UHD TV와 구형 홈 시어터를 연결해서 최선의 화질과 음질을 뽑아내는 방법

최근 본의 아니게 4K UHD TV를 구입하게 됐습니다.
7년간 잘 봐오던 삼성 Full HD TV가 어느날부터 시청 도중에 30분마다 꺼지더군요. TV 메인보드의 전원부가 손상됐는데 메인보드의 단종으로 수리불가 판정을 받았습니다. 그래서 4K UHD를 지원하는 2020년형 삼성 TV 중 최저가형 KU75UT7000FXKR 모델을 냉큼 샀습니다.

 

계획에 없던 TV 업그레이드지만 그래도 최신형 TV가 들어왔으니, 그 성능을 한 번 최대한으로 활용해 보겠다는 생각이 드는 게 인지상정이겠죠? 그러려다 보니 새 TV가 기존에 집에 있던 구형 홈 시어터 시스템의 AV 리시버하고 안 맞는 부분들이 많이 눈에 띄더라고요. 하지만 돈을 더 들이기는 싫어서 최대한 추가 비용 없이 세대 차이를 극복했고, 그 과정을 정리해서 글로 남겨봅니다. 제목 대로 최신형 4K UHD TV와 구형 홈 시어터 시스템이 주어졌을 때, 화질과 음질 면에서 손해를 안 보고 최적의 결과물을 끌어낼 수 있도록 기기들을 연결하는 방식에 대한 내용입니다. (저도 2022년에 새 홈 시어터 시스템을 장만했는데요, 요즘 시스템으로 구성하면 어떻게 되는지 궁금하시면 ☞이 글☜을 참고해보시기 바랍니다)

기존의 저희집 홈 시어터 시스템 환경은 2013년형 Full HD TV, 2012년형 AV리시버, 그리고 5.1 채널 서라운드 스피커들로 이루어져 있었고, 매트릭스나 다크 나이트, WALL-E 같이 서라운드 음향으로 소문난 영화를 볼 때면 그럭저럭 괜찮게 눈과 귀를 즐겁게 해주는 수준이었습니다. 영상 소스 기기는 처음엔 셋탑박스로 IPTV 시청 및 NAS에 있는 동영상 파일을 플레이하는 형태였다가, 2018년부터는 IPTV를 끊고 대신에 MiBox를 미디어 플레이와 넷플릭스 감상용으로 이용하고 있었고요. PS4와 닌텐도 스위치를 붙여서 게임도 하고, PS4로는 Blu-ray 디스크 영상도 플레이했습니다.

 

 

위 연결도에서 TV만 UHD TV로 바꿔도 동작 자체는 아무 문제 없이 잘 됩니다. 화질에 신경 안 쓴다면요.
하지만 '이왕 최신형 TV를 샀으니 이 TV에서 가능한 최고의 화질로 보자'고 생각한 순간부터 골치 아픈 문제들이 발생하더군요. 문제가 된 건 UHD, HDR, ARC, CEC, 그리고 DTS 이렇게 다섯 가지입니다. 모아놓고 보니 다들 3글자짜리 약자네요. 사실 DTS만 빼면 다들 HDMI 인터페이스의 문제이고, 이 모든 것들은 위 그림에서 AV 리시버만 최신 HDMI 스펙을 지원하는 기종으로 바꿔주면 다 해결됩니다. 다만 돈 아끼겠다고 허리띠 졸라매고 TV 이외에는 안 바꾸려니까 골치가 아파지는 거죠. 

UHD는 Ultra High Definition의 약자이고, 8K UHD 제품도 발매되긴 했지만, 일반적으로 UHD라면 3840×2160 픽셀의 4K 해상도를 지칭합니다. 요즘 UHD 영상 스펙의 대세는 3840×2160 해상도, 초당 60 프레임에 HDR10 정도인데, 제가 산 TV가 딱 이 정도까지 지원합니다.
반면에 저희집 구형 홈 시어터의 2012년형 AV 리시버 야마하 RX-V473은 HDMI 1.4 대역폭 스펙 상 3840×2160 30p의 SDR까지만 지원하더군요. 대역폭보다 더 큰 문제는 HDCP 2.2 복사방지 암호화를 지원하지 못하는 것인데, 이때문에 UHD Blu-ray 플레이어 등을 연결 시 아예 영상이 표시되지 않거나 HD화질로밖에 못 보게 됩니다.

