Monitor 그리고,Gamma의 이해

모니터 구매 다들 한번쯤 고민해 보실겁니다.

이런거 사면 고민 안해도 됩니다.

EIZO

Monitor영상을 표시해주는 디스플레이 출력장치.

Monitor

Monocrome CRT

Monitor

Color CRT Monitor

LCD Monitor CCFL Backlight LCD Monitor LED Backlight

전자총에서 신호는 편향코일에서 제어를 받아 화면으로 주사.

주변부로 갈수록 왜곡 되는 증상이 발생한다.

CRT(Cathode-Ray Tube)

LCD에 비해 색 재현력이 좋다. 특히 명암비에서는

LCD에 비해 월등히 좋은 결과를 보여준다. 특히 시

야각에 따른 왜곡이나, 픽셀이 깨지거나 뭉개지는

현상이 적다.

화소가 입력신호와 직접적으로 대응하지 않음.(해

상도를 바꿔도 왜곡없이 출력 가능)

반응속도가 빠르다.(프로게이머들이 CRT를 가지고

다니면서 플레이 했던 일화가 있을정도..)

매우 크고 무겁다.

LCD에 비해 전력 소모가 심하고 발열이 심하다.

(고양이가 좋아한다.)

LCD에 비해서 눈의 피로감이 더하다

전자기장에 영향을 쉽게 받는다.

백라이트가 빛을 발하면 이 빛이 편광구조를 가진 액정을 통과하고, 모

니터 전면의 편광판을 지날때 통과되거나 흡수되어 빛의 밝기에 변화가

생긴다.

LCD(Liquid Crystal Display)

CRT에 비해 가볍고 얇다.

발열/전력소모가 CRT에 비해 낮다

정규 해상도 이외에는 화면이 뭉개져 보인다.

패널에 따라 시야각이 구리다.

명암비가 낮다.(검은색을 완전히 표현하지 못하

기 때문)

화면 응답속도가 낮다

TN S-IPS H-IPS

CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp–냉음극관) 백라이트 방식

일반 형광등(HCFL)과 비슷한 구조.

사용할수록 밝기가 낮아지고 누렇게 변하는

단점.

수명이 짧다(5~10만 시간) 보통 1~3년 사이에

맛이 가기 시작..

비교적 간단하게 수리 가능(뒷판을 뜯어서 형

광등 같이 생긴 램프만 갈아주면 된다.)

LED 백라이트에 비해 발열과 소비전력이 크다.

LED 백라이트 방식

발열/전력소모가 CCFL 방식보다 저렴하다

인버터가 필요없는 구조이므로 구성이 간단하

다.

빛의 직진성이 좋아 빛을 고르게 확산시킬수

있으며 CCFL보다 밝고 수명이 오래간다.

빛이 밝아 정확한 색감을 만들어내기 어려웠

으나 최근들어 많이 개선되어진 상태.

TN 패널(Twisted Nematic)

C>> A 로 액정분자가 일어서면서 빛을 차단해 흑을 표현.

B와 같이 액정분자의 각도로 백라이트의 광량을 조절하기 때문에 보는

각도에 따라서 투과하는 광량이 달라지게 된다.

구동전압과 생산 비용이 낮다.(저가형 LCD는 대

부분 TN패널을 사용하는 것으로 보면 된다)

응답속도가 비교적 빠르다..

색변화와 휘도변화가 크다.

시야각이 매우 나쁘다.(초기에 비해 많이 개선

된 제품들이 많이 나와서 이전보다는 괜찮다고

는 하지만 태생적 한계가 존재)

노트북에 특히 많이 사용되었으나 최근 IPS 탑

재 모델도 많이 늘어나는 추세

시야각 비교

노트북 TN 패널 시야각 비교

http://parkoz.com

VA 패널(Vertical Alignment)

A(전압이 off일때) 액정분자가 수직, 최대 전압일때 수평으로 늘어선다.

전압이 Off일때 백라이트의 빛이 액정분자의 영향을 받지 않고 편광판에

서 거의 완전히 차단되기 때문에 순수한 흑색을 표현하기 좋다.

다만, 시야각에 따른 휘도 변화와 색변화는 TN방식과 비슷하다는 약점을

가지고 있다.(액정분자의 각도로 백라이트 광량을 제어 하기 때문)

순수한 흑색을 얻기가 좋아 명암비를 높이기가

좋다.

