elsa in mac

와콤 intuos 3 (PTZ-930)를 사용한 액정 타블렛 자작(DIY) - Final - 떨림 잡기.. 본문

소소한 일상/액정 타블렛 DIY

와콤 intuos 3 (PTZ-930)를 사용한 액정 타블렛 자작(DIY) - Final - 떨림 잡기..

elsa in mac 2017. 5. 23. 22:35

Intuos 3 와콤 타블렛을 이용하여 액정 타블렛(일명 액타)를 자작하는 연재의 마지막 포스트 입니다. 

앞서 살펴 보았듯이, Intuos 3를 액타로 만드는 원리는 간단합니다. 상판을 따내고, 펜의 위치와 버튼 눌림을 감지하는 센서보드 위에 LCD 혹은 LED 액정을 올린 후, 컴튜터와 연결하기 위한 AD 보드를 연결하면 끝나게 됩니다. 

하지만, LCD 액정에서 발생하는 전자기장의 영향으로 실제 사용에서 펜의 위치가 떨리거나 오동작을 유발시킨다면, 아무 의미가 없겠죠.. 따라서, 이 전자기장의 영향을 최소화 시키는 것 즉, 떨림을 잡는 것이 액타 자작 성공의 마지막 키워드가 됩니다.  무수히 많은 액타 DIY 제작자들이 떨림을 잡기 위해 다양한 고민과 방법을 시도 했지만, 각 DIY 액타 구성의 소재와 사용 부품이 다르기 때문에 확실하게 정해진 방법은 존재하지 않습니다. 

설사 기 성공한 DIY에 적용된 제품과 부품을 그대로 똑같이 구성을 했다 하더라도 마찬가지로, 소위 무 떨림 혹은 동일한 수준의 떨림 결과를 얻을 수 없을 수 있습니다. 이유는 각자 사용하는 컴퓨터의 그래픽카드가 다르고, 사용하는 AD 보드가 다를 수 있고, 펌웨어가 달라졌을 수도 있으며, 액정의 연식이나 타블렛/액정 등에 포함된 부품들의 내제된 오차 허용 범위가 모두 다를 수 있기 때문 입니다. 하다 못해 각자 사용하는 펜 마져도 동일한 제품일 망정 작지만 각각 오차는 다 다를 수 있습니다. 

따라서, 액타를 사용하는 자신의 환경에서 각자, 최적의 무 떨림 환경을 만들기 위한 작업을 해야만 합니다.  다행히 특별한 추가 작업 없이도 애시당초  떨림이 전혀 없다면 하늘이 도운 것이지만, 떨림이 있다면 조치를 취해야 하며, 만일, 액타를 자작하시면서, 떨림을 잡기 위해 이 포스트를 참고 하시고 계시다면, 아래에 제가 설명한 방법 또한 단순히 참고사항 정도 밖에는 되지 않을 수 있다는 점을 염두에 두고 보셔야 합니다. 


일단, 아래는 제가 처음 작업을 마친 상태에서의 떨림 정도를 보여 줍니다. 

떨림이 꽤 있죠, 아래는 화면 하단의 Dock 부분으로 소위 말하는 "무한 클릭" 현상이 벌어지는 것을 볼 수 있습니다. 

이번엔, 떨림을 잡고 난 후 입니다. 

위의 떨림이 있던 부분과 동일한 위치로 거의 떨림이 없는 것을 볼 수 있습니다. 물론, 화면 하단의 Dock 부분에서도 무한클릭 현상은 발생하지 않습니다. 

물론 이렇게 떨림을 잡는데에는 꽤 많은 시간이 걸렸는데요.. 일단 이미 알려진 떨림잡기와 관련된 알려진 방법과 그 결과를 정리해 보면 다음과 같습니다. 

