UHD TV

UHD TV

UHD TV(유에이치디티비, 울트라 HDTV, Ultra High Definition Television)는 고화질 해상도 비디오와 다채널·실감형 오디오를 제공하는 초고선명 해상도 TV를 말한다. 초고선명 텔레비전(Ultra-High-Definition Television, UHDTV, Ultra HD television) 또는 초고화질 영상 시스템(Ultra High Definition Video, UHDV)이라고도 한다.

개요

초고선명 텔레비전 또는 초고화질 영상 시스템(Ultra High Definition Video(UHDV) 또는 슈퍼 하이비전(Super Hi-Vision, SHV)은 일본 NHK 방송 기술 연구소가 개발하고 ITU에 의해 정의되어 승인된 기술이다. 4K UHD 방식의 경우 3840x2160 화소의 디스플레이 해상도이며, 8K UHD 방식의 경우 7680x4320 화소의 디스플레이 해상도를 말하며, 화소는 약 3300만 화소이다. 한국 지상파 UHD급 초고화질 방송은 2017년 5월 31일 수도권을 시작으로 12월에 동남권, 대경권 등 광역시 및 2018년 동계 올림픽 개최지 (평창, 강릉), 이후 점진적으로 확대하여 2024년 상반기부터 전국 방송을 목표로 삼고 있다. 위성 및 케이블 방송, 통신 3사 2014년 브라질 월드컵 경기에서는 12대의 4K 해상도 카메라가 사용된 것으로 알려졌다. 2017년 2월 28일부터 지상파 3사의 UHD 시험 방송이 시작되었다. 그 후 2017년 5월 31일부터 지상파 3사에서 일부 프로그램에 한하여 UHD 본방송이 시작되었다. 지상파 3사 중 SBS가 우선 2020년 8월 24일부터 일부를 제외한 모든 프로그램의 본방송을 HD에서 UHD로 전환된다. KBS 1TV는 2020년 10월 12일부터, KBS 2TV는 2020년 8월 24일부터 일부를 제외한 모든 프로그램의 본방송을 HD에서 UHD로 각각 전환되며 SBS와 MBC의 경우, 2022년 하반기부터 드라마 등 일부 프로그램 기준으로 본방송을 개시하였다.

상세

UHDTV와 HD 및 SD 해상도 비교

UHD TV는 풀(Full) HD보다 4배 이상 화질이 좋은 초고해상도 TV를 말한다. 울트라 HD는 4K와 8K 두 가지 해상도가 있다. 가정에서 70㎜ 영화보다 좋은 화질과 음질을 제공하는 차세대 방송 규격으로 차세대 HDTV 규격으로 일본에서는 슈퍼하이비전(SHV)이라 부른다. 화질은 기존의 HDTV보다 16배 높은 화소수(7680×4320)와 10내지 12비트로 색을 표현하고, 컬러 포맷도 4:2:2 이상으로 큰 화면에서 더욱 섬세하고 자연스러운 영상 표현이 가능하다. 즉, 4K UHD TV는 넓이 3840픽셀 × 2160픽셀(8.3 메가픽셀)이다. 이는 풀HD 1920 × 1080의 4배다. 8K UHD TV는 넓이 7680픽셀 × 높이 4320 픽셀(33.2 메가픽셀)이다. 이는 현재 풀HD의 16배이며, 70mm IMAX의 상세 수준에 거의 근접해 있다. 참고로 스탠더드 디지털인 SD TV는 704 × 480이고 보통 HD는 1280 × 720 풀HD는 1920 × 1080이다.

UHD TV는 시청자에게 현장감과 사실감을 전달한다. 초고선명(UHD: Ultra High Definition)은 풀(full) HD보다 해상도는 2배, 화소는 4배 높다. 먼 배경의 작은 글씨도 확실히 볼 수 있으며, 일반 화면도 입체 영상처럼 느낄 수 있을 정도로 선명하다. 4K(3,840×2,160) 또는 8K(7,680×4,320) 해상도, 초당 60 또는 120 프레임의 고프레임률(HFR), 고휘도와 고명암비를 위한 하이 다이내믹 레인지(HDR), 고선명(HD: High Definition)보다 색 영역이 넓은 고색재현(WCG: Wide Color Gamut)이 주요 특성이다.

