LG 3DTV 47LH503D 3부

3DTV를 측정한 것은 필자도 이번이 처음이다.
안경을 끼고 보는 3D 영상에서 과연 캘리브레이션이 필요한가 회의감도 없지 않았었다.
그리고 만약 캘리브레이션을 한다면 어떤 기준과 방법이 필요한지도 아직은 확실하게 알지 못한다.
헐리우드에서 3D 영화를 포스트 프로덕션하는 기준이나 장비, 과정에 대해서 아는 바도 별로 없고 말이다.
앞으로 좀 더 공부해야 할 문제이긴 한데 게으름이 발목을 잡는다.
3D 영상의 휘도 보정이나 편광 안경을 통한 측정과 캘리브레이션이 얼마나 영향을 미치는지 테스트하긴 해야 할 것 같아서 나중에 "닭질"로 판명날지도 모르는 짓을 한 번 해 봤다. 편광 안경의 투과율도 천차만별이므로 TV 세트에 포함된, 혹은 사용될 예정의 편광 안경을 통해 측정하는게 일단은 맞는 것으로 알고 있다.

결국 위의 사진처럼 포토리서치 PR-650과 미놀타 LS-100에 각각 편광 안경을 테이프로 고정시키고 컬러와 휘도를 측정했다는 점을 밝힌다. 이때 측정하는 스크린의 가로 방향과 편광 안경이 수평으로 유지되는 것이 중요하다.
편광용 Retarder Stripe가 가로 방향으로 Line by Line의 구조이기 때문에, 안경을 세로로 세우고 컬러 애널라이저로 RGB 밸런스를 측정하면 완전히 다른 결과가 나왔다.
반면에 휘도값은 편광 렌즈를 스크린에 수직 방향으로 세워도 크게 차이가 나지 않는 것 같다.
몇 번의 시행 착오를 거쳐서 편광 안경을 스크린의 가로와 최대한 수평으로 유지시키고 측정하려고 노력했다.
그리고 이번 3부에서 설명하는 모든 측정 수치와 세팅치는 "전문가 영상" 모드임을 밝힌다.

◈명암비와 휘도(Contrast Ratio & Luminance)

LH503D의 영상 모드별 휘도와 명암비는 오른쪽 표와 같이 측정되었다.

"선명한 영상"을 제외한 다른 화면 모드는 LH50과 비슷한 휘도 성향을 보인다.
가장 밝은 "선명한"에서는 LH50이 428.7cd/m², LH503D는 376.8cd/m²로 나왔는데, 너무 과도한 밝기라서 50cd/m² 정도를 낮췄는지, 아니면 스크린에 부착된 편광 필터로 인해 휘도가 감소해서 나머지 영상 모드의 휘도를 LH50과 비슷한 수준으로 끌어 올려 재조정했는지는 모르겠다.
아마 백라이트 스캐닝 기능이 없다면 사양에 밝힌 대로 최대 500cd/m² 근처의 휘도가 나올 것이다.

표에서 노란색으로 표시된 칸들은 TV 세트에 포함된 편광 안경을 (위의 사진처럼) 휘도계에 부착하고 측정한 수치이다. 전문가 모드에서 그냥 측정했을 때 135.3cd/m²였던 휘도가 편광 안경을 통해 측정하면 56.04cd/m²로 약 60% 가까이 떨어진다.
수치상으로 밝기가 절반 이상 감소한다는 뜻이다.
1부에서 LH503D에 포함된 편광 안경이 스펙스 상사의 CP-03과 비슷해 보인다고 했는데. 이 안경의 투과율이 44% 정도라고 나와 있다.  필자가 측정한 결과는 44%에 약간 못 미치는 41.4% 정도라고 하겠다.
편광 안경을 통해서도 "백라이트 30"과 비슷한 휘도인 130cd/m² 안팎이 나오려면 "백라이트를 95 이상"으로 올려야 한다. 그리고 여기서는 "입체 영상" 모드로 전환해도 휘도의 변화가 없었다.

명암비는 백라이트 글로벌 디밍을 통한 자동 명암 조정이 최대로 적용된 "선명한 영상"에서 약 5,000:1이 측정되었고, 필자가 주로 테스트하는 '전문가" 모드에서는 1,000:1에 살짝 못 미치는 패널의 고정 명암비가 나왔다.