HDR은 High Dynamic Range의 약자로, 영상의 밝기 표현 영역이 기존 SDR (Standard Dynamic Range)보다 더 넓어져서 밝은 부분과 어두운 부분의 디테일도 더 살아나고, 색상도 더 선명해지고 그렇습니다. 아무리 신호의 dynamic range가 넓어졌더라도 저가형 TV에 출력하면 그 효과를 제대로 누릴 수 없긴 합니다만, 그래도 SDR보다는 HDR 영상신호를 넣어주는 게 뭐가 나아도 좀더 낫지 않을까요^^;;
HDR 신호의 규격은 하나로 통일되지 못하고 몇 가지 표준이 난립하는 상황인데요. 그 중 가장 보편적인 것이 HDR10이고, 각 픽셀 당 밝기와 색상 정보에 10 bit씩의 data를 사용합니다(기존 SDR은 8 bit입니다). HDR10/HDR10+ 계열과 경쟁하는 Dolby Vision이라는 방식도 존재하고, 유럽과 일본 UHD 방송에서 채택한 Hybrid Log-Gamma (HLG)라는 것도 있습니다.
최근의 UHD 블루레이 타이틀들은 거의 100% HDR10 규격으로 수록돼있다고 보시면 되고, 일부가 추가로 Dolby Vision 또는 HDR10+도 지원합니다. 넷플릭스는 오리지널 컨텐츠와 일부 영화가 HDR10과 Dolby Vision의 HDR 형식을 지원합니다. YouTube는 HDR10과 HLG 포맷의 HDR 동영상을 지원합니다. PS4 Pro는 HDR10을, Xbox One X/S는 HDR10과 Dolby Vision도 지원합니다. 차세대 PS5와 Xbox Series X도 아마 같겠죠?
HDMI를 통한 HDR 신호의 전송은 공식적으로 HDMI 버전 2.0부터 지원됩니다(HDR10은 HDMI 2.0a, HLG는 2.0b).

결론적으로 UHD HDR 영상 신호를 제대로 전송하려면 보내는 기기와 받는 기기 모두 HDMI 2.0a와 HDCP 2.2 규격을 만족해야 하는데, 이들을 지원하는 제품은 2014년에 발매되기 시작했고, 2015년에 대중화됐습니다.
따라서 2014년 이전의 구형 AV 리시버로 위 구성도처럼 소스기기→리시버→TV의 순서로 연결하게 되면, 아무리 소스와 TV가 UHD HDR을 지원하더라도 중간에 낀 구형 리시버가 전달을 못해주기 때문에 제대로 된 UHD HDR 영상 시청이 불가능합니다.

 

이것은 근본적으로는 음향 기기인 AV리시버가 영상신호 선택기의 역할까지 맡고 있기 때문에 벌어지는 문제입니다. ☞이런 제품☜ 같은 UHD HDR을 지원하는 오디오 분배기 겸 HDMI 셀렉터 장비를 따로 구매하면 되긴 합니다만, 가격은 5만원이 넘는데 믿을 만한 제품인지는 모르겠네요. 결국 돈 안 들고 확실한 해결책은 AV 리시버 대신 TV에게 신호 셀렉터 역할을 맡기는 방법입니다. 소스기기→TV→리시버 순서로 연결을 해서, UHD HDR 영상 신호는 소스 기기와 TV 사이에서 알아서 주고받게 하고, TV는 오디오 신호를 패스스루(Pass-Through)하고, 리시버는 오디오 데이터만 받아서 디코드하고 스피커를 울려주면 되는 것이죠.

그런데 TV를 구매하고 나서야 깨달았는데, 제 새 TV에는 HDMI 단자가 2개뿐이고, DTS 계열의 음향 코덱을 아예 지원하지 않습니다. 저는 이미 글러버렸지만, 새로 UHD TV 구매를 고려중이신 분들 중 구형 AV 리시버를 계속 사용하실 계획이라면 TV에 HDMI 단자는 충분히 많은지, DTS는 지원하는지 꼭 확인하시고 TV를 구매하시기 바랍니다.

 

 

DTS 문제는 나중에 고민하도록 하고, 우선 기기 연결 구조부터 보도록 하시죠. 저는 TV 입력단자 수가 적다 보니 소스 기기 수를 최대한 줄여서 결과적으로 위와 같은 구성도로 연결했습니다(PS5의 경우, 연결할 '예정'입니다).
올해 말에 발매될 PS4의 차세대 기종인 PS5가 게임에서 UHD HDR을 지원하는 것은 물론 UHD 블루레이도 플레이할 수 있다고 하니, 얘는 구형 리시버를 거치지 않고 TV에 직접 연결하는 것이 좋겠습니다. 그리고 PS4용 게임이 PS5에서도 플레이가 가능하다고 하니 PS4는 아예 빼버려도 되겠습니다.