UHD의 화질은 쉽게 말하면 〈모나리자〉 등 명화를 촬영해 UHD TV에 정사진으로 걸어서 놓았을 때 그 정교함이 원화보다도 더 좋다고 보면 된다. 사실 UHD는 인간의 눈으로 식별이 가능한 정교함을 넘어서 있기 때문에 TV로서는 풀HD정도가 적당하다는 이야기도 있다. 그러나 소니가 이미 UHD(자신들 용어로 Super Hi-Vision)의 표준화 작업에 들어갔고 삼성과 LG도 상용화에 들어갔기 때문에 머지않은 장래에 UHD TV는 일반화될 것이다. 문제는 UHD로 제작을 하려면 세트나 제반 장비에 엄청난 비용이 지출되어야 하기 때문에 제작 전반에 UHD가 투입되는 것은 시간이 상당히 걸릴 것으로 보인다.

방송통신위원회와 과학기술정보통신부는 2020년 12월에 지상파 UHD방송 활성화를 위한 정책 방안을 수립했다. 지상파 UHD 방송망을 2023년까지 전국으로 확대한다는 계획이다. 지역 차별 없는 UHD 방송 시청권 보장 차원이다. 다채널방송(MMS: Multi Mode Service), 이동형 서비스를 포함한 다양한 UHD 방송서비스를 활성화하기 위해서는 UHD 방송망이 기본적으로 구축돼야 한다. 대한민국은 2022년 기준 수도권·광역시와 강원도 강릉·평창 지역에 UHD 방송망이 구축돼 있다. 전국 1,970만 가구의 68.6%가 지상파 UHD 방송 시청권 안에 들어와 있다. 2022년 2월에 KBS가 제주도에 UHD 방송망을 구축했다. 지상파 방송사는 제주 지역을 시작으로 UHD 방송망을 단계적으로 확대할 계획이다.

연혁

2002년 5월 NHK 기술연구소 공개에서 처음으로 등장했다. 당시는 주사선 4000개 수준의 초고정밀 영상 시스템이라는 명칭을 사용하였으나 2004년 기술연구소 공개에서 슈퍼 하이비전으로 바꾸었다.

2005년 세계 박람회의 글로벌 하우스 오렌지 홀에서 일반인에게 공개하였다. 또한 큐슈 국립 박물관에서는 씨어터 4000으로서 상설 시설하고 있다. 2005년에 발표된 계획에서는, 슈퍼 하이비전의 전송으로서 검토하고 있는 21GHz대를 이용한 BS 실험 방송을 2015년으로 예정하고 있으며, 본격적인 방송은 2025년을 목표라고 발표하였다.

2011년 5월 22일, 일본 최대의 가전 업체인 샤프에서 세계 최초로 85인치 LCD TV를 통하여 초고해상도 디스플레이를 공개하였다.

표준화

ITU-R에서 2012년 8월 UHDTV에 관한 표준 권고안인 Recommendation ITU-R BT.2020을 발표하였다. 이에 따르면, UHDTV는 7680 X 4320의 해상도(8K) 또는 (3840 x 2160)의 해상도(4K)를 가지며, 프레임 레이트로는 60, 59.94(60/1.001), 50, 30, 29.97(30/1.001), 25, 24, 23.976(24/1.001)을 가질 수 있다. 비월 주사 방식은 지원하지 않고, 순차 주사 방식만을 지원한다.

색상 표현은 기존의 각 채널당 10bit 또는 12bit을 할당하도록 되어 있다. (현재 DTV에서는 주로 8bit사용)

특징

UHD TV는 국제전기통신연합(ITU)에서 승인한 디지털 비디오 포맷 중 하나로, 일본 NHK 방송기술연구소가 연구 개발한 초고정밀 영상 시스템이다. 초고선명 텔레비전(UHD TV, Ultra High Definition Television) 또는 초고정밀 영상 시스템(UHDV, Ultra High Definition Video) 또는 수퍼 하이비전(SHV, Super Hi-Vision)이라고도 불린다.

Full HD(해상도 1920X1080, 화소수 207만 3,600)보다 4배에서 16배까지 선명하고, 10 내지 12비트로 색을 표현하며, 10채널 이상의 입체 음향(22.2채널)을 지원하여, 큰 화면에서 더욱 섬세하고 극사실적이고 자연스러운 영상, 음향 표현이 가능하도록 하는 차세대 방송 기술이다.

