요약:
2007년 '로스트'는 세 번째 시즌 피날레를 열었고, 이는 미국 드라마 역사상 가장 고전적인 반전을 남겼습니다. 이전에 관객들은 극중 플래시백이 등장인물들이 무인도에 좌초되기 전에 일어난 일에 대한 것이라고 항상 생각했습니다. 뜻밖에도 그들은 결국 이 단편들이 실제로는 미래에 일어난 이야기라는 것을 발견했다. 세 시즌의 무인도 생존 끝에 주인공 잭과 케이트는 무사히 로스앤젤레스로 돌아왔습니다. 무인도 탈출은 언제나 쇼의 핵심 목표였습니다. 관객들은 원래 그들이 성공적으로 떠나면 모든 것이 끝날 것이라고 생각했습니다. Jack이 무너져서 "우리는 돌아가야 해요!"라고 외칠 때까지 말이죠. 이제 저는 많은 기술 제품에 대해 비슷한 감정을 갖고 있습니다.
Lost 에피소드가 방영되기 얼마 전에 저는 첫 번째 고화질 모니터를 구입하는 데 1,000달러를 썼습니다. 1366×768 해상도의 26인치 삼성 LCD 화면입니다. 나는 당시 대학에 다니고 있었고 이 모니터는 기숙사 TV와 컴퓨터 모니터로 사용되었습니다. 그 시대에는 확실히 고급 제품으로 간주되었습니다. 아직 집에서 사용하고 있는 구형 CRT 모니터와 비교하면 더 얇고, 더 선명하고, 더 고급스러워 보입니다.
그런데 정말 그럴까요?
거의 20년이 지났지만, 여전히 디스플레이 기술에 정통한 전문가들이 우리가 그 시절 버렸던 것을 되찾을 방법을 찾으려고 노력하고 있습니다.
“40세가 넘은 사람들은 대개 화면이 움직일 때 CRT 모니터가 얼마나 선명한지 기억하지만 젊은 사람들은 CRT를 사용해 본 적이 없기 때문에 당연히 이런 기억이 없습니다.” Blur Busters 웹사이트의 창립자인 Mark Rejhon은 이렇게 말했습니다.
수년 동안 Blur Busters 웹사이트의 "Test UFO" 브라우저 테스트 도구는 최신 모니터의 동적 선명도를 테스트하기 위한 표준 도구 중 하나로 간주되어 왔습니다. 테스트 화면에는 빨간색 비행 접시에 녹색 사람이 앉아 있는데, 이는 화면이 움직일 때 사용자가 화면의 선명도를 관찰하는 데 사용됩니다.
오래된 CRT 모니터와 비교하면 2000년대 중반 LCD 모니터는 이 점에서 열세입니다. 당시 LCD 픽셀은 색상을 전환하는 데 오랜 시간이 걸렸기 때문에 빠르게 움직이는 물체 뒤에 잔상이 눈에 띄게 나타났습니다.
내가 한 달 월급을 다 쓴 TV는 당시 이미 좋은 제품으로 평가받았다. 그러나 고화질 시대가 막 도래했고 신기술이 가져다준 신선함으로 인해 한 가지 문제를 간과하게 되었습니다. 해상도는 높아졌지만 CRT 모니터의 더욱 선명한 색상과 부드럽고 역동적인 이미지도 잃어버렸습니다.
그리고 이 손실은 거의 20년 동안 지속되었습니다.
오늘날의 높은 주사율 모니터는 2000년대 LCD 화면의 흐릿하고 희끄무레한 이미지를 제거한 지 오래되었습니다. 그러나 최고의 제품들조차도 동적 선명도 측면에서 여전히 CRT를 완전히 따라잡을 수는 없습니다. 이것이 바로 레이 홍이 해결하려고 노력해온 문제입니다.
CRT의 느낌을 재발견
2024년 말, Lei Hong은 전 Nvidia 개발자인 Timothy Lottes와 협력하여 CRT 브라운관 효과를 시뮬레이션할 수 있다고 주장되는 획기적인 알고리즘을 출시했습니다. 240Hz 이상의 높은 새로 고침 빈도 디스플레이를 활용하여 복고풍 게임 및 기타 60프레임 콘텐츠에서 모션 블러를 대폭 줄일 수 있습니다.
간단히 말하면 이 기술은 CRT 디스플레이의 핵심 기능인 형광체가 빛을 방출한 후 점차적으로 빛을 끄는 과정을 시뮬레이션하려고 시도합니다.