◈컬러(Color Accuracy)

컬러 역시 그냥 측정한 것과 편광 안경을 통해서 측정한 것이 약간 다르다.(이것 역시 안경에 따라 다를 수 있다)
2D 영상에서의 LH503D는 처음부터 상당히 정확한 컬러를 보인다. "전문가" 모드에서의 측정 결과가 바로 전에 리뷰를 올린 LE8500의 "THX 영화" 수준에는 조금 못 미친다 해도 이 정도면 매우 우수한 편이다.

*1931년 xy 좌표 : 아주 미세하게 조금씩 벗어낫지만 대단히 뛰어난 색좌표.

*1976년 u'v' 좌표 : xy 좌표에 비해 Blue와 Red의 영역이 약간 좁고 Magenta가 미세하게 틀어진 것이 드러남.

아래 좌표들은 "전문가" 모드에서 편광 안경을 PR-650 앞에 가로로 대고서 측정한 것이다.
편광 안경을 통하면 색영역이 약간 좁아진다. Green보다는 Blue와 Red쪽이 좁아지는 것을 알 수 있다.
보통 휘도가 낮아지면 색영역이 좁아질 수 있지만, 백라이트 밝기를 95로 올리고서 측정해도 마찬가지이므로 휘도 때문은 아닌 것 같다. 즉 편광 안경을 거치면서 색영역 자체가 약간 바뀐다고 봐도 무방하다는 생각이다.
틴트도 조금 바뀌는데 Green이 미세하게 Cyan쪽으로 움직이고, Yellow와 Magenta는 Red쪽으로 약간 다가간다.

*xy 좌표상으로 보면 Blue쪽이 좁아진 것을 알 수 있고, Red도 티가 난다.

*u'v' 좌표상으로는 xy 좌표보다 좀 더 확실하게 알 수 있다. 반면에 Magenta의 틴트는 오히려 정확해졌다.

편광 안경을 통해서 보면 색영역이 좁아진 것은 CMS(Color Management System) 기능을 통해서도 조정이 잘 안 된다. 굳이 좌표를 맞추겠다고 시도해 봐야 큰 효과가 없고, 전체 밸런스가 틀어질 수 있으므로 그대로 뒀다.
다시 말해서 선글라스 같은 것을 끼고 보면서도 정확한 색감을 원하는 것은 다소 무리라는 생각도 든다.

◈그레이 스케일(Gray Scale)

3D 영상을 캘리브레이션 하는 것이 과연 효과가 있을까?
직접 해보니까 효과가 있다. 그것도 아주 확실한 효과다.
오히려 2D 영상을 캘리브레이션하는 것보다 Before/After의 차이가 더욱 분명하게 드러난다.
요즘 나오는 대부분의 TV는 "영화"나 "전문가" 모드가 처음부터 꽤 잘 맞는다. 디폴트 설정으로도 6700K-6800K, dE 편차로 보면 3 정도로 벗어난 정도의 수준인데, 이것을 6450K-6550K 이내에서 dE 0이나 1로 딱 들어맞게 캘리브레이션해도 일반인의 눈에는 크게 차이나 보이지 않는다.
캘리브레이션의 효과가 가장 극명한 경우는 초기 설정이 개판이면서, 조정을 하면 아주 잘 맞는 경우이다.
3DTV도 이와 비슷한 양상이다. 입체 영상을 보려고 안경을 끼게 되면 휘도가 확 내려가고, 색감마저 바뀐다.
어두워지는 것과 별개로, 대부분 색온도가 약간 올라가면서 푸른 기가 많아지는 경향이 있다.
이것을 2D 영상과 최대한 비슷한 휘도와 색감으로 맞추고 보니까 뿌듯한 느낌마저 들 정도이다.

아래는 "전문가 영상"의 초기 세팅 그대로 측정한 그래프들이다.
20-40 IRE 부근은 나쁘지 않은 색온도임데도 불구하고 Green이 너무 넘쳐서 8-12 정도의 좋지 않은 dE값을 보인다. 특히 30 IRE는 색온도가 6500K로 좋은 것 같아도, Green이 가장 심하게 오버되면서 dE가 12까지 올라간다.
                                             ◆  전문가 영상 디폴트(백라이트 30)

*20-100 IRE 색온도. 점선이 6500K.

*20-100 IRE RGB 밸런스.

