해상도를 높일 경우 배터리 소모가 크고, 디스플레이 자체 가격 뿐만 아니라 모바일 프로세서, 메모리 등 연관 부품의 가격도 대폭 상승하는 반면 소비자는 큰 차이를 못 느낄 것이라는 의견이 업계의 지배적인 의견이었다.

그러나 2010년 6월, 아이폰4에 레티나 디스플레이(960x640, 330ppi)가 최초 탑재된 후, 소비자들은 WVGA급 디스플레이와 확연히 구분 가능한 수준의 화질 차이를 체험할 수 있었다. 이후 대부분의 고급 스마트폰에 300ppi 이상의 디스플레이가 탑재되는 것은 당연한 흐름이 되었으며, 배터리, 모바일 프로세서 등의 문제는 규모의 경제가 달성되면서 자연스럽게 해결되었다.

최근 벌어지고 있는 고해상도 경쟁

그런데 최근 이와 비슷한 고해상도 경쟁이 다시 벌어지려 하고 있다. TV에서는 Full-HD를넘은 UHD1 TV가 등장하고 있고, 스마트폰에서는 300ppi 수준의 HD를 넘어 400ppi 수준의 Full-HD 스마트폰까지 등장하고 있다. 이미 올해 8월부터 LG전자에서 84인치 UHD TV를 판매하기 시작하였다.

삼성전자, 소니, 도시바 등 주요 TV 제조업체 뿐만 아니라 중국의 하이얼, 하이센스, 터키의 바이텍 등도 UHD TV를 출시했거나 출시할 예정에 있다. 일본에서는 이미 NHK가 올해 5월부터 UHD 시험 방송을 시작했으며, 2015년에는 UHD 보다 해상도가 4배 높은 8K UHD 시험 방송을 계획 중에 있다. 우리나라도 올해 10월부터 KBS가 UHD 시험 방송에 들어갔다.

모바일 기기 중에도 보다 높은 해상도의 디스플레이를 탑재한 기기가 등장하고 있다. 한국, 일본 등의 주요 디스플레이 업체는 이미 440ppi의 5인치 Full-HD 디스플레이를 개발하여 양산에 돌입했거나 내년 상반기 양산을 목표로 준비 중이다. 이러한 5인치 Full-HD 디스플레이는 2013년 상반기 중에 스마트폰에 탑재될 것이 확실시되고 있다. 태블릿PC에도 Full-HD 이상의 고해상도 디스플레이가 확산되고 있다.

2012년 3월 출시된 3세대 아이패드부터 2048x1536 해상도(264ppi)의 디스플레이가 탑재되기 시작했으며, 아마존의 킨들파이어HD(1920x1200, 254ppi), 구글의 넥서스10(2560x1600, 299ppi), 마이크로소프트의 서피스 프로(1920x1080, 208ppi) 등 이후 출시된 대부분의 고급형 태블릿PC에는 당연히 Full-HD 이상의 고해상도 디스플레이가 탑재되었다.

이러한 동향과 관련하여 과거 고해상도 경쟁과 마찬가지로 UHD TV, Full-HD 스마트폰이 대세가 될 것이라는 전망과 큰 영향이 없을 것이라는 전망이 팽팽하게 대립하고 있다. 미국의 최대 유료 방송채널 HBO의 CTO 로버트 지터는 ‘UHD TV는 시기상조이며, 최소 5~10년 후에야 가능할 것’이라고 언급한 반면, 소니의 유럽지역 미디어 담당자 올리버 보비스는 ‘주요 방송사들이 UHD에 적극 대응하고 있어 생태계가 예상보다 빠르게 조성될 것’이라고 주장했다.

과거의 사례를 살펴보면 관련 기업 측면에서는 촬영 장비 교체, 대역폭 확대, 초고압축 기술 개발 등의 문제가 항상 있었지만, 결국 시장은 소비자가 원하는 방향으로 움직여 왔다. 최근의 고해상도화 역시 소비자가 원하는지 여부가 고해상도 경쟁의 지속 여부를 결정짓는 가장 핵심적인 요소가 될 것으로 보인다.

