해상도 아날로그 사진에서 해상력(Resolving Power)이란 카메라나 확대기 렌즈의 결상 능력또는 필름, 인화지 등의 감광제의 묘사능력을 표시하는 수치 중의 하나였다. 즉, 렌즈 또는 필름 등이 피사체의 세부적인 디테일을 얼마나 자세하게 묘사할 수 있는가를 표시하는 것으로, 렌즈 또는 필름의 해상력은 최종 이미지의 질을 좌우하는 척도로 사용되었다. 해상력을 측정하는 방법은 폭이 같은 흑색과 백색의 선을 일정한 형태로 배열하여 만들어진 챠트(테스트 챠트)를 촬영하여 일정한 크기로 확대 관찰하여 흑과 백으로 구분이 가능한 선의 수로 그 값을 표시한다. | |||||||||||||||||||
PIMA/IT10 디지털 포토 해상도 측정을 위한 테스트 챠트 | |||||||||||||||||||
해상력의 단위로는 lines/mm를 사용하고 다음과 같이 해상력을 산출한다.
촬영 해상력=1/촬영배수 x Pitch 수 * 1피치=흑과 백의 선이 1mm폭에 한 쌍 있을 때. 실제로 해상력은 테스트 챠트의 형태나 흑백의 농도가 갖는 콘트라스트에 의해 달라질 수 있으며 암실 처리 조건에 따라서도 달라질 수 있기 때문에 단순히 해상력의 수치만으로 이미지 세부 묘사 능력을 판단하는데는 어려움이 있다. 디지털 이미지에서 사용되는 해상도(Resolution)란 개념은 아날로그 사진과는 달리 이미지를 구성하고 있는 픽셀의 수를 말하며, 하나의 이미지를 구성하는 픽셀의 수에 따라 고해상도인지 저해상도인지를 판단한다. 다른 점이 있다면 아날로그 사진의 해상력은 1mm 당 선 수(피치)에 의해 판단되고 디지털 이미지의 해상도는 1인치당 픽셀 수에 의해 결정된다는 것이다. 그러나,디지털 이미지 있어서 관련된 각 기기 마다 약간씩 다른 의미로 해상도를 사용하기 때문에 해상도의 개념은 혼동될 수있다. 여기서는 디지털 해상도를 이미지 해상도, 모니터 해상도, 출력 해상도로 나누어 그 개념을 파악해 보자.
이미지 해상도란 앞서 설명하였듯이 아날로그 이미지를 디지털화 할 때 사용된 디지털 변환 장치의 해상도에 따라, 또는 이미지 편집 프로그램에서 디지털 이미지가 만들어지고 저장될 때 결정되며, ppi(Pixel Per Inch)로 표시된다. 디지털 변환 장치에 의해 입력되는 경우에는 방식에 관계 없이 그 이미지의 해상도는 장치의 해상도에 의해 이미 결정된 것이나 다름 없다. 예를 들어 2,048x2,048 픽셀을 지닌 디지털 백을 사용하여 채널 당 12비트로 RGB 이미지를 캡쳐하면 캡쳐된 이미지는 2,048x2,048x36=150,994,944비트이고 이것을 다시 8로 나누어 바이트로 환산하면 18,874,368 byte, 18mb가된다. 따라서 2,048x2,048 픽셀의 디지털 백은 한 번 캡쳐시 18mb의 디지털 파일을 생성한다. 그런데 이 디지털 백의 최대 해상도가 300ppi라면 이미지 한 변의 크기는 (2,048/300)=6.82inch(17.34cm) 해상도가 72ppi라고 하면 (2,048/72)28.4inch(72.25cm)가 된다. 이때 물론 이 디지털 포토의 총용량은 18메가바이트로 동일하므로, 해상도가 달라지면 출력크기도 따라서 달라진다. 모니터는 대략 72ppi의 해상도를 지니고 있으므로 모니터에서 출력시 우리는 이 디지털 포토를 72.25cm의 크기로 출력하여 볼 수 있지만 대부분의 인쇄 출력기는 300ppi의 해상도를 요구하므로 인쇄시 6.82inch크기로 출력된다. 