| 일 | 월 | 화 | 수 | 목 | 금 | 토 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
| 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 |
| 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 |
| 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 |
| 28 | 29 | 30 | 31 |
- 메트로이드
- 게임보이
- 용과 같이
- analogue
- 8Bitdo
- GOG
- LMD
- PC엔진
- 컨트롤러
- 패미컴
- Game Gear
- 악마성
- 슈퍼패미컴
- Castlevania
- ps4
- 슈퍼마리오
- 닌텐도 스위치
- mister
- MSX
- 이스
- snes
- YS
- 3DS
- 게임기어
- Apple II
- gameboy
- 메가드라이브
- fpga
- Mega Drive
- Today
- Total
Just a Blog
'RGBtoHDMI'에 대한 조사 (구매는 하지 않았음) 본문
1. 서론
최근 동영상을 이리저리 보다가 한 동영상에 깊은 인상을 받게 되었다. 그 동영상은 아래와 같다.
그 동영상을 이전에도 본 적이 있기는 했는데, Apple IIc의 화면이 나오니 이번엔 주의깊게 보게 되었다. Apple IIc의 화면을 괜찮은 상태로 볼 여러 방법을 고려하고 있었기에, 동영상의 마지막 부분에서 'RGBtoHDMI'를 연결하는 화면에 시선이 간 것이다.
컴포지트(composite) 연결 신호를 변환한 것인데, Apple II의 NTSC artifect(color fringing)가 자연스럽게 보이지는 않지만 이미지의 선예도(sharpness)가 굉장히 뛰어나다.
이 방식에 깊은 인상을 받고 이 방법에 대해 알아 보게 되었다. 여기에 그동안 조사했던 것을 정리해 보겠다.
2. 'RGBtoHDMI'란
'RGBtoHDMI'는, 레트로 컴퓨터의 디지털 RGB 신호를 현대의 HDMI 디스플레이 신호로 바꿔 주는 기기 또는 그 제작 프로젝트이다. 해당 GitHub 페이지에 관련 소프트웨어, 하드웨어 회로도 및 BOM, 케이블 배선 등이 다 공개되어 있는 오픈 소스 프로젝트이다.
디지털 RGB 신호가 입력이지만 add-on 할 수 있는 아날로그 보드도 있어서, 위의 동영상처럼 컴포지트 신호 변환도 가능하다(모노크롬에 국한 될 수 있다. 위의 동영상에서도 모노크롬이라고 생각했다가 컬러가 나와 놀라는 장면이 있다).
사용 타겟은 BBC Micro, Amiga, Atari ST, ZX80, Sinclare QL, Apple II(IIc/IIgs/IIe), Commodore 64, PC CGA/EGA, Tandy 등의 레트로 컴퓨터이다. 대부분이 유럽과 미국의 레트로 컴퓨터로서, 국내의 사용자에게는 Apple II, PC CGA/EGA 정도가 관심의 대상이 될 것 같다. MSX의 경우 사용자가 있기는 한 것 같은데 정식 지원 목록에 없어 별도의 프로파일을 만들어 사용하는 듯 하다.
3. 기대효과
화면 필터를 사용할 수도 있지만 정수배 스케일링(integer scaling)을 사용하면 레트로 컴퓨터의 화면을 HDMI 디스플레이에서 깔끔하게 볼 수 있다. 화면비(aspect ratio)도 정상적으로 유지되며, 노이즈 필터링도 어느정도 기대할 수 있다. 지연(lag)도 작아서 1 frame 이내(4ms 수준으로 1 frame 시간(16ms)의 1/4)에 처리를 끝낸다고 한다.
갤러리에서 여러 기종의 화면을 볼 수 있다. 인상적인 점은 레트로 컴퓨터에서 텍스트를 또렷하게 볼 수 있다는 점일 것 같다.
4. 기기 구성
'RGBtoHDMI'의 하드웨어는 기본적으로 라즈베리파이 제로(Raspberry Pi Zero)와 CPLD 기반 커스텀 보드(라즈베리파이의 Hat 형태로 장착)로 구성된다. CPLD 보드에서 디지털 RGB 신호를 받아 처리하고 라즈베리파이의 HDMI 포트로 HDMI 신호를 보내며, 라즈베리파이에서 각종 설정을 저장/관리하면서 CPLD 보드에 동작을 지정하는 듯 보인다.
CPLD 보드는 디지털 신호 인터페이스를 가지며, 기본적으로 12핀(6x2) 입력인데 extender 보드를 통해 16핀으로 확장 가능하다.
