컴퓨터 디스플레이 표준

1. 개요

컴퓨터 디스플레이 표준은 개인용 컴퓨터의 발전에 따라 다양한 변화를 겪으며, 해상도, 가로세로비, 색 깊이, 재생률 등의 조합으로 정의된다. 초기에는 텍스트 기반에서 시작하여 컬러 그래픽, 고해상도, 와이드스크린 시대를 거쳐 4K, 8K UHD 해상도까지 발전했다. VGA, SVGA, XGA, WXGA, FHD, QHD, UHD 등이 대표적인 표준이며, VESA와 같은 산업 단체에서 정의하고 제조업체는 이를 준수하여 제품을 개발한다. 화면 모드는 디스플레이의 총 화소 수, 재생률, 색 심도 등을 정의하며, 텔레비전 방송, 컴퓨터, 영화 등 다양한 분야에서 사용된다.

2. 역사

컴퓨터 디스플레이 표준은 개인용 컴퓨터의 발전과 함께 다양한 변화를 겪었다. 초기에는 MDA와 같이 단순한 텍스트 기반의 디스플레이가 사용되었다. 이후 CGA, EGA, VGA 등 컬러 그래픽을 지원하는 표준이 등장했다.

1980년대 후반부터 1990년대에는 SVGA, XGA 등 더 높은 해상도를 지원하는 표준이 등장하여 더욱 선명하고 다채로운 이미지를 표현할 수 있게 되었다. 2000년대 이후에는 와이드스크린 디스플레이가 보편화되면서 WXGA, WSXGA+, WUXGA 등 다양한 와이드 해상도 표준이 등장했다.

2.1. 한국의 디스플레이 기술 발전

주어진 원문 소스에는 '한국의 디스플레이 기술 발전' 섹션에 해당하는 내용이 없으므로, 해당 섹션을 작성할 수 없다. 따라서 이전 출력과 동일하게 빈 문자열을 반환한다.

3. 표준

4. 화면 해상도 접두사

디스플레이 해상도를 나타낼 때, 기본 해상도에 특정 수정 사항을 가리키는 접두사가 사용되는 경우가 있다.

* 쿼터 (Q 또는 q): 기본 해상도의 1/4을 의미한다. 예를 들어, QVGA는 VGA 해상도의 가로 및 세로가 절반인 320x240 해상도를 가리킨다.
* 와이드 (W): 가로 해상도를 늘려 와이드스크린 형태를 나타낸다. 예를 들어, WXGA는 XGA보다 가로로 더 넓은 해상도를 갖는다. 와이드 해상도는 일반적으로 16:9나 16:10의 화면 가로세로비를 가진다.
* 풀 (F): FWVGA와 같이 기본 해상도와 다르다는 것을 표현한다. 예를 들어, FWVGA는 854x480 해상도를 가리킨다.
* 쿼드러플(Quadruple) (Q): 기본 해상도의 4배 많은 화소를 갖는 것을 의미한다. 예를 들어 QHD는 HD 해상도의 4배이다.
* 헥사데카터플(Hexadecatuple) (H): 기본 해상도의 16배 많은 화소를 갖는 것을 의미한다.
* 울트라 (U) / 확장 (X): 모호하게 해상도를 나타내는 접미사이며, WQXGA, WHUXGA와 같이 위의 접두사들과 조합되어 사용되는 경우가 많다.

"슈퍼(super)"와 "울트라(ultra)"는 표준 해상도에 대한 특정한 수정 사항을 가리키는 것은 아니지만, 다른 접두사들은 특정한 의미를 가진다.

5. 화소 밀도 (픽셀 밀도)

화소 밀도(Pixel Density)는 디스플레이의 선명도를 나타내는 중요한 지표이다. 단위 면적당 픽셀 수, 주로 ppi(pixels per inch)로 표시되며, ppi가 높을수록 더 세밀하고 선명한 이미지를 표현할 수 있다.

도트 매트릭스형 전자 디스플레이(이하 디스플레이)에서는 픽셀을 가로, 세로로 배열하고, 그 점들을 개별적으로 제어하여 화면을 표시한다. 현재 일반적으로 사용되는 액정 디스플레이에서는 빨강, 녹색, 파랑의 3개의 부화소(서브 픽셀) 각각의 휘도를 제어하여 다양한 색상을 만들어내며, 일반적으로 부화소 3개를 합쳐 하나의 정방형 화소로 구성한다. 예외로, 샤프의 『콰트론』에서는 빨강, 녹색, 파랑, 노랑의 4색, 재팬 디스플레이의 『WhiteMagic』에서는 빨강, 녹색, 파랑, 흰색의 4색으로 정방형 화소를 구성하고 있다.

