방송용 모니터

개요

이 글은 '방송과 기술' 2017년 1월부터 6월까지 진행된 BAck To The Season 2 방송용모니터 소개 (글. 신수근 (주)세븐스타웍스 이사)의 글을 바탕으로 다시 작성되었습니다.
디스플레이와 관련해 도움이 되는 블로그

• https://blog.naver.com/PostList.nhn?blogId=youngdisplay
• http://blog.lgdisplay.com/2014/02/%EB%AA%A8%EB%8B%88%ED%84%B0%EC%9D%98-%ED%95%B5%EC%8B%AC-%EB%94%94%EC%8A%A4%ED%94%8C%EB%A0%88%EC%9D%B4%EC%9D%98-%EC%8A%A4%ED%8E%99-%EB%94%B0%EB%9D%BC%EC%9E%A1%EA%B8%B0-%EC%83%89%EC%9E%AC%ED%98%84/

디스플레이 트렌드

시작하며

• 2000년대 중반 이후 디스플레이 업계에서는 OLED(유기발광다이오드)를 차세대 디스플레이로 손꼽아 왔으며, 전문가들은 약 2018년에서 2020년경이 되면 OLED가 주력 디스플레이로 완전히 자리 잡을 것이라고 전망하기도 했다. 하지만, 2017년 초 현재 OLED는 아직도 보급률 면에서 LCD의 벽을 쉽게 넘을 수 있을 것 같지 않아 보인다. 이번 호에서는 디스플레이 시장의 추세와 경쟁적 디스플레이 기술에 대해 살펴보도록 하겠다.

 

CRT

CRT

CRT는 'Cathode Ray Tube'의 약자이며 우리말로는 '음극선관이라고 부른다. 전자총의 음극(Cathode)에서 방출된 전자들의 다 발, 즉 전자빔(E巵ct℃n Beam)이 진공된 상태의 유리관을 매우 빠른 속도로 이동하여 Shadow M죠k(혹은 Aperture Grill)에 있 는 구멍을 통과해 형광체에 부딪히면서 강력한 운동에너지가 빛 에너지로 바뀌도록 고안한 것이 바로 CRT이다. 우리는 흔히 '브 라운관'이라고 부르는데 이는 근대적인 CRT를 발명한 독일의 Karl Fon Braun 박사의 이름을 딴 명칭이다. CRT는 19세기에 그 원형이 발명된! 이후 지속적인 기술 발전을 통해 그 크기와 화질이 눈부시게 개선되었다 1953년부터는 컬러 방송이 가능 해졌고, 1990년대부터는 컴퓨터 모니터들도 단색(monoch℃me)에서 컬러 제품들이 대량 보급되기 시작한다 하지만, 가정용 텔레비전용 디 스플레이로 80여 년, 사무용 디스플레이로 20여 년 사용되던 CRT는 2000년대에 들어와 점차 LCD에 그 자리를 내어 주게 된다. CRT가 LCD에 주력 디스플레이의 왕좌를 내어 주게 된 이유는 우선, 부피가 크고 무겁기 때문이었다 가정용 TV에서 요구되는 얇 고 큰 화면으로 만들기도 어렵고, 자동차나 항공기 등에 필요한 얇고 작은 화면을 만들기도 어렵다. 전기 소모가 많다는 점과 인체 에 유해한 파장대의 선(ray)이 방출된다는 점, 납 등 유해물질이 사용된다는 점도 CRT의 단점이었다 화질 측면에서는 완전한 평 면성을 구현하기 어려워 기하학적 왜곡현상(Geometric Distortion)이 발생하고, 지자계(지구자기장)나 자력의 영향으로 색순도 (Purity)나 색균일성(Uniformity) 등이 저하되는 문제가 많았고, 화면 깜박임(Flicker)로 인한 눈의 피로도, 3계의 RGB 전자빔을 정 확히 모으기 어려운 컨버전스(Conve「gence) 문제 등 매우 다양한 화질적 문제가 있었다.

PDP

PDP는 이러한 CRT의 문제들을 효과적으로 해결할 수 있는 평판 디스플레이로 인식되었었다. 아직 LCD의 화질과 생산가격이 충분히 좋아지기 전 까지는 말이다. PDP는 Plasma Display Panel'의 약자로 이를 이용한 TV를 우리는 PDP TⅤ라고 부르지만 외국에서는 흔히 "Plasma TⅥ라고 부른다. CRT와 마찬가지로 자발광 디스플레이에 속하지만, 얇게 만들 수 있기 때문에 벽걸이 TⅤ용으로 적합했다. 하지만, PDP는 상용화가 이루어진지 20년도 안 되어 시장에서 사라지는 운명이 되었다. 일단, 소형화와 고해상도가 어려워 컴퓨터용 모니터에는 장착될 수 없었다. 대형 TV로는 적합해 보였지만 방전효과를 이용한 방식이라 전력 소모가 매우 많았고, 열도 많 이 발생한데다 번인(Burn-ln) 현상까지 심해서 사용에 제약이 있었다. 화질적 측면에서의 의미 있는 기술발전에도 불구하고 화질 개선과 가격경쟁력을 이룩한 LCD에 밀려 2000년대 중반 이후 시장에서 사라지게 되었다.

LCD

LCD, 즉 Liquid Crystal Display는 액정에 전압을 가하면 그 배열이 변형되는 원리를 이용하여 백라이트의 빛을 조절함으로써 여 러 색상을 만들어 낼 수 있는 구조를 가지고 있다. 1990년대 초까지만 하더라도 LCD는 컴퓨터용 모니터와 같은 소형 디스플레이 로서만 장점이 있을 뿐 전문가용이나 대형 TV용으로는 화질뿐 아니라 가격적인 측면에서도 경쟁력을 갖추기 어려울 것이라고 전 망하기도 했었다. 하지만, 2000년대 중반부터 LCD 제조사들의 적극적인 기술개발 덕분에 LCD는 화질과 생산성 측면에서 큰 폭 의 발전을 이루게 된다 가장 중요한 요소 중 하나인 시야각의 경우 TN 패널의 (시야각) 한계를 극복하기 위해 VA(Vertical Alignment)와 IPS(ln-Plane Switching) 드의 o 광시야각 기술이 다양한 버전으로 개발되어 벽걸이용 대형 TV로 활용하는데 어려움이 없게 된다. 여기에 색상수 (Color Depth)나 색재현율(Color Gamut), 응답속도(Response Time) 등과 화질에 영향을 미치는 요소들도 빠른 속도로 개선되었 다. 특히, 기존의 CRT에 비해 얇고 가벼우면서도 전력소모가 적다는 점, 그리고 대형화와 고해상도화가 가능하면서도 오히려 반도 체 기술의 활용과 규모의 경제를 통해 생산단가를 낮출 수 있다는 점이 LCD의 가장 큰 장점이 되었다. 초기의 모니터용, 혹은 TV용 LCD에는 백라이트에 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp, 냉음극형광램프)이 사용되었다. 이 후 색역을 좀 더 넓힌 WCG-CCFL이 사용되기도 하였지만 효율이 더 좋은 LED 백라이트로 대체되었다. 광색역을 구현할 수 있는 RGB-LED 백라이트가 일부 제품에 사용되기도 하였지만 높은 단가와 균일성 유지가 어려워 이내 단종되고 현재 TV와 모니터에 사용되고 있는 대부분의 LCD용 백라이트는 White-LED이다 White LED를 만드는 방식도 여러 가지가 있지만 일반적으로 가장 흔한 방식은 청색 LED에 황색 형광체를 코팅하여 백색을 내는 방식이다. White LED는 가격에 비해 발광 효율이 우수한 백라이트이긴 하지만 색재현율을 높이는데 한계가 있어 방송을 위해서는 새로운 기술이 필요했다 어쨌든 우리가 접하고 있는 TV라는 것도 특별히 새로운 기술은 아니고 백라이트를 사용하는 TV라는 점이다

