스크린에 있어 가장 중요한 2가지 광학 특성은 스크린 게인(screen gain)과 색 균일성(color uniformity)입니다. 우선 게인부터 살펴보도록 하겠습니다.
스크린 게인은 업계 표준 재질(평탄한 표면에 마그네슘 탄산화물을 적용한 것)에 대한 상대적인 반사율 측정치를 의미합니다. 어떤 스크린에서 반사된 빛이, 표준 재질에서 반사된 빛보다 더 많으면 그 스크린은 게인을 갖고 있다고 말합니다. 스크린이 1보다 더 많은 게인을 갖는 것은 불가능해 보일지도 모릅니다. 그렇지만 가능할 수도 있습니다. 그것은 다음과 같은 이유에서 가능합니다. 만약 스크린에 투사된 빛이 좁은 각도로 반사되면 여러분이 그 좁은 반사 범위 내에 있는 경우, 빛이 보다 더 밝아 보일 것입니다. 이런 효과를 늘리기 위해 스크린을 곡선으로 설계할 수 있습니다. 달리 말하면 1보다 큰 게인을 가진 스크린은 반사된 빛을 좁은 패턴으로 몰아넣어 집중시킵니다.
1.8~4 정도의 하이 게인을 가진 스크린의 장점은 이미지가 프로젝터에서 나온 빛보다 밝다는 것입니다. 그렇지만 하이 게인 스크린에는 단점도 있습니다. 좁은 시야각 내에서만 밝은 이미지를 구현하다 보니, 감상실 한가운데에서만 그런 이미지를 볼 수 있습니다. 따라서 감상실의 가운데서 좀 비켜나 구석 쪽으로 앉은 사람들은 하이 게인 스크린에서 로 게인 스크린보다 더 어두운 이미지를 보게 됩니다.
스크린 선택에서 두 번째로 중요한 요소는 색 균일성입니다. 하이 게인 스크린에서 이미지를 보면, 머리를 좌, 우로 움직임에 따라 색이 변화하는 것을 발견할 수 있을 것입니다. 이런 문제는 때로는 스크린의 어느 한 쪽의 이미지는 푸른 색조를 띄고, 다른 한 쪽의 이미지는 붉은 색조를 띄는 경우처럼 명확하게 드러나기도 합니다. 색 균일성은 스펙트럼 응답(spectral response)이라고도 하며 1.5 이상의 스크린 게인에서 더 큰 문제가 됩니다.
도입부에서 언급한 것처럼, 프런트 프로젝터 시스템(특히 CRT 타입)은 좋은 화질을 구현할 수 있을 만큼 충분한 광 출력을 내는데 어려움이 있습니다. 투사되는 이미지의 크기가 작을수록 이미지의 밝기는 향상됩니다. 프로젝터의 광 출력은 안시 루멘으로 측정되며, 스크린에서 반사된 빛의 양은 푸트 램버트로 측정됩니다. 여러분은 프로젝터의 안시 루멘 값을 평방 피트로 나타낸 스크린 사이즈로 나누고, 여기에 스크린 게인을 곱함으로써, 주어진 프로젝터와 스크린이 감상 위치에서 어느 정도의 푸트 램버트를 발생시킬 수 있는지 대략 알 수 있습니다. 예를 들어서 출력이 300안시 루멘이고 스크린의 대각선 길이가 100인치 (가로80인치×세로 60인치, 또는 33.33평방 피트)에, 1.3의 게인이라면 위의 계산법에 따라 약 11.7fl의 밝기를 지닌 이미지를 구현해 낼 수 있을 것입니다. 이 경우 만약 스크린 사이즈를 120인치로 늘리면, 이미지의 밝기가 최소 허용 가능 밝기 레벨인 8.1fl로 떨어질 것입니다. 따라서 이 프로젝터의 이미지는 120인치 스크린보다는 100인치 스크린에서 더 낫게 보일 것입니다.