일반적으로 동일한 표시 크기에서 비교할 경우, 화소수가 많을수록 더 섬세하고 깨끗한 표시가 가능하다. 즉, 표시 화면상의 길이당 존재하는 화소수(해상도)에 따라 표시의 정밀도가 결정된다. 예를 들어 "표시 영역의 수평 길이가 10 cm이고 수평 방향 화소수가 1,000개"인 경우와 "표시 영역의 수평 길이가 20 cm이고 수평 방향 화소수가 2,000개"인 경우, 수평 방향의 화면 해상도는 동일한 10 pixels/mm가 된다. 하지만 실제로는, 역사적으로 플라스크 바닥 모양의 원형 브라운관의 직경 해상도를 나타낸 경위로 인해, 현재에도 수평 길이가 아닌 화면 외접원의 직경, 즉 대각선의 정밀도로 표시된다.

ISO 가맹국에서도 해상도의 단위는 1 인치 (= 25.4 mm)당 화소수(단위는 dpi: dots per inch 또는 ppi: pixels per inch)로 표시되는 경우가 많다.

모바일 기기 환경이나 4K 디스플레이 등, 화면 해상도(밀도)는 다양해지는 경향이 있지만, 플랫폼별로 제공되는 방법에 따라 애플리케이션을 다양한 화면 해상도에 대응시킬 수 있다.

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5.1. 단위

도트 매트릭스형 전자 디스플레이(이하 디스플레이)에서는 화소(픽셀)를 가로, 세로로 배열하고, 그 점들을 개별적으로 제어하여 화면을 표시한다. 점의 물리적인 배열은 "도트 피치", 1인치당 도트 수는 "dpi"로 표기되지만, 화면 해상도를 나타내는 단위로서 인쇄 분야의 단위와 구별할 목적으로 ppi가 종종 사용된다. 이는 계조 표현 능력이 다른 기술에 동일한 단위를 사용함으로써 발생하는 혼동을 방지하기 위함이다.

예를 들어 인쇄의 100dpi와 디스플레이의 100pixels/inch를 같은 단위(dpi)로 표현하면 마치 같은 표현 능력인 것처럼 오해를 불러일으킨다. 단색 2값 데이터만으로 비교하면 동등하지만, 인쇄에서는 망점을 사용하여 다색·다계조를 표현하기 때문에 물리적 해상도가 떨어진다(주변 도트를 이용하기 때문). 반면 디스플레이의 화소에서는 256계조나 4096계조와 같은 다치 표시가 가능하기 때문에 디스플레이의 100pixels/inch 쪽이 표시 능력이 높고 정보량이 많아진다. 본고에서는 오해를 불러일으킬 우려가 없으므로 dpi와 ppi를 동일하게 기재하고 있다. 이는 예를 들어 1,000픽셀의 이미지를 100% 표시하면 1,000도트가 되는 것에 기인한다.

클래식 Mac OS/macOS의 경우, 1984년에 초대 Macintosh가 출시된 이후, Retina 디스플레이가 등장하기 전까지 화면 해상도는 72dpi로 통일되어 있었다。이는 WYSIWYG 설계 사상의 구현에 기반하여 1포인트를 1픽셀에 상당하게 하였기 때문이다.

Microsoft Windows의 경우, Windows XP 이전 버전에서는 디스플레이 해상도는 96dpi로 가정되어 왔다。

5.2. 대표적인 해상도

과거 클래식 Mac OS/macOS는 1984년 초대 Macintosh 출시 이후 Retina 디스플레이 등장 전까지 화면 해상도를 72dpi로 통일했다. 이는 1포인트를 1픽셀에 상당하게 한 WYSIWYG 설계 사상 구현에 기반한다.