고해상도화에 대한 소비자의 요구대형화 그리고 고해상도화

TV에서 디스플레이의 중요성은 두말할 것도 없다. 방송 등의 동영상을 시청하는 기기인 만큼 현실감을 최대한으로 끌어올릴 수 있는 제품이 선호된다. 현실감과 몰입도를 높이기 위해서는 디스플레이의 크기가 커져야 한다. 같은 영화도 영화관에서 볼 때와 TV에서 볼 때 차이가 느껴지는 것과 같다. 실제로 TV 디스플레이의 대형화는 통계로도 확인되고 있다. 시장 조사 업체인 디스플레이서치의 자료를 살펴보면, LCD TV 기준으로 디스플레이의 평균 크기가 2010년의 33.2인치에서 2012년 35.9인치로 증가한 것으로 나타났다.

그렇다면 휴대폰은 어떨까? 최근 들어 스마트폰이 단순히 음성통화용이 아니라 다양한 서비스를 제공하게 되면서 휴대폰에서도 디스플레이의 중요성이 커지고 있다. 시장 조사 기관 마케팅 인사이트가 국내 휴대폰 사용자를 대상으로 실시한 설문조사에 따르면, 소비자들의 휴대폰 구입 시 중요하게 고려하는 사항이 무엇인가에 대해 ‘성능과 스펙’을 꼽은 응답자가 가장 많은 것으로 나타났다. 또한 성능과 스펙을 결정하는 많은 요소들 가운데 대다수 응답자들은 디스플레이와 액정 해상도가 최우선 기준이라고 답한 것으로 나타났다.

현실감과 몰입도를 높이기 위해서는 단순히 디스플레이의 크기만이 중요한 것이 아니다. 해상도 또한 충분히 높아야 한다. 즉 디스플레이의 대형화는 필연적으로 고해상도의 추구로 연결되는 것이다. 단적인 예로, 4인치 스마트폰에서는 HD 이상의 해상도를 눈으로 구분하기가 거의 어렵지만, 5인치 스마트폰부터는 HD와 Full-HD의 차이를 쉽게 체감할 수 있다. 또한 42인치 TV에서는 Full-HD와 UHD의 차이를 거의 인식할 수 없지만, 65인치 이상의 TV에서는 그 차이가 확연히 느껴진다.

또 하나의 동인, ‘N스크린 서비스’

최근의 고해상도화가 과거와 다른 점은 TV와 스마트폰, 태블릿PC 등에서의 고해상도화가 동시에 일어나고 있다는 점이다. 이러한 현상이 일어나는 이유 가운데 하나로 소비자들의 N스크린 서비스 이용 증가를 꼽을 수 있다. N스크린 서비스란 클라우드에 저장된 콘텐츠 혹은 기기에 저장된 콘텐츠를 기기간 연결을 통해 다양한 단말기에서 시청하는 것을 말한다. 애플, 구글, MS 등의 플랫폼 사업자뿐만 아니라 통신사, 포털 등이 개인 클라우드 서비스를 제공하면서 클라우드 서비스의 이용이 점차 증가하고 있다. 또한 유선 케이블로 기기를 연결하기 위해 필요한 HDMI 포트는 단말기에 기본 장착되는 추세이며, 무선으로 기기를 연결할 수 있도록 하는 표준인 DLNA를 채택한 단말기의 보급도 확대되고 있다.

이러한 N스크린 환경이 구축된 상황에서 단말기마다 소비자들이 경험하는 콘텐츠의 화질이 차이 난다면 불만으로 이어질 수밖에 없다. TV와 스마트폰, 태블릿PC 등에서 동일한 콘텐츠를 연속적으로 경험하게 되면서 콘텐츠의 화질 차이가 보다 쉽게 비교되는 환경에 놓였기 때문이다. 결국 N스크린 환경 하에서는 스마트폰 또는 TV 등 어느 하나의 단말기에서고해상도화가 진행된다면, 태블릿PC, 노트북 등 다른 모든 단말기도 함께 고해상도화가 진행될 가능성이 매우 높다고 할 수 있다.