2012년 8월 UHD TV 기술은 국제전기통신연합 라디오주파수대역 통신 규약인 ITU-R의 권고에 따라 텔레비전의 국제표준이 되었다. ITU-R BT.2020 권고에 따르면 UHD TV는 3840X2160의 해상도(4K UHD) 또는 7680X4320의 해상도(8K UHD)를 가지며, 화면 비율 16:9, 비월주사방식은 지원하지 않고 순차주사(progressive scan)방식만을 지원해야 한다. 일본에서는 UHD TV라는 용어를 4K UHD에 한정하여 사용하고, 8K UHD는 SHV(Super Hi-Vision)라는 용어로 사용하였으나, 2013년 이후 모두 UHD TV로 통일되었다. UHD TV의 해상도에는 다음과 같이 두 가지가 있다.

• 4K UHD (2160p) : 해상도 3840X2160, 화면 비율 16:9, 화소수 829만 4,400.
• 8K UHD (4320p): 해상도 7680X4320, 화면 비율 16:9, 화소수 3,317만 7,600.

※ 2160p, 4320p에서의 p는 순차주사방식(progressive scan)을 뜻한다.

UHD 기술 연구는 일본에서 시작되었다. 일본의 NHK 방송기술연구소는 1995년 HDTV를 뛰어 넘는 초고화질 영상 시스템에 대한 연구에 착수하여 2000년에는 주사선 4,000개 급의 초고정밀 영상시스템을 개발하는 수준에 이르렀다. 이렇게 UHD TV의 초기 기술 개발을 주도한 일본은 범정부적으로 UHD TV 방송을 상용화하기 위해 노력하였다. UHD TV는 제조사 주도로 그 시장이 확대되었으며, 2012년부터 삼성, LG, 소니 등 글로벌 제조사들이 제품을 출시하였다.

한국의 경우 케이블 방송(유선방송) UHD 전용 채널이 2014년 4월 10일자로 개국하였으며, 2014년 브라질 월드컵 경기를 지상파 UHD 중계방송으로 실험 방송을 실시하였다. 이후 2017년 5월 31일 KBS, MBC, SBS 등 지상파 방송사에서 수도권 지역을 우선으로 본격적인 4K UHD 방송을 시작하였다.

UHD

UHD(Ultra High Definition)는 초고선명도라고 부르며, "초고해상도"라고도 부른다. 일반 고선명도(고해상도)를 의미하는 영어 단어의 머릿글자 HD(High Definition)라는 단어를 사용하는 해상도 규격의 다음 세대 규격이다. 좁게는 3840x2160 해상도(2160p, 4K)를 지칭하고 넓게는 향상된 코덱, 색공간 등을 포함한 방송 규격을 지칭한다.

분류

4K UHD

UHD는 HD 이후의 차세대 표준을 제정하기 직전 다양한 이름으로 불렸었다. 먼저 이름을 날린 것은 4K이다. 4K라고 불리는 규격은 정확하게 정해진 것이 아니라, 가로 해상도가 대략 4000픽셀 정도 되는 해상도를 뜻하는 말이었다. 영화 쪽에서 먼저 4K DCI 라는 이름으로 4096 x 2160 해상도를 사용하고 있었으며, 그 외에도 여러 4K 스펙이 존재하였다. 여러 규격이 경쟁하다가 HD(1280x720)의 9배 (가로3배x세로3배)이며, 동시에 FHD(1920x1080)의 4배 (가로2배x세로2배)인 3840x2160 해상도가 대세가 되었으며, 결국 4K UHD라는 이름으로 이어받았다. UHD 진영에서는 Ultra HD Premium이라는 스펙을 규정하였는데, 가장 중요하게 보는 요소는 HDR(High Dynamic Range)이다. HDR을 지원하면 훨씬 더 사실적인 화면을 볼 수 있다.

2013년 7월 17일, 한국케이블TV방송협회는 목동 방송회관에서 '케이블 UHD 시범방송' 스위치 온(Switch-On) 행사를 개최하고 UHDTV 시범방송을 개시했다. 일본의 시범방송보다 1년 빠른 일정으로, 상용화도 2014년 하반기에 가능할 것으로 기대되었다. 케이블망(HFC 광대역망)이 지상파와 위성방송에 비해 광대역 전송폭(40~70Mbps)을 확보하고 있어 UHD 방송을 위한 추가 망투자가 필요없다는 장점을 내세우고 있다. 이를 지원할 단말기 문제를 해결하기 위해 LG전자와 손잡고 'UHD 클리어쾀TV'를 만들어 8월에 출시한다고 밝혔다. 하지만, 이 기사를 본 당시 네티즌들의 반응은 냉담했다. 당시 신기술이랍시고 등장했던 3D TV가 본 방송도 못하고 사장되어 가는 마당에, 지금 UHD TV 사봤자 3~4년 뒤에도 제대로 보지 못한다는 게 주된 이유였다.

