세계 최대의 가전분야 전시회인 2012년 CES(Consumer Electronics Show)에서 국내 가전사는 84인치 UHDTV를 선보였다. 현재 시장에는 이미 60인치와 70인치대의 HDTV가 상용화되어 판매되고 있다. 바야흐로 TV의 대형화 흐름이 80인치대의 UHDTV에까지 발전한 것이다.
HDTV이후의 차세대(4G) 고화질 방송을 UHDTV(Ultra High Definition TV)라 한다. UHDTV는 HDTV보다 영상의 해상도가 최소 4배(3840×2160)에서 최대 16배(7680×4320)까지 향상되고, 초당 프레임수도 120Hz로 커지며, 한 화소 당 10~12bit로 색상을 표현한다. 또한 컬러포맷은 4:2:2 이상으로 기존의 HDTV보다 더욱 사실적인 영상을 제공한다. 오디오 역시 HD의 음질(5.1ch)보다 뛰어난 다채널 음질(10.2ch ~ 22.2ch)을 제공하여 입체적인 음향을 통해 현장감을 재현한다. 그림 1은 각 화면크기에 따른 적정 시청거리와 시야각을 비교를 나타낸다. HDTV가 화면높이의 3.0배의 시청거리와 30도의 시야각을 갖는데 반해, UHDTV는 화면높이의 0.75배의 시청거리와 100도의 시야각을 갖고 있다. 이는 동일한 크기의 디스플레이 상에서 시청거리가 짧아져도 매끄러운 영상을 볼 수 있고, 넓은 시야각으로 사실감과 현장감을 향상시켜준다는 것을 의미한다.
현재 UHDTV 연구에서 기술이 가장 앞선 나라는 일본으로, 1995년부터 UHDTV 전분야의 개발을 시작하였다. 일본은 위성을 통해 2015년 실험방송, 2020년 본방송을 목표로 활발한 연구를 진행하고 있으며 2012년 런던월드컵에서 BBC와 공동으로 UHDTV 시범방송을 계획하고 있다.
SMPTE와 ITU를 중심으로 UHDTV 관련 국제표준화도 활발히 진행 중이다. UHD의 뛰어난 화질과 대화면은 곧 데이터량과 직결되기 때문에 UHD급 영상을 부호화 할 수 있는 새로운 부호화 표준인 HEVC에 대한 표준화 회의가 MPEG과 VCEG 공동으로 진행되고 있다. 현재 최신 비디오 부호화 기술인 H.264/AVC의 표준규격은 4K 해상도까지 부호화 할 수 있도록 정의되어 있고, 부호화율은 약 1/100으로 HD급 영상을 충분히 압축할 수 있는 성능을 가지고 있다. 그러나 HD와 UHD의 데이터량을 비교해 봤을 때 16~96배까지 차이가 나기 때문에 현재 최신 코덱인 H.264/AVC로는 UHD의 방대한 데이터를 압축하기에는 무리가 있다. 그러므로 UHDTV 서비스를 위한 새로운 코덱 개발이 필수적이기 때문에 세계 각국에서 차세대코덱의 표준화 연구가 활발히 진행 중이다. UHDTV를 주요 응용분야로 하고 있는 차세대 비디오 압축표준인 HEVC는 2013년에 완성될 예정이다.
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국내에서는 디스플레이와 수상기를 중심으로 개발이 이루어지고 있으며 올해의 CES에서 드디어 84인치 UHDTV를 선보였다. 국내 표준화 동향을 살펴보면, 2009년도부터 차세대방송표준포럼 산하의 3DTV 분과위원회 UHDTV WG 등을 중심으로 영상신호규격에 대한 국내표준안에 대한 연구가 진행 중이다. 방송통신위원회는 2010년 5월 차세대 방송서비스의 대략적인 계획을 발표했는데 2013년까지 4K UHD 실험방송을 실시하고, 2020년에는 8K UHD 방송을 시작하는 것을 목표로 하고 있다.
4K 카메라, 모니터 등 제작 장비들이 속속 개발되고 있고 4K UHD 콘텐츠도 이미 매년 상당수 제작되고 있다. 영화계에서는 2009년 "천사와 악마"를 필두로 현재 많은 4K 영화들이 국내외에서 제작되고 있으며, TV 콘텐츠에 있어서도 "추노"의 예에서 보듯 4K 카메라(예: Red-One)를 이용하여 제작하는 경우가 많아지고 있다. 8K UHD는 아직 제한적인 범위에서 일부 장비들이 시장에 선보이고 있다.
일반 국민의 보편적인 시청권을 보장하고 정보격차를 해소하기 위해서는 지상파에서 차세대방송을 실시하는 것이 필수적이고, 이를 위해서는 주파수 자원이 필요하다. 처음부터 8K 방식으로 시작하는 일본 방식과 달리 우선 4K 방식으로 시작하고 후에 8K로 확장한다면 콘텐츠, 제작 장비, 수상기, 주파수자원 등 여러 가지 측면에서 현실성이 있는 것으로 판단된다. 이렇게 할 경우 6MHz 대역 하나를 이용해서 4K UHD 방송을 시작할 수 있으며, 추후에 8K UHD로 확장할 수 있다. 이는 Scalable 부호화 방식을 채택함으로써 가능해진다.
UHDTV는 HDTV의 미래다. 대형화면에서는 자연스럽게 현장감과 몰입감도 높아져 3D가 아니더라도 3D의 효과를 어느 정도 느끼게 된다. 3D에 있어서의 안경의 불편함이나 두통 등의 문제도 없다. 따라서 미래의 실감방송에 있어서 어떤 면에서는 3D보다 더 중요하다고 할 수 있는 것이 UHD라고 할 수 있다. 우리나라가 UHD방송을 선도하고 나아가 2018년 평창동계올림픽에서도 UHD 방송을 통해 올림픽 경기 중계에 새로운 이정표를 세울 것을 기대해본다.