이미 준비된 고해상도 구현 환경

소비자가 보다 높은 해상도를 원하고 있기 때문에, 앞으로 해상도는 지속적으로 증가할 것이 자명하다. 그러나 보다 높은 해상도가 구현되는 시점은 그에 필요한 제반 환경이 얼마나 빨리 준비되는가에 달려있다. 제반 환경 중에서는 대용량 콘텐츠를 전송할 수 있는 광대역 네트워크와 이를 재생할 수 있는 고성능 프로세서가 핵심적인 부분이라 할 수 있다.

광대역의 유무선 전송 네트워크

디스플레이의 크기 및 해상도 증가는 기본적으로 고화질 콘텐츠가 제대로 전송될 때 이용이 가능하다. 고화질의 대용량 콘텐츠가 문제없이 제공되려면 광대역 네트워크가 필수이다. 이러한 네트워크를 갖추지 못한다면, 스트리밍 서비스 이용 시 버퍼링으로 인해 시청에 방해를 받는 일이 잦아지게 된다.

유선에서는 이미 광랜이나 FTTH와 같은 100Mbps급 네트워크가 구축되어 있으며, 여기에 정부는 1Gbps급 네트워크 구축 프로젝트를 추진 중에 있다. 국내뿐 아니라 전세계적으로도 광네트워크를 통한 초고속인터넷 속도를 높이려는 계획은 확산되어가고 있다.

UHD 콘텐츠를 전송할 경우 현재의 압축 기술로는 대략 24~40Mbps 정도의 전송속도를 보장해야 할 것으로 보이는데 이는 100Mbps급 네트워크로도 충분히 수용이 가능한 수준이다. 공중파 방송의 경우, 제한된 주파수 자원에 대해 통신사, 방송사 등이 첨예하게 대립하고 있어 UHD 방송에 필요한 주파수 확보가 불투명한 상황이다.

그러나 국내 전체 가구의 90% 이상이 유료 방송에 가입되어 있고, 그 중 상당수의 가구에 100Mbps급의 콘텐츠 전송 네트워크가 보급되어 있다. 아직까지 100Mbps급의 네트워크가 보급되지 못한 가구도 일부 존재하지만 유료 방송 사업자들이 UHD 방송에 대한 계획을 발표하고 투자를 확대 중이기 때문에 가까운 미래에는 대부분의 가구에서 UHD 방송 콘텐츠를 시청할 수 있는 시스템이 구축될 것으로 전망된다.

스마트폰에서 스트리밍 서비스로 Full-HD 콘텐츠를 이용하려면 대략 6~10Mbps가 요구된다. 인터넷 품질을 측정하는 업체인 벤치비의 최근 자료에 따르면 LTE의 평균 속도는 약 20Mbps 이상으로 나타나고 있어 무선을 통한 Full-HD 콘텐츠 제공에도 큰 문제가 없을 것으로 보인다.

저전력, 고성능의 프로세서

컴퓨터의 외관을 잘 살펴보면 인텔의 칩이 들어있을 경우 그 유명한 ‘인텔 인사이드(Intel inside)라는 로고를 볼 수 있다. 한편 온라인 게임 활성화에 따라 그래픽의 중요성이 대두되면서 인텔 로고 옆에 엔비디아(nvidia)나 ATI 같은 그래픽 칩 회사의 로고도 붙어있음을 알 수 있다. 중앙처리장치인 CPU뿐만 아니라, 그래픽 연산장치인 GPU 역시 중요해지고 있는 것이다.

스마트기기 역시 중앙처리장치에 해당하는 CPU와 함께 GPU, 컨트롤러 등을 하나로 묶은 모바일 AP(Application Processor)가 점차 중요해지고 있다. 스마트폰 시장이 본격 성장한 지 불과 3년 여 만에 쿼드코어가 대세로 자리잡을 정도로 모바일 AP의 성능이 급속도로 발전하고 있다.

동작 속도는 600MHz에서 1.5GHz로, CPU 코어 수는 1개에서 4개로 증가했으며, 프로세서의 아키텍처도 상당히 개선되어 전체 성능은 3년 전에 비해 10배 이상 증가하였다. 뿐만 아니라 함께 탑재되는 GPU의 성능도 웬만한 노트북에 버금갈 정도로 크게 개선되었다.

