손목시계TV에서 40인치가 넘는 초대형 TV가 곧 등장한다. 또 고품위의 TV는 정보화사회의 주역으로 각광받을 것이다. 새로운 TV의 기능과 테크놀로지는 어떤 것일까.
TV화면이 1인치에 불과한 경우를 상상해보자. 이쯤되면 손목시계처럼 TV를 차고 다닐 수도 있을 것이고, 책상앞에 벽걸이TV로 꾸밀 수도 있을 것이다. 반대로 40인치가 넘는 대형 TV화면은 문자 그대로 안방극장을 실현시켜 준다.
이처럼 엄청나게 크고 작은 신기한 TV는 먼 미래의 ‘꿈의 TV’가 아니라 이미 개발이 실현돼 멀지 않아 우리가 이용하게 될 ‘내일의 TV’이다. 이미 일부 시판이 시작된 이들 첨단의 미래형 TV들은 단순히 외형적인 형태만 달라진 것이 아니다. 선명한 화면, 입체화면 등 질적으로도 재래식 TV와는 비교가 안될 정도의 우수한 성능을 발휘한다.
뿐만 아니라 미래의 TV는 화면을 시청하는 것보다는 오히려 각종의 정보를 얻을 수 있는 기능이 더욱 돋보인다. 말하자면 정보화사회의 첨병인 셈이다.
물론 눈부시게 발전하는 전자산업의 추세로 미루어 어떤 획기적인 TV가 나올지 예측하기 힘들다. 하루가 다르게 변모하는 TV는 과연 어떤 원리에 의해 어떤 방향으로 가고 있을까.
정보화시대의 영상환경
최근에 개발, 시판되는 TV수상기를 소개한 제품설명서에 흔히 사용되어지는 단어로서 ‘뉴미디어’라는 말이 있다.
미디어(media)라는 단어를 사전에서는 매개물, 중간물, 매체, 매질, 수단 등으로 풀이하고 있다. 즉 ‘정보’라고 하는 물건을 전달하는 수단 방식 또는 매체를 미디어라고 한다. 결국 뉴미디어란 정보전달을 위해 새로이 개발된 수단 방법 또는 매체를 의미한다. TV를 중심으로 한 뉴미디어는 정보를 전달하는 매체에 의해 무선계 유선계 및 패키지계의 3가지로 분류할 수 있다(그림 1).
무선계는 전파를 매체로 하는 뉴미디어로서 음성다중방송 문자다중방송 위성방송 팩시밀리방송 등 여러가지 있다. 인간의 개성은 사람마다 달라서 희망하는 방송프로의 내용도 다르다. 또한 화상과 음성의 질적 향상을 원하는 시청자의 소리도 높다. 이와 같이 시청자의 욕구를 충족시켜주기 위한 방송에 관한 뉴미디어의 개발은 다양한 서비스를 제공하는 방향과 품질의 고도화, 정보의 고도화 방향으로 진행되고 있다.
다양한 서비스를 제공하는 뉴미디어로서는 음성다중 2개국어방송, 문자다중방송, 긴급경보방송, 교통정보방송 등이 개발 또는 실용화되고 있다. 품질의 고도화, 정보의 고도화를 추구하는 미디어로서 개발, 실용화되고 있는 것은 음성다중스테레오방송 EDTV(Extended Definition TV), HDTV(High Definition TV), 고충실도 음성방송, 4채널 스테레오방송, AM스테레오방송 등이 있다.
문자다중방송은 일반 TV전파의 시간적으로 빈 공간(수직귀선소거기간)을 이용하여 문자나 도형으로 구성된 디지탈정보를 전송하는 것으로 국제적으로는 텔리텍스트라 부르고 있다. 영국의 Ceefax, Oracle, 프랑스의 Antiope, 북미의 Nabts 등이 서비스 또는 시험 중에 있다.
방송국에서는 청력장애자를 위한 자막방송 외에도 뉴스 일기예보 주식정보 등 일상생활정보를 제공하고 시청자는 필요에 따라 원하는 정보를 키패드를 통하여 선택, TV 화면에 표시할 수가 있다.
위성방송은 지상국으로부터 위성에 쏘아올려진 전파를 적도상공 약 3만6천km의 정지위성에서 수신한 뒤 그것을 다른 주파수로 변환하여 지상에 송신하는 것으로 지상의 수신자는 직경 1m 내외의 소형 파라볼라안테나로 수신한다.