스마트 TV 내장 앱들이 대부분의 셋탑박스의 역할들을 더 잘 대신할 수 있어서 MiBox도 아예 빼버려도 괜찮습니다. TV를 직접 LAN에 연결해서 넷플릭스나 YouTube, NAS의 미디어를 재생하면, TV가 영상의 소스이자 동시에 출력 기기로 동작하니 그냥 TV만 켜고 봐도 됩니다. 서라운드 음향을 듣거나 더 좋은 음질로 듣고 싶을 때만 음성 신호를 TV→AV 리시버 연결로 보내주면 되고요.

닌텐도 스위치는 UHD가 아닌 HD급 영상이니 TV에 직접 연결하든 리시버를 거쳐 연결하든 상관 없습니다만, 저는 후자를 택했습니다. 제 TV에는 HDMI 입력단자가 2개밖에 없는 관계로, 나중에 다른 소스기기를 추가할 가능성을 고려하면 HDMI 입력단자가 많은 리시버를 중간에 끼워넣는 편이 나을 것 같아서요.

 

보통은 이렇게 AV 리시버에서 TV로 HDMI 연결을 해놓기만 해도, 이 케이블을 통해 HDMI ARC (Audio Return Channel)라는 기능으로 거꾸로 TV의 음향 신호를 리시버로 보내는 것도 가능합니다(TV의 HDMI 단자 중 ARC나 eARC라고 표시된 단자와 리시버의 HDMI out 단자를 연결해야 합니다). HDMI ARC를 통해 서라운드 오디오를 소스기기→TV→리시버로 전달하기 위해서는 삼성 TV 최근 모델의 경우 설정 > 음향 > 전문가 설정 메뉴로 들어가서, HDMI-eARC 모드: 자동, 디지털 출력 오디오 형식: Pass-Through 옵션을 설정해줘야 합니다(Pass-Through 옵션은 소스기기→TV→리시버 연결로 동작 중인 상태에서만 선택 가능합니다).

소스기기 패스스루 설정은 이렇게 하면 잘 되지만, 제 경우의 문제는 TV 자체 앱으로 넷플릭스나 영상 파일을 플레이할 때는 절대로 HDMI ARC로는 제 구형 리시버로 서라운드 오디오 전달이 안 된다는 겁니다. 디지털 오디오 출력 형식: Pass-Through 옵션은 TV 앱 실행 시에는 아예 선택이 안 되고, 몇 안 되는 다른 TV 설정을 아무리 바꿔봐도, TV와 리시버를 껐다켜고, HDMI 케이블을 뺐다켜보고 무슨 짓을 해봐도 절대로 넷플릭스에서 서라운드 오디오 출력이 안 되더군요.

소스기기 패스스루에서는 서라운드 오디오가 잘 나오는데 TV 앱에서만 안 되는 걸로 보아, 문제의 원인은 아무래도 TV 쪽에 있는 듯합니다. 제 새 TV에는 Dolby TrueHD Atmos나 DTS:X 같은 최신 입체음향 신호도 전송할 수 있는 HDMI eARC (enhanced ARC)라는 ARC 후속 규격이 들어가 있는데요. 어쩌면 TV에서 제 8년 묵은 리시버의 ARC 구버전을 원활하게 인식하지 못해서 호환성 문제가 생겼을지도 모릅니다. 다른 분들의 TV와 리시버는 이런 문제 없이 HDMI ARC 연결이 가능할지도 모르겠네요.

만약 저처럼 스마트 TV 앱의 ARC 출력에 이상이 있으시다면, 위 연결 그림과 같이 TV의 옵티컬 디지털 오디오 출력 단자에서 AV리시버의 옵티컬 입력 단자로 광 케이블을 연결하시면 별도의 안정적인 TV→리시버 경로를 확보할 수 있습니다. 광 케이블 연결의 경우 아무런 호환성 문제 없이 홈 시어터 시스템의 서라운드 사운드 출력이 가능하더군요. 위 구성도에서 보시면 스위치를 플레이할 때는 HDMI를 통해 리시버로부터 TV 방향으로 영상 신호가 가고(스위치→리시버→TV), PS5를 플레이하거나 TV에서 넷플릭스를 볼 때는 반대로 TV에서 리시버 쪽으로 광 케이블(PS5의 경우 HDMI ARC도 가능)을 통해서 오디오 신호가 나가게 됩니다(PS5→TV→리시버).