같은 수의 픽셀을 지닌 이미지라도 해상도의 높고 낮음에 따라서 프린트의 크기가 달라질 수 있음을 설명하였는데 반대로 이미지의 크기가 같은 경우 해상도에 따른 차이를 생각해 보면 다음과 같다. 가로x세로가 10cm x 10cm인 이미지화일이 300ppi의 해상도를 가지고 있다면 한 변의 픽셀 수는 (10/2.54)x300=약1,181픽셀이고 화일크기는 (1,181x1,181x24)/8=4,184,283byte 약 4mb가된다.(채널 당 8비트인 경우) 해상도가 72ppi라면 (10/2.54)x 72=약 284픽셀이 되고 용량은 (284x284x24)/8=241,968=약 236kb(채널 당 8비트인 경우). 따라서 같은 크기의 이미지화일이라도 해상도에 따라 총용량이 달라지고( 달리 표현하면 픽셀 수가 달라지고) 이미지 품질에도 차이가 생긴다.(당연히 1인치 당 픽셀 수가 적으면 세부 묘사력이 저하된다.) | |||||||||||||||||||
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1. 72ppi. 300x236(10.58x8.33cm), 208k | 2. 15ppi. 300x236(50.8x39.79cm), 208k | ||||||||||||||||||
디지털 이미지 질은 변환 장치의 최대 해상도에 따라서 이미 결정되어 있으므로, 디지털 포토의 사용 목적과 의도에 맞게 처음부터 필요한 해상도를 결정하고 이를 충족할 수 있는 변환 장치를 사용하여야 한다는 점이다. 예를 들어 인쇄용으로 사용될 15cm x 12cm 크기의 디지털 포토 파일이 필요한 경우 인쇄용 출력기는 대개 300ppi의 해상도를 사용하므로 최대 300ppi의 해상도를 지니고 1,772 x 1,417 픽셀 이상의 이미지 센서를 가진 디지털 카메라를 사용하여야 한다는 것이다. 아날로그 사진의 경우도 마찬가지로 최종 프린트의 크기와 샤프니스 등을 감안하여 사용될 필름의 규격을 결정하듯이 최종 출력물의 목적이나 용도에 따라 사용될 장치나 필름을 미리 결정해야만 한다는 점에서 동일하다. 디지털 변환 장치를 사용하여 디지털화 된 이미지는 컴퓨터로 다운로드 컴퓨터에 입력된 이미지는 1차적으로 모니터에 출력되어 눈으로 이미지를 확인할 수 있다. 즉 디지털화 되어 컴퓨터에 입력된 이미지는 이미지 편집프로그램이나 출력기에 의한 출력에 앞서 가장 먼저 모니터로 출력이 된다. 이러한 모니터의 화면은 미세한 픽셀로 구성되어 있으며 이 픽셀을 통하여 이미지를 표현한다 | |||||||||||||||||||
모니터의 규격=브라운 관의 대각선 길이
17인치 모니터란 브라운 관 대각선 길이가 17인치(약 43.18cm)라는 것을 의미한다. 일반적으로 모니터의 픽셀 해상도는 72ppi로 고정된 것으로 생각하고 있는데 이것은 잘못된 것이고 각 모니터 별로 서로 다른 출력해상도를 가지고 있다. 즉 하나의 모니터에 포함된 전체 픽셀 수를 나타내는 모니터 출력 해상도에 따라 모니터의 픽셀 해상도는 달라지게 됩니다. 모니터 출력 해상도는 다음과 같이 나뉘는데 | |||||||||||||||||||
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대부분의 모니터는 지원하는 해상도 예를 들면 17인치 모니터의 1,024 x768 보다 낮은 해상도인 640 x480, 800 x 600을 같이 지원한다.
