[지식] 디지털 이미지를 이해하는데 기본적으로 알아야 할 개념

디지털 이미지를 이해하는데 기본적으로 알아야 할 개념   화소(pixel) 이미지 구성의 최소단위이며, 이미지를 구성하는 낱낱의 작은 점들을 의미.   해상도(Resolution) 디지털 사진을 모니터 상에서 볼 때 가로 × 세로의 픽셀수를 의미하는 것으로 해상도가 1600×1200이라면 가로의 픽셀수가 1600개, 세로의 화소수가 1200개인 상태로 모니터에 보여진다는 것입니다. 이러한 수치가 크면 클수록 해상도가 높다고 하며, 300만 화소급이란 말은 가로와 세로의 픽셀수를 곱한값이 300만개 정도가 된다는 것입니다.   압축/비압축(Compressed / Uncompressed) 우리가 컴퓨터에서 보는 아이콘이나 이미지등은 일반적으로 크기를 줄여도 이미지에 손실이 없는 파일형식을 가집니다(크기를 늘리는 경우는 다름). 이러한 이미지들을 비압축 파일이라고 합니다. 크기를 줄일 때, 이미지에 손상이 오는 파일을 마치 물체를 압축시키면 모양에 변화가 생기는 것과 같이 이미지 손상(변형)이 생긴다는 의미에서'압축파일'이라고 하고 변화가 없는 파일을 압축되지 않고 원래의 모양(이미지)을 그대로 유지한다는 의미에서 '비압축 파일'이라고 합니다. 그렇다면 크기를 줄여도 이미지에 변화가 없는 비압축 파일을 사용하면 되는 것이지 압축 파일을 사용할 필요가 없지 않을까요? 그것은 압축파일은 원본 상태에서 크기를 줄일 때, 그 용량이 비압축 파일에 비해서 훨씬 작아지게 되기 때문에 사용하게 되는 것으로 요즘과 같이 인터넷같은 통신수단이 등장하면서 대용량의 파일은 전송하고, 전송받기에 좀 더 빠르고 효율적인 사용을 위해 이미지를 압축함으로써 전송이 용이하게 한 것입니다. 또한 많은 양의 이미지를 저장해야 할 경우도 압축형식의 파일들이 유용하게 됩니다. 그러나, 압축 파일은 우리가 일반적으로 모니터등을 통해서 보이는 것은 별다른 차이가 없겠지만 (모니터 자체해상도가 72dpi정도까지 밖에 지원하지 않기 때문) 실제로는 이미지에 많은 변형(손실)이 생긴 상태이므로 이를 출력할 경우 그 품질을 보장할 수가 없습니다. 압축을 크게하면 크게할수록 그 파일의 용량은 작아지지만 그 많은 이미지의 손실로 인해서 이미지 품질은 더 떨어졌다고 할 수 있습니다. 대표적인 압축 파일 형식으로는 JPG와 GIF형식이 있으며, 일반적으로 우리가 인터넷을 통해 보는 이미지의 대부분이 이 두 가지 형식입니다.   컬러 깊이(Color Depth) 해상도만이 이미지의 품질을 결정하는 요소가 아닙니다. 컬러 역시 중여한데 컬러수는 적게는 흑/백 두가지로부터 이론상 무한한 개수가 있습니다만, 문제는 인간의 눈으로 구별할 수 있는 색에 한계가 있다는 것입니다. 초창기의 개인용 컴퓨터는 16가지 색 또는 성능이 좋다면 256가지 정도의 색상을 모니터에 출력할 수 있었으나 현재는 그래픽카드의 눈부신 발전에 따라 24비트의 트루컬러(1670만 컬러)를 구현해 낼 수 있게 되었습니다. 한 개의 이미지안에 얼마나 많은 컬러를 구현해 낼 수 있을까? 이것은 컬러깊이, 픽셀 깊이 또는 비트 깊이에 따라 다릅니다.   