이 계산을 할 때 몇 가지 주의할 것이 있습니다. 우선 CRT 제조 업체들은 흔히 광 출력 규격을 과장합니다. 둘째, 규정된 광 출력은 피크 값인 경우가 많으며 프로젝터가 컨트라스트 컨트롤을 완전히 내린 상태에서 측정한 것입니다. 여러분이 집에서 볼 수 있는 상태가 아닙니다. 이런 요소들이 푸트 램버트로 측정한 스크린에서 반사된 밝기를 감소시키는 데 관련되어 있습니다. 위에서 설명한 예에서 11.7fL의 밝기는 실제 사용 조건에서는 10fL에 가까울 것입니다.
이렇다 보니, 하이 게인 스크린을 선택하면 이미지의 밝기를 대단히 증가시킬 수 있다고 결론을 내리기 쉽습니다. 그렇지만 하이 게인 스크린이 공짜로 여러분에게 무언가를 주는 것은 아닙니다. 밝기가 증가한 만큼 희생해야 할 것이 있습니다. 스크린 게인은 프런트 프로젝터가 밝은 이미지를 구현하는데 도움을 주지만, 이미지에서 핫 스폿(hot spot, 다른 곳보다 밝은 지점)을 발생시켜서 화면의 균일성을 떨어뜨립니다. 핫 스폿은 컬러 밸런스를 변화시키고 화질을 저하시킵니다. 또 색 균일성이 떨어지는 스크린에서 더욱 많이 나타납니다. 이런 이유로 해서 THX 인증 스크린의 최대 허용 게인은 1.6입니다. 실제로는 대부분의 경우에 1.3의 게인이 이상적입니다.
이번 장의 앞부분에서 필자는 리어 프로젝션 텔레비전이 빛을 공급하는 각도가 아주 좁다고 언급한 적이 있습니다. 리어 프로젝션 텔레비전의 스크린은 6 정도의 매우 높은 게인을 갖고 있어서, 정면에서는 보다 밝은 화면을 볼 수 있습니다. 그렇지만 측면에서는 탈색된 듯한 화면을 보여줍니다. 리어 프로젝터는 하이 게인의 스크린이 가진 장단점을 드러내주는 극명한 예입니다.
모든 스크린은 스크린의 외관상 컨트라스트를 증가시키기 위해 검은 색으로 테두리 처리가 되어 있습니다. 이미지가 투사되는 영역의 위와 아래 부위는 드랍(drop)이라고 합니다. 이 부위가 검은 색으로 되어 있기 때문에, 이를 블랙 드랍(black drop)이라고 합니다. 스크린의 양쪽에 있는 검은 테두리는 마스크(mask)라고 합니다. 투사되는 이미지의 외곽 틀 부분을 빛 반사를 하지 않는 블랙으로 처리함으로써, 이미지의 밝은 부분이 더욱 밝아보이게 됩니다. 이론적으로는 마스크가 넓을수록 좋습니다. 이상적으로는 이미지가 투사되는 상대적으로 작은 스크린 부분만 빼고는, 감상실의 전면이 전부 마스크되어야 합니다.
일부 프로젝션 스크린은 "음향적으로 투명(acoustically transparent)"하다고 하는데, 이것은 스크린에 미세한 구멍이 나 있어서 소리를 통과시키는 것을 의미합니다. 이른바 퍼프(perf) 스크린은 센터 스피커가 프로젝션 스크린 뒤에 놓일 때 사용됩니다. 모든 영화관의 스크린은 이런 형태인데, 왜냐하면 센터 채널 스피커가 항상 스크린 뒤쪽에 놓이기 때문입니다. 비록 퍼프 스크린은 평방 피트마다 30,000개의 많은 구멍을 갖고 있지만, 여전히 고음을 감소시킵니다. 이 때문에 THX 인증 스크린은 감소된 고음 에너지만큼을 보충하도록, 고음을 증가시키는 센터 채널 이퀄라이저(center channel equalizer)를 지원합니다. 이런 스크린은 일반적인 스크린보다 대략 30% 정도 더 비쌉니다. 더 중요한 사실은 빛이 이런 구멍을 통과하면서 손실된다는 것입니다. 만일 20%의 빛이 손실되었다고 하면, 1.33 스크린은 같은 이미지 밝기를 유지하기 위해서 크기를 20%까지 줄이거나, 아니면 게인을 20% 늘려야 합니다. 이미지의 품질이 퍼프 스크린 때문에 타협되거나 스크린에 난 구멍이 시청자에게 보이는 단점이 있습니다.