Quantum Dot. 퀀텀닷이란 10 나노미터(nanometer) 이하 크기의 매우 작은 발광입자를 뜻하는데, 빛을 비추거나 전류를 인가 했을 때 그 크기에 따라서 다양한 스펙트럼의 가시광선을 만들어 낸다. 즉, 같은 성분이지만 초미립자의 크기를 달리하면 색상 이 바뀐다는 것이다. 이 기술은 더는 발전할 게 없을 것으로 보였던 LCD의 한계를 넘어 그 수명을 연장시켜 주는 획기적인 기술 로 받아들여지고 있다. 퀀텀닷도 몇 가지 방식이 있는데 현재 가장 상용화된 기술은 삼성전자의 SUHD-TV에 적용된 것과 같은 QDEF(Quantume Dot Enhancement Film)를 LCD 내부에 삽입하는 방식이다. White LED의 가장 흔한 방식인 '청색 LED 위에 코 팅된 황색 형광체' 대신 그냥 청색 LED를 백라이트로 사용한다. 그리고 백라이트 앞쪽에 퀀텀닷이 코팅된 필름(QDEF)을 배치하 여 밝고 순도 높은 색을 만들어 내는 것이다. 즉, 권텀닷도 좀 다른 방식의 LCD라 하겠다

외에도 퀀텀 닷을 이용하는 방식은 다양하다. QDCF(Quantum Dot Color Filter) 방식의 경우 기존의 컬러필터를 QD로 대체하는 것이며, QD-OLED의 경우 LED 백라이트 대신 OLED를 백라이트로 이용하는 방식이다. QD-LED의 경우에는 아예 퀀텀 닷에 전류를 직접 인가하여 LED와 같이 발광시키는 기술이다. 이렇게 하면 높은 색재현율을 달성하면서도 문제도 없고 가격도 저렴해서 기존의 OLED를 대체할 수 있을 것이라 기대되고 있다. 하지만 상용화를 위해서는 아직 5~10년 정도 더 기다려야 할 것으로 보인다. 그 전까지는 QDEF를 장착한 LCD와 OLED가 대형 디스플레이 시장에서 치열하게 경쟁할 것으로 보인다. 퀀텀 닷이 해결해야 할 문제가 하나 더 있다. 바로 독극물인 카드뮴이 들어 있다는 점이다. 환경을 지키기 위해 이러한 독극물은 제한되어야 마땅하지만 (카드뮴 없는 친환경 퀀텀닷) 개발을 할 수 있도록 지난 2015년에 3년간 규제 유예를 받은 상태이다.

OLED

LCD VS OLED

OLED는 초반에 언급했던 바와 같이 차세대 디스플레이로서 LCD를 대체할 강력한 후보였다. 물론, 지난 10여 년간 비약적인 기술 발전을 통해 많이 보급되고 있지만 아직 낮은 수율과 높은 가격으로 충분히 보급되지 못하고 있다. 현재, 10인치 이하의 소형 OLED시장은 삼성이 독점하고 있는 상태인데 최근에는 BOE등 중국 제조사들이 합류하고 있다. 10~30인치급의 중형 사이즈의 경우 Sony가 유일하게 16.5인치, 24.5인치, 30인치를 생산, 공급하고 있으나 매우 비싼 가격으로 인해 방송용 모니터에만 제한적으로 사용되고 있다. 대형의 경우 WRGB 방식을 채택한 LG Display가 독점하고 있는데 당분간 경쟁자가 나서기 어려워 보인다. 아직 수율이 낮아 같은 사이즈의 LCD TV에 비해 2배 이상의 가격에 팔리고 있지만 기술발전에 따라 가격 격차는 점차 줄어들 것으로 전망되고 있다.

OLED는 LED 백라이트를 장착한 LCD보다도 더 얇고 가볍다는 것이 우선 가장 큰 물리적인 장점이다. 화질적 측면에서도 매우 깊 은 블랙(휘도)을 보여 준다는 것, 저계조에서도 색재현율이 (LCD처럼) 줄어들지 않는다는 것, DCI나 AdobeRGB와 같은 넓은 색역 을 구현한다는 것, LCD와 같은 Motion Blur(물체가 움직일 때의 잔상)가 없다는 점 등이 장점이다. 이는 방송 엔지니어들과 같은 전문 분야의 종사자들이 OLED를 선호하게 하는 요소들이다. 물론, 단점도 있다. 우선 표면 반사가 많다는 점과 (CRT와 마찬가지 로) Flicker가 있다는 점, 그리고 가격이 비싸다는 점 등이다 따라서, 현재는 (LED 백라이트) LCD가 가장 보편 화되어 있지만 점차 QDEF-LCD와 OLED 간의 대 결로 변화할 것이다. 그런데, 문제는 우리가 추구 하고 있는 I-JHD 방송의 컬러 규격인 Rea2020 의 매우 넓은 색역을 최소한 당분간은 이 권텀닷 이나 OLED로는 구현할 수 없다는 것이다. 이는 ITU(국제방송연맹)의 I-JHD 방송표준이 제정될 당시 Laser Display를 기반으로 한 일본 측 의견 이 좀 더 강하게 규격에 반영된| 덕분이다. Laser 의 경우에도 높은 가격과 물리적 구조로 인해 모 니터나 TV용 평판 디스플레이로 개발하기 위해 서는 아직 많은 시간이 필요해 보인다. 특히, Laser 디스플레이 역시 백라이트를 Laser로 바꿨을 뿐 기본적인 구조는 LCD이기 때문에 HDR을 구현하기 위해서는 Local Dimming을 해야 하는데 이 부분에서 기술적인 어려움이 예상된다.

