CRT 와 LCD 동작 특성에 대한 이해는 링크 사이트에서 참고해 주세요.





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LCD 샘플 & 홀드 개선 방식.

모든 디스플레이의 최종 보스는 CRT 디스플레이 입니다.

모든 디스플레이는 CRT 의 특성을 내기 위해서 노력하고 있다고 봐도 과언이 아닙니다.

 

 

CRT 디스플레이는 인풋렉이라는 개념이 존재하지 않는 유일한 디스플레이라고 말할수 있는 디스플레이네요 인풋렉이 uS 단위를 나타내는 괴물같은 놈이니까요.

 

왜 그럴까요?

 

현재까지의 crt 디스플레이는 아나로그 전압이 입력이 되면 그걸 증폭해서 브라운관 전자총이 어퍼처그릴을 향해서 쏘면 어퍼처그릴 앞의 형광체가 빛을 발하는 방식인데 그 증폭시간이 uS 단위라는 것이죠.

 

 

인풋렉도 없는데 잔상도 없는 괴물같은 디스플레이 입니다.

 

CRT 디스플레이는 브라운관에 붙어 있는 전자총이 어퍼처그릴을 향해서 전자를 쏘면서 좌에서 우로 아주 빠르게 긁으면서 색을 표현하는 디스플레이 방식입니다.CRT 디스플레이는 전자총에서 나온 전자가 형광체를 때리고 있는 동안에는 빛나다가 전자가 다음 픽셀로 넘어가면 아주 빠른 속도로 밝기가 떨어지는 됩니다.

이것이 CRT 의 특성입니다.

 

 

반대로  LCD 의 경우  60 HZ 의 수직 주파수를 가진 패널을 기준으로 얘기하자면 각 픽셀의 RGB 밝기가 255 255 255 라는 값을 준다면 이 값을 다음번에 새로운 RGB 값을 줄때까지 그대로 유지하는 방식입니다.

말그대로 값을 받으면 16.7 ms 동안 유지하고 있는 겁니다.

그래서 샘플 & 홀드 디스플레이라는 얘기를 듣는 겁니다.

 

 

헌데 이 샘플 & 홀드는 필연적으로 잔상이 나타납니다.

 

lcd 의 1 번 픽셀에서 2 번 픽셀로 점 하나가 빠르게 이동한다고 치죠.처음 프레임에서 1 번 픽셀에 점을 찍고 다음 프레임에서 1 번 픽셀에 점을 지우고 2 번 픽셀에 점을 찍으라고 로직이 신호를 줘도 액정의 반응속도가 사람의 인지 시간보다 빠르게 반응하지 못하기 때문에 1 번 픽셀의 점과 2 번 픽셀의 점이 동시에 보이는 시간대가 존재합니다.

우리는 이걸 잔상이라고 부릅니다.

 

뭐 lcd 의 잔상을 제거하기 위해서 오버 드라이버도 사용하고 별별 방식을 다 사용하는가 보더군요.

 

 

헌데 그 개선 방식이라는 것이 항상 "샘플 & 홀드" 라는 방식을 버리지 않고 있습니다.

 

 

그래서 다르게 생각해 봤습니다....샘플 & 홀드를 버리고 그냥 "샘플" 만 사용하자.

 

여기서 제가 현재 tft 액정의 구동 원리르 정확하게 모릅니다.그러니까 액정에 전압을 가해서 액정을 움직이게 한다면 전압을 차단하면 원래의 상태로 돌아가는지 아니면 전압을 차단해도 원래 값을 유지하는지 이건 명확하게 모른다는 것입니다.

전자 잉크라는 형식의 디스플레이가 존재하는 것으로 봐서는 액정에 전압을 가했다가 차단하면 원래의 상태로 돌아갈 가능성이 높습니다.

 

1 번 픽셀에 RGB 255 255 255 값을 줘서 하얀색 화면을 표시하고 나서 일정 시간 후에 다시 0 값을 주면 1 번 픽셀의 RGB 액정은 일정시간후에 최소 밝기로 되기 때문에 검정색 화면으로 돌아갑니다.

액정이 전압을 줬다 차단하면 자동적으로 최소 밝기 상태로 돌아간다면 D-RAM 구동 방식으로 구동하는 방식도 존재할수 있습니다.그러니까 1 번 픽셀의 RGB 액정에 255 255 255 라는 값을 준다면 255 255 255 에 해당하는 전압을 가해서 콘덴서를 충전하고 나서 전압을 차단하면 액정이 전력을 소모하면서 콘덴서에 충전된 전하가 방전됩니다.