Microsoft Windows는 Windows XP 이전 버전까지 디스플레이 해상도를 96dpi로 가정했다. XP에서는 96dpi와 120dpi 두 가지 DPI 값 및 사용자 지정 DPI 설정이 도입되었으나, XP의 DPI 스케일링은 사실상 두 값으로 고정되었다. Windows Vista에서는 DWM과 함께 DPI 가상화 기술이 도입되어, 시스템 DPI 인식을 지원하지 않는 오래된 응용 프로그램도 96dpi 가상 환경에서 강제 작동이 가능해졌지만, 텍스트 렌더링 결과가 흐릿해지는 문제가 있었다. Windows 7에서는 Direct2D가 도입되어 응용 프로그램의 고DPI 지원이 용이해졌다.

6. 화면 (디스플레이) 모드

화면 모드는 디스플레이에 표시되는 총 화소 수(가로x세로), 재생률, 색 심도 등을 정의한 것이다. 특정 화면 모드를 표시하려면 비디오 카드 성능과 디스플레이 인터페이스 사양이 해당 모드를 지원해야 한다.

컴퓨터 역사에서 다양한 규격이 사용되었으며, 화면 모드 표시는 비디오 카드 성능에 의존한다. 특정 화면 모드를 쓰려면 해당 비디오 카드가 필요한 용량의 비디오 메모리를 탑재하고, 디스플레이 인터페이스 사양에 맞는 신호를 생성할 수 있어야 한다. 또한, 해당 해상도를 표시 가능한 디스플레이를 사용해야 한다.

디지털 카메라 컬러 촬영 장치는 광감 "화소"에 대해 디스플레이에서 서브 픽셀로 취급하는 것을 "화소"로 취급, 총 화소 수를 계산하는 경우가 많다. 따라서 사양 화소 수가 같아도 컬러 촬영 장치보다 디스플레이가 고화질인 경향이 있다. 예로 컬러 촬영 장치 촬영 "화소"가 정사각형 베이어 배열이면, 보통 디스플레이가 4배 해상도가 높다.

소비자용 컬러 텔레비전 제품에서 화면 해상도와 거의 같은 뜻인 "definition"이 "화질"로 불리는 경우가 많지만, 원래 화면 해상도만으로 화질이 결정되지는 않는다. 화질을 좌우하는 요소는 각 화소가 표시 가능한 색상 수나 재현성 등 다른 많은 요소를 고려해야 한다.

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대부분 해상도에서 4로 나누어 떨어지는 짝수가 사용되지만, 단일 홀수가 사용되거나, 화면비를 우선해 홀수가 채택되기도 한다.

픽셀이 정사각형이면, 화소 밀도에 따른 화면 해상도는 피타고라스 정리로 구할 수 있다.
:$\backslash mbox\{Resolution\}\; =\; \backslash frac\{\backslash sqrt\{\backslash mbox\{Width\}^2\; +\; \backslash mbox\{Height\}^2\}\}\{\backslash mbox\{inch\}\}$

브라운관에는 표시되지 않는 영역(블랭킹 기간)이 있지만, 사양상 인치 수는 표시 영역 대각선 길이가 아닌 관 자체 대각선 길이이다.

6.1. 대표적인 화면 모드의 표시 총 화소수

화면 모드는 디스플레이에 표시되는 총 화소 수(가로x세로 픽셀 수)를 의미하며, 재생률, 색 심도 등의 값도 포함될 수 있다. 컴퓨터 역사상 다양한 규격이 사용되어 왔으며, 특정 화면 모드를 표시하려면 비디오 카드의 성능과 비디오 메모리 용량, 디스플레이 인터페이스 사양, 그리고 디스플레이 자체의 해상도 표시 능력이 모두 뒷받침되어야 한다.

디지털 카메라의 컬러 촬영 장치와 디스플레이는 화소 수 표기 방식에 차이가 있다. 컬러 촬영 장치는 서브 픽셀을 "화소"로 취급하는 경우가 많아, 사양 화소 수가 같더라도 디스플레이 쪽이 고화질인 경향이 있다.

소비자용 컬러 텔레비전 제품에서는 "화질"이라는 용어가 화면 해상도와 거의 동의어로 사용되기도 하지만, 실제로는 각 화소가 표시할 수 있는 색상 수, 재현성 등 다양한 요소가 화질을 결정한다.

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다음은 픽셀 수가 적은 순서대로 나열한 화면 모드의 종류이다. 대부분의 해상도는 4로 나누어 떨어지는 짝수이지만, 단일 홀수가 사용되거나 화면비를 우선하여 홀수가 채택되는 경우도 있다.