 

모니터의 종류와 차이

들어가며

2017년 1월 미국 라스베이거스에서 CES 2017 전시회가 있었는데, 역시 올해에도 세계 유수의 가전업체들이 치열한 경쟁을 벌였다. 가전의 꽃이라고 할 수 있는 텔레비전의 핵심은 역시 디스플레이가 되는데 올해에는 엘지의 OLED TV에 맞서 삼성에서는 Quantum Dot을 사용한 TV를 등장시켜 많은 관심을 끌었다고 한다. 그런데, 문제는 삼성에서 사용한 'QLED TV'라는 용어에 있었다. Quantum Dot을 사용하는 방식은 여러가지가 있는데 일단 삼성 블로그에 올려진 각각의 정의를 다시 한 번 살펴보자.

1. QDEF: Quantum Dot Enhancement Film
2. QDCF: Quantum Dot Color Filter
3. QD-OLED:Quantum Dot OLED
4. QD-LED(QLED):Quantum Dot LED

삼성에서 이번에 대대적으로 홍보한 'QLED TV'는 사실은 QDEF방식이다. 즉, 양자점들이 코팅된 필름을 LCD 패널에 삽입하고 백라이트는 Write LED 대신 Blue LED를 사용한 것이다. 그런데 삼성에서는 그냥 QLED TV라고 통칭해 버렸다.
사실 QLED TV라는 용어를 마케팅적으로 사용하면 안된다는 법은 없다. 왜냐하면 Quantum Dot과 LED를 사용했기 때문에 Q와 LED를 합성해서 QLED라고 부르는 것도 괜찮은 아이디어이기 때문이다. 하지만 문제는 그동안 업계에서 보편적으로 사용해 온 용어에 비추어 볼 때 실체를 과장할 수 있고 업계와 학계, 그리고 시장에 혼란을 가져올 수 있다. 즉, Quantum Dot이 코팅된 필름을 LCD에 삽인한 형태의 QDEF방식의 TV를 QLED TV라고 불러 버리면 그동안 Quantum Dot에 바로 전압을 인가해서 발광시키는 방식인 QD-LED(or QLED)와 혼동될 수 밖에 없기 때문이다.
파격적인 명칭이기는 한데 디스플레이 기술에 대해 관심을 가지고 있는 사람들이 보면 혹세무민의 발상이라고 생각되어 불편할 것이다. 물론, 과거에도 이런 사례는 매우 많다. LED 백라이트를 장착한 LCD TV를 기존의 제품과 차별화 시키기 위해 LED TV라 불렀던 것이 최근의 가장 대표적인 사례라 하겠다. 이 역시 LED 소자를 직접 발광시키는 LED 디스플레이와 혼동되게 하는 용어이기는 하지만, CCFL(냉음극형광램프) 백라이트를 채용했던 초기의 LCD TV와 확실하게 차별화시킨다는 차원에서 LED TV는 매우 훌륭한 마케팅적 용어였다고 하겠다.
결국, 삼성의 QLED TV라는 용어는 법적으로는 무죄이고, 마케팅적으로 상을 받을만한 것이기는 하지만, 학술적 혹은 기술적으로는 이기적인 상술이라 비판받을 만하다.

컴퓨터용 모니터

 

CDT와 CPT

초창기 컴퓨터 모니터는 흑백 혹은 단색 CRT를 채용한 제품이었고 해상도는 VGA급(640Χ480)이었다. NTSC 방송의 비디오 해상도가 480라인이었기 때문에 당시의 기술로 봤을 때 특별히 낮은 해상도는 아니었지만, 대신 동영상보다는 문자와 숫자를 표시하는데 초점을 맞춰야 했기 때문에 모니터에 사용되는 CRT는 TV에 사용되는 CRT와 좀 다른 구조를 갖게 되었다. 디스플레이 업계에서는 TV용 CRT를 CPT(Color Picture Tube)라 불렀고, 모니터용 CRT를 CDT(Color Display Tube)라고 구분해서 불렀는데 그 이유는 문자나 숫자를 좀 더 깨끗하게 표시할 수 있도록 CRT 내부의 형광체 구조를 달리했기 때문이다. 모니터용 CDT는 Stripe가 아닌 Dot 형태로 형광체가 도포되어 있어 휘도 측면에서는 좀 불리하지만 문자나 숫자, 그래픽 등을 좀 더 정밀하게 표시할 수 있는 것이 장점이었다.
CRT의 단점으로는 일단 부피가 크고 무겁고 유해 전자파를 방출한다. 게다가 화질 측면에서는 완벽한 평면을 만들기도 어렵지만 기하학적 왜곡현상이 심하고, 전자빔이 지자계의 영향을 받아 색순도가 낮아지거나 얼룩이 생기는 등 많은 문제점들을 가지고 있었다. 가장 큰 문제 중 하나는 크기와 해상도를 높이는데 물리적/기술적 제한이 있어 빠른 속도로 발전하는 컴퓨터 기술에 대응하기가 어려웠다. TV시장에서는 CRT로 만족시킬 수 없었던 32" 이상의 대형 제품을 PDP로 대응할 수 있었지만, PDP는 모니터용으로 소형화시키면서 해상도를 높게 만들기가 어려웠다. 결국, 2000년대로 들어오며 LCD 제조기술이 급속도로 발전하면서 모니터 시장은 점차 LCD로 빠르게 대체되어 나갔다.

LCD는 완전한 평면을 구현할 수 있는데다 얇고 가벼우면서도 큰 화면과 높은 해상도를 구현할 수 있어 컴퓨터 모니터로 적합했다. 소비전력이 CRT보다 훨씬 적은 것도 장점이었다. 하지만 2000년대 초반에는 화질 측면에서 아직 해결해야 할 이슈들이 많았다. 특히 시야각이 좁고 컬러 특성이 좋지 못해 단순한 문서작업 위주로 사용해야 했다. 동영상이나 게임을 할 때면 느린 응답속도로 인한 잔상(Motion Blur)도 불편했다. 이러한 이유로 LCD는 그래픽 작업이나 방송용, 의료용과 같은 전문적인 용도로는 사용할 수 없었다. 그러나 늘어나는 수요에 힘입어 LCD 제조업체들은 막대한 투자를 통해 점차 LCD의 문제점들을 매우 빠른 속도로 개선해 나갔다. 덕분에 지금은 인터넷이나 문서 작업뿐 아니라 매우 다양한 전문적인 영역에까지 LCD를 사용하고 있다. 요즘은 컴퓨터 모니터로 매우 다양한 업무도 하지만 게임이나 엔터테인먼트를 즐기는 경우도 많기 때문에 매우 다양한 종류의 제품이 나와 있다. 주로 사무용 모니터라는 관점에서 보자면 제일 중요한 것은 인터페이스와 화면크기, 해상도, 그리고 자유롭게 밝기를 조절할 수 있는 기능(백라이트 레벨)과 적절한 가독성(필셀 크기와 해상도에 따라 달라짐)이라 하겠다.

