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우리집 프로젝터는 어째서 휘어져 보일까? 왜곡(디스토션) 현상에 대하여
번호:  |  날짜:2018-03-08
카페지기      조회 : 694


우리집 프로젝터는 어째서 휘어져 보일까? 왜곡(디스토션) 현상에 대하여

프로젝터의 영상 왜곡 현상에 대한 상세한 설명

왜 내 프로젝터 휘어져 보일까? 왜곡(디스토션) 현상에 대하여

간혹 이런 질문들을 받는 편입니다. "저희집 프로젝터 하단부가 곡선으로 휘어져 나와요." 그럴 때마다 디테일한 부분을 일일이 이해시켜드리기는 어렵고, 결과적으로 개선 방법이 없다고 말씀드리면 감정이 상하는 경우도 가끔 발생합니다. 저도 미안한 마음에 최대한 상세히 설명드리기는 하지만, 말로 하는 설명이란게 한계가 있어서 이렇게 지면을 이용했습니다.

카메라의 영역에서는 많이들 이해하고 있지만 프로젝터 사용자들은 아직 이 개념에 익숙지 않으신 분들이 많더군요. 하지만 결국 둘 다 렌즈를 사용한다는 것은 동일합니다. 지금부터 렌즈의 구조와 그로인해 어쩔 수 없이 발생하는 왜곡현상에 대해 설명해드리고자 합니다.

1. 디스토션의 이해

렌즈! 하면 무엇이 가장 떠오르시나요? 아마 사람에 따라 콘택트렌즈, 카메라렌즈, 프로젝터 렌즈, 심지어 내시경 렌즈까지 다양한 렌즈들이 떠오르시겠지만, 어렸을적의 가장 원초적인 기억을 거슬러올라가보면 아마 초등학교 시절 문방구에서 팔던 돋보기에서 부터 렌즈의 기초적인 이해가 시작되었을 것입니다. 너무 기억에 심취해 태양빛으로 개미를 태우던 잔인한 기억까지는 떠올리지 마시고... 돋보기에는 두가지 종류가 있었죠. 바로 볼록렌즈와 오목렌즈입니다. 아마 눈치가 빠르신 분들은 제가 무슨말을 하려는지 벌써 이해가 되셨을 겁니다.


위 그림은 렌즈에 의해 나타나는 왜곡현상(디스토션)에 대해 알기쉽게 정리되어있습니다.

1번은 바로 아무 왜곡이 없는 원본 그대로의 상태, 2번은 볼록렌즈에 의해 발생하는 "배럴 디스토션", 3번은 오목렌즈에 의해 발생하는 "핀쿠션 디스토션", 4번은 오목렌즈와 볼록렌즈를 겹쳤을 때 나타나는 "머스태치 디스토션"입니다. 말그대로 머스태치(콧수염) 처럼 안쪽과 바깥쪽이 다른 방향으로 휘는 것을 의미하죠. 프링*스 캐릭터의 멋드러진 콧수염을 생각하시면 이해가 빠르실 겁니다.

결론적으로 대부분의 광학용 렌즈는 오목 렌즈와 볼록렌즈가 복합된 구성으로 이루어져있으며, 최대한 1번의 노멀한 상태를 목표치로 하고 있으나, 마지막의 "머스태치 디스토션" 현상에서 자유로울 수 없습니다.

2. 광학렌즈의 한계


위 그림은 캐논 EF 11-24mm F4L USM 렌즈의 단면도입니다.

11군 16매의 렌즈로 이루어져있으며, 위에서 안내한대로 오목렌즈와 볼록렌즈, 그리고 여러 다양한 목적의 렌즈들이 복합되어있는 구성입니다.

꼭 예시로 든 400만원 이상의 렌즈를 써야 왜곡이 줄어드는 것은 아니지만, 렌즈는 기본적으로 화질과 직결되어있고, 고품질의 렌즈는 당연히 왜곡 현상이 적을 수밖에 없습니다. 프로젝터의 렌즈 역시 동일하게 여러개의 렌즈가 복합적으로 구성되어있는데요, 대개 100만원대로 판매되는 대부분의 프로젝터에 딸려있는 렌즈가, 일반적으로 렌즈 가격만 1~200만원씩 하는 DSLR용 렌즈와 비교할만한 수준이 아닌 것은 자명한 일입니다.

단순히 비싼 기기를 사라는 말이 아니라 프로젝터 보다 비싼 DSLR용 렌즈에서도 일어날 수밖에 없는 왜곡 현상이 그보다 저렴한 프로젝터렌즈에서 안 일어나리라는 보장은 없다는 말이죠.

게다가 중저가형 프로젝터들은 원가절감을 위해 유리가 아닌 플라스틱 렌즈를 많이 사용하는 편입니다. 이는 구면이 완벽하지 않아 더더욱 왜곡 현상에 일조를 하죠.

또 한가지 중요한 것은 거의 대부분의 가정용 프로젝터가 줌렌즈로 설계되어있다는 것입니다. 줌렌즈는 말그대로 확대와 축소를 가능케하는데, 이는 렌즈간의 간격을 조정하여 이루어집니다. 애초에 완벽할 수 없는 렌즈의 왜곡현상이 더욱 심하게 발생할 수밖에 없는 이유이기도 합니다.

3. 단초점 프로젝터가 더 심한 이유


특히 이런 현상은 일반 프로젝터 보다 더 짧은 거리에서 더 큰 화면을 볼 수 있는 단초점 프로젝터들에게서 많이 나타납니다. 이는 구조적으로 상향투사방식(천정설치일 경우 하향투사)인 프로젝터의 특성상 가까운 거리에서 투사하게 되면 화면의 아랫부분은 상당히 큰 각도로 꺾일 수 밖에 없는데, 위의 왜곡 현상 예시 그림에서 참고할 수 있듯, 왜곡은 주변부로 갈 수록 더 크게 나타납니다. 당연히 렌즈 가장자리 부분으로 투사되는 양이 많아지면 왜곡이 크게 발생할 수밖에 없습니다.

