액정의 픽셀 구조

 액정의 맨 뒤에는 백라이트가 있다. 여기서 발생된 빛들을 통과시키거나 통과시키지 않는 방법으로 정보를 표현한다.

빨강,초록,파랑(삼원색)의 작은 조각을 만들고 각각 세기를 적절하게 조절하면 색깔이 표현된다. 빨강,초록,파랑의 한 조각 세트를 픽셀(Pixel)이라고 부르고 이 픽셀들이 모여 액정이 된다. 그래서 액정화면을 자세히 들여다 보면 하나하나의 조각들이 보인다. 보슬비가 오는날 스마트폰의 액정에 떨어진 물방울을 보면 더 잘 보인다. 우리가 Full HD라고 부르는 화면은 가로 1920개의 픽셀, 세로 1080개 픽셀로 총 픽셀은 2,073,600개가 된다. TV는 2백만개의 점들의 각각 제어하여 색을 표현하는것이다. 게다가 1초에 화면이 30번씩 바뀐다.(혹은 60번) TV는 신호를 받아 엄청나게 많은 제어를 통해 우리에게 화면을 보여주는 것이다. 생각해 보면 이런 기기를 만들어낸 사람이 존경스럽다.

 멀리서 화면을 보게되는 TV나 컴퓨터 모니터는 픽셀의 크기가 꽤 크다. 눈이 좋은사람이 가까이서 보면 보일 정도이다. 반면 스마트폰은 가까이서 화면을 보기 때문에 TV처럼 픽셀의 크기가 크면 눈이 불편하다. 그래서 픽셀의 크기가 매우 작다. 이러한 액정의 픽셀 조밀도를 ppi(pixel per inch)라고 부른다.

아래는 전자기파(빛)을 설명하는 그림이다. 

가시광선 부분을 TV(55인치, FHD)에 띄워 놓고 사진을 찍어본다. 어렴풋이 픽셀이 보이는 듯하다.

확대해 보면 픽셀에서 파랑, 초록, 빨강의 켜짐, 꺼짐을 조절하여 색을 만든다. 또한 각각의 색의 세기를 조절하면 미세한 색의 변화를 만들어 낼 수 있다. 노란색은 빨강+초록인데 만약 초록을 빨강보다 더 밝게 하면 연두색으로 보이고 빨강을 초록보다 더 밝게하면 주황색으로 보인다.

위의 확대 사진을 보면 노란색이라고 인지할 만큼 색이 잘보인다. 그러나 이 화면을 더 확대하면 (가까이 가서 보면) 더이상 노란색으로 보이지 않고 두 색이 분해되어 보인다. 디스플레이에서 색을 표현하려면 색을 표현하는 작은 조각이 인간이 분해하기 어려운 수준으로 작아져야 한다는 이야기 이다.  그래서 가까이서 보는 디스플레이는 조각으 크기를 작게, 멀리서 보는 디스플레이는 조각이 커도 되는것이다. 앞서 파랑, 초록, 빨강의 한 묶음을 픽셀이라 하였는데 파랑조각, 초록조각, 빨강조각 하나하나를 서브픽셀이라 부른다. 일반적인 디스플레이는 이 3개의 서브픽셀이 모여 하나의 픽셀을 만든다. (4개 혹은 그 이상의 조합을 하기도 한다.)

이 TV는 40ppi를 가지는데 만액 이런 액정으로 스마트폰을 만든다면 제대로 화면을 볼 수 없을것이다.

같은 이미지를 띄워놓고 스마트폰과 비교해본다.(위:TV, 40ppi   아래:iPhone 8, 325ppi)

픽셀 하나의 크기 비교(위:TV, 40ppi   아래:iPhone 8, 325ppi)

다양한 픽셀모양, 배치 페이지

https://geometrian.com/programming/reference/subpixelzoo/index.php