컴퓨터용 모니터는 기본적으로 컴퓨터의 그래픽 카드로부터 출력되는 무압축의 선형 RGB신호를 수신하기 때문에 아날로그 시절에는 15pin D-sub를 주로 사용했고, 디지털로 오면서DVI(Digital Video Interface)를 사용해 왔다. DVI로는 지원 가능한 해상도가 한계가 있기 때문에 모니터의 해상도가 Quad HD(2560Χ1440)를 넘어서면서부터는 DP(Display Port)로 점차 바뀌고 있다. 컴퓨터 모니터에는 HDMI도 많이 사용되어 왔지만 애초에 컴퓨터 모니터보다는 TV등의 가전제품을 위해 개발된 인터페이스라 락(Lock)기능이 없고 DP라는 초고속 인터페이스가 등장하자 점차 모니터에서는 사라지고 있는 추세다.

그래픽용 모니터

그래픽용 모니터란 컴퓨터를 이용하여 사진의 편집이나 색보정 혹은 각종 이미지나 그래픽 작업을 하는데 적합한 모니터를 뜻한다. 우선 요즘은 디지털 카메라의 해상도가 매우 높기 때문에 컴퓨터 모니터 역시 높은 해상도를 가져야 편집이나 색보정 작업에 유리하다. 요즘은 27인치에 2560Χ1440 해상도의 제품이 가성비가 가장 좋다고 볼 수 있다.

사진이나 그래픽 이미지를 다뤄야 하기 때문에 시야각과 컬러 특성이 우수해야 한다. 시야각이 좋지 못할 경우 모니터를 보는 각도에 따라 색이 조금씩 달라 보이기 때문에 기준을 잡고 컬러 작업을 할 수가 없다. LCD의 시야각 개선 기술은 크게 3가지 정도가 있는데 가장 저렴하지만 시야각 특성이 제일 좋지 않은 것이 TN(Twist Neumatic)방식이다. 상하좌우에서 봤을 때 색이 틀어지거나 심지어 색상이 반전되기도 한다. 요즘은 TN이라도 시야각을 개선시키는 광학 필름이 추가되어 2000년대와 같은 형편없는 수준은 아니지만 그래도 그래픽 작업용으로는 부적합하다. 스펙에 시야각이 160(H)/160(V)와 같이 표기되어 있다면 TN패널이 들어가 시야각이 안 좋을 것이라 생각하면 되겠다. 170(H)/160(V)와 같이 표기된 경우 TN패널에 시야각 개선 필름이 장착된 것이라 보면 된다.

구조적으로 시야각을 개선한 기술은 VA(Vertical Alignment)와 IPS(In-Plane Switching)인데 국내 업체로는 각각 삼성이 VA방식을, 그리고 엘지가 IPS방식을 채택하고 있다. VA와 IPS 모두 시야각 스펙에는 178(H)/178(V)와 같이 표기하고 있지만 이것은 명암비가 10:1 이상이 나오는 각도를 계측한 결과일 뿐이다. 실제 컬러 시야각이 가장 우수한 방식은 IPS 방식이다.같은 IPS 방식에도 종류가 다양하며 제조사에 따라서도 그 특성은 조금씩 차이가 나기에, 좋은 시야각의 제품을 고르고자 할 경우 스펙과 함께 전문가의 리뷰도 꼭 참고하는 것이 좋다. 참고로 삼성의 경우 최근에는 VA 기술의 한계를 극복하고자 IPS와 유사한 PLS라는 광시야각 기술을 개발해 사용하고 있다. 그리고 IPS의 경우 VA에 비해 Black 휘도가 약간 높아서 명암비 측면에서는 VA에 비해 불리하다.

그래픽 모니터에서 가장 중요한 요소가 바로 컬러 특성이라 하겠다. 사진이나 그래픽 이미지 등의 2D 작업이 주를 이루기 때문에 동영상 처리 능력은 별로 중요하지 않지만 컬러는 매우 미세한 부분까지 정교하게 작업할 수 있어야 하기에 기본적으로 색재현범위(Color Gamut)가 넓어야 하고, 지원 색상수(Color Depth)도 높아야 한다. 그래픽용 모니터는 인터넷 표준인 sRGB는 당영히 정확하게 지원할 수 있어야 하고, 가급적 Adobe RGB와 같은 확장 색역도 제대로 지원할 수 있어야 한다. 또한, 10비트로 구동하는 것이 좋고 내부적인 영상처리도 12비트 이상 가급적 14,16비트로 할 수 있는 제품이 보다 정교한 컬러 작업을 하는데 유리하다.

그래픽용 모니터의 경우 색온도와 감마, 백라이트 레벨 등을 정교하게 조절할 수 있는 기능이 필요하며 (모니터의 정교한 색보정을 위해) 가급적 하드웨어 캘리브레이션이 지원되는 제품을 선택하는 것이 좋다. 모니터의 컬러 특성을 보정하는 방법은 크게 2가지가 있는데 소프트웨어 캘리브레이션과 하드웨어 캘리브레이션이 그것이다. 소프트웨어 캘리브레이션은 모니터의 색을 원하는 상태로 맞추기 위해 컴퓨터의 그래픽카드를 조정한다. 반면에 하드웨어 캘리브레이션은 모니터 내부의 파라미터들을 조절하여 색을 보정하기 때문에 훨씬 정교한 보정이 가능해진다.

방송용 모니터

방송용 모니터는 방송을 만드는 전 과정에서 사용되는 모니터를 뜻하는데 주로 제작과 편집, 색보정 그리고 송출 등의 모니터링을 위해 사용되는 비디오 모니터를 뜻한다. 방송 이외에도 영화의 제작이나 편집, 색보정 등에 사용되는 모니터 역시 넓은 의미로 방송용 모니터라 불린다. 간혹, 방송국에서 사용되는 모든 종류의 모니터 중에서 일반 컴퓨터 작업용 모니터를 제외하고 그래픽 모니터 등도 포함해서 방송용 모니터의 범주에 넣기도 하는데 이런 모니터들은 엄밀하게 말해서 비디오 모니터라기보다는 컴퓨터 모니터라고 봐야 하기 때문에 일반적으로는 방송용 모니터에서 제외한다.