1. LCD 패널의 금속 가이드(= 테두리) 제거 여부 - 효과 없음
2. 와콤 센서보드의 외각의 회로 부분에 대한 알루미늄 혹은 동 테이프 차폐 처리 - 효과 없음
3. LCD 패널의 백라이트가 LED가 아닌 CCFL 일 경우 - 확인 불가 (LED 백라이트로 교체 해 보지 않음)
4. LCD 패널에 붙어 있는 컨트롤 보드의 그라운드 접지 - 효과 없음
5. AD 보드의 주파수 변경 - 효과 만땅

제 경험 상 AD 보드의 주파수를 변경하는 것을 제외한 그 어떤 떨림 방지 대책도 실험을 해 본 결과 큰 효과가 없다는 것을 알 수 있었습니다. 아주 미묘하게 효과가 있을지는 모르지만 큰 효과가 없었습니다.  물론 이 결과는 사용하는 타블랫의 모델과 LCD 패널, AD보드에 따라 다를 수도 있습니다.  

자 그럼, 지금부터는 AD보드의 주파수를 변경하는 것과 관련하여 자세히 알아보도록 하겠습니다.  일단 아래 과정은 iMac 5K(late 2015)에서 HDMI로 AD보드와 연결한 경우 입니다. 

일반적으로 LCD 액정에 대한 AD 보드 소위 "만능보드" 라고도 불리죠.. AD 보드를 컴퓨터와 HDMI나 DVI 혹은 RGB 케이블로 연결한 후, 보면, 해상도가 무엇이던 60Hz로 붙습니다.  Mac에서 외부 모니터애 대한 주파수나 해상도를 디테일하게 변경 하려면, SwitchResX 앱이 거의 유일한 대안 입니다. 이 앱을 안쓰고도 주파수나 해상도를 바꾸는 방법이 있기는 하지만, 대단히 많은 시간이 걸립니다. 다행히, Trial 버전을 설치 하면, 최대 2개 까지 사용자 설정을 할 수는 있습니다. 

위의 스샷은 SwitchResX 에서 Custom Resolution을 생성하는 설정 화면의 예로, Pixel clock 부분을 바꾸면, Vertical Scan rate가 바뀌게 됩니다. 물론, Horizontal Scan rate도 함께 바뀌게 되는데, 우리들이 일반적으로 부르는 모니터 주파수라는 것은 Vertical Scan rate를 의미 합니다.  즉, 기본 60Hz를 기준으로 Pixel clock을 0.1 ~ 0.2 MHz 단위로 Vertical Scan rate 55Hz ~ 75Hz까지 바꿔가면서 떨림이 가장 적게 나타날 때의 Pixel clock을 찾는 것이 핵심 입니다. 

55Hz ~ 75Hz 범위는 AD보드가 지원하는 주파수 범위에 따라 다를 수 있는데, 더 높은 주파수까지 지원한다면 확인할 범위는 더 눌어나게 됩니다.  높다고 좋거나 낮다고 좋아지는 특정한 경향은 없습니다. 어떤 분들은 55Hz 부근에서 잡았다고도 하고, 어떤 이는 61Hz, 또 어떤 이는 68Hz 부근 등 다 다릅니다.  저의 경우에는 위와 같이 72 Hz 부근에서 최적의 주파수를 찾을 수 있었습니다.  Pixel Clock 기준으로 0.2 step씩 바꿔가며 확인을 하면, 매우 많은 시간이 걸리겠죠.. 일단은 러프하게 잡고, 그 다음 디테일하게 스캔해야 합니다.  저의 경우에도 최적의 주파수를 찾는데 대략 1주일 정도가 걸렸습니다. 저녁 때 귀가 후 시간이 날때 마다 몇 번씩 시도 하면서 잡은 것이죠...

자.. 문제는 단순히 Pixel Clock의 숫자만 바꿔서 최적의 주파수를 찾아야 하는 것이 아니라, 일단 Pixel Clock 조정으로 최적의 주파수를 찾았다면, 이번에는 아래와 같이 Vertical 쪽의 Front porch와 Sync width, Back porch 값을 조정해야 한 다는 점 입니다. Pixel clock 조정 만으로 최적의 결과를 얻었다면, 다행이지만 그럼에도 불구하고 떨림이 만족스럽지 않다면, 위의 3가지 값을 변경하면서 찾아야 합니다.  참고로 이들 값을 변경한다고 Pixel Clock이 바뀌지는 않습니다. 단, Scan Rate는 바뀝니다. 