아이폰5의 모바일 AP인 A6에는 GPU 코어가 3개나 탑재되어 있으며, 그 하나하나의 성능이 과거 아이폰3GS에 탑재되던 GPU에 비해 3~4배 이상 높아서 전체적으로는 10배 이상의 성능 향상이 있었다. 이와 같이 각종 프로세서의 성능이 비약적으로 향상되어, 모바일에서 Full-HD 등의 고화질 콘텐츠를 재생하는 데에 아무런 문제가 없는 수준에 도달한 것이다.

고해상도 콘텐츠의 확보 가능성

디지털 기기의 고해상도화는 ICT 산업의 분명한 트렌드이다. 그리고 이는 단말 사업자가 주도하는 일방향적 트렌드가 아닌 소비자의 니즈가 내포되어 있다는 점에서 큰 잠재력을 지닌다. 하지만 그 잠재력이 시장 혁신으로 발현되기 위해서는 극복되어야 할 과제가 있다. 바로 고해상도의 기기가 제공하는 사용자 가치를 제대로 구현할 수 있는 고화질의 콘텐츠가 충분히 공급되어야 한다는 것이다.

콘텐츠 사업자는 움직일 것인가?

NHK, BBC 등 일부 방송사와 할리우드 스튜디오를 중심으로 4K급 UHD 콘텐츠가 제작되고는 있지만,3 아직 시장에 고화질 콘텐츠가 부족한 것은 사실이다. 3D 콘텐츠의 부족이 3D 시장 활성화의 제약으로 작용하는 것처럼 고화질 콘텐츠의 부족은 고해상도 디지털 기기의 전망을 불투명하게 만들고 있다. 하지만 콘텐츠 생산 주체인 콘텐츠 사업자의 관점에서 봤을 때 이러한 제약이 극복될 가능성을 배제할 수는 없다.

사실 콘텐츠의 고화질화는 콘텐츠 사업자가 본질적으로 추구하는 방향에 부합한다. 방송과 영화 제작 현장에서 콘텐츠를 제작하는 이들이 끊임없이 고민하는 것은 바로 카메라 렌즈 앞 피사체를 얼마나 사실적으로 대중에게 전달해줄 것인가 이다.

국내에서도 얼마 전 개봉한 피터 잭슨 감독의 <호빗(The Hobbit)>은 1초에 48개의 이미지를 보여주는 초고속 프레임 레이트(High Frame Rate) 입체 영상 촬영 기술을 개발해 찍은 첫 장편 영화다. 80년 이상 영화 업계의 표준이었던 24프레임 촬영 기법에서 두 배로 프레임이 늘어난 만큼 인물들의 움직임이나 사물의 이미지가 훨씬 분명해졌다.

방송 산업이 과거 아날로그에서 SD로, 다시 HD로 진화할 수 있었던 것도 결국 고화질의 선명한 영상을 구현하고자 하는 콘텐츠 사업자들의 욕구가 내재되어 있기 때문이다. 콘텐츠 사업자 관점에서 고화질 콘텐츠에 대한 투자는 자연스러운 확장 방향이다.

3D 콘텐츠 대비 낮은 제작비로도 입체감을 구현해낼 수 있다는 점 역시 콘텐츠 사업자에게는 매력적인 요소이다. 3D 콘텐츠를 제작하기 위해서는 3D 촬영용 카메라와 좌안, 우안을 고정시켜 주는 리그(RIG), 전용 편집 프로그램, 화면의 깊이감과 입체감을 조율하는 전문 스테레오 그래퍼 등이 필요하지만 UHD 콘텐츠는 기존 2D 촬영 장비에서 카메라만 UHD 해상도 카메라로 변경하면 되기 때문에 제작비 상승이 그리 크지 않다.

콘텐츠 제작의 기술적 문제는 해결될 것인가?