방송용 모니터는 주로 방송용 카메라나 스위처, 라우터, 편집장비, 녹화/재생장비 등에 연결되어 무압축 혹은 저압축의 대용량의 도영상 영상을 받아 보여 준다는 점에서 컴퓨터에 연결하여 작업하는 모니터와 차별화된다. 주로 동축 케이블을 이용하는 SDI(Serial Digital Interface)를 전통적으로 사용해 왔는데 컴퓨터용 인터페이스에 비해 훨씬 멀리까지 전송할 수 있으며 잠금(Lock)장치가 있어 견고하게 장비들을 커넥터에 물릴 수 있는 장점이 있다.

물론, 방송용 모니터라고 해서 SDI 딱 한 가지 인터페이스만 갖춘 것은 아니다. 아날로그 장비들과의 호환성을 위해 Component Video(YPbPr)나 Composite Video(CVBS)인터페이스를 갖춘 제품들이 대부분이다. 방송이 디지털로 전환되면서 점차 사라지고 있지만 아직도 구형 장비들과의 호환성 유지를 위해 많은 방송용 모니터들이 아날로그 인터페이스를 갖추고 있다.

방송용 모니터가 기본적으로 비디오 모니터라 했지만 현장에서는 매우 다양하게 사용될 수 있기 때문에 컴퓨터와 연결하여 사용할 수 있도록 컴퓨터용 인터페이스를 갖춘 제품들도 많다. 컴퓨터용 인터페이스로는 앞서 설명한 바 있는 아날로그 15-pin D-sub와 디지털 인터페이스인 DVI를 예전에는 많이들 지원했고, 컴퓨터와 각종 가전제품을 두루 지원하는 HDMI를 지원하는 방송용 모니터도 많다. 최근 컴퓨터 업계에서는 락 기능이 있는 고속 인터페이스인 Display Port가 많이 보급되어 있으나 방송용 비디오 모니터에서는 대체로 지원하지 않고 있다.

방송용이라고 해도 사용되는 용도에 따라 몇가지 종류로 구분할 수 있으며 그 정도가 다르기는 하겠지만, 방송을 제작하고 송출하기 위해 요구되는 기능과 성능은 컴퓨터 모니터나 그래픽 모니터와 사뭇 다를 수 밖에 없다. 한마디로 말해서 방송용 모니터는 일반 소비자용 모니터에 비해 우수한 화질과 전문적인 기능을 탑재해야 하며 신뢰성이 매우 높아야 한다.

먼저, 영상처리 능력이 우수해야 한다. 방송국에서는 대용량 영상신호를 고속으로 주고받기 때문에 모니터도 대용량의 동영상을 잘 처리할 수 있도록 만들어진다는 점이 컴퓨터용 모니터나 그래픽용 모니터와 다른 점이다. 예를 들어, 그래픽용 모니터는 기본적으로 2D 작업을 위해 만들어졌기 때문에 최대 16비트로 이미지를 처리할 수 있다. 물론, LCD 패널 자체는 8~10비트로 구동되지만 12비트의 RAW 파일을 16비트로 처리해서 다시 10비트로 재할당하는 것이 훨씬 좋은 품질의 이미지를 만들 수 있는 방법이기 때문이다. 반대로 방송용 모니터의 경우 대용량의 동영상을 처리해야 하기 때문에 기껏해야 12비트로 영상을 처리할 수 빡에 없으며, de-interlace나 다양한 noise 감소를 그래픽 모니터에 비해 훨씬 정교하게 처리할 수 있다.

방송용 모니터는 컬러 특성도 매우 좋아야 한다. 방송은 국제적으로 정한 표준 파라미터들을 기반으로 하고 있기 때문에 각각의 방송장비들은 이 파라미터들만 충실하게 구현하면 전체적인 컬러 매니지먼트가 크게 필요하지 않을 수 있다. 아래의 표는 SD와 HD, 그리고 UHD의 방송 표준 파라미터들인데 SD에서 HD로 올 때에는 해상도 이외에는 컬러 부분에 대해서는 크게 달라지지 않았지만, UHD로 오면서 큰 변화가 생기고 있다. 특히, 표에는 없지만 최근에는 ITU-R BT.2100을 기반으로 한 HDR이 추진되고 있어 HD시절에 비해 큰 발전이 있을 것으로 기대되고 있다. UHD와 HDR에 대해서는 차후 논의해 보도록 하겠다.

	ITU-R BT.601(SD)	ITU-R BT.709(HD)	ITU-R BT.2020(UHD)
First Version Latest Version	1982 2011	1993 2002	2012
Resolution	720Χ483	1920Χ1080	3840Χ2160(4K) 7680Χ4320(8K)
Frame Rate	29.97p(59.94i)	30p	최대 120p
Color Depth	8,10 bit	8,10 bit	10,12 bit
Color Space Sampling	YCC 4:2:2	YCC 4:2:2	RGB 4:4:4 YCC 4:4:4, 4:2:2, 4:2:0
Color Gamut	SMPTE-C	Rec.709	Rec.2020

방송용 모니터에는 방송 엔지니어들이 유용하게 사용할 수 있는 다양한 전문적 기능도 탑재되어야 한다. Time Code Display, Audio Level Meter, Marker, UMD, Aspect Ratio, Scand Mode, Waveform & Vectorscope, Picture by Picture, Closed Caption, GenLock 등 용도에 따라 매우 다양한 기능들이 요구된다. 소형 제품의 경우 Focus Assist나 다양한 LUT를 지원해야 하고, 현장에서 펌웨어(F/W) 업그레이드를 할 수 도 있어야 한다. 방송용 모니터는 출하되기 전에 공장에서 이미 정교한 색보정 과정을 거치지만, 시간이 지남에 따라 모니터의 컬러 특성이 조금씩 바뀔 수 밖에 없기 때문에 모니터의 색을 보정할 수 있는 하드웨어 캘리브레이션 기능은 반드시 제공되어야 한다. 보통의 방송용 모니터들은 휘도, 색온도, 감마 및 계조선 형성 정도를 보정할 수 있으나 Precesion 혹은 Reference급 모니터의 경우 기본적으로 광색역 패널이 탑재되어야 하며, 이를 통해 Rec.709나 DCI등의 다양한 표준 색영역을 지원해야 하기 때문에 정교한 색보정을 위해 3D LUT를 사용하게 된다.