CRT 모니터는 오늘날의 LCD 화면과 다르게 작동합니다. 전자빔은 화면을 한 줄씩 스캔하여 형광체를 빛나게 하여 그림을 만듭니다. 형광체가 빛을 방출한 후에는 즉시 꺼지지 않고 점차 어두워집니다. 이 효과를 사용하면 깜박임이 너무 심하지 않으면서 영상이 더 선명해 보일 수 있습니다.
이전에는 모션 블러를 줄이기 위해 일반 프레임 사이에 블랙 프레임을 삽입하는 블랙 프레임 삽입 기술(BFI)을 사용하는 것이 일반적인 방법이었습니다. 이렇게 하면 잔상이 줄어들 수 있지만 화면이 크게 깜박여 장시간 시청하면 불편함을 느낄 수 있습니다.
Lei Hong은 디스플레이에서 모션 블러를 줄이는 두 가지 주요 방법이 있다고 설명했습니다. 하나는 화면이 CRT처럼 빠르게 깜박이게 하는 것이고, 다른 하나는 새로 고침 빈도를 높이는 것입니다. 두 방법 모두 더 빠른 셔터를 사용하는 카메라처럼 각 프레임이 눈앞에 있는 시간을 단축하여 모션 블러를 줄입니다.
CRT의 장점은 1000분의 1초 이내에 픽셀을 잠깐 빛나게 할 수 있다는 것입니다. 따라서 매우 선명하고 역동적인 사진을 얻기 위해 특별히 높은 프레임 속도가 필요하지 않습니다.
NVIDIA는 소프트웨어 시뮬레이션 외에도 하드웨어 수준에서도 이 문제를 해결하려고 노력하고 있습니다.
Nvidia의 G-Sync Pulsar 기술이 일부 게이밍 모니터에 적용되었습니다. 가변 새로 고침 빈도(
VR
)를 결합합니다. R), 백라이트 스트로브 및 화면 상단에서 아래쪽으로의 라인별 새로 고침 메커니즘으로 CRT 디스플레이 방식을 시뮬레이션하여 영상이 1000Hz에 해당하는 동적 선명도를 달성할 수 있습니다.그러나 이 기술은 아직 OLED 디스플레이에 적용되지 않았으며 NVIDIA 그래픽 카드에서만 사용할 수 있습니다.
Blur Busters의 브라우저 테스트 도구는 CRT 전자빔이 화면 상단에서 아래로 스캐닝하는 과정을 시뮬레이션합니다.
아직 이해하기 어렵다면 CRT 시뮬레이션 기술을 동적 이미지용 DLSS로 이해하면 됩니다.
DLSS는 주로 기술적 수단을 사용하여 게임의 사진 해상도와 성능을 향상시키는 반면, CRT 시뮬레이션 기술은 움직이는 사진을 더욱 선명하게 만듭니다.
이상적으로는 60프레임으로 실행되도록 고정된 게임의 경우 이 기술을 처리한 후 동적 선명도는 540프레임으로 실행할 때 효과에 가까워질 수 있으며 프레임 수를 하드 스택하기 위해 RTX5090과 같은 최고급 그래픽 카드가 필요하지 않습니다.
540Hz 모니터는 다루기가 쉽지 않을 수 있습니다
이 기술을 테스트하기 위해 ASUS에서 보낸 ROG PG27AQWP-W 모니터를 사용했습니다.
이 모니터의 주사율은 540Hz에 달합니다. 해상도를 720p로 낮추면 720Hz 모드도 켤 수 있습니다. 새로 고침 빈도가 높을수록 CRT 시뮬레이션 기술이 더 쉽게 작동하고 모션 블러가 더욱 줄어듭니다.
OLED 화면에도 장점이 있습니다. 백라이트가 필요한 LCD와 달리 OLED 픽셀을 직접 꺼서 트루 블랙을 표현할 수 있고 밝기도 충분히 높아 CRT 본래의 명암 성능에 더 가까워질 수 있다. 높은 새로 고침 빈도와 함께 CRT 전자빔 프로그레시브 스캔 화면의 효과를 시뮬레이션하는 것이 더 쉽습니다.
이 기술은 향수를 불러일으키는 게이머만을 만족시키기 위한 것이 아닙니다.
Lei Hong은 시스템이 일반 프레임의 각 프레임 사이에 검정색 프레임을 삽입해야 하기 때문에 전통적인 60Hz 블랙 프레임 삽입 기술과 백라이트 스트로브가 상대적으로 눈에 띄는 깜박임을 발생시킨다고 지적했습니다.