이 위성방송은 전국을 커버하는 넓은 서비스영역과 산간벽지 낙도 고층빌딩숲에서의 난시청을 일시에 해소시킬 수 있는 위력을 발휘한다. 사용되는 주파수는 현재의 TV방송전파보다 훨씬 파장이 짧은 12GHz의 SHF대 주파수를 사용하고 채널당 대역폭도 넓어 고화질, 고음질의 프로그램 전송이 가능하다.
유선계의 뉴미디어는 동축케이블이나 광케이블 등 유선으로 정보를 전달하는 것으로 비디오텍스, CATV, TV전화 등이 있다. 동축케이블이나 광케이블 등 유선방송은 무선계와는 달리 정보를 전파로써 공중에 방사하지 않기 때문에 다른 시스템 간의 간섭이 없다. 또한 전송로 자체의 전송대역도 매우 넓기 때문에 일시에 다량의 정보를 전송하는 것이 가능하다.
대표적인 것으로 CATV는 한개의 동축 케이블상에 여러개의 채널로 많은 프로그램을 방송하여 수신자가 다수의 채널 중에서 원하는 프로를 선택하여 즐길 수 있도록 하는 유선TV이다. 이 CATV는 당초에는 난시청지역 해소를 목적으로 한 공동안테나TV로부터 시작되었다. 방송국과 수신가정을 용량이 큰 동축케이블이나 광화이버로 연결하여 수십개 이상의 TV방송을 송신한다. 또 사용되고 있지 않은 빈 채널을 이용하여 수신자로부터 CATV방송국측으로 정보를 보낼 수 있는 쌍방향 통신기능이 부가되고 있다.
이 기능을 이용하면 홈쇼핑이나 홈뱅킹, 교통기관이나 호텔예약 또는 방범·방재시스템, 개스 수도 전기의 자동검침, 각종 앙케이트 조사 등도 가능하다. 또한 유료프로그램을 방송하여 특정수신자만이 시청가능한 유료TV로도 활용된다.
비디오텍스는 이용자가 전화로 중앙의 컴퓨터를 호출하여 데이타베이스에 저장된 막대한 정보 중 원하는 것을 선택하여 TV화면에 표시하는 시스템이다. 정보는 방송국 신문사 백화점 등 여러 업계로부터 제공된다. 뉴스 일기예보 쇼핑정보 스포츠 연극정보 관광안내 열차시간표 요리정보 등 일상생활에 필요한 모든 정보를 얻을 수 있다.
패키지계 뉴미디어는 VTR이나 VDP(Video Disk Player)등을 매체로 정보를 전달하는 것이다.
가정용 VTR테이프, VDP나 CD(Compact Disk)-ROM 디스크 또는 마이크로컴퓨터와 조합시켜서 게임을 즐기는 TV게임도 이 범주에 속한다.
이처럼 이제 TV는 가정에 있어서 시각정보의 중심으로서 뉴미디어의 등장에 의해 크게 변화가 일고 있다. 고도정보화 시대의 다양한 칼라TV에의 기능적 욕구에 부응하여 새로운 기능의 TV가 요구되고 있는 것이다.
과거에는 TV의 역할은 VHF 또는 UHF를 사용하는 TV방송의 수신과 가정용 VTR의 표시정도였으나 앞으로는 다수의 시스템이 TV수상기를 영상표시장치로서 사용하기 때문에 각종 어댑터나 튜너 등의 주변기기와 접속할 필요가 생겼다. 따라서 TV수상기에는 안테나 접속단자 외에도 베이스밴드 영상신호의 입출력단자가 필요해졌다.
이와 같이 뉴미디어의 실현을 고려한 TV수상기를 AVTV(Aduio Video TV)라고 부르며, 이 AVTV는 각종 주변기기와의 접속시 가능한 한 고품질의 화상을 재현하여야 하기 때문에 해상도가 높은 브라운관의 채용, 광대역 영상회로, 특수한 신호처리기법들이 도입되고 있다.
뉴미디어시대의 TV기술
최근 가전메이커들의 TV제품설명서를 보면 화면의 크기가 짝수에서 홀수로 1인치씩 늘어난 점이 눈에 띈다. 그러나 실은 14인치에서나 15인치에서나 브라운관의 크기 자체에는 그다지 변화가 없다. 변화한것은 화면의 형태로서 스퀘어 브라운관이라 불리우는 것으로 모서리의 둥근 부분이 보다 직각에 가까와진 것이다.
그 때문에 대각선상을 재는 치수가 1인치씩 늘어나게 된 것이다. 숫자의 마술이라 할 것까지는 없으나 아뭏든 모서리를 각지게 함으로써 화질면에서도 커다란 변화를 초래하였다.