방송용 모니터의 경우 신뢰성 또한 매우 중요하다. 방송은 수백 수천만의 시청자가 보며 작은 실수가 큰 방송사고로 연결될 수도 있기 때문에 매우 높은 수준의 신뢰성을 요구한다. 방송국 스튵디오에서는 매우 오랜 시간 사용하는 경우가 많고 촬영 현장에서 많이 사용하는 소형 모니터의 경우 온도, 습도, 먼지, 충격 등 다양한 위협들이 상존한다. 중계차에 실리는 장비의 경우에도 극한의 온도를 견뎌야 하고 잦은 이동에 따른 충격도 흡수해야 하기 때문에 역시 신뢰성이 중요하다. 방송용 모니터들이 대부분 시커멓고 투박하게 디자인되는 이유 중 하나가 바로 튼튼해야 하기 때문이다.

모니터의 색감과 조정기능

들어가며

우리가 흔히 말하는 '색감'이 무엇이며 어떤 요소들이 색감에 영향을 주는지를 먼저 살펴보겠다. 특히, 그러한 색감이 모니터나 TV와 같은 디스플레이 기기에서 어떤 의미를 가지는지, 그리고 어떤 파라미터들에 의해 조정되는지 작동 원리에 대해 살펴보도록 하겠다.

모니터의 색감이란?

우리가 매일 사용하고 있는 모니터, TV, 스마트폰과 같은 디스플레이 기기들의 경우 빛을 반사해서 색을 보여 주는 물체 색과는 달리 스스로 빛을 내고 이 빛을 이용하여 여러가지 정보나, 그림, 영상 등을 보여 주는 장치이다. 스스로 빛을 낸다고 했지만 좀 거 정확히 얘기하자면 CRT, PDP, OLED 등과 같이 스스로 빛을 내는 디스플레이가 있는가 하면, LCD와 같이 빛을 투과시키는 디스플레이도 있고, 프로젝터나 프로젝션 디스플레이 등과 같이 빛을 반사시켜 영상을 보여 주는 기기도 있다. 어떤 방식이 되었건 기기 스스로 빛을 내어 영상을 표시한다는 차원에서 물체색과는 확연히 구분된다.

디스플레이 기기는 스스로가 광원이며, 따라서 빛의 3원색인 RGB를 조합해서 여러 색을 만들어 내는 가산혼합의 원리가 적용된다. 즉, 빛은 여러 색을 더할수록 밝아진다는 측면에서 색을 더할 수록 어두워지는 감산혼합을 하는 물체색과 반대되는 특성을 가진다. 요즘에는 빛의 3원색에 White를 추가한 OLED가 널리 보급되고 있기도 하고, RGB에 Yellow를 추가하여 4원색을 이용하는 디스플레이가 나오기도 했지만 아직까지도 대부분의 디스플레이 기기들은 RGB 3원색을 활용하고 있으므로 이번 호에서는 이를 기반으로 설명 드리도록 하겠다.
요즘은 모니터와 TV의 경계가 많이 무너지기는 했지만 일단 보다 설명을 쉽게 하기 위해 다음과 같이 3가지의 제품군으로 디스플레이를 구분해 보자.

• PC용 모니터 : DVI, HDMI, DP 등의 디지털 인터페이스를 통해 컴퓨터의 선형 무압축 RGB 신호를 입력받아 컴퓨터의 정보나 영상을 화면에 표시해 주는 디스플레이 기기. TV 튜너나 추가적인 영상인터페이스를 탑재한 모니터도 많다.
• 가정용 TV : 지상파 TV 방송 신호를 수신할 수 있는 튜너(Tuner) 및 안테나, 각종 비디오 인터페이스(HDMI, Component Video, CVBS 등)와 RF 입력단자, 그리고 스피커를 탑재한 디스플레이 기기를 뜻한다.
• 비디오 모니터 : PC 디지털 RGB신호의 표시보다는 동영상의 표시에 특화된 모니터를 뜻한다. 외형적인 차이점을 기준으로 간단하게 말하자면 PC용 모니터에 다양한 비디오 인터페이스를 장착한 모니터, 혹은 가정용 TVG에서 TV 튜너와 스피커 등을 뺀 것이라 할 수도 있다.

DVI, HDMI, DP 등의 디지털 인터페이스를 통해 컴퓨터의 선형 무압축 RGB 신호를 입력받아 컴퓨터의 정보나 영상을 화면에 표시해 주는 디스플레이 기기. TV 튜너나 추가적인 영상인터페이스를 탑재한 모니터도 많다.

---

이러한 모니터나 TV의 색감에 가장 큰 영향을 미치는 5대 요소를 계측하고 분석, 종합하면 그 디스플레이의 컬러 특성에 대해 이해 할 수 있게 된다. 5대 요소는 바로

• Luminance (휘도)

- 우리말로 휘도라고 한다.

디스플레이와 같은 면광원의 밝은 정도를 나라낼 때 쓰는 용어

로 그 단위는 cd/㎡이다. 이때 면광원이라 함은 그 빛을 내는 원리가 자발광이든 투과되거나 반사된 것이든 상관없이 일정한 면적에서 및을 발하면 무조건 면광원이라 한다. Luminance (줄여서 Lv.)는 국제 표준의 단위(SI)이며, 면광원의 밝기나 색에 대해서는 CIE(국제조명학회) 색체계의 가장 기본단위인 CIE XYZ(3자극치)의 'Y'와 동일하다. 어쨋거나 Luminance가 높을수록 면광원이 밝다는 것이며, 그 단위는 음절이 긴 공식용어인 cd/㎡대신 흔히 간단히 줄여서 니트(nit)라고도 부른다.

• Contrast(명암비)

명암비

- 우리말로 명암혹은 명암대비라 한다. 말 그대로 밝은 빛과 어두운 빛이 이루는 대비를 뜻하며, 흔히 가장 밝은 백색과 가장 어두운 흑색 간의 대비를 뜻한다. 물론, 서로 다른 색 간의 대비에 대해서도 사용하지만 일반적으로는 흑백의 대비가 가장 큰 차이를 보인다. 따라서 명암대비를 표시하는 다양한 방법이 있지만 디스플레이 업계에서 가장 흔하게 사용하는 개념은 명암비 즉 Contrast Ratio라는 것이다. 이는 백색의 휘도를 흑색의 휘도로 나눈 것인데, 명암대비의 계산값과 실제 시각적으로 느낌 사이에는 상당한 차이가 있기도 하지만 그 개념과 계산이 매우 쉽고 단순하기 때문에 널리 사용되고 있다. 물론, 시각적으로 느끼는 것보다 항상 더 좋은 수치를 보여준다는 점도 디스플레이 제조사에게는 이 용어와 개념을 애용하게 된 매우 큰 매력이었을 것이다.