CRT 시뮬레이션 기술은 위에서 아래로 프로그레시브 스캐닝 방식을 사용하므로 효과가 훨씬 부드러워집니다. 화면에는 항상 빛이 나는 부분이 있기 때문에 기존의 검은색 프레임 삽입처럼 전체 화면이 반복적으로 검은색으로 바뀌지는 않습니다.
그러나 테스트하기에 완벽한 모니터가 있었음에도 불구하고 실제로 사용해 볼 때가 되었을 때 이 새로운 기술에 여전히 압도당했습니다.
사진을 더 선명하게 만들기 위해 몇 시간을 보냈습니다
Blur Busters 기술은 시뮬레이터 프런트 엔드 소프트웨어 RetroArch의 셰이더에서 처음 사용되었습니다. 나중에 ShaderGlass라는 별도 도구의 실험적 버전에 추가되었습니다.
ShaderGlass는 주사선, 아날로그 신호 간섭 등과 같이 데스크탑의 다양한 콘텐츠에 수백 가지 시각 효과를 겹쳐서 사진을 구식 TV처럼 보이게 할 수 있는 매우 실용적인 Windows 사진 특수 효과 도구입니다.
그러나 CRT 전자빔 시뮬레이션의 복잡성은 일반 셰이더의 복잡성을 훨씬 뛰어넘기 때문에 개발자 Mausimus는 마침내 이를 별도로 분리하여 새로운 도구인 ShaderBeam으로 개발하기로 결정했습니다.
Mausimus는 이 기술이 가장 잘 작동하려면 두 가지 작업을 동시에 수행해야 한다고 설명했습니다. 첫째, 모니터와 정확하게 동기화되어야 하며 이렇게 높은 새로 고침 빈도에서 프레임 하나가 누락되어도 눈에 띄는 깜박임이 발생할 수 있습니다. 둘째, 게임에서 출력되는 각 프레임이 시뮬레이션된 CRT 스캐닝 프로세스와 올바르게 일치할 수 있도록 게임 화면과 동기화되어야 합니다.
현재 Leihong의 알고리즘을 사용하는 가장 좋은 방법은 ShaderBeam입니다.
ShaderBeam의 동작은 복잡해 보이지 않습니다. 프로그램을 시작한 후 단축키를 누르면 게임 창에 특수 효과가 겹쳐집니다. 하지만 간단해 보이지만 그렇다고 구현하기 쉽다는 뜻은 아닙니다. 결국 이런 운영체제, 그래픽 카드 드라이버, 모니터 등은 원래 특별히 최적화된 기술이 없었기 때문이다. 마이크로소프트나 AMD, 엔비디아처럼 원하면 쉽게 할 수 있는 대기업이 아니다.
Mausimus는 ShaderBeam이 기존 화면 캡처, 창 투명도 및 기타 기능만 사용하여 작업을 최대한 완료할 수 있다고 말했습니다. 이러한 기능은 원래 이 목적으로 설계된 것이 아니므로 정확한 실행 타이밍을 보장할 수 없습니다. 또한 프로그램은 운영 체제 및 그래픽 카드 드라이버의 내부 스케줄링 메커니즘에 의해 제한되어야 합니다. 각 프레임이 제 시간에 출력되도록 가능한 한 충분한 실행 리소스를 확보하기 위해 노력해야 합니다.
ShaderBeam을 안정적으로 실행하려면 사용자는 일반적으로 유용한 많은 기능을 꺼야 합니다.
예를 들어, 가변 새로 고침 빈도를 끄고, 그래픽 카드 드라이버 설정을 조정하고, 두 번째 모니터 케이블을 뽑고, Process Lasso를 사용하여 프로그램의 실행 우선 순위를 높이고 Windows 레지스트리를 수정하는 것까지 가능합니다.
더 흥미로운 점은 두 개의 GPU가 함께 작동하도록 할 수도 있다는 것입니다. 하나는 게임 실행을 담당하고 다른 하나는 CRT 화면 시뮬레이션을 담당합니다. 프로세서 자체에 코어 디스플레이가 있는 경우 코어 디스플레이가 후자의 작업을 맡도록 할 수 있습니다.
마우시무스는 시뮬레이션 작업을 다른 GPU에 넘기면 GPU와 메인 그래픽 카드 간의 리소스 경쟁이 줄어들어 프로그램이 보다 안정적인 실행 시간을 얻을 수 있다고 말했습니다. 이로 인한 개선은 매우 분명합니다.