LCD 패널이 16.7 ms 라는 시간동안 샘플값을 유지하는 것이 아니라 CRT 처럼 작동하도록 구동 방식을 변경하는 거죠.

 

LCD 가 잔상이 심한 이유를 액정 자체의 특성보다는 액정의 구동 방식에 문제가 있다라는 관점에서 접근하는 겁니다.

 

 

자 다시 점을 1 번 픽셀에서 2 번 픽셀로 이동 시키는 방식을 샘플 방식으로 설명해 보죠.

 

처음 프레임에서  1 번 픽셀을 점을 찍으라고 신호를 주고 다음 프레임에서 2 번 픽셀의 점을 찍으라서 신호를 준다고 치죠.

처음 프레임에서 1 번 점을 찍으라고 신호를 줘도 1 번 픽셀에 붙은 콘덴서가 방전되면서 서서히 점의 밝기가 떨어집니다.다음 프레임에서는 1 번 픽셀의 점은 밝기가 0 으 되고 두번재 프레임에서 2 번 픽셀의 점을 찍게 됩니다.

 

제 의견은 LCD 패널이 구동방식을 샘플 & 홀드를 버리면 LCD 도 충분히 잔상없는 화면을 구현 가능하다는 의견입니다.

 

이 방식의 장점은 LCD 에 존재하는 최적 해상도라는 개념을 없애는데 도움이 된다는 생각입니다.

 

CRT 는 최적 해상도 이하의 해상도로 사용해도 가독성이나 기타에서 크게 떨어지지 않는 자연스러운 스케일링이 가능하다는 것입니다.헌데 LCD 는 그것이 안되죠.그 이유를 저는 샘플 & 홀드 방식에 두고 있습니다.

 

CRT 도 어차피 칼라 방식에서는 어퍼처그릴의 미세화가 최대 해상도를 결정하는 원인이 됩니다.CRT 나 LCD 나 기본적인 RGB 픽셀의 숫자는 고정되어 있다라는 것이죠.

CRT 는 전자총의 전자가 좌우에 우로 이동하면서 자연스럽운 다운스케일링을 지원하는 반면에 LCD 샘플 & 홀드 라는 동작 방식 때문에 자연스러운 다운스케일링이 지원되지 않아서 결국 최적 해상도를 벗어나면 상당히 화질이나 가독성이 떨어지는 화면을 구성하게 됩니다.

 

최종 결론 LCD 도 샘플 & 홀드 작동 방식을 버리고 샘플 작동 방식으로 간다면 CRT 의 장점을 취할수 있다라는 의견입니다.

 

샘플 방식으로 작동하게 되면 수직 주파수를 높이는데도 도움이 된다고 생각하니까요.

 

물론 이런식으로 CRT 특성을 흉내내면 사람들이 좋아하는 쨍한 화면이 아닌 CRT 나 PDP 같은 자연스럽지만 LCD 보다 쨍하지는 못한 화면이 될 가능성도 있습니다.하지만 당면 과제인 잔상과 자연스러운 디스케일링과 사람의 특성인 아이 트랙킹 개선에는 상당한 도움이 된라는 생각입니다.

 

드래곤볼 식으로 가자면 진짜로 "규이가 후리자를 잡은 상황" 을 만들수 있으니까요.

 

뭐 샘플  동작을 어떻게 가져가냐에 따라서는 LCD 와 CRT 특성 양쪽을 잡을수도 있다라는 생각입니다.

 

콘덴서에 전하를 충전해서 액정을 구동할것이냐? 아니면 디지털 로직회로로 가령 255 255 255 값을 주고 일정 시간후에 255 255 255 값을 일정 시간 동안 다운 카운팅해서 CRT 특성을 흉내 낼것이냐로 갈수가 있겠죠.

기존의 LCD 특성을 사용하고 싶으면 RGB 255 255 255 값을 16.7 ms 동안 유지하는 방법이 있겠고 crt 특성을 흉내 내려면 RGB 255 255 255 값을 일정 시간 동안 표현하고 나서 RGB 값을 0 0 0 으로 다운 카운팅 하는 방법이 있겠죠.

 

현재 사용하는 LCD 모니터도 스크롤 시켜보면 텍스트 잔상이 환상이네요.느리게 스크롤 시키면 더하면 단순 무식하게 뭉턱 뭉턱 스크롤 스키고 그냥 멈추면 몰라도 말입니다.