고정 화소 프로젝터를 위한 로-게인 스크린
1.3 게인의 스크린은 주로 CRT 프로젝터의 비교적 낮은 광 출력 때문에 개발되었습니다. 그렇지만 DLP, LCD, 그리고 LCoS 타입의 프로젝터들은 보통 1000이나 그 이상의 안시 루멘을 출력하므로, 스크린 제조업체들은 이런 신기술에 적합한 새로운 스크린 재질을 만들어내게 되었습니다. 특히, 0.8 정도의 낮은 게인을 가진 스크린들은 회색으로 되어 있어서 고정 화소 프로젝터에 더 나은 블랙 레벨을 제공합니다. 프로젝터의 밝기에 여유가 있으므로 스크린 게인이 낮은 것은 걱정하지 않습니다. 이런 그레이 스크린의 예로는 스튜어트 필름 스크린(Stewart Filmscreen)의 그레이호크(GrayHawk, 0.8 게인), 파이어호크(FireHawk, 1.3 게인), 다-라이트(Da-Lite)의 하이-컨트라스트 다-매트(High-Contrast Da-Mat, 0.8 게인)등이 있습니다.
게인이 낮은 그레이 스크린을 구입하기 전에, CRT 프로젝터로 업그레이드하지 않을 것을 확실히 해야 합니다. 이들 스크린은 CRT 프로젝터의 낮은 광 출력에서는 제 역할을 하지 못합니다.
스크린 게인은 업계 표준 재질(평탄한 표면에 마그네슘 탄산화물을 적용한 것)에 대한 상대적인 반사율 측정치를 의미합니다. 어떤 스크린에서 반사된 빛이, 표준 재질에서 반사된 빛보다 더 많으면 그 스크린은 게인을 갖고 있다고 말합니다. 스크린이 1보다 더 많은 게인을 갖는 것은 불가능해 보일지도 모릅니다. 그렇지만 가능할 수도 있습니다. 그것은 다음과 같은 이유에서 가능합니다. 만약 스크린에 투사된 빛이 좁은 각도로 반사되면 여러분이 그 좁은 반사 범위 내에 있는 경우, 빛이 보다 더 밝아 보일 것입니다. 이런 효과를 늘리기 위해 스크린을 곡선으로 설계할 수 있습니다. 달리 말하면 1보다 큰 게인을 가진 스크린은 반사된 빛을 좁은 패턴으로 몰아넣어 집중시킵니다.
1.8~4 정도의 하이 게인을 가진 스크린의 장점은 이미지가 프로젝터에서 나온 빛보다 밝다는 것입니다. 그렇지만 하이 게인 스크린에는 단점도 있습니다. 좁은 시야각 내에서만 밝은 이미지를 구현하다 보니, 감상실 한가운데에서만 그런 이미지를 볼 수 있습니다. 따라서 감상실의 가운데서 좀 비켜나 구석 쪽으로 앉은 사람들은 하이 게인 스크린에서 로 게인 스크린보다 더 어두운 이미지를 보게 됩니다.