비트(bit)와 계조 2개로 이루어진 계단이 있습니다. 아래는 검정색, 위는 흰색을 칠했습니다. 다음은 3단계로 이루어진 계단을 생각해 보기로 하죠. 가운데 계단은 위아래 계단의 중간색인 회색을 칠했습니다. 이런 식으로 계단과 계단 사이를 각 계단에 인접한 위아래의 중간색을 칠하면서 계속 늘려 나간다고 가정해 보기로 할 때, 계단 전체가 하나의 디지털 이미지라면 각 계단의 생삭이 몇 가지인가에 따라 전체 색상을 구성하는 계조가 얼마인 이미지라고 하게 됩니다.   계조란 이와같이 미세한 명암의 변화가 어느 정도인가를 나타내는 기준으로서 2(bit수)의 제곱=계조수 의 등식에서 보는 바와 같이 비트수가 커질수록 계조수는 기하급수적으로 커집니다. 대부분의 디지털 카메라는 R/G/B 각각 8비트의 이미지 처리 능력이 있습니다. 즉 다시 말해서 RED를2의 8제곱해서 256가지색, GREEN을 256가지색, BLUE를 256가지색의 계조로 표현하고 있습니다. 눈으로 보는것과 같은 자연스러운 색상을 구현하기 위해서는 컬러수가 많아야 하는데 컬러 수는 비트수에 따라 결정되고 비트수는 빛(아날로그)을 디지털로 변환시키는 A/D컨버터의 성능에 따라 결정됩니다. 앞에서도 언급했듯이 3개의 색상필터가 각각 8비트라면 구현 가능한 컬러 수는 인간의 눈으로 식별할 수 있는 약680만 색상계조(풀컬러)가 됩니다. 만약, A/D컨버터가 각각의 R/G/B필터당 12비트를 처리할 수 있다면 구현가능한 총컬러수는 2의 (12×3)제곱인 약 68억 컬러가 됩니다. 고급형 디지털 카메라에는 12비트의 데이터 처리능력이 있는 경우도 있습니다면, 이경우 데이터를 처리하기에 너무 벅차서인지 R/G/B 각각의 필터가 12비트로 처리하는 것이 아니라 CCD가 캡쳐한 12비트의 흑/백 이미지를 전용 소프트웨어에서 후처리함으로써 12×3=36비트를 구현하는 방법을 채택하고있습니다. 참고로 이러한 색상정보를 어떻게 저장하느냐에 따라 여러가지 파일형식이 있게 됩니다. 파일형식에 관한 내용은 이미지파일형식과 그 특징들을 참고 하시기 바랍니다.   비트맵형식과 벡터형식 비트맵은 컬러 값을 갖는 가로와 세로로 배열된 여러 개의 점(픽셀)들로 구성된 이미지를 말하며, 비트수가 커질수록 다양한 색상을 재현할 수 있어서, 디지털 사진등의 이미지에 적합. 그러나 섬세한 선이나 현태의 처리를 하는데 있어서는 한개가 있어, 이미지를 확대할 수록 사각형의 픽셀이 눈에 두드러지게 커지는 단점이 있습니다. 픽셀 단위로 이미지 정보를 담고 있기 때무네 파일의 크기도 벡터 이미지에 비해 큽니다. 비트맵 형식을 지원하는 대표적인 소프트웨어로는 포토샵, 페인트샵등이 있습니다. 기하학적 특성을 지닌 벡터라고 불리는 직선이나 곡선의 라인으로 기본 윤곽을 결정하고 그 안을 컬러로 채워 나감으로써 완성된 결과를 얻는 이미지입니다. 벡터 이미지는 고유한 수학정보의 수치로서 이루어진 형태이므로 확대를 해도 비트맵과는 달리 원형이 그대로 유지가 됩니다. 그러나 사용할 수 있는 색상에 한계가 있고, 디지털 포토와 같은 유연한 작품을 만들 수 없다는 단점이 있습니다. 벡터 이미지를 지원하는 대표적인 소프트웨어로는 일러스트레이터, 코렐드로우 등이 있습니다.