2013년 8월 15일, KT스카이라이프는 서울 목동방송센터에서 최재유 미래창조과학부 방송통신융합실장, 김흥남 한국전자통신연구원(ETRI) 원장을 비롯해 LG전자, 삼성전자 등 업계 관계자가 참석한 가운데 기념식을 갖고 한반도 전역 위성 UHD 실험방송을 시작했다. UHD 방송에 쓰이는 코덱은 HEVC. 이번 한반도 전역 실험방송을 시작으로 2014년 1분기 중에 위성방송 기술기준과 정합표준을 제정하고, 2분기 중 시범방송을 실시, 2015년 상용화할 계획이다. 그리고 9월 16일 네덜란드에서 열리는 국제방송기기전시회에서 음향 영상 업체인 돌비와 UHD 송출실험에 돌비 디지털 플러스 (DD+, E-AC-3)를 적용하는 데 협력키로 했다고 밝혔다. 향후 위성 UHD 방송 송출실험에 돌비 디지털 플러스 5.1채널과 7.1채널 서라운드 사운드 기술을 적용해 차세대 오디오 방식을 통한 콘텐츠 제작과 다양한 기기에서 고품질 음향을 제공하는 호환성과 확장성 테스트 등을 실시한다는 계획이다.

LG유플러스는 2013년 8월 28일, LG전자와 함께 IPTV 업계 최초로 상용망에서 UHD TV 시험 방송 송출에 성공했다고 밝혔다. 방송 시연은 LG유플러스 안양 방송센터에서 송출하는 IPTV 상용망에서 HEVC 코덱을 사용해 LG전자 84인치 UHD TV 제품을 통해 이뤄졌다. SK브로드밴드도 SK텔레콤과 협력해 HEVC를 활용한 UHD 상용화 기술과 함께 강남구에 구축하는 기가인터넷 등을 통해 프리미엄급 통신서비스 시장을 선도하는 계기를 마련했다고 밝혔다. 2013년 9월 11일 시연회를 가지면서 100Mbps 광랜을 쓰고 있는 강남구의 일반 가정에서도 IPTV망을 통해 실시간으로 UHD TV를 시청하고 있는 모습을 시연해 실시간 IPTV UHD 상용서비스를 위한 기술적 비교우위를 확보했다고 설명했다. HEVC 코덱에 망 내에서 효율적 트래픽 처리로 네트워크 부하를 최소화시킨 멀티캐스트(Multicast) 전송 방식을 적용함으로써 추가적인 망 증설이 없어도 실질적인 UHD 서비스가 가능하다고 밝혔다.

가전업체는 UHD TV 출시 경쟁에 뛰어들었다. 독일 베를린에서 열리고 있는 유럽 최대 가전전시회 IFA 2013에서 삼성전자와 LG전자는 UHD TV와 올레드 TV를 앞다투어 공개하며 차세대 TV시장 공략에 나서고 있다. 삼성전자는 8월 5일, IFA 개막에 앞서 커브드 UHD TV와 올레드 UHD TV를 전격적으로 공개했다. LG전자도 이에 대응하여 세계 최대 커브드 올레드 UHD TV를 내놓았다. 한국 최초의 UHD 방송 프로그램은 2014년 tvN에서 방영된 드라마 스무살이며 10bit 스펙으로 처음 제작 방송된 컨텐츠는 2016년 SBS에서 방영된 드라마 달의 연인 - 보보경심 려이다.

8K UHD

가로 해상도가 8000 픽셀 정도 되는 해상도를 의미한다. 가장 대표적인 해상도는 4K UHD의 4배인 7680x4320을 의미한다. 노트북 등의 저사양 컴퓨터나 스마트폰의 경우 8K 옵션이 없을 수 있으며 있더라도 버벅이거나 재생이 안 되므로 주의. 인터넷 속도에 따라서 재생이 잘 안 될 수도 있다. HDR 재생 역시 지원 가능 기기에서만 재생 가능하다. Windows의 경우 Windows 10 이상 OS에서 가능하며 인터넷 속도가 최소 40Mbps 이상(5MB/S) 되어야 그나마 시청이 가능하다. 또한 모니터 성능 역시 중요하므로 8K를 선택하더라도 모니터 최대 성능에 막혀 실제 출력은 그 아래인 경우도 있다.

