모니터 감마(Gamma), 색온도(Color Temp)

 

이번장에서는 모니터에서는 항상 같이 쫒아다니는 하지만 일반적으로 내용이 어려울수가 있는 감마(gamma), 색온도(White Balance)에 대해서 이야기를 해보고자 한다.

기본적으로 내용을 전문가 수준으로 설명하기에는 내용이 너무 방대하고 나또한 어렵기때문에, 최대한 쉽게 개념 위주로 모니터를 토대로 설명하고자 한다.

먼저 감마와 색온도에 대해서 그동안 내가 했던 방송용모니터나 의료용모니터 제품을 토대로 정의를 쉽게 내린다고 하면 아래와 같고, 이러한 감마와 색온도를 조정하는 작업을 모니터에서는 Color Calibration 작업이라고 한다.

감마(gamma) : 0% ~ 100% 까지 Black에서 최대 밝기까지의 단계를 어떤 형태로 볼것인지를 선택.

색온도(White balance) : White Patten을 R,G,B값을 이용하여 원하는 색좌표를 선택.

여기서 모니터 Calibration시 감마와 색온도의 역할이 조금씩 다른데 그 차이를 알아보겠다.

감마 : 어두운 부분부터 밝은 부분까지의 전체적인 구간을 어떻게 볼것인지 선택이고, 주로 우리가 보는 모니터의 경우는 2.2 감마 곡선을 사용하고, 의료용이나 다른 특정 분야에서는 그 분야에 맞는 곡선을 사용한다.

하지만 특정 한 구간만 원하는 형태로 보고자 한다면 전체적인 영상의 밝기 밸런스가 무너지기 때문에 감마 곡선을 이용하여 전체적인 밸런스를 우리가 보기 편하게 만들어준다.

그리고, 감마를 조정하기 위해서는 Look-up table 이라고 하는 메모리 구조를 사용하는데 특정 입력값에 대해 정해진값으로 바로 변환해주는 방식이라고 생각하면 된다.

위 사진은 (1) 영상 데이타를 LUT 를 이용하여 Linear한 값을 적용했을때 동일하게 나오는 (2)영상과 LUT값에 동일한 값을 규칙적으로 적용하고, 이 LUT를 사용했을때 나오는 (3)영상을 보여주고 있다.

아래 표는 위 영상에 대한 LUT값이 실제 적용됐을때의 값을 보여주고 있다.

위 (1) -> (2) LUT가 적용됐을때는 동일한 값이 동일한 출력으로 나가지만, 오른쪽에 있는 (1)->(3)LUT가 적용됐을때는 입력이 0,1,2 가 들어와도 출력은 동일한 '0' 으로 나가게 된다.

이 부분을 영상에서 확대하여 보면 아래와 같이 보인다.

색온도 : 일반적으로 감마를 먼저 맞추고 나서 이후에는 색온도를 Calibration하는 작업을 하는데 색온도는 보편적으로 R,G,B Gain을 사용하여 내가 원하는 색의 온도를 맞추는 작업이다.

우리가 형광등을 고를때 약간 붉은색 또는 푸른색을 선택하듯이 형광등이나 LED에도 색온도가 존재하고, 모니터에도 존재한다.

일반적으로 가장 많이 사용하는 색온도는 6500K를 사용하지만 사용 환경이나 분야에 따라서 5000K ~ 9000K 내에서 많이 사용하고 경우에 따라서는 이 범위를 벗어난 수치도 사용한다.

6500K 정도가 우리가 일반적으로 보는 경우라고 하면 이 수치에서 낮아질수록 전체적으로 붉어지고, 수치가 올라갈수록 푸른색이 된다.

아래 그림을 보면 우리가 표현하는 색 공간이고, 그 색 공간안에서 색온도에 따라서 전체적인 색은 붉은색과 푸른색쪽으로 움직이는것을 알수 있다. 그리고, 그 색온도를 이야기하는 좌표가 X 좌표, Y좌표를 가지고도 이야기한다.

X(0.3127) , Y(0.3290) = 6500K 를 이야기한다.

모니터를 한대만 볼경우에는 User가 임의대로 메뉴를 수정후 어느정도까지는 사용할수도 있겠지만 수십대의 모니터를 같이 볼경우에는 각각의 모니터를 정해진 기준으로 Calibration하여 봐야지만 모니터간의 편차를 줄이고,동일한 색감과 원하는 Gamma로 볼수가 있다.

모니터가 동일 제조사 동일 모델명이라고 하더라도 모니터 보드쪽에서 Calibration을 하지 않는경우에는 편차가 생각보다 심하게 나기때문에 전혀 다른 색감으로 볼수밖에 없다.

경우에 따라서 패널 자체적으로 감마가 내가 원하는 감마로 잘 나올경우 색온도 Calibration만 하는 경우도 있다.

다음편에는 실제로 의료용모니터중에서 초음파, 내시경 모니터에 적용한 보드를 이용하여 Calibration한 동영상을 가지고 설명을 하도록 하겠다.

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