Rdworks Lab 112 빔 온/오프 신호는 픽셀이 아닌, 스캔 라인을 제어합니다

제 레이저 커터가 거짓말을 했습니다: 오실로스코프로 밝혀낸 4가지 놀라운 진실

서문 (Introduction)

제 RDWorks 소프트웨어가 사진과 3D 각인의 성능을 저하시키고, 기계에서 뽑아낼 수 있는 픽셀 수를 제한하고 있는 것은 아닐까? 이 질문에서 모든 것이 시작되었습니다. 단색으로 고르게 각인되어야 할 부분에 나타나는 미스터리한 점들의 정체를 밝히기 위해, 저는 마침내 먼지 쌓인 오실로스코프를 꺼내 들었습니다. 솔직히 이 분야는 제 전문이 아니라, 마치 맹인이 페라리를 운전하는 모습을 보는 것 같을지도 모릅니다. 하지만 기계가 숨기고 있는 비밀을 파헤치기 위한 가장 확실한 방법이었죠. 한 편의 탐정 수사 같은 이 여정에 여러분을 초대합니다.

1. 빔 온/오프 신호는 픽셀이 아닌, 스캔 라인을 제어합니다

저는 컨트롤러에서 나오는 '빔 온/오프' 신호가 각 픽셀에 맞춰 빠르게 깜빡이는 모습을 보게 될 것이라고 확신했습니다. 그것이 가장 논리적인 추론이었으니까요. 하지만 오실로스코프가 보여준 첫 번째 진실은 제 예상을 완전히 빗나갔습니다. 신호는 각 픽셀마다 켜지고 꺼지는 것이 아니라, 오직 수평 스캔 라인 한 줄이 시작되고 끝날 때만 반응했습니다. 이 발견은 저의 첫 번째 가설이 완전히 틀렸음을 즉각적으로 증명했고, 문제 해결의 방향을 완전히 다른 곳으로 돌려놓는 중요한 첫걸음이 되었습니다.

2. 단색 검정색은 점의 연속이 아닌, 일정한 출력의 '연소'입니다

온/오프 신호가 픽셀을 만들지 않는다는 것이 밝혀졌으니, 남은 전기적 용의자는 단 하나, 바로 출력 신호 자체였습니다. 제 다음 가설은 각 픽셀을 새길 때마다 출력 레벨(PWM 신호)이 순간적으로 급증하는 스파이크가 있을 것이라는 점이었습니다. 그러나 두 번째 테스트 결과는 더욱 의외였습니다. 오실로스코프는 단색 검정 영역을 각인하는 동안 출력이 15%든 55%든 상관없이 놀랍도록 일정한 전력 수준을 보여주었습니다. 물론 20kHz PWM 신호의 미세한 잔류 노이즈가 보이긴 했지만, 제가 예상했던 개별 픽셀에 해당하는 '파워 스파이크'는 어디에도 존재하지 않았습니다.

저는 잘못된 정보를 퍼뜨리는 것을 정말 좋아하지 않습니다. 그런데 이 경우, 이 멋진 픽셀처럼 보이는 스파이크의 원인에 대한 제 추측은 완전히 틀린 것 같습니다.

3. 소프트웨어 미리보기는 현실을 반영하지 않습니다

조사를 위해 체커보드 패턴을 테스트해 보았습니다. RDWorks 소프트웨어는 이 패턴을 가져오면서 흑과 백의 평균을 내어, 화면에 그저 균일한 50% 중간 회색 사각형으로 표시했습니다. 하지만 오실로스코프가 보여준 현실은 완전히 달랐습니다. 스코프 화면에는 기계가 실제로는 뚜렷한 개별 점들을 만들기 위해 빔을 매우 빠르게 켜고 끄는 모습이 명확히 포착되었습니다. 이는 소프트웨어의 화면 표시(WYSIWYG)가 실제 기계의 작동 방식을 전혀 반영하지 못한다는 명백한 증거였습니다.

...이제 우리는 RDWorks의 디스플레이가 실제 세상에서 일어나는 일을 절대로 보여주지 않는다는 것을 명백히 증명할 수 있습니다...

4. 진짜 범인은 전기 신호가 아닌, 기계적 움직임일 수 있습니다

지금까지의 여정을 요약해 봅시다. 단색 검정 영역의 점들이 '빔 온/오프' 신호 때문이라는 가설과 '출력 펄스' 때문이라는 가설 모두 오실로스코프 데이터 앞에서 기각되었습니다. 이제 남은 것은 과거에 가능성이 낮다고 판단하여 기각했던 가설뿐입니다. 바로 스텝 모터가 아주 미세하게 '정지-시작'을 반복하며 움직인다는 것입니다. 이 짧은 멈춤의 순간에 일정한 세기로 나오고 있던 레이저 빔이 한 지점을 살짝 더 깊게 태우면서, 마치 '픽셀'이 찍힌 것 같은 착시를 일으킬 수 있다는 이론입니다. 이제 조사의 초점은 전기나 소프트웨어 문제가 아닌, 기계적인 문제로 옮겨졌습니다.

결론 (Conclusion)

이번 조사를 통해 우리는 몇 가지 중요한 교훈을 얻었습니다. 기계는 우리가 생각하는 것보다 복잡하게 움직이며, 자신의 가설을 끊임없이 의심하고 데이터로 검증하는 것이 얼마나 중요한지 깨달았습니다. 솔직히 말해 제 추측이 대부분 빗나가 조금은 창피한 기분도 들지만, 이제 문제의 진짜 원인에 한 걸음 더 다가섰습니다. 새로운 가설, 즉 스텝 모터의 움직임을 테스트하기 위해 이미 가속도계를 주문했습니다. 다음 세션에서는 이 새로운 도구로 기계의 움직임을 직접 측정해 볼 계획입니다. 여러분은 어떤 '풀리지 않는' 문제에 부딪혀 보셨나요? 어쩌면 더 깊고 근본적인 조사가 예상치 못한 놀라운 해답을 가져다줄지도 모릅니다.