두 개의 색이 나란히 인접해 있을 때 인간의 눈으로 구분할 수 있는 최대의 명암대비는 약 100:1이라고 하지만 조명환경, 배경색, 샘플의 크기, 거리 등에 따라 이 값은 더 높아질 수도 있다. 디스플레이에 있어서 가장 중요한 것은 매우 높은 백색 휘도와 매우 낮은 흑색 휘도를 동시에 구현할 수 있는 기능이다. 이런 능력은 자발광 디스플레이인 CRT, PDP, OLED에서 유리하고 백라이트의 빛을 액정으로 투과하거나 차단하는 방식인 LCD에서는 구조적으로 매우 불리하다. 반면에, 자발광 디스플레이들은 Burn-In 현상에서 취약하다는 단점을 가지고 있다. 아마 향후 10년 이내에는 Quantum Dot을 사용한 무기 EL이 상용화되어 이러한 모든 문제점들을 속 시원히 해결해 줄 수 있지 않을까 기대해 본다.

• Gamma(TRC,EOTF)

- 감마(Gamma)는 그 개념뿐 아니라 계측과 계산에 있어서도 많은 논란과 혼란이 있어 왔기 때문에 2000년대에 들어 와서는 Gamma라는 용어 대신 변환함수(Transfer Function)라는 용어를 사용하자는 주장이 나왔고 결국 ISO나 ITU 등의 국제표준문서에 많이 사용되게 되었다. 방송 엔지니어들에게 가장 ㅁ낳은 영향을 미친 Gamma에 대한 오해에 대한 이야기 하나만 설명하고 넘어가도록 하겠다.
감마는 CRT를 비롯한 디스플레이에만 있는 용어가 아니다. 카메라나 스캐너 등에 적용되는 감마도 있고, sRGB나 Adobe RGB와 같은 이미지 포맷에 적용되는 감마도 있으며, Mac과 같은 컴퓨터 시스템에 적용되는 감마도 있다. 크게 봐서는 입력장치(카메라, 스캐너 등)에 적용되는 인코딩 감마와 컴퓨터에 적용되는 시스템 감마, 그리고 모니터 등의 디스플레이 감마의 3가지로 구분할 수 있겠다. 하지만, 요즘은 시스템 감마를 거의 사용하지 않으므로 결국 인코딩 감마와 디스플레이 감마 2가지로 크게 구분이 가능하다.

방송과 관련된 일을 하시는 분들의 경우 카메라 감마 혹은 역감마라는 용어에 익숙할 것이다. 카메라 감마란 카메라의 렌즈로 입사되는(선형적인) 빛을 센서에서 감지한 후 곧장 비선형으로 변환시키는 데에서 유래했다.

이 카메라 감마는 자승값을 1/2.2(0.45) 혹은 1/2.4(0.42)등과 같은 값을 뜻하는데

, 이것이 바로 CRT 감마의 대략적인 역수에 해당하기 때문에 역감마(Inverse Gamma)라는 용어를 사용하는 것이다. 그런데 적지 않은 제조사나 강사들이 이런 수치의 유래를 설명하면서 잘못된 정보를 제공하여 많은 엔지니어들이 오해하는 경우를 보게 된다. 즉, CRT가 2.2나 2.4 정도의 감마를 가지기 때문에 카메라 감마 혹은 인코딩 감마가 그 역수가 되는 1/2.2 혹은 1/2.4의 감마를 가지도록 고안되었다는 것이다. 예를 들어, 카메라에 촬상된 선형적인 오리지널 영상이 카메라의 역감마와 CRT의 감마를 거쳐 다시 원래의 선형으로 재현된다는 것이다.

이와 같은 설명은 결론적으로 틀리다고 할 수는 없다. 즉, 카메라에서 1/2.4와 같은 감마로 비선형 인코딩을 한 것이 CRT(혹은 CRT와 동일하게 보정된) 디스플레이의 감마 특성(2.4)으로 인해 자연스럽게 디코딩되는 것은 맞다. 하지만, 이것은 우연한 결과일 뿐 애초에 카메라에서 인코딩 감마를 적용하는 그 목적 자체는 아니다. 카메라에서 감마를 활용하여 비선형 인코딩을 하는 근본적인 이유는 한정된 대역폭을 최대한 효율적으로 활용하기 위함이다. 동일한 데이터 용량을 유지하면서 효율을 높이는 방법에는 여러가지가 있다. 우선 색공안을 RGB에서 색차공간인 YCbCr로 바꾸기만 해도 1/3 정도의 용량을 절감할 수 있다. 여기에 인간의 시감 특성이 색보다는 밝기의 변화에 민감한 특성을 이용하여 Sub-Sampling을 4:4:4가 아닌 4:2:2이나 4:2:0으로 낮춘 것이나, 수평주사선을 짝수와 홀수로 구분하여 하나의 Frame을 2개의 Field로 나눠 주는 Interace 방식도 마찬가지이다. 인간의 눈이 구분하기 어려운 수준의 미세한 화질 저하가 발생하지만 대신 데이터 용량을 줄일 수 있다. 더 나아가서는 MPEG과 같은 압축기술도 화질을 미세하게 희생하면서 데이터 용량을 줄인 사례라 하겠다.


카메라에서 감마를 적용하는 목적도 마찬가지로 효율향을 위한 것이다. 옆의 그림의 그래프에서 BT.1886는 빛의 밝기에 대한 인간의 시감 특성을 측정한 결과이다. 이 BT.1886가 뜻하는 것은 인간의 눈이 밝은빛(혹은 계조)에서의 변화에 상대적으로 둔감하고, 어두운 빛에서의 변화에 상대적으로 민감하다는 것이다. 즉, 이러한 특성이 시사하는 것은 밝은 계조에서 데이터를 좀 줄여서 어두운 계조에 더 많은 데이터를 사용한다면 같은 데이터 용량으로 보다 좋은 화질을 구현할 수 있다는 것이다. 이러한 역할 하는 것이 바로 카메라 감마 혹은 인코딩 감마인데, 그래프에서 보는 바와 같이 HD 방송용 인코딩 감마 표준인 Rec.709나 인터넷 컬러 인코딩 표준인 sRGB나 모두 BT.1886와 비슷한 형태의 위로 불룩한 비선형 커브 특성을 가지고 있다. 단지, 그 기울기만 조금씩 다를 뿐이다.