반면에 HDMI ARC가 아무런 문제 없이 동작하고 TV에 HDMI 단자 수가 모자라지 않다면, 광케이블은 연결하지 마시고 HDMI 케이블 하나로 TV와 리시버 간 양방향 연결을 하는 방법을 훨씬 더 추천 드립니다.
HDMI 연결에는 CEC (Consumer Electronics Control, 삼성에서는 Anynet+라고 부릅니다)라는 기능이 있는데, 전원을 켜고 끄는 것도 HDMI 연결 기기들 간에 서로 연동되고, 자동으로 새로 켠 기기 쪽 오디오가 선택된다든지, TV 리모콘으로 리시버 음량도 조절할 수 있는 등 편리하게 이용할 수 있습니다.
반면에 광케이블 연결에서는 TV와 리시버를 따로따로 조작해야 해서 좀 거추장스럽습니다. 저처럼 광케이블과 HDMI의 두 경로로 연결해놓을 때는 더 귀찮은 문제가 있는데, HDMI CEC가 제맘대로 오디오 출력 선택을 바꾸는 등 원치 않는 오동작을 할 경우가 많습니다. 저는 이것 때문에 TV와 리시버 양쪽의 HDMI CEC 기능을 꺼버렸습니다. 삼성 TV 최근 모델에선 설정 > 일반 > 외부기기 설정 > Anynet+(HDMI-CEC) 메뉴에서 켜고 끌 수 있습니다. 주의하실 점은 HDMI ARC가 정상 동작하려면 CEC가 거의 필수이기 때문에, ARC가 아닌 옵티컬 연결을 메인으로 쓰실 분만 Anynet+를 끄시기 바랍니다.

 

 

그리고 마지막 남은 문제가 삼성 TV에서 DTS (Digital Theater System이라는 회사 이름에서 유래된 서라운드 음향 규격)를 지원하지 않는 것인데요. 2018년형 이후의 모든 삼성 TV 모델은 DTS의 재생은 물론이고 패스스루조차 지원을 안 합니다. DTS 계열 오디오 스트림은 아예 TV에 들어오지도, 나가지도 못하게 원천적으로 막아놓은 듯합니다.
대부분의 경우 Dolby Digital이나 Dolby TrueHD 계열의 DTS 대체재들이 존재하지만, UHD Blu-ray 출시 타이틀 중 대략 10% 좀 넘는 비율로 오직 DTS:X나 DTS-HD 같은 DTS 계열 오디오 트랙만 들어있는 것들이 있거든요. 이런 경우 블루레이 플레이어→삼성 TV→AV 리시버로 연결을 하게 되면 서라운드 음향을 못 듣게 되고, 그렇다고 플레이어→구형 리시버→TV로 연결하면 UHD HDR 영상을 못 보게 되는 진퇴양난에 봉착하게 됩니다.

그런데 UHD Blu-ray 플레이어 기기는 대부분 HDMI 출력단자가 2개 있든지 옵티컬 출력 단자가 있습니다. 블루레이 플레이어의 두 개의 출력단자에 TV←플레이어→리시버와 같은 식으로 케이블을 연결해서 영상은 TV로, 음성은 리시버로 따로따로 보낸다면 DTS UHD 블루레이도 플레이할 수 있습니다. 하지만 문제는 제가 UHD 블루레이 재생 용도로 사용할 PS5는 (PS4에는 있었던) 옵티컬 단자도 없고, HDMI 출력도 하나뿐일 거라네요-_- 나중에 꼭 사고 싶은 DTS 블루레이 타이틀이 생긴다면 HDMI 분배기 같은 걸 구해봐야 될 것 같습니다.

블루레이 외에 또 문제가 되는 것은 DTS 오디오가 담긴 동영상 파일을 볼 경우인데요. 이 때는 재생 자체를 TV에서 해야 해서 블루레이의 경우와는 다른 방향으로 접근해야 합니다. 저는 NAS를 쓰기 때문에 NAS 관련 내용을 주로 검색해봤습니다. Synology NAS에 FFmpeg 코덱을 깔고 DS Video로 스트리밍하면 실시간 트랜스코딩으로 오디오 형식을 변환시켜준다는 얘기가 있던데, 이 방법은 최신 NAS 소프트웨어에서는 막혀 있다고 하고요. 실시간 트랜스코딩을 지원하는 Plex server를 깔자니, 제 NAS DS213의 CPU가 좀 오래된 ARMv5TE 계열이라서 설치 자체가 안 되더군요.