고화질의 콘텐츠를 제작, 처리하는 데 필요한 기술적 인프라 역시 극복되어야 할 과제이다. UHD 이상의 고화질 콘텐츠는 대용량으로 인해 촬영, 압축, 전송 등의 과정에서 기술적인 문제가 발생할 수 있으며, 이는 결국 TV나 모바일 기기에서의 화면 왜곡, 발열 등 사용자 경험을 저하시키는 요인으로 이어진다. 그러한 문제 의식에서 현재 다각도의 접근이 이루어지고 있다.

고화질 콘텐츠의 촬영 기술은 일본 업체들을 중심으로 상당히 진전되고 있다. 특히 일본 공영 방송사인 NHK가 가전 업체들과의 공동 연구를 통해 기술 개발을 주도하고 있다는 점은 주목할 만하다.5 NHK는 2000년대 초반부터 UHD 해상도 이상의 콘텐츠 촬영을 위한 카메라 연구를 수행하기 시작하여 2008년 8K UHD 해상도의 카메라 시제품을 개발하였다. 이후 경량화에 노력을 기울여 2010년 IBC(International Broadcasting Convention)에서 20kg의 카메라 헤드를 발표하기도 하였다. 전반적으로 카메라 가격 또한 하락하고 있다. 3D 촬영 시스템이 수억 원을 웃도는 반면, 최근 소니, 캐논 등의 고해상도 촬영용 카메라 세트는 1억 원 미만의 가격으로도 출시되고 있다.

대용량 콘텐츠의 압축, 전송과 관련해서는 국제 표준 단체들이 공동으로 해결 방안을 모색 중이다. MPEG과 ITU-T는 JCT-VC라는 표준화 기구를 설립하여 2010년부터 현재의 영상 압축 표준인 H.264/AVC를 능가하는 차세대 압축 기술 HEVC(High Efficiency Video Coding)를 개발하고 있다. HEVC의 상용화 시점에 대한 전망은 2013년 상반기에서 하반기까지 의견이 분분하지만, HEVC가 향후 UHD 고화질 영상의 유력한 압축 기술이 될 것이라는 점에는 이견이 없다. 또한 이동식 저장 매체의 경우에도 현재 50GB 수준 용량의 블루레이를 대체하기 위한 6TB 용량의 홀로그래피 디스크(Holographic Versatile Disc)6 연구가 진행 중이다.

콘텐츠 사업자의 니즈, 그리고 관련 기술의 진화는 톱니바퀴처럼 맞물려 있다. 어느 한 쪽의 진보가 또 다른 쪽의 발전을 견인하고, 결국은 전체 시장의 성장을 이끄는 것이다. 고화질 콘텐츠 제작에 대한 콘텐츠 사업자의 니즈는 분명 존재한다. 그리고 상당 부분의 기술적 이슈들 역시 머지 않은 미래에 해결될 것으로 보인다. 그런 측면에서 봤을 때 향후 고화질 콘텐츠의 확산 가능성은 높다.

끝나지 않은 고해상도 경쟁소비자에게 체감될 수 없는 기술은 가치가 없다는 것은 자명한 사실이다. 그러한 관점에서 디스플레이 역시 인간의 눈으로 구분할 수 없는 수준 이상의 고해상도는 무의미할 것이다. 그리고 이미 디스플레이의 화소 밀도는 인간의 눈으로 식별 가능한 한계 수준에 거의 다다른 것처럼 보인다. 그러나 고해상도 경쟁이 끝났다고 볼 수는 없다.

디스플레이의 대형화가 지속되면서 그에 비례하여 해상도 역시 증가할 수밖에 없기 때문이다. 고해상도 구현에 필요한 네트워크, 프로세서 등 제반 인프라도 상당부분 이미 갖추어져 있으며, 지금은 부족한 고화질 콘텐츠도 충분한 수준으로 확보되기까지 오랜 시간이 필요하지는 않을 것으로 보인다. 결정적으로 5인치 스마트폰은 Full-HD까지, 60인치 이상의 TV는 UHD까지 소비자들의 눈으로 그 차이를 쉽게 체감할 수 있기 때문에 앞으로도 당분간 고해상도화는 지속될 것으로 예상된다.

[LG경제연구원 김종대 책임연구원]