스크린 선택에서 두 번째로 중요한 요소는 색 균일성입니다. 하이 게인 스크린에서 이미지를 보면, 머리를 좌, 우로 움직임에 따라 색이 변화하는 것을 발견할 수 있을 것입니다. 이런 문제는 때로는 스크린의 어느 한 쪽의 이미지는 푸른 색조를 띄고, 다른 한 쪽의 이미지는 붉은 색조를 띄는 경우처럼 명확하게 드러나기도 합니다. 색 균일성은 스펙트럼 응답(spectral response)이라고도 하며 1.5 이상의 스크린 게인에서 더 큰 문제가 됩니다.
도입부에서 언급한 것처럼, 프런트 프로젝터 시스템(특히 CRT 타입)은 좋은 화질을 구현할 수 있을 만큼 충분한 광 출력을 내는데 어려움이 있습니다. 투사되는 이미지의 크기가 작을수록 이미지의 밝기는 향상됩니다. 프로젝터의 광 출력은 안시 루멘으로 측정되며, 스크린에서 반사된 빛의 양은 푸트 램버트로 측정됩니다. 여러분은 프로젝터의 안시 루멘 값을 평방 피트로 나타낸 스크린 사이즈로 나누고, 여기에 스크린 게인을 곱함으로써, 주어진 프로젝터와 스크린이 감상 위치에서 어느 정도의 푸트 램버트를 발생시킬 수 있는지 대략 알 수 있습니다. 예를 들어서 출력이 300안시 루멘이고 스크린의 대각선 길이가 100인치 (가로80인치×세로 60인치, 또는 33.33평방 피트)에, 1.3의 게인이라면 위의 계산법에 따라 약 11.7fl의 밝기를 지닌 이미지를 구현해 낼 수 있을 것입니다. 이 경우 만약 스크린 사이즈를 120인치로 늘리면, 이미지의 밝기가 최소 허용 가능 밝기 레벨인 8.1fl로 떨어질 것입니다. 따라서 이 프로젝터의 이미지는 120인치 스크린보다는 100인치 스크린에서 더 낫게 보일 것입니다.
이 계산을 할 때 몇 가지 주의할 것이 있습니다. 우선 CRT 제조 업체들은 흔히 광 출력 규격을 과장합니다. 둘째, 규정된 광 출력은 피크 값인 경우가 많으며 프로젝터가 컨트라스트 컨트롤을 완전히 내린 상태에서 측정한 것입니다. 여러분이 집에서 볼 수 있는 상태가 아닙니다. 이런 요소들이 푸트 램버트로 측정한 스크린에서 반사된 밝기를 감소시키는 데 관련되어 있습니다. 위에서 설명한 예에서 11.7fL의 밝기는 실제 사용 조건에서는 10fL에 가까울 것입니다.
이렇다 보니, 하이 게인 스크린을 선택하면 이미지의 밝기를 대단히 증가시킬 수 있다고 결론을 내리기 쉽습니다. 그렇지만 하이 게인 스크린이 공짜로 여러분에게 무언가를 주는 것은 아닙니다. 밝기가 증가한 만큼 희생해야 할 것이 있습니다. 스크린 게인은 프런트 프로젝터가 밝은 이미지를 구현하는데 도움을 주지만, 이미지에서 핫 스폿(hot spot, 다른 곳보다 밝은 지점)을 발생시켜서 화면의 균일성을 떨어뜨립니다. 핫 스폿은 컬러 밸런스를 변화시키고 화질을 저하시킵니다. 또 색 균일성이 떨어지는 스크린에서 더욱 많이 나타납니다. 이런 이유로 해서 THX 인증 스크린의 최대 허용 게인은 1.6입니다. 실제로는 대부분의 경우에 1.3의 게인이 이상적입니다.
이번 장의 앞부분에서 필자는 리어 프로젝션 텔레비전이 빛을 공급하는 각도가 아주 좁다고 언급한 적이 있습니다. 리어 프로젝션 텔레비전의 스크린은 6 정도의 매우 높은 게인을 갖고 있어서, 정면에서는 보다 밝은 화면을 볼 수 있습니다. 그렇지만 측면에서는 탈색된 듯한 화면을 보여줍니다. 리어 프로젝터는 하이 게인의 스크린이 가진 장단점을 드러내주는 극명한 예입니다.