정말 성미가 급한 분들은 액타 DIY는 꽤나 고통스러운 작업이 될 수도 있습니다. 사실 떨림을 잡는 시간이 액타 자체를 만드는 시간보더 더 많이 소요 됩니다. 

어찌되었던 여차저차 해서 최적의 주파수를 찾았다면 액타 자작은 성공하신 셈 입니다. 짝짝....

아래는 iMac 5K와 관련된 특수한 상황에서의 문제와 그 해결방법에 대한 것입니다.  iMac과 연결해서 사용하지 않거나 특별한 문제가 없다면, 이하의 내용은 읽으실 필요가 없습니다. 


iMac 5K에서 외부 모니터 연결에 따른 마우스 커서 고스트 현상

자작 액정 타블렛을 iMac 5K에 물렸을 때, 해상도는 제대로 잡혀 올라오지만, 마우스 커서의 위치에 따라 마우스 커서가  나타났다 사라졌다 하는 고스트 현상에 대한 해결 방법 입니다.  일단 아래는 고스트 현상을 찍은 겁니다. 

보시는 바와 같이 마우스 커서를 움직여 보면, 커서가 어긋나 있는 것은 물론, 보이다 안보이다 합니다. 위에서는 타블렛 팬으로 했지만, 일반 마우스를 이용해서 움직여도 동일한 현상이 발생합니다. 웃긴 건 마우스 커서가 어긋나서 나타날 뿐 실제 마우스포인트는 펜촉 끝 위치 라는 것 입니다. 

이 문제를 해결하는 첫번째 방법은 "시스템 환경 설정" > "디스플레이"를 열고, 아래와 같이 "디스플레이 미러링" 상태로 해 놓은 상태에서, 

내장 Retina 디스플레이 설정 화면에서 "다음에 최적화" 옵션을 "내장 Retina 디스플레이"로 변경하는 것 입니다.  변경을 하면 화면이 깜박거리며 해상도가 변경되고, 이 후, 다시 "디스플레이 미러링"을 풀어 주면, 마우스 고스트 현상이 사라지게 됩니다. 

문제는 iMac을 껏다가 켜서 액타를 연결하면 위와 같은 작업을 계속 해줘야 한다는 점 입니다.  네.. 해결 방법은 존재하나 매번 저렇게 해줘야 하기 때문에 번거롭습니다. 

이 문제가 왜 발생하는지 그 원인은 명확하지 않지만, iMac 5K의 내장 디스플레이는 HiDPI로 설정되어 있고, 외부 모니터는 HiDPI로 설정되어 있지 않기 때문인 것으로 예상됩니다.  나중에 알게 된 것이지만, 외부 모니터 그러니까 액정타블렛의 해상도를 HiDPI 모드로 기본 설정했을 경우에는 마우스 커서의 고스트 현상이 발생하지 않습니다. 

즉, 해결 방법은 자작 액정 타블렛에 전원이 인가되어 iMac 5K의 외부 모니터로 붙을 때, HiDPI 모드로 붙도록 하면 되는데, 이것은 SwitchResX를 사용하면, 가장 최근에 사용했던 해상도로 시작할 수 있기 때문에 HiDPI 모드로 설정하고 사용하면 그냥 간단히 해결되는 문제 입니다. 

문제는....

HiDPI 모드라는 것이 AD보드에서 제공하는 기본 모드의 scaling 해상도라는 것으로, 기본 모드 주파수인 60Hz 기반 하에 scaling을 해서 HiDPI모드가 적용된다는 점입니다. 다시 말해, 떨림을 잡기 위해 찾아낸 주파수를 사용한 모드가 아닌 60Hz로 HiDPI 모드가 활성화 되기 때문에 마우스 고스트 현상은 해결할 수 있지만, 거꾸로 떨림 현상을 잡을 수 없게 됩니다. 

이론적으로 보면, 떨림을 잡기 위해 찾아낸 최적의 주파수로 HiDPI 모드를 설정할 수 있다면, 그러니까 위의 예를 들자면, 1600 x 1200 해상도에서 72.174Hz로 HiDPI 모드를 기본 모드로 설정할 수 있다면, 이 두 문제를 모두 해결할 수 있게 되겠죠.. 