유튜브에서 8K 동영상을 재생할 경우에는 AV1 Video Extension을 설치해야되고, 이마저도 그래픽카드는 NVIDIA는 RTX 3000번대 이상의 그래픽카드, 인텔은 12/13세대 CPU내장인 Xe Graphics (12세대) 이상의 그래픽칩셋이 필요하며, AMD 제품은 2022년 7월 기준 AV1 디코딩을 지원하는 그래픽카드가 Navi21~23이나, 8K 30fps까지만 디코딩이 된다. AMD에서 8K 60fps 영상은 RX 7000번대부터 디코딩 및 인코딩을 지원한다. Apple Silicon의 경우 M3와 A17 Pro부터 디코딩을 지원한다. 퀄컴 스냅드래곤은 스냅드래곤 8 Gen 2부터 디코딩을 지원하며, 삼성 엑시노스는 엑시노스 2100부터 8K 30FPS를, 엑시노스 2400부터 8K 60FPS 디코딩을 지원한다. 8K 동영상, 특히 8K 60fps 동영상의 AV1 디코딩이 지원되는 그래픽카드가 아니면 CPU에서 AV1 디코딩을 하기때문에 재생할때 프레임이 상당히 떨어진다. 게다가 데이터량이 워낙 많은탓에 로딩도 느려 해외에서 이런 영상이 올라오기도 했다. 8K 영상 편집용 PC의 경우 적정 RAM 용량이 최소 32GB 이상이고 그보다 높은 48GB나 64GB 메모리로도 부족할 수도 있어서 넉넉하게 96 GB나 128GB까지 잡기도 한다.

원래 UHD는 4K 와 8K를 모두 지칭하는 표현이었으나, 어느새 UHD = 4K로 고정되었다. 그래서 굳이 구분을 위해서 8K를 명시하거나, SUHD (Super UHD) 또는 FUHD (Full UHD)라고 표기하기도 한다. 4K UHD와 마찬가지로 해상도만으로 규정되지 않고, HDR을 비롯하여 여러 상세 지표를 만족해야 한다. 8K 제품을 가장 먼저 출시한 것은 일본으로 2018년 샤프에서 8K TV 를 판매하였다. 그리고 이에 맞추어 공영 방송사 NHK에서 8K 전용 채널인 NHK BS8K 채널 개국 및 방송을 송출하였다. 2020 도쿄 올림픽을 대비하기 위하여 최신 기술을 선보였다고 볼 수 있다. 2021년 2월 1일, 중국중앙라디오텔레비전방송총국은 세계 최초로 5G 인터넷을 이용한 8K UHD 채널의 시험방송을 시작했다. 2022년 베이징 동계 올림픽 이전 개국을 목표로 하며, 2021년 춘절연환만회를 이 채널에서 8K 생방송으로 내보낸다.

구로사와 기요시의 스파이의 아내는 NHK의 지원으로 8K 60fps로 촬영되었다고 한다. 다만 극장판은 2K 24fps. 한국전자통신연구원은 KBS, 한국방송기술인연합회와 함께 2021년 4월 28~29일 경기 연천군 소재 백학자유로 리조트에서 '글로벌 8K-UHDTV 워크숍'을 진행한다. 시연에서 감악산 KBS 송신소에 구축된 실험국으로부터 송신된 8K-UHD 신호를 실시간으로 수신할 수 있는 기반 기술의 가능성을 선보인다. 중국은 2022 베이징 동계올림픽에서 8K 방송 기술 상용화를 시도한다. 베이징, 톈진, 상하이, 선전에서 8K 생방송으로 개폐회식을 비롯한 주요 경기 프로그램을 8K로 생중계한다. 엠넷 산하 유튜브 채널인 M2에서도 직캠 영상에 대해 8k 영상 업로드를 진행하고 있다.

참고자료

• 〈초고선명 텔레비전〉, 《위키백과》
• 〈울트라 HD / UHD TV〉, 《영상 콘텐츠 제작 사전》
• 〈초고선명 텔레비전〉, 《ICT 시사상식 2023》
• 〈UHDTV〉, 《지식경제용어사전》
• 〈UHD TV〉, 《두산백과》
• "4K UHD", 《나무위키》
• "8K UHD", 《나무위키》

같이 보기

• HD
• TV
• UHD
• 위성
• 해상도
• 고화질
• 비디오
• 오디오
• 수도권
• 지상파
• 4K UHD
• 8K UHD
• 디스플레이
• 지상파 3사
• 케이블 방송

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