결국 제가 선택한 대책은 실시간 자동 트랜스코딩이 아닌, 사전 수동 트랜스코딩으로 DTS가 포함된 영상 파일 하나하나의 오디오 트랙을 변환해서 저장해놓는 단순무식한 방법이었습니다. 이 방식은 파일 자체를 미리 고쳐놓는 거라서 굳이 NAS가 아니라 PC, USB 드라이브, 외장 하드에서 영상 파일을 플레이할 때도 적용할 수 있습니다. 변환에는 ☞샤나인코더☜라는 Windows PC용 프로그램을 사용했고요. 변환 비디오 코덱 세팅을 '스트림 복사'로 선택해 놓으면, 영상은 건드리지 않고 그대로 놔두기 때문에 시간도 오래 안 걸리고 화질도 열화되지 않습니다.

 

 

오디오 코덱은 AC-3 640kbps 옵션 정도로만 변환해도, 저희집 저렴이 5.1 채널 스피커로 들었을 때 고음질 무손실 코덱과 구분하기 어려운 괜찮은 소리가 나오더라고요. 혹시 5.1채널보다 더 많은 스피커를 쓰시거나 더 고음질을 원하신다면 E-AC-3 같은 코덱도 지원되는 다른 변환 프로그램을 찾아보시기 바랍니다.

 

신형 TV와 구형 홈 시어터를 연결하려니 이렇게 귀찮은 것들이 많습니다. 처음에도 말씀 드렸지만 AV 리시버를 최신 기종으로 개비한다면 이 글에 나오는 모든 고민들은 한 방에 해결이 되고, 그냥 이 글 맨 위에 있는 구성도처럼 연결하면 아무 문제 없이 가장 자연스럽고 편리하게 사용할 수 있습니다. 그래서 저도 리시버 교체를 진지하게 고민해봤습니다만, 아무래도 지금은 시기가 아닌 것 같습니다. 저처럼 고민 중이신 분들도 웬만하면 HDMI 2.1, HDR10+, eARC 같은 최신 규격을 모두 지원할 내년 이후 제품을 구입하시기 바랍니다.
HDMI 버전 2.1은 8K UHD에 필수이기 때문에 지금 미지원 기기를 샀다가는 또다시 몇 년 후에 퇴물이 된 리시버를 앞에 두고 지금과 똑같은 문제로 고민하게 될 겁니다. HDMI 2.1은 8K뿐만 아니라 4K에서도 짧은 화면 지연시간과 빠른 프레임 등 게이밍에 도움 되는 기능이 많으며, Dolby Vision이나 HDR10+도 풀로 활용할 수 있게 해줍니다.
HDR10+는 삼성에서 밀고 있는 HDR10 후속 규격인데요, 공식적으로는 HDMI 2.1 이상에서만 전송이 됩니다. 삼성 TV를 쓰실 거라면 HDMI 2.1과 함께 리시버의 HDR10+ 지원 여부도 눈여겨 보시고요.
2020년 현재 시중에는 HDMI 2.1 지원 리시버가 거의 없으니, 급한 게 아니시라면 HDMI 2.1이 대중화된 이후에 구입하시는 것을 추천 드립니다 (2023년 현재도 HDMI 2.1을 아예 지원하지 않거나 단 한두 개 HDMI 포트만 2.1 사양인 리시버가 여전히 많습니다).


긴 글을 요약하자면 다음과 같습니다.

1. UHD TV를 새로 구매했지만 구형 홈 시어터 시스템은 계속 쓰기 원하신다면 기본적으로 소스→TV→AV리시버의 형태로 UHD 소스기기와 UHD TV를 직접 연결하고 오디오 스트림만 TV에서 리시버로 패스스루해서 플레이하는 방식을 추천합니다. 연결 방법은 위 그림 참고하시고요.
   
   
2. 1번과 같이 하기 위해서는 애초에 TV를 고를 때 HDMI 입력 단자 수도 충분히 많고, 가급적 DTS를 지원하는 모델을 선택하는 것이 좋습니다.
   
   
3. 대부분의 요즘 TV는 DTS 계열 오디오를 패스스루해주지 않습니다. 출력단자가 2개 이상 있는 UHD Blu-ray 플레이어 기기라면 다행이지만, 아니라면 블루레이는 대책이 없습니다. DTS 동영상 파일은 샤나 인코더 같은 프로그램으로 DTS를 AC-3로 변환해서 저장해 놓으면 그럭저럭 플레이가 가능합니다.
   
   
4. 이것저것 다 귀찮고 그냥 신형 AV리시버로 바꿔서 해결하겠다고 결심하셨다면 HDMI 2.1 지원 여부를 꼭 확인하시기 바랍니다. 지금 HDMI 2.1을 지원하지 않는 리시버를 사시면 몇 년 후에 8K UHD 때문에 또 바꾸고 싶어질 겁니다.

 

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