시야각이 나쁜 단점이 있으나 이를 보완하기

위한 기술을 사용해 보완하고 있으며 TN보다는

훨씬 나은 시야각을 보여준다(IPS보다는 떨어

짐)

응답속도가 느려 잔상이 쉽게 생긴다(액정을 누

르면 복원속도가 느린 패널 특성) >> 모바일에

선 치명적.

EIZO RadiForce LX600W. 수술실 오퍼레이션 모니터(VA 패널 사

용, 60.1인치)

IPS 패널(In Plane Switching)

수평으로 눕힌 액정분자를 수평방향으로 회전시켜 백라이트 광량을 제어

액정분자의 수직방향 기울기가 발생하지 않기 때문에 시야각에 따른 휘

도/색 변화가 적다는 것이 특징.

백색 균일도가 우수하고 시야각이 좋다.

고른발색과 선명한 색상을 보여준다. 대신 암부

영역(0~3)이 VA에 패널에 비해 떨어진다.

H-IPS : S-IPS의 개선 모델. 빛샘이 적고 색조가

튀는 증상을 완화한 모델로 10bit 출력이 가능

한 P-IPS 모델도 존재

가장 많이 생산되는 패널..

42개 영역으로 분할하여 백색 균일도 측정(Adobe RGB 권장 기준 160칸델라)

최대색수가 1619만색을 표현할수 없는 제품은 RGB각색6비트계조

+FRC(Frame Rate Control)이라는 방식으로 유사 풀컬러를 표시한다.

FRC라는것은 다른 색의 표시를 고속으로 전환해서 눈의 착각을 이용한 기술

인데, (예를들면, '백색'과 '적색'을 번갈아 고속표시하면 '핑크'로 보인다) 그

중에는 RGB 각6비트+FRC로 1677만색을 유사하게 표현할 수 있는 액정패널

도 있다.

이러한 유사표현 패널의 대표적인 것이 바로 C-PVA(Cost-PVA), E-

IPS(Enhanced IPS)이다.

저가형 패널

AD 보드(Analog to Digital Board).

AD보드의 가운데 스케일러 칩의 품질에 따라 이미지 화

질 차이가 존재(화상제어, 회로의 노이즈 감소, 선명도

등에서 차이가 나타남)

만약 모니터 DIY를 한다면 가장 신경써야 할 부분~!!

바이패스(Bypass) 방식

원가 절감을 위해 AD 보드 없이 혹은 최소한

의 기능만으로 출력신호를 모니터에 그대로

전달하기만 하는 모니터

AD보드가 빠진만큼 그만큼 더 저렴하다. 보통

밝기 조절만 가능한 기능만 제공

10bit 출력

8bit : 약1600만 컬러

10bit : 약10억 7천 3백만 컬러(약 6.4배)

Nvidia Quadro DP 1.2, HDMI 2.0 10bit Monitor

결론은?

Gamma감마보정

감마보정

사람의 눈은 어두운 곳의 변화에 민감하고 밝은 곳의 변화에는 둔감하다.(그렇게 진화했다고 함.. 믿거나 말거

나…) 즉, 0~255의 가운데 값은 128의 밝기를 인식하는것이 아닌 약 178부근을 중간값으로 인지한다.

Gamma Encode

Linear Space

Gamma Decode

0 128 255

0.6

1

0.8

0.4

0.2

원본(Linear) 감마적용

Gamma Decode

원본(Linear) 감마적용

Gamma Decode

원본(Linear) 저장된 데이터

Gamma DecodeGamma Encode

화면에 그려질때

Unity Engine에서 Lighting 계산 비교.

Normal(Linear)Albedo(Gamma)Gloss or AO 등

(Linear/Gamma)

Gamma Correction 적용 대상

Gamma Encode

Light

Gamma Color Space Lighting

Unity Light Probes 계산비교

Unity Color space setting

PC, Console Set Mobile Set

Asset Store Go linear등 미들웨어 존재..했었으나 지원

안됨. 5.5에서 모바일도 Linear 지원하기 시작

Unreal Engine

[NDC2013] 김동석 : UDK3로 물리기반 셰이더 만들기

Gamma와 Linear color space : 이민웅

Gamma encoding, Decoding을 의미

채널당 8bit와 같이 한정된 정보량으로 선형적으로 빛의 밝기를 기록하기 위해 사람의 눈이 민감하게 반응하는 부분

을 세밀하게, 둔감하는 반응하는 부분을 여유있게 그려준다.

Gamma

Gamma Correction : Gamma가 1.0의 값이 되는것을 의미

Yi SangYun

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