이 이론은 실제 반영할 수 있습니다. 단 이것을 실현하기 위해서는 가상머신을 이용하던 아니던, Windows를 사용할 수 있어야만 합니다.  이유는 AD 보드를 위한 EDID 정보를 수정해야 하기 때문입니다. 

외부 모니터의 EDID 정보 바꾸기

SwitchResX를 통해 자작 액타의 EDID 정보를 뽑아 보면, 아래와 같은 정보를 확인할 수 있습니다. 

초기 EDID 정보.txt

macOS는 외부 모니터가 연결되면, 모니터 케이블을 통해 AD 보드로 부터 EDID라는 바이너리 데이터를 참조 합니다.  EDID는 Extended Display Identification Data(확장된 디스플레이 식별 데이터)의 약자로 iMac에 포함된 그래픽 카드는 모니터가 연결되면, 이 정보를 모니터로 부터 읽어들이고, 이 정보를 기준으로 화면 정보를 뿌려 주게 됩니다. EDID에는 해상도, 화면 크기, 제조사, 제조 일시, 컬러 정보 등이 포함되어 있죠...  

하지만, macOS가 매번 모니터로 부터 이 EDID 정보를 읽어오는 것은 아닙니다. 특정한 폴더 위치에 해당 모니터에 대한 EDID 정보가 파일형태로 저장되어 있다면, 이 정보를 참조하게 됩니다, SwitchResX를 이용하여 Custom Resolution 을 생성하게 되면, 이 파일이 만들어지게 되는데, Sierra를 기준으로 보면, 해당 위치는 /시스템/ 라이브러리/ Displays/ Contents/ Resources/ Overrides 폴더 밑이 됩니다.

위의 스샷을 보면, SwitchResX에서 액정 타블렛의 정보를 확인한 것인데, 외부 모니터 이름은 "ELSA - 72Hz" 이고, 제조사는 ROW - 49F7, Product 넘버가 0 인것을 확인할 수 있습니다. EDID가 저장되는 폴더를 가보면, 아래와 같이 동일한 Vendor ID의 폴더가 있는 것을 확인 할 수 있습니다. 

폴더에 들어가면, SwitchResX가 생성한 EDID 정보파일이 하나 들어 있는 것을 확인할 수 있는데, Text Editor로 열어 보면 아래와 같은 내용을 확인할 수 있습니다. 

XML 형식의 파일인데, EDID 정보는 <data>AP///////... 바로 이 부분 입니다. 위에서 보면, 매우 긴 한 줄이죠. 의미를 알 수 없는 매우 긴 영문과 숫자의 스트링으로 보이는 이 정보는 사실은 16진수인 Hex값을 base 64라는 방식으로 표현한 것입니다. 즉, 본질은 바이너리 데이터 입니다. 

위의 EDID 정보를 해석한 것이 위에 첨부한 초기 EDID 정보,txt 라는 파일의 내용 인 셈입니다.  EDID 데이터는 VESA에서 규정한 EDID 포멧으로 표준화 되어 있으며, 각 비트 혹은 바이트 마다 그 의미를 갖게 됩니다. 

이 포스트에서 이 EDID 포멧을 다 알아볼 필요는 없을 것 같습니다. 사실은 몰라도 기계적으로 수정할 수 있는데, 바로 EDID Viewer 혹은 EDID Editor 또는 EDID Generator라는 소프트웨어들이 있기 때문입니다. 앞서 Windows가 필요하다고 말씀 드린 이유가 바로 이들 소프트웨어가 대부분 windows 소프트웨어들 이기 때문입니다. 

즉, EDID Editor를 이용하여, EDID 데이터를 생성하고, 이 데이터 hex 정보를 base 64로 변환한 후 SwitchResX가 만들어 놓은 액정타블렛의 AD 보드에 대한 EDID 파일을 수정하면, 기본 모드의 주파수를 60Hz가 아닌 떨림을 잡은 주파수로 변경할 수 있는 것입니다. 이렇게 변경을 해 놓으면 iMac이 부팅 시에 실제 AD 보드로 부터 EDID 정보를 갖고 오지 않고, 저장된 EDID 정보(수정된...)를 참조하기 때문에 60Hz가 아닌 사용자가 수정한 주파수로 기본 모드를 설정하게 되고, 이 상태에서 HiDPI 모드 즉 scaling 모드를 사용하게 하면 마우스 고스트 현상과 액타의 떨림 현상을 모두 해결할 수 있게 되는 셈 입니다. 