아래 그래프는 "전문가 영상"의 초기 세팅에서 편광 안경을 통해 측정한 것들이다.
                                             ◆  전문가 영상 디폴트(백라이트 30) + 편광 안경

*20-100 IRE 색온도. 안경을 통해 측정하면 색온도가 높아진다. 점선이 6500K

*20-100 IRE RGB 밸런스. 전대역에서 Green 채널이 두드러지며 Red가 상당히 빠진다.

아래 그래프는 "전문가 영상"에서 백라이트를 95로 올리고 PR-650에 편광 안경을 부착한 채 10 포인트 그레이 스케일 조정을 통해 캘리브레이션한 결과이다.
즉 안경을 꼈을 때 보는 영상과 거의 비슷한 상태에서 캘리브레이션했다고 할 수 있다.
                                 ◆  전문가 영상 3D 캘리브레이션 이후(백라이트 95) + 편광 안경

*20-100 IRE 색온도. 거의 6500K에 근접.

*20-100 IRE RGB 밸런스. 40 IRE 이상은 거의 정확.

위의 그래프에서 알 수 있듯이 중간 대역 이상은 상당히 잘 맞는다. 10-30 IRE의 어두운 대역은 어차피 3D뿐 아니라 2D 영상에서도 변화폭이 너무 크고, 다른 대역에 영향을 많이 미치므로 정확히 조정하기 어렵다.
그리고 이 정도면 어두운 대역도 꽤 준수하게 맞는 편이다.

이 상태(백라이트 95에서 편광 안경을 통해 캘리브레이션을 마친 상태)에서 계측기의 편광 안경을 제거하고 측정한 것이 아래의 그래프들이다.
                                 ◆  전문가 영상 3D 캘리브레이션 이후(백라이트 95)  無안경

*20-100 IRE 색온도. 거의 6000K에 근접. 점선이 6500K

*20-100 IRE RGB 밸런스. 색온도가 낮아짐에 따라 Red 채널이 전대역에서 과다.

측정 결과를 그래프로 분석한다면, 편광 안경이 Red 채널을 전체적으로 끌어 내리고, Green이 약간 더해지는 효과가 있다고 보인다. 이것은 캘리브레이션을 하기 전인 백라이트 30에서 측정했을 때도 마찬가지의 양상이었다.
아래 표를 통해서 다시 정리해 보면, 전문가 모드의 초기 설정인 백라이트 30일 때 6300K-6631K 정도에서 유지되는 수준인데, 편광 안경을 통하면 6700-7000K 정도이다.
Green이 넘치는 것은 좀 불만이지만 캘리브레이션을 하지 않아도 그런대로 봐줄만한 영상이라고 하겠다.
문제는 휘도이다. 일반인들은 안경 때문에 어두워지는 것이 당연하다고 생각하고 그냥 볼지 모른다.
그러나 안경을 꼈을 때 어두워지는 휘도를 보상해서 백라이트를 95로 올리고 편광 안경을 통해 캘리브레이션하면 6500K에 근접하면서도 평탄한 결과를 얻을 수 있다.
그때 편광 안경을 제거하고 다시 측정해보면 전체적으로 500K 정도가 낮아진 6000K 안팎이 나온다는 말이다.
이런 결과를 가지고 보면 입체 영상 모드로 바뀌면서 자동적으로 백라이트 밝기를 올리고, Green을 낮추는 동시에 Red 채널을 올리는 초기설정으로 출시하는 것이 좋을 것 같다.

결국 "전문가 영상 1"은 기존 2D 영상의 시청에 맞게 캘리브레이션하면 될 것이고(귀찮아서 이번에는 손 대지 않았다), "전문가 영상 2"는 3D 입체 영상을 시청할 때에 대비해 백라이트를 95로 올린 상태로 캘리브레이션했다.