아날로그 신호를 처리하기 위해서는 아날로그 보드를 추가할 수 있다. 아날로그 보드는 DAC과 comparator(비교기) 등으로 구성되는데, 이를 통해 최종 신호를 CPLD 보드 입력으로 준다. 아날로그 보드 입력은 6핀(3x2)이다.
5. 사용방식
CPLD의 펌웨어는 BBC CPLD, RGB CPLD, YUV CPLD의 세 가지 방식이 있고, RGBtoHDMI 메뉴 선택에 따라 CPLD를 각 방식의 펌웨어로 재프로그래밍 할 수 있다. 인터페이스 방식은 디지털과 아날로그가 있다.
사용하는 컴퓨터에 따라 펌웨어 방식과 인터페이스를 다르게 구성할 수 있는데, 하나의 컴퓨터 기종이라도 다른 방식으로 연결할 수 있으니 참고자료를 참고하여 선택하면 된다. Apple IIc의 경우, 위의 동영상과 같이 YUV CPLD 펌웨어에서 아날로그 인터페이스 방식으로 컴포지트 연결을 할 수도 있고, RGB CPLD 펌웨어에서 디지털 인터페이스 방식으로 Apple IIc 후면 비디오 확장단자(15핀) 연결을 할 수도 있다.
각 사용방식 별 케이블 연결은 케이블링 관련자료를 참고하여 제작하면 된다.
6. (개인적으로 생각하는) 'RGBtoHDMI'의 장점
연결되는 개개의 장비(레트로 컴퓨터)에 최적화된 화면 설정이 가능하다는 점이 가장 큰 이점이라고 본다.
RetroTINK 제품군이나 GBS-Control 류의 업스케일러 제품은 시중에도 많이 있는데, 그들은 특정 디바이스를 타켓으로 하지 않고 여러 디바이스를 두루 적용할 수 있도록 되어 있다. 그런 제품들에서도 설정이나 별도 프로파일을 만들 수는 있지만, 변경이 폭이 크지 않거나 특정 기기에 맞는 값을 경험적으로 찾아야 하는 경우가 많다.
RGBtoHDMI는 특정 레트로 컴퓨터를 타켓으로 하여, 설정에서 그 기기를 선택했을 때 최적의 성능을 발휘하도록 할 수 있다. BBC Micro 컴퓨터 사용 시 최적의 설정을 사용하다가 PC CGA를 사용할 때는 거기에 맞는 최적의 프로파일을 선택하여 사용하는 식이다. 설정 프로파일들도 사용자에 의해 검증되고 최적화된다.
7. (개인적으로 생각하는) 'RGBtoHDMI'의 단점
반대로 'RGBtoHDMI'의 범용성이 낮은 것이 단점이 될 수도 있다. 지원 컴퓨터 목록에 사용하고자 하는 다바이스가 없다면, 시행착오를 많이 격어야 할 수 있고 심지어 원하는 결과를 얻지 못할 수도 있다. 실제로 현 시점에서 이 디바이스로 SNES나 네오지오 등의 레트로 게임 콘솔에 적용하기에는 무리가 있다고 한다. 개발자나 사용자의 관심의 초점은 특정 레트로 컴퓨터들에 집중되어 있다.
또 하나의 단점은 널리 알려지지 않아 관련 부품이나 완성킷을 구하기 어렵다는 점이다. PCB나 조립완성품을 판매하고 있는 곳이 매우 적다.
8. 장점이었다가 단점이 되어 버린 요소 - 비용
처음에는 이 기기의 장점 중 하나가 소요비용이었다. 완제품이 아닌 DIY 킷을 구매한다고 가정했을 때 라즈베리파이 제로를 포함해서 총 소요비용이 $50 이하였다고 한다. 이 가격은 MCE2VGA와 GBS-8200 사이에서 합리적인 가격으로 보였었다.
하지만 시간이 흘러 반도체 공급 이슈 등이 발생하면서 상황이 달라졌다. 라즈베리파이를 제외한 CPLD 보드 및 아날로그 보드를 구매하면 비용이 거의 $100에 육박하며(제품 판매처 중 한 곳 Retro Hack Shack 기준), 라즈베리파이 제로는 이 글의 작성시점에 전 세계적으로 물량이 없어 엄청난 비용을 지불하지 않으면 구매하기도 어렵다. 현재는 비용이 RetroTINK 2X-Pro에 가까워 결국 가격 대비 성능이 뛰어나다는 특징이 무너진 것으로 보인다.