또한 단초점 프로젝터들은 배율이 큰 광각렌즈를 많이 사용합니다. 역시 렌즈는 광각에 가까울 수록 주변부 왜곡이 심하게 나타나죠, 이래저래 단초점 프로젝터들은 왜곡에서 불리할 수밖에 없습니다. (그 외 주변부 색수차 현상이나 포커스 저하 등의 화질문제도 일어납니다)

4. 프로젝터의 선택

그래서 어떤 프로젝터를 사면 주변부 왜곡을 줄일 수 있느냐? 라고 물어보신다면? 단언코 말씀드릴 수 있는 것은 100% 보장할 수 있는 제품은 없다는 것입니다. 이렇게 무책임한 말씀부터 드리는 이유는 앞서도 설명했듯 "당연히 왜곡이 발생하는 렌즈"를 여러개 겹쳐서 "겨우 왜곡이 덜 보이게끔 조정"하는 것에 그치기 때문입니다.


그럼에도 불구하고 어떤 제품을 추천드려야하나 고민해보자면, 일단 제품 상세페이지에 렌즈구성에 대한 내용이 있는 제품이 아무래도 좋겠죠. 대표적으로 옵토마 HD50이 있습니다. 100만원 중반의 적당한 가격대에서 대구경 유리렌즈를 채용한 제품도 드문데다가, 제품페이지에 렌즈구성도까지 보여준다는 것은 그만큼 렌즈 제작에 성의를 많이 쏟았다는 증거입니다.


물론 플래그십 기종으로 가면 당연히 렌즈도 좋습니다. 동사의 4K 프로젝터인 SUHD75 역시 제품페이지에 렌즈에 대한 언급이 있습니다. 해당제품을 단순히 4K를 지원하는 제품 정도로만 인식하시는데, 옵토마의 가정용 플래그십 기종에 걸맞게 모든 영역에서 최고의 기술이 들어간 제품이죠. 렌즈 역시 동사 제품군 중 가장 최고급으로 들어갑니다. 당연히 4K 뿐만 아니라 HD급의 영상소스를 틀어도 하위기종 보다는 고화질을 구현하게 되죠.

좀 더 특수한 경우를 들자면 렌즈교환식 프로젝터나 영사기 등의 전문분야 제품들이 있습니다. 투사환경에 맞게 렌즈를 구성하기 때문에 왜곡이 적은 방향으로의 선택권이 있죠. 하지만 가정에서는 요원한 이야기입니다.

5. 그럼에도 발생하는 왜곡

하지만! 다시 한번 강조하지만! 위의 내용들을 다 이해하셨다 하더라도 왜곡 현상에서 자유로울 수는 없습니다. 렌즈의 구조적인 한계를 설명 드렸지만 그 외에도 유독 프로젝터에서만 왜곡 현상이 눈에 띄는 이유가 있기도 하죠

가장 큰 이유는 스크린을 사용하기 때문입니다. 요즘 유통되는 대부분의 스크린은 사방이 마스킹 처리가 되어있는데, 이 마스킹의 직선과 투사화면의 직선이 맞지 않아서 유독 더 눈에 띄는 것입니다. 게다가 PC화면을 프로젝터로 띄웠을 때 왜곡을 더 많이 느끼시는 편인데, 역시 하단의 시작줄이나 상단의 제목표시줄이 스크린의 상하단 마스킹과 차이가 나기 때문에 유독 심하게 느껴지는 것이죠.


위 예시는 아이폰카메라를 이용해 아이패드의 디스플레이를 사진 위아래 가장자리에 수평으로 놓고 찍은 것입니다.

하단부 가장자리로 갈 수록 심하게 나타나는 왜곡이 보이시죠? 방금 설명드린바와 같이 상하단에 비교할 수있는 직선이 있으면 상대적으로 왜곡은 더 크게 느껴지는 법입니다.

두번째 이유는 변수가 너무나 많은 투사환경입니다. 저도 수많은 고객님댁에 설치를 나갔지만 단 한번도 완전히 동일한 환경은 없었으니까요. 1 투사거리, 2 투사각도, 3 천정높이, 4 스크린사이즈 등등등.... 이로 발생하는 변수는 무한대에 가깝습니다. 당연히 동일한 기종으로 어떤 집에서는 왜곡이 눈에 띄지 않는데 다른 집에서는 눈에 띌 수 있습니다. 그렇다고 해서 프로젝터를 딱 정해진 위치에서만 투사하게끔 제작한다면? 아무도 그 제품을 사지 않겠죠. 이는 다양한 환경에서 사용할 수 있도록 만들어진 편의성과의 등가교환입니다.

역시 세상살이는 마음을 비우는 자세가 중요합니다. 저도 언뜻 프로젝터 전문가처럼 보이지만 막상 저희집에서 쓰는 프로젝터 역시 하단부 왜곡현상이 발생합니다.... 그것도 다른 집들보다 심하게요ㅠㅠ 하지만 뭐 세상에 완벽한게 어디 있겠습니까 그냥 주어진 환경에 만족하면서 사는 것이죠. 그래도 영 왜곡이 거슬려서 정확하게 맞춰야겠다고 생각하시는 분들은... 그냥 TV를 추천드리겠습니다. 아마 프로젝터를 사용하는한 영원히 왜곡 문제에서 자유로울 수 없을테니까요.

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