이번에 상당한 시행착오를 거쳤다. 처음엔 아무 생각없이 안경을 세로로 붙여서 측정했다.  계측기 위쪽으로 안경 다리를 걸쳐 놓고 테이프 하나 붙이면 쉽게 고정이 되기 때문이다. 그런데 측정치가 황당하게 나온다.
"어? 이건 아닌 것 같은데..." 안경을 끼고 옆으로 누워서 봤더니 색이 확 바뀐다. "아..이런 돌탱이, 좌우로 라인 구조인데 세로로 보면 "편광"이 제대로 안 되자나..." 안경을 다시 가로로 달고 재측정.
삼성의 액티브 방식도 궁금해서 고개를 옆으로 눕히고 보니까 이건 아예 화면이 시커멓게 변하면서 아무 것도 안 보인다. 눈의 위치가 좌우가 아니라 상하로 되면 안 된다는 말이다. 그렇다면 눈의 좌우를 바꾸면 앞으로 튀어 나오던 것이 뒤로 들어가나?(그건 아니다. 그냥 3D 효과가 죽을 뿐이다. 필자도 이번에 해보고 알았다^^)
머리를 거꾸로 해야 눈의 좌우가 바뀌는데 물구나무 서기는 싫고, 결국 뒤로 돌아서 허리를 굽히고 가랑이 사이로 낑낑거리며 TV를 보다가 리모컨으로 L/R을 바꿀 수 있다는 것을 알았을 때의 그 황당함.
그리고 이때 불현듯 찾아 온 깨달음. "머리가 나쁘면 몸이 고생한다는 말이 이런거구나!"
좋게 말해서 시행착오지... 그리고 혼자였으니 망정이지 한 마디로 삽질과 닭질의 퍼레이드였다.
이글을 읽지 않았다면 나중에 필자와 같은 푼수짓을 할 사람이 몇 명 더 있었을 것도 같은데...잘 하면 혹시 물구나무 서는 사람이 정말 나왔을지도...

◈감마(Gamma)

전문가 모드 디폴트 설정에서 측정한 감마는 평균이 2.32 정도로, 2.2 영상보다 중간 대역 이하가 살짝 어둡다.
백라이트를 95로 올려 편광 안경을 통해 캘리브레이션한 뒤에 다시 측정했을 때는 2.25 정도로 나온다.

*전문가 모드 초기 설정 루미넌스

*백라이트 95에서 캘리브레이션하고 편광 안경을 통해 측정한 루미넌스

◈세팅

아래 세팅치는 3D 입체 영상을 감상할 때를 위해서 휘도를 높이고 캘리브레이션한 것이다.
따라서 2D 영상에는 "절대" 적용하면 안 된다.(2D 영상을 위한 캘리브레이션은 이번에 하지 않았다)
그리고 노란 칸은 초기 설정치를 바꾼 것이다.
LH503D는 LE8500이나 SL90과 달리, 내부 패턴과 외부 패턴이 동일한 결과가 나오므로 내부 패턴을 측정해서 조정해도 무방하다. 그대신 최근 제품인 LE8500이나 SL90처럼 휘도 타겟을 소숫점 이하까지 제시하지 않는다.

ⓐ 1:1 Dot by Dot 픽셀 매칭 모드. 16:9는 2% 정도 오버스캔 적용 모드.
ⓑ 백라이트의 초기 설정치는 30. 그러나 편광 안경의 투과율을 고려해 95로 올림.
ⓒ 명암(화이트 레벨)은 초기 설정이 적절함. 더 낮춰도 됨(이보다 올리는 것은 권장하지 않음)
ⓓ 밝기는 편광 안경을 낀 상태에서 52-55 정도로 올리는 것이 암부 계조에 유리.
ⓔ 수평 선명도는 50이 적절하지만 60 정도로 올려도 괜찮음.
ⓕ 수직 선명도도 60까지 올려도 링잉이 별로 없음.
ⓖ 색농도는 편광 안경을 껴도 50이 맞음
ⓗ 색상 역시 편광 안경을 껴도 초기 설정이 정확함.

★색상조정, 즉 CMS(Color Management System)은 사용하지 않고 그대로 둠.
*휘도는 100 IRE 패턴에서 이보다 높게 나왔지만 Green을 감소시키니까 112nit 정도까지 낮아짐.
원래 Green은 될 수 있으면 건드리지 않고 Red와 Blue를 주로 조절하는 것이 원칙이나, 편광 안경을 통한 특수 상황이고 감마 2.2에 근접한 휘도를 얻기 위해 Green도 약간씩 손을 댐.



◀1부 제품 특성
◀2부 실제 영상


※측정 기기
◆Photo Research PR-650
◆Minolta LS-100
◆Accupel HDG-4000 Signal Generator
◆ColorFacts Pro 7

※테스트에 사용된 소스 기기
◆블루레이 플레이어 : 소니 PS3, 삼성 BD-C6900(3D 지원), 도시바 A-35(HD-DVD)
◆HTPC : CPU-E6600 2.4GHz, 메모리-2GB, 그래픽-8600GTS, ODD-LG GGW-H10N HD-DVD/Bluray 겸용 드라이브, OS-Windows XP SP2(Power DVD/bmw8827 설치 조합 통합 코덱 패키지)