TV의 화질을 나타내는 용어로 파인 피치, 빗살형 필터, 스퀘어 브라운관 등이 있다. 파인 피치란 섀도우 마스크의 피치 폭을 보다 세밀화한 것이다. 이와 함께 회로기술의 개량에 의해 주변부까지 선명하게 하는 것이 가능하며 이를 스퀘어 브라운관이 실현한다. 또한 빗살형 필터란 종래의 TV화면에서 색깔이 반짝거리게 하는 성분을 감소시켜 색신호 간섭을 없애고 해상도를 향상시키는 것이다.
파인 피치를 더욱 향상시킨 것으로서 2천문자대응이라 불리우는 것이 있다. 또한 TV화면의 섬세도를 나타내는 척도로 수평해상도가 있다. 현재의 TV방송신호로서 나타낼 수 있는 수평해상도는 최대 30백30본에 불과하다. 이것은 현재 TV 채널의 주파수 대역이 6MHz로 제한되어 있기 때문이다. 그러나 최근 발매되고 있는 TV중 수평해상도가 5백~5백60본인 고해상도 칼라TV가 있다.
보통 TV방송을 수신할 경우에는 화상 그 자체의 해상도가 낮기 때문에 5백60본의 수평해상도가 있어도 화질향상에 도움이 되질 못한다. 그런데도 이와 같이 성능의 향상을 경쟁적으로 꾀하는 이유는 나름대로의 까닭이 있다. 왜냐하면 방송의 수신만으로서의 의미는 없다고 해도 위성 방송의 수신, VTR의 고성능화, 비디오디스크의 출현으로 화상을 재현할 때는 다른점이 나타나기 때문이다.
2천문자대응이라는 것은 수상기로서의 기능이 아니라 퍼스널 컴퓨터의 표시장치로서의 역할에 더욱 필요한 것이다. 화질의 향상에도 칼라TV가 단지 방송의 수신뿐 아니라 앞에서 언급했듯이 보다 많은 영상소스에 대응할 수 있는 시스템으로 변신하고 있다는 배경이 있다.
뉴미디어 대응의 TV가 최초로 등장한 것은 1980년으로서 오래전의 일이다. 그때만 해도 영상입력단자를 여분으로 다는 실정이었다. 그후 영상입력단자, RGB입력단자 등의 계열이 늘어나고 83년 무렵부터 스퀘어 코너화가 시작되었다.
하이파이(Hi-Fi) VTR이나 비디오 디스크에 의해 소비자의 선호가 대형화면으로 옮아가고 있다. 이는 기술향상에 의해 대형화면에서도 선명한 화상을 얻을 수 있다는 반증이다. 다시 말해서 기술적인 개량과 소비자의 요구가 일치한 것이 요즈음 대형TV가 인기를 끄는 기폭제가 되고 있다.
대형이라고 하면 종래에는 22인치에서 26인치까지였으나 최근에는 38인치까지 일반화되고 있다. 옛날에는 TV의 소리에는 별 관심이 없었으나 음성다중방송이 실시되고부터는 하이파이앰프와 고급의 스피커시스템이 내장된 TV가 인기를 끌고 있다. 이처럼 오디오에의 대응도 이루어지고 있는 것이다.
제3의 TV, 포켓 액정 TV
새로운 AV시대의 등장도 화면사이즈의 대형화나 고화질화를 촉진시키는 데 공헌했다. 반면 14인치 이하의 소형이나 배터리로 동작하는 차량탑재용 TV도 퍼스널용으로서 확실히 수요를 늘리고 있다.
이러한 움직임 가운데에서 제3의 TV기기라 할 수 있는 제품이 대두하기 시작했다. 지금까지의 소형이란 이미지를 완전히 바꾼 손바닥크기만한 TV이다. 물론 전기가 아닌 전지를 사용한다. 이른바 액정(液晶)TV가 그것이다.
이것은 워크맨처럼 걸으면서 볼 수 있다고까지는 말하기 어렵지만 포켓이나 백에 넣어갖고 다닐 수 있다. 뿐만 아니라 빌딩안에서나 전차안에서도 시청이 가능하고 브라운관 TV와는 달리 밝은 대낮에 옥외에서도 볼 수가 있다.
액정 TV를 처음으로 상품화한 기업은 일본의 ‘세이코’로 82년 12월에 손목시계용으로 디스플레이부와 튜너부를 분리한 흑백제품이 발매되었다.
이와 동시에 ‘소니’에서 ‘워치맨’이란 명칭의 소형TV를 출현시켰다. 이것은 종래의 브라운관을 편평하게 한 FD(Flat Display)관을 채용한 것으로서 역시 액정TV와 같은 목적으로 등장한 것이다. 흑백에서 출발한 액정TV는 84년 8월에 마침내 칼라로 등장했는데 최초의 액정칼라TV는 ‘엡슨’에서 발매되었다.