문제는 그래픽 카드 한 장의 성능이 부족한 것이 아니라, 운영체제가 GPU 자원을 할당하는 시간이 안정적이지 않다는 점이다.
ShaderBeam이 사진을 출력할 만큼 충분한 GPU 리소스를 제때 얻지 못하면 깜박임이 발생할 수 있습니다. 이 문제가 발생했습니다. Intel 프로세서의 코어 디스플레이 출력 이미지를 1440p 해상도 및 540Hz 새로 고침 빈도로 만들려고 할 때 깜박임 문제가 매우 분명했습니다.
이후 테스트를 위해 '퀘이크', '아미드 이블' 등 다양한 시뮬레이터와 슈팅 게임으로 전환했지만 늘 렉으로 고민이 많았습니다.
또한 이로 인해 디스플레이의 서브프레임 타이밍 문제를 조사하게 되었습니다. 연구가 심화됨에 따라 디스플레이 기술의 다양한 세부 사항은 점점 더 복잡해지고 심지어 혼란스럽기까지 합니다.
솔직히 말해서 Metroid Prime 2: Echoes와 같은 게임에서 더 나은 그래픽을 얻기 위해 그렇게 많은 노력을 기울이는 것은 조금 미친 짓처럼 들립니다.
이 게임은 제가 테스트에 사용한 타이틀 중 하나입니다. GameCube 에뮬레이터 Dolphin을 사용하여 고등학교 친구 침실에 있는 CRT 모니터에서 이 게임을 처음 플레이했을 때 느꼈던 느낌을 재발견하고 싶습니다.
말더듬, 깜박임, 색상 깨짐과 같은 문제를 해결하는 데 몇 시간을 보냈습니다. 나는 마치 미친 과학자가 된 듯한 기분이 들었고, 그게 바로 광기에 관한 전부였습니다.
모든 설정이 완료되었다고 해서 모든 것이 괜찮다는 의미는 아닙니다. 게임 자체도 효과에 영향을 미칠 수 있습니다.
예를 들어, 일부 Unreal Engine 5 게임에서는 화면의 프레임 간격을 방해하고 CRT 시뮬레이션 기술의 정상적인 작동에 영향을 미치는 정지 현상이 자주 발생합니다.
그림이 정말 선명하면 모든 수고가 그만한 가치가 있을 것입니다.
그러나 Samus가 모프 볼의 좁은 부분을 빠르게 돌아다니게 했을 때 마침내 이 기술의 진정한 가치를 깨달았습니다.
카메라가 빠르게 회전하더라도 방 안의 기둥은 여전히 선명하고 선명하며 화면의 움직임으로 인해 흐려지지 않습니다.
그 순간 나는 마침내 레혼과 마우시무스가 무엇을 위해 노력했는지 이해했습니다.
Mausimus는 이 기술을 사용한 후에도 객체가 움직이거나 플레이어가 관점을 회전할 때 모션 블러로 인해 쉽게 삼켜지는 픽셀 디테일이 여전히 명확하게 표시되어야 한다고 설명했습니다.
그는 Quake의 기둥을 예로 들었습니다. 기둥 표면에는 미세한 질감이 많이 있습니다. 일반 모니터에서 렌즈가 움직일 때 모션 블러로 인해 이러한 세부 사항이 혼합되는 경우가 많습니다. 그러나 CRT 시뮬레이션 처리 후에는 화면이 이동하더라도 텍스처가 여전히 선명하게 표시되어야 합니다.
Factorio도 좋은 테스트 대상입니다. 일반적인 상황에서 플레이어가 원근을 움직일 때 전체 장면은 매우 부드럽게 보이지만 그림의 픽셀 디테일은 쉽게 흐려집니다. 이 기술을 활성화하면 전체 장면이 움직이더라도 플레이어는 세부 사항을 볼 수 있어야 합니다.
이것이 바로 CRT 시뮬레이션 기술의 핵심입니다. 단순히 사진에 스캔 라인을 추가하거나 레트로 필터 레이어를 적용하는 것이 아니라 현대 모니터의 오랜 동적 흐림 문제를 해결하려는 것입니다.
우리는 더 높은 해상도, 더 얇은 화면, 더 높은 새로 고침 빈도를 추구하는 데 거의 20년을 보냈지만 이제 구식 CRT 모니터가 가졌던 장점 중 일부가 오늘날에도 여전히 추구할 가치가 있다는 것을 알게 되었습니다.
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