모니터에 출력되는 이미지는 모니터와 해상도가 일치한다면 실제와 동일한 크기로 출력되고, 이미지 해상도가 크다면 실제 이미지 크기보다 크게 출력되며, 반대로 이미지 해상도가 모니터 해상도 보다 낮다면 실제 이미지 크기보다 작게 출력된다. 또 모니터의 지원되는 해상도에 따라 같은 크기의 이미지라도 다른 크기로 출력될 수 있는데 예를 들면 하나의 이미지를 17인치 모니터에서 출력 해상도를 640 x 480으로 설정하였을 때 이미지 크기와 1,024 x 768로 설정하였을 때 이미지 크기가 달라진다. 모니터에서 출력되는 컬러 색상 수는 모니터에 이미지를 디스플레이 시켜 주는 역활을 하는 그래픽 카드의 비디오 램 용량에 의해 좌우된다.1,024 x 768 해상도의 17인치 모니터에서 풀컬러(채널 당 8비트, 256컬러)로 이미지 색상을 출력하고자 할 때 필요한 그래픽 카드의 비디오 램 용량은 다음과 같다. 1,024 x 768 x 3 /1,024 /1,024= 약 2.25MB 따라서 2.25MB 이상의 비디오 램만 있으면 17인치 모니터에 채널 당 8비트(풀컬러, 1600만 컬러)로 이미지 색상을 출력할 수 있다. | |||||||||||||||||||
4. 출력 해상도
일반적으로 디지털 이미지 출력에 사용되는 출력기의 해상도를 표시할 때에는 인치 당 도트 수(dots per inch, dpi)를 사용하는데,이것은 도트 방식의 출력기들이 연속톤 방식보다 먼저 일반화 돠었기 때문인 것 같습니다. 디지털 출력기를 사용하여 출력할 수 있는 이미지의 크기는 출력기의 해상도와 디지털 이미지의 픽셀 수에 의해 결정되는데, 다음과 같은 연관성을 지니고 있다. 출력 해상도(dpi) x 출력 이미지 크기 = 이미지 픽셀 수 (dpi x inch = pixel) 예를 들어 2,048x2,048 픽셀을 갖는 디지털 포토를 픽셀과 1:1로 대응하며 300dpi의 출력 해상도를 갖는 풀컬러 프린터로 하드카피 출력을 한다고 할 때 이미지의 크기는 2.048 pixel / 300 dpi = 6.83inch(= 17.34cm), 정사각형의 이미지이므로 크기는 17.34cm x 17.34cm가 된다. 반대로 300dpi 풀컬러 프린터로 8x10 인치의 하드 카피 출력을 하고자 할 때에는 300dpi x 8inch = 2,400 pixel, 300dpi x 10inch = 3,000pixel 따라서 2,400 x 3,000 픽셀의 이미지가 필요하다. 이때 디지털 이미지가 2,400 x 3,000 픽셀보다 적거나 많을 경우에는 그래픽 프로그램에서 이미지 사이즈를 재조정해 주어야만 8x10인치 하드카피 출력물을 얻을 수 있다. 그래픽 프로그램에서 이미지 사이즈를 조절하는 것은 픽셀 수를 고정하고 출력 해상도만 바꾸는 방법과 출력 해상도를 고정하고 픽셀 수를 변경하는 방법이 있는데, 출력물의 크기를 조절하기 위해서는 두 가지 중 한 방법을 사용하거나 아니면 두 가지 모두를 사용해야한다.그러나 문제점은 이러한 이미지 사이즈의 변화가 사진의 질을 저하 시킨다는 것이다.
디지털 이미지의 해상도는 평면적 개념의 해상도와 내적인 해상도로 구분해서 살펴볼 수 있다. 공간적 개념의 해상도란 출력기가 1인치 안에 몇 개의 점을 인쇄할 수 있는가를 나타내는것이고 내적인 해상도는 출력기가 표현할 수 있는 계조의 범위를 의미한다. 디지털 이미지 출력기의 출력 콘트라스트(계조범위)는 그 출력기가 가지고 있는 컬러 정보량에 의해 결정되며,픽셀에서 하나의 픽셀이 가지고 있는 컬러 정보량은 그 픽셀의 비트 수에 의해 결정되는데 이를 비트 심도, 표현할 수 있는 컬러의 수를 의미하는 것이기 때문에 컬러 심도라고도 한다.즉, 픽셀 심도= 비트심도= 컬러심도가 같은 의미로 사용된다. 하나의 픽셀이 채널당 8비트의 컬러 정보를 가지고 있다면 한 채널에서 256 컬러씩 모두 3채널이면 256x256x256=16,777,216 컬러의 표현이 가능하므로,이 디지털 이미지를 디지털 출력기로 출력하고자 할 때 출력기에서 채널 당 8비트를 지원한다면 픽셀이 지니고 있는 컬러 정보와 동일하게 출력할 수 있게 된다. |