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좌우로 밀어서 보기

📌 열 고정 해제

약칭	가로	세로	총 화소	화면비	비고
QVGA	320	240	76,800	4:3
WQVGA	400	240	96,000	5:3
nHD	640	360	230,400	16:9
VGA	640	480	307,200	4:3
FWVGA	854	480	409,920	~16:9
SVGA	800	600	480,000	4:3
WVGA	800	480	384,000	5:3
WSVGA	1024	600	614,400	~17:10
XGA	1024	768	786,432	4:3
WXGA	1280	720	921,600	16:9	HD
WXGA	1280	768	983,040	5:3
WXGA	1280	800	1,024,000	16:10
XGA+	1152	864	995,328	4:3
HD+	1600	900	1,440,000	16:9
WXGA+	1440	900	1,296,000	16:10
SXGA	1280	1024	1,310,720	5:4
SXGA+	1400	1050	1,470,000	4:3
UXGA	1600	1200	1,920,000	4:3
WUXGA	1920	1200	2,304,000	16:10
FHD	1920	1080	2,073,600	16:9	Full HD
QWXGA	2048	1152	2,359,296	16:9
QXGA	2048	1536	3,145,728	4:3
WQHD	2560	1440	3,686,400	16:9
WQXGA	2560	1600	4,096,000	16:10
QSXGA	2560	2048	5,242,880	5:4
4K UHD	3840	2160	8,294,400	16:9	4K UHDTV
WQSXGA	3200	2048	6,553,600	25:16
QUXGA	3200	2400	7,680,000	4:3
4K DCI	4096	2160	8,847,360	~17:9
WQUXGA	3840	2400	9,216,000	16:10
5K UHD+	5120	2880	14,745,600	16:9
HXGA	4096	3072	12,582,912	4:3
8K UHD	7680	4320	33,177,600	16:9	8K UHDTV
WHXGA	5120	3200	16,384,000	16:10
HSXGA	5120	4096	20,971,520	5:4
WHSXGA	6400	4096	26,214,400	25:16
HUXGA	6400	4800	30,720,000	4:3
WHUXGA	7680	4800	36,864,000	16:10

6.1.1. 텔레비전 방송

텔레비전 방송은 크게 아날로그 방송과 디지털 방송으로 나뉜다. 아날로그 방송은 각 픽셀이 정사각형이 아닌 직사각형인 경우가 대부분이었지만, 디지털 방송에서는 컴퓨터 모니터와 마찬가지로 각 픽셀이 정사각형이다.

* SDTV
* 480i - 주사선 243개의 인터레이스 방식. 주로 북아메리카와 남아메리카, 그리고 일본 주변 (유효 수직 해상도 480개)
* 576i - 주사선 288개의 인터레이스 방식. 주로 유럽 국가 (유효 수직 해상도 576개)
* 클리어비전
* 480p - 720 × 480 순차 주사 방식
* 576p - 720 × 576 순차 주사 방식
* HDTV
* HD - 1280 × 720 순차 주사 방식 (유효 수직 해상도 720개)
* Full HDi - 1920 × 1080 주사선 540개의 인터레이스 방식 (유효 수직 해상도 1080개)
* Full HD - 1920 × 1080 순차 주사 방식 (유효 수직 해상도 1080개)
* UHDTV
* 4K UHDTV - 3840 × 2160 순차 주사 방식
* 8K UHDTV - 7680 × 4320 순차 주사 방식

6.1.2. 컴퓨터·영화

PC에서는 일반적인 아날로그 텔레비전 화면을 본뜬 가로:세로 비율 4:3의 해상도(640×480, 800×600, 1024×768 등)가 오랫동안 사용되었지만, 윈도우 비스타가 등장한 2005년경부터 HDTV(디지털 텔레비전 포함)나 영화 등과의 비율에 가까운 16:10(8:5) 또는 16:9와 같은 가로가 긴(와이드) 화면이 많아지고 있다. 2016년 현재, 16:9 화면비 (1280×720, 1366×768, 1920×1080 등)가 주류이다. 이 때문에 화면비는 서로소가 되는 정수 외에도 4:3 또는 16:9에 비해 얼마나 다른지를 나타내는 수치로 표현되는 경우가 많다. 정보 디스플레이나 스마트폰, 태블릿 단말에서는 종종 90도 회전시켜 가로와 세로의 길이가 바뀐 상태로 사용된다.

6.2. 규격