액정표시장치는 구조적으로는 2매의 도전성(導電性) 유리 사이에 수십마이크로의 액정층(液晶層)을 만들고 양측 유리에 전압을 가한다. 그러면 액정의 분자배열이 변하고 투명해지거나 불투명해지는 성질을 활용, 화상을 만든다. 액정TV는 이러한 원리를 응용하여 전극의 수를 늘리고 많은 화소를 구동함으로써 영상을 만들어내고 있다. 그러나 액정 자체는 빛을 내지 않으므로 이에 빛을 반사시키거나 투과시키지 않으면 상은 보이지 않는다.
디지탈시계나 전자계산기는 반사형이라 불리우며 빛의 반사를 이용한다. 액정TV는 그와 같은 반사형과 밫을 투과시키는 투과형이 있다.
금년의 일본의 시계 3사(카시오, 시티즌, 세이코엡슨)의 액정TV생산수량은 작년의 2배인 2백만대를 돌파할 것으로 예상되며 마쓰시다를 비롯한 가전메이커들도 금년 하반기부터 액정칼라TV를 발매할 예정이라 한다. 또 카시오에서는 12인치형의 칼라액정벽걸이TV를 세계최초로 개발하여 85년 오오사카 전자쇼에서 공개한 바 있다. 이 벽걸이TV는 화면의 유효면적이 1백80 X 2백40mm로서 이 속에 23만4백개의 화소가 들어 있다.
한편 85년초에 마쓰시다에서는 매트릭스구동편향(MDS)방식에 의해 역시 두께가 얇은 박형 칼라TV의 개발을 발표한 바 있다. 이 MDS방식은 15개의 가는 선으로 된 음극과, 이것과 직교하는 2백개의 전자빔제어전극으로 된 매트릭스를 구동하여 3천개의 전자빔을 만들고 이 전자빔을 다시 수평방향으로 6단계, 수직방향으로 16단계 편향시켜 19만2천개의 화소로서 화상표시를 가능하게 한 것이다.
고화질 다기능의 디지탈TV
위성방송 문자다중방송 비디오텍스로 대표되는 고화질 영상정보와, 문자·도형 정보의 보급, 또 VTR과 VDP 등 비디오 패키지의 침투에 따라 TV의 고화질화, 고해상도화의 요구는 점점 높아지고 있다.
이러한 배경과 고속·고집적 반도체기술의 발달로 새롭게 등장한 디지탈TV는 아날로그기술로서는 곤란했던 화질개선과 기능향상의 실현이 가능하게 되었고 다양화하는 뉴미디어시대에 용이하게 대응할 수 있어 미래의 TV로서 기대되고 있다.
TV의 디지탈화 목적에는 크게 다기능화와 고성능화를 들 수 있다. 영상메모리와 마이크로컴퓨터를 이용하여 기능을 다양화시키고 영상의 특수재생 등 새로운 기능부가가 가능하다.
다기능 디지탈TV로서는 83년에 미쓰비시에서 개발한 프린터내장형TV가 있다. 이 TV는 반도체메모리를 사용하고 TV나 VTR의 한 화면을 기억시킨 후 즉시 프린터를 통하여 복사해낼 수 있는 것이다.
또 일본의 ‘빅터’사와 ‘파이오니어’에서는 TV에 퍼스컴을 일체화시킨 퍼스컴TV를 개발하였으며 소니에서는 84년말경에 27인치 TV에 메모리기능과 전자캘린더의 기능을 부가시킴으로써 마음만 먹으면 무엇이든 실현할 수 있다는 것을 보여주었다. 한편 우리나라에서도 여러 가전메이커에 의해 자화면(TV화면속에 또 다른 화면이 나옴)과 프로그램예약시청 등 20여가지의 첨단기능을 갖는 제1세대의 디지탈TV를 개발완료한 바 있다.
그러나 디지탈TV기술의 키(key)테크놀로지는 화질을 대폭 향상시킬 수 있는 디지탈 신호처리기술과 그것을 저가격으로 실현하는 디지탈IC기술에 있다. IC는 대량생산을 하면 대폭적으로 가격이 하락하는 특징이 있다. 디지탈IC는 아날로그IC보다 제조가 용이하며 비선형 일그러짐의 영향을 받지 않고 잡음, 온도변화, 경시변화, 전압변동에 대해서도 안정적이다. 또한 기본동작상태가 ON OFF이기 때문에 CMOS와 같은 경우는 소비전력이 매우 적어 고집적화가 가능하게 된다.