제가 사용한 EDID Editor는 Deltacast의 E-EDID Editor라는 무료 소프트웨어 입니다. 

프로그램 다운로드 , 설치 후 실행을 하면 아래와 같습니다. New 버튼을 눌러 새로 작성을 해 줍니다. E-EDID 버전은 1.3으로 선택해 줍니다. 

첫 번째 섹션은 General / Video Input Definition / Feature 항목으로, HDMI 로 연결한다는 가정하에 설정항목을 설명 드립니다.

Vendor & Product ID
Manufacturer ID : 제조사 아이디 3글자 - 아무거나..
Product ID : SwitchResX에서 확인한 Vendor ID와 동일 (위의 예에서는 49F7)
Serial Number : 0
Year : 원하는 년도
Week : 원하는 주
Gamma : 2.2

Video Input Definition
Digital 설정, DFP 1.x compatible은 체크하지 않음.

Screen size 
화면의 사이즈로 LCD 패널의 Active Area 사이즈를 넣어 줍니다. LCD 패널의 데이터 시트를 참조해야 합니다. 제가 사용한 LCD 패널은 HV150UX1-100으로, 데이터 시트를 보면, 아래의 정보 입니다.  

입력 단위가 Cm 이므로 H : 30, V : 22 설정.

Feature Support
StandBy Mode : Check
Suspend Mode : Check
Active Off / Very Low power..  : Check
Color Type : RGB Color
sRGB : Check
Default GFT : Check
Preferred Timing Mode : Check

다음은 두 번째 섹션인 Color / Established I & II 에 대한 설정 입니다.

Display x,y Chromatically 
이 부분의  Red x, Red y, ~ White x, White y는 LCD 패널의 데이터 시트를 참조 합니다. 아래는 HV150UX1-100의 데이터 시트의 관련 내용 입니다 

Established Timing I & II
별 의미는 없으며 1 ~ 2개 정도 그냥 Check 해 줍니다. 

다음은 세 번째 섹션인 Standard Timing 설정 입니다. 

Timing 1 만 Enable 체크 하고, H.Active Pixel에 LCD 패널의 수평 픽셀 수를 넣어 줍니다. HV150UX1-100의 경우 1600 x 1200 픽셀 이므로, 1600을 넣어 주고, Refresh는 72(떨림 최적 주파수, 소수점 이하는 입력할 수 없음), Aspect Ratio는 패널의 가로 세로 비율로 HV150UX1-100의 경우 4:3 패널 이므로 4:3으로 설정 했습니다. 

다음은 네 번째 섹션인 Detailed Timings / display Description 에 대한 설정 입니다.

이 부분이 실질적으로 가장 중요한 핵심 부분으로, Block 1에 대해서만 설정을 해 줍니다. 위에 보시는 바와 같이 Timing 설정을 SwitchResX에서 찾은 최적 주파수 설정치와 동일하게 넣어 줍니다.  Sync Signal Definition부분은 Digital Separate를 선택하거, V Sync Polarity와 H. Sync Polarity는 Check 하지 않습니다. 

여기까지 입력이 끝났다면, 저장을 해 주고, Tools > Hexa Editor를 선택해 줍니다 그러면, 아래와 같은 창이 뜨면서, 지금까지 설정한 옵션과 정보로 부터 EDID 바이너리 hex 정보를 표시해 줍니다. 

이 정보를 Drag 한 후, CTRL-C로 클립보드에 복사를 합니다. 다음, 생성된 Hex 정보를 Base 64 포맷으로 변경해야 하는데, Tomeko.net 홈페이지를 가면, 아래와 같이 hex 정보를 base 64로 변환시킬 수 있는 서비스를 이용할 수 있습니다. 