모든 스크린은 스크린의 외관상 컨트라스트를 증가시키기 위해 검은 색으로 테두리 처리가 되어 있습니다. 이미지가 투사되는 영역의 위와 아래 부위는 드랍(drop)이라고 합니다. 이 부위가 검은 색으로 되어 있기 때문에, 이를 블랙 드랍(black drop)이라고 합니다. 스크린의 양쪽에 있는 검은 테두리는 마스크(mask)라고 합니다. 투사되는 이미지의 외곽 틀 부분을 빛 반사를 하지 않는 블랙으로 처리함으로써, 이미지의 밝은 부분이 더욱 밝아보이게 됩니다. 이론적으로는 마스크가 넓을수록 좋습니다. 이상적으로는 이미지가 투사되는 상대적으로 작은 스크린 부분만 빼고는, 감상실의 전면이 전부 마스크되어야 합니다.
일부 프로젝션 스크린은 "음향적으로 투명(acoustically transparent)"하다고 하는데, 이것은 스크린에 미세한 구멍이 나 있어서 소리를 통과시키는 것을 의미합니다. 이른바 퍼프(perf) 스크린은 센터 스피커가 프로젝션 스크린 뒤에 놓일 때 사용됩니다. 모든 영화관의 스크린은 이런 형태인데, 왜냐하면 센터 채널 스피커가 항상 스크린 뒤쪽에 놓이기 때문입니다. 비록 퍼프 스크린은 평방 피트마다 30,000개의 많은 구멍을 갖고 있지만, 여전히 고음을 감소시킵니다. 이 때문에 THX 인증 스크린은 감소된 고음 에너지만큼을 보충하도록, 고음을 증가시키는 센터 채널 이퀄라이저(center channel equalizer)를 지원합니다. 이런 스크린은 일반적인 스크린보다 대략 30% 정도 더 비쌉니다. 더 중요한 사실은 빛이 이런 구멍을 통과하면서 손실된다는 것입니다. 만일 20%의 빛이 손실되었다고 하면, 1.33 스크린은 같은 이미지 밝기를 유지하기 위해서 크기를 20%까지 줄이거나, 아니면 게인을 20% 늘려야 합니다. 이미지의 품질이 퍼프 스크린 때문에 타협되거나 스크린에 난 구멍이 시청자에게 보이는 단점이 있습니다.
고정 화소 프로젝터를 위한 로-게인 스크린
1.3 게인의 스크린은 주로 CRT 프로젝터의 비교적 낮은 광 출력 때문에 개발되었습니다. 그렇지만 DLP, LCD, 그리고 LCoS 타입의 프로젝터들은 보통 1000이나 그 이상의 안시 루멘을 출력하므로, 스크린 제조업체들은 이런 신기술에 적합한 새로운 스크린 재질을 만들어내게 되었습니다. 특히, 0.8 정도의 낮은 게인을 가진 스크린들은 회색으로 되어 있어서 고정 화소 프로젝터에 더 나은 블랙 레벨을 제공합니다. 프로젝터의 밝기에 여유가 있으므로 스크린 게인이 낮은 것은 걱정하지 않습니다. 이런 그레이 스크린의 예로는 스튜어트 필름 스크린(Stewart Filmscreen)의 그레이호크(GrayHawk, 0.8 게인), 파이어호크(FireHawk, 1.3 게인), 다-라이트(Da-Lite)의 하이-컨트라스트 다-매트(High-Contrast Da-Mat, 0.8 게인)등이 있습니다.
게인이 낮은 그레이 스크린을 구입하기 전에, CRT 프로젝터로 업그레이드하지 않을 것을 확실히 해야 합니다. 이들 스크린은 CRT 프로젝터의 낮은 광 출력에서는 제 역할을 하지 못합니다.
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