TV신호는 대역폭이 넓어 대량의 정보를 고속으로 처리해야 하는 관계로 최근까지 가격면에서 디지탈화의 어려움이 있었다. 이때문에 영상신호의 디지탈처리 기술은 고성능이 꼭 필요하고 가격이 비교적고가인 방송국의 스튜디오 장비 등에서만 사용되어 왔었다.
그러나 최근 IC제조기술의 진보에 의해 경제적으로 가능하게 됨에 따라 금년 9월초부터 ‘도시바’에서 더블스캔방식의 디지탈TV를 발매하기 시작했다. 이것은 기존의 방송방식을 변화시키지 않고도 수상기측에서 메모리와 디지탈회로를 사용하여 영상신호를 일단 메모리에 기억시킨 후 기존주사선 사이에 삽입하는 방식으로 종래보다 필드내 주사선의 수가 2배로 늘어나서 훨씬 섬세한 화면재생이 가능하다.
이와 같이 고화질을 목표로 하는 제2세대의 디지탈TV가 현재 일본을 비롯한 미국 유럽에서는 물론 국내에서도 연구가 활발히 진행중에 있다.
새물건은 새그릇에 담아야
그러나 현행 TV방식은 40년전에 전송로 표시능력, 하드웨어기술 등 많은 제약 조건하에서 설정된 시스템으로 시각기능을 충분히 효과적으로 이용할 수 있는 수준에는 못미치고 있다. 그 결과로 선명도나 화상으로부터 받는 박력, 긴장감 등의 점에서는 영화에 미치지 못한다. 즉 감정정서 등 고도의 심리적 수준을 만족시키는 화상시스템으로서는 불충분하다는 이야기이다.
이와 같은 사회환경의 변화와 의식의 다양화에 대응하여 일본의 NHK에서는 1970년부터 연구개발에 착수하여 이미 새로운 시스템의 잠정규격을 굳혀놓고 있다. 이 내용을 조금 살펴보면 주사선수가 1천1백25본(NTSC방식은 5백25본, PAL및 SECAM방식은 6백25본), 가로와 세로의 비율은 5대3, 화상수는 30매 등이다.
그러나 이 방식은 기존의 TV와는 전혀 호환성이 없고 시스템이 매우 고가이며 국제 규격의 통일에 의견이 얻갈리고 있는 점 등 본격보급이 되려면 상당한 시간이 소요될 것으로 보인다.
한편 유럽에서는 위성방송의 실용화가 가까와지고 있다. 그러나 지금까지 사용되고 있는 칼라TV방식인 PAL전송방식을 사용하지 않고 새로운 방식인 MAC를 쓸 예정이다. PAL방식에서는 색신호와 휘도신호가 주파수다중전송되는데 반하여 MAC방식에서는 시분할다중전송되는데 반하여 MAC 방식에서는 시분할다중전송된다. 그렇게 함으로써 PAL 방식보다 훨씬 우수한 화질을 시청자에게 제공할 수가 있다. 물론 많은 방송은 디지탈신호의 스테레오음으로 하고 영화 이외의 음악프로도 인기를 얻을 것이라고 기대하고 있다.
일본 NHK에서 개발한 고품위TV 가 규격통일 등의 문제에 직면하여 본격보급의 지연이 예측되고 있는 가운데 최근 갑자기 주목을 받기 시작한 EDTV가 있다.
새로운 시스템이 개발 보급되려면 기존 방식과의 호환성을 생각하지 않을 수 없다. 새로 제안되고 있는 EDTV 방송방식은 현재의 TV와 완전호환성을 유지하면서도 TV화질을 비약적으로 향상시킬 수 있는 매력이 있다.
일본 우정성은 방송 기술개발협의회에 EDTV전문위원회를 발족시켜 강력한 행정 지원체제를 갖추고 88년까지 개발을 종료할 예정으로 있다.
참고로 최근 개발되고 있는 각종 TV 방식의 성능을 표에 요약하였다. 여기에서 주목할 사실은 이와 같은 혁신적 화질개선은 모두 디지탈신호처리기술에 의해 가능하게 되었다는 사실이다.
TV는 흑백에서 칼라로의 커다란 변화를 이루었고 칼라TV는 지금 AV시스템을 중핵으로 새로운 성격을 띠기 시작하고 있다. 디지탈기술이 TV의 제2의 변혁을 예고하고 있는 것이다.
성숙상품인 칼라TV는 변화의 속성에 의해 앞으로도 계속 성장을 유지할 수 있을 것이다.