위와 같이 복사한 EDID hex 정보를 1번 란에 붙여 놓은 후, 2번 Convert 버튼을 눌러 base 64로 변환한 다음 빨간 박스의 Output 결과 전체를 복사합니다. 

마지막으로 위에서 언급한 SwitchResX 가 만들어 놓은 EDID 정보 파일의 <data> </data> 부분을 위에서 복사한 output 정보로 바꾼 후 저장해 주면 됩니다. 

이제 부팅을 한 후에 SwitchResX로 액정 타블랫의 외부 모니터 정보를 보면, 아래와 같이 모든 가용 해상도의 정보에 주파수가 72Hz로 변경되어 있는 것을 확인할 수 있습니다. 

Export EDID로 추출을 해 보면, 아래와 같이 EDID Editor로 입력한 내용이 그대로 반영이 되어 있는 것을 확인할 수 있습니다. 

이제 마지막으로 SwitchResX에서 HiDPI 모드를 설정하는 방법 입니다.  HiDPI 모드를 만드는 방법은 간단합니다. Scaled resolution을 선택하고, 자신이 만들고자 하는 해상도의 2배를 곱한 값을 아래와 같이 Scale to에 넣으면 됩니다. 예를 들어 1600 x 1200 해상도의 HiDPI 모드를 만들고자 한다면, 1600의 두 배인 3200, 1200의 두 배인 2400을 넣은 후 만들면 됩니다. 

생성한 후 정보를 보면 아래와 같습니다. 

위에 보시는 바와 같이 1600 x 1200 72Hz의 HiDPI 모드가 만들어 진것을 확인할 수 있으며, 더블 클릭하여 상세 정보를 보면, 기본 모드인 1600 x 1200 @ 72.174Hz를 기반으로 Scaling 해서 만들어 졌다는 것을 알 수 있습니다. 

여기까지 해서 iMac 5K에서 EDID 정보를 수정함으로써, 자작 액정 타블렛의 마우스 커서 고스트 현상과 떨림 문제를 거의 완벽하게 해결하는 방법을 알아 봤습니다.  제가 몰라서 그렇지 더 쉬운 방법도 있을지 모르겠네요...


이 연재의 처음에 언급했듯이, 최근에는 와콤 신티크를 대치할 만한 보다 저렴한 가격의 액정 타블렛들이 많이 나와 있습니다. 와콤이 판매하는 제품의 작게는 1/2에서 크게는 1/3 까지 낮은 가격으로 액정 타블렛을 구매할 수 있죠..  물론 아이패드 프로와 같이 Stylus를 지원하는 타블렛 제품들도 매우 많이 나와 있습니다. 하지만, 여전히 와콤의 기술력은 단순히 H/W에 국한되지 않으며. 와콤의 소프트웨어는 여전히 경쟁사들을 압도하고 있고, 수 많은 대 다수의 드로잉  어플리케이션들 또한 와콤 타블렛을 기준으로 삼고 있는 것이 현실 입니다.  최신은 아니지만 와콤 타블렛을 이용한 액정 타블렛 DIY는 그래서 아직 매리트가 있다고 개인적으로 생각 합니다.  

꽤 많은 시간을 할애하여 포스팅을 했고.. 누군가에게는 작은 도움이 될 수도(?) 있을 거라 생각이 됩니다.  끝으로 액정 타블렛 자작에 관련한 보다 많은 자료는 아래의 링크들을 참조하시면 궁금한 거의 모든 정보들을 찾으실 수 있을 겁니다. ^^   액정 타블렛 제작과 관련된 보물 같은 정보들 이죠...    

네이버 카폐 - 순돌이네 액정타블렛
Bongofish Forum (영국)

개인 블로그 - 자작 씬티크 1호 제작기
개인 블로그 - 22인치 자작 액정타블렛 완성 및 제작기
개인 블로그 - PTK 1240과 LP201WE1 패널을 조합하여 20.1인치 액정타블렛 만들기 

그 밖에 Google 등에서 Homemade Cintiq 혹은 DIY Cintiq 등으로 검색하시면 해외 유저들의 자작관련 정보를 확인하실 수 있습니다. 

긴 글 읽어 주셔서 감사드립니다. ^^


  


공유하기 링크
Comments