ITU-R BT.2100 표준

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매드 맥스: 분노의 도로
SDR 버전 (좌)과 HDR 버전 (우) 간의 화질 비교

1. 개요2. 내용

2.1. 색상 인코딩2.2. 휘도 인코딩

3. 대응 코덱 및 컨테이너4. 대응 플랫폼

[clearfix]

1. 개요

ITU-R BT.2100 표준 (ITU-R Recommandation BT.2100; 이하 BT.2100 또는 Rec. 2100)은 국제전기통신연합의 전기통신 분야 (ITU-R)에서 제정한 표준이다. HDR 디스플레이에 대응되는 영상 및 이미지 스펙을 정의하고 있다.

2. 내용

HDR 색 영역은 컬러 볼륨이라는 3차원 모델로 나타낼 수 있다.

BT.2100 표준에서는 표현 가능한 휘도의 영역이 실제와 근접하게 확장되어 네이티브 HDR (Native HDR) 구현이 가능하다. 이에 따라 2차원 평면으로 나타낸 기존의 색 영역 개념으로는 HDR 개념을 정확하게 설명할 수 없다.

BT.2100 표준에서 새롭게 생긴 개념이 컬러 볼륨 (Color Volume)이다. 컬러 볼륨은 색조 축과 채도 축으로만 나타내던 기존의 색 영역 모델에 휘도 축이 추가된 3차원 색 영역이다. 즉, 평면에서 공간으로 개념이 확장된 것이 컬러 볼륨이다.

SDR에서는 휘도 범위에 한계가 있지만 HDR에서는 그 범위가 더욱 넓어져 표현 가능한 컬러 볼륨이 SDR에 비해 더욱 방대해졌다. 게다가 HDR에서는 넓은 휘도 범위에 대응하여 표현 가능한 색조와 채도의 범위도 또한 넓어져야 시각적인 콘트라스트가 향상되므로 광색역 (Wide Color Gamut) 평면을 포함한다.

국제전기통신연합
International Telecommunication Union

||<table width=100%><table align=center><-2><table bordercolor=#dcdcdc><rowbgcolor=#f5f5f5><tablecolor=#000> BT.2100 표준
Recommendation BT.2100 ||

관련 분야
전파통신 (ITU-R) Radiocommunication
내용
HDR 디스플레이를 위한 영상 및 이미지 스펙
색 영역	DCI-P3 · ITU-R BT.2020 표준
전송 함수	PQ · HLG · 선형
색 심도	10 비트/채널 이상 (정수 · 부동소수점)
흰색 기준점	203 cd/m² (ITU-R BT.2408 표준)
색상 포맷	RGB · YUV · ICtCp

2.1. 색상 인코딩

채널당 10비트 이상의 색 심도를 요구한다. 정수 자료형의 경우 10비트, 12비트, 16비트로, 부동소수점 자료형의 경우 16비트 (반정밀도) 및 32비트 (단정밀도)로 인코딩이 가능하다. 색상 포멧은 RGB, YUV, ICtCp를 사용할 수 있다. 색 영역은 DCI-P3 및 ITU-R BT.2020 표준에 대응되어야 한다.

2.2. 휘도 인코딩

HDR 영역에서는 SDR 영역에서 표현이 불가능한 세밀한 그림자나 반사광을 구현할 수 있다. HDR 미디어가 등장한 초기에는 컬러리스트마다 제각각 다른 흰색 기준점을 사용함으로 인해서 HDR 영상마다 밝기 편차가 극명하게 갈리는 문제가 발생했다. 이를 해결하기 위해 ITU에서는 ITU-R BT.2408 표준 (이하 BT.2408)을 제정하여 HDR 워크플로우를 표준화하였다.

반사광은 명부 중에서 가장 밝은 영역으로 피사체의 질감이 확연히 드러나는 부분이다. 흰색 기준점 (레퍼런스 화이트; Reference White)은 명부에서 반사광이 시작되는 기준을 정하는 휘도값이다. 그래픽 화이트 (Graphics White) 또는 페이퍼 화이트 (Paper White)라고도 불린다. SDR 영역에서는 반사광이 흰색 기준점보다 어둡게 표현된다. 반면에 HDR 영역에서는 반사광이 흰색 기준점보다 밝게 표현될 수도 있다.

sRGB 표준과 HDTV 영상 및 이미지 스펙을 정의한 ITU-R BT.709 표준 (ITU-R Recommandation BT.709, 이하 BT.709 및 Rec. 709)에서는 흰색 기준점이 80 cd/m²라고 정의되어 있다.[1]

HDR 영역에서는 흰색 기준점을 아티스트가 자유롭게 설정할 수 있다. 다만, BT.2408 표준에서는 모든 장면에서 흰색 기준점을 203 cd/m²으로 적용할 것을 권고하고 있다. HDR의 최대 휘도는 장면마다 달라질 수 있지만 흰색 기준점을 통일하면 같은 매체 내에서 평균 화상 레벨 (Average Picture Level, 이하 APL)이 일정하게 유지되므로 시청자가 시각적으로 느낄 수 있는 콘트라스트가 일정하게 유지된다.[2]

정수 자료형의 경우 PQ 및 HLG 전송함수 (Transfer Function)를 통해 휘도 정보가 대응되어야 한다. 부동소수점의 경우 전송함수를 쓰지 않고 선형으로 휘도 정보가 대응된다.

3. 대응 코덱 및 컨테이너

H.273 메타데이터를 지원하는 영상 및 이미지 코덱이나 컨데이너에서 BT.2100 표준을 지원한다.

HDR 미디어를 제작할 경우에는 12비트 이상의 RAW 파일이나 10비트 이상의 로그 영상 및 HDR 영상을 필요로 한다.

4. 대응 플랫폼

XF-AVC [3] · XF-HEVC: 캐논 카메라에서 쓰이는 매개 플랫폼. PQ 및 HLG 대응 가능.
XAVC-S [4] · XAVC-HS: 소니 카메라에서 쓰이는 매개 플랫폼. HLG 대응 가능.
HDR10 · HDR10+: UHD 얼라이언스에서 고안한 배급 플랫폼. PQ 대응 가능.
돌비 비전: 돌비에서 고안한 배급 플랫폼. PQ 대응 가능.
ACES: HDR 색 공간에 대응하는 컬러 사이언스 플랫폼. OCIO 모듈을 필요로 한다.

[1] sRGB 표준에서는 권장 시청 밝기가 80 cd/m²이고, BT.709 표준에서는 100 cd/m²이다. [2] APL이 일정하게 유지될 경우 최대 밝기가 낮은 HDR 디스플레이 기기에서도 양호한 콘트라스트를 보여줄 수 있다. [3] 채널당 10비트 이상의 색 심도로 녹화할 경우 HDR 대응 가능 [4] 채널당 10비트 이상의 색 심도로 녹화할 경우 HDR 대응 가능