앞에서 설명한 바와 같이 카메라 감마 혹은 인코딩 감마를 적용하는 목적은 영상처리의 효율을 높이기 위함이고, 결과적으로는 CRT가 그 카메라 감마의 반대되는 감마 특성을 가지고 있기 때문에 별도로 디코딩을 해 주지 않더라도 자연스럽게 카메라 감마와 CRT 감마의 합성으로 원래의 오리지널 영상이 가지는 선형적인 톤이 재현된다는 것이다. 단지, 최종적인 영상이 완벽한 선형으로 재현되는 것은 아니고 조명 환경에 따라 약간씩 다른 기울기를 가진 톤 재현 특성을 갖도록 고안된 것이다. 아래의 그림은 HD 방송에서 감마가 하는 역할을 이미지 시뮬레이션과 함께 설명하고 있다. TV방송의 경우 사용자의 조명환경을 Dim(약간 어두운)으로 간주하고 있기 때문에 최종적으로 약 1.25 정도의 톤 커브가 재현되도록 고안되었다. 완전히 캄캄한 조명환경에서 시청하는 극장용 영화의 경우 최종 감마가 약 1.5 정도가 되도록 인코딩된다. 즉, 어두운 조명환경일수록 더 높은 감마로 재현을 해야 (실제로 볼 떄와 비교하여) 자연스러운 톤이 재현되기 때문이다.

• Color Gamut(색 재현범위)

CIE xy 2차원 색공간에 표시한 Rec.709 & Rec.2020

- 색공간(Color Space)이란 인간이 인지하는 색 혹은 색감을 그 핵심 구성요소에 바탕하여 수학적으로 보통 3차원 공간에 체계적으로 표시하는 방법이다. 다른 말로 Color System이라고 하기도 한다. RGB나, HSL,HSV,YCbCr,YUV,YIQ, CIE XYZ등 매우 다양한 색공간이 있다.디스플레이는 RGB 3원색을 가산혼합하여 다양한 색을 만들어 내지만 그 뒷단에서 색을 조정할 때에는 인간이 좀 더 이해하기 쉬운 색공간인 HSL, HSV, YUV 등의 색공간을 사용한다. 왜냐하면 인간은 색을 볼 때 어떤 절대적인 수치로 계측하는게 아니라 상대적으로 인지하기 때문이다. 즉, 밝다 VS 어둡다, 색이 선명하다 VS 칙칙하다, 불그스름하다 VS 푸르스름하다 등과 같이 상대적으로 느끼기 때문에 색의 조정 또한 이와 같이 색의 밝은 정도와 색의 종류, 그리고 색의 농담을 통해 조정하는 것이 쉽다.

한편, 색공간과 혼동이 많이 일어나는 개념이 바로 색재현 범위(Color Gamut)이다. 색재현범위란 어떤 특정 디스플레이가 가지는 색재현 능력을 특정 색공간에 표시한 것이다. 예를 들어, HD 방송을 위해 만들어진 국제표준인 ITU-R BT.709에는 RGB 3원색의 색좌표를 정의한 부분이 있다. 이는 HD 방송용 표준 디스플레이의 3원색은 CIE xy 색공간에서 각각 Red(0.64,0.33), Green(0.30,0.60), Blue(0.15,0.06)의 색좌표를 가져야 한다는 것이며, 이들 3원색을 연결한 3각형이 바로 색재현 범위(Color Gamut)가 되는 것이다.

위에서는 색재현 범위를 간단히 2차원적으로 표시했지만, 위의 CIE xy 색공간의 경우 빛의 밝기에 대한 정보가 빠진 2차원 공간이기 때문에 실제 인간이 느끼는 그대로를 표시해 주지는 못한다. 따라서 색이 얼마나 밝은지에 대한 정보를 포함한 3차원 색공간에서 색재현 범위를 표시할 필요가 있다. 현재 가장 진보된 모델은 CIECAM02인데 인간의 시각 특성을 대부분 반영한 정교한 모델이기는 하나 개념이 어렵고 계산도 복잡하여 학문적인 용도로 주로 사용되고, 등장한 지 10여 년이 지났지만 아직 산업현장에서 널리 쓰이고 있지는 못하다. 하지만, 휘도와 명암대비까지 함꼐 보여 주는 이러한 진보된 모델도 상대적인 컬러 볼륨의 개념으로만 비교해 줄 수 있을 뿐 얼마나 정확하게 표준에 맞게 색을 재현했는 지의 여부에 대해서는 알려 주지 못한다.

• Color Temperature(색온도)

CIE xy 색공간과 색온도

 

- 우리말로 색온도라고 한다. 정확한 용어로는 상관색온도(Correlated Color Temperature)라고 한다. 빛을 전혀 반사하지 않고 흡수하기만 하는 이상적인 흑체(Black Body)를 가열하면 처음에는 붉은 색을 띄다가 온도가 올라갈수록 점차 백색으로, 그리고 더 온도가 올라가면 푸른색으로 변한다고 한다. 이렇게 온도에 따라 흑체의 색이 변화하는 것을 CIE 색도도 상에 색좌표로 찍어 쭉 연결한 것을 흑체궤적(Black Body Locus)이라고 한다. 혹은 플랑크 궤적(Planckian Locus)이라고도 한다. 색도는 한마디로 말해서 '백색의 색삼'이라 생각하면 쉽다. 같은 백색 중에도 좀 누르스름한 백색, 불그스름한 백색, 푸르스름한 백색 등 다양한 컬러 톤이 들어갈 수 있다. 이렇게 백색의 범위를 넓게 정의하는 것은 조명 환경에 따라, 색이 들어간 물체의 크기나 배경에 따라, 그리고 보는 사람의 색에 대한 감정이나 습관에 따라 다를 수 있기 때문이다.

CIE xy 색도도에서 박스안에 있는 검정색 실선이 바로 흑체궤적이고 대략 5000K부터 10000K까지를 백색의 영역으로 쳐 준다. 현재 사용하고 있는 거의 대부분의 색온도 표준은 D65이다. 색온도는 빛의 3원색인 Red, Green, Blue가 어떤 비율로 혼합되었는지에 따라 달라진다. 하지만, 일반적으로 색온도라 하면 단순히 백색의 색온도를 뜻하기 때문에 아무리 휘도, 감마, 색온도, 색재현율이 동일하다고 하더라도 실제 디스플레이의 색감이 완전히 다르게 나타나는 경우가 있다. 그 대표적인 이유가 바로 회색 계조들의 색온도가 일치하지 않은 경우이다. 백색의 색온도는 Peak R, G, B 값의 혼합비율에 의해 좌우되지만 이것만으로 모든 것이 해결되지는 않는다. Black부터 White에 이르기까지의 중간 회색 계조들의 색온도가 일정하지 않은 경우가 많기 때문이다. 전문적인 모니터나 고급 TV들은 공장에서 생산될 때 감마와 함께 이 회색 계조들의 색온도도 보정해서 나온다.