컴퓨터는 이진법으로 데이터 처리… 이미지도 0과 1의 비트열로 저장돼 이미지를 구성하는 기본단위 ‘픽셀’ 색상이 이진법화돼 컴퓨터에 저장 픽셀이 많을수록 해상도도 높아져
우리는 ‘빅데이터’ 시대에 살고 있습니다. 인터넷, 모바일 기기, 소셜네트워크서비스(SNS), 센서 등의 발달로 인해 텍스트, 이미지, 소리, 동영상 등의 데이터가 매일매일 방대하게 생성되고 있습니다. 이러한 데이터는 대부분 컴퓨팅 환경에서 만들어지는데요, 다양한 형식의 데이터 중 이번 지면에서는 이미지가 컴퓨터에서 다뤄지는 방법을 살펴보려고 합니다.
● 0과 1로 이미지를 보여주다
본격적으로 들어가기 전에 퀴즈를 하나 내겠습니다. ‘컴퓨터는 ○○라는 단위를 사용해 데이터를 저장하고 처리한다. ○○는 0 또는 1이 들어갈 수 있는 한 자리를 나타내는 말이다.’ 과연 ○○ 안에 들어갈 말은 무엇일까요. 퀴즈의 정답은 본문 맨 끝에 나옵니다.어떻게 0과 1만 사용해 이미지의 많은 정보를 컴퓨터에 저장할 수 있을까요?
컴퓨터가 보여주는 이미지는 많은 ‘픽셀(Pixel)’이 모여 있는 것입니다. ‘그림의 구성요소(Picture Element)’라는 의미의 픽셀은 이미지를 구성하는 가장 기본 단위로, 사각형 모양의 점입니다. 우리말로는 ‘화소’라고 합니다.
이미지를 이루는 각 픽셀의 색상정보가 0과 1로 변환돼 컴퓨터에 저장되는 것입니다. 픽셀은 단일한 색입니다. 예를 들어, 픽셀을 구성하는 비트의 개수가 1개일 경우 ‘1비트’로 나타낼 수 있는 정보는 0과 1의 두 가지입니다. 0과 1 각각에 흰색과 검은색을 대응시켜 두 가지 색상 정보를 표현할 수 있습니다.
● 이미지가 생생하다=픽셀이 많다
여기서 두 번째 퀴즈를 내겠습니다. 〈이미지 C〉를 보고 아래 질문에 답해주세요. 2. 〈이미지 C〉의 한 픽셀 정보는 1비트의 저장 공간을 사용한다. 이미지는 ○가지 색상으로 표현될 수 있다.
이미지 A와 C의 차이는 이미지를 표현하는 데 사용한 픽셀의 총 개수입니다. 이처럼 이미지를 구성하는 픽셀의 수를 해상도라고 합니다. 해상도는 이미지의 세부 정보를 표현하는 정도로, 해상도가 높을수록 더 많은 세부 정보를 나타낼 수 있기 때문에 더 자연스러운 표현을 할 수 있습니다.
컴퓨터에 저장된 이미지를 사람이 볼 때, 모니터나 휴대전화 화면 등의 출력장치를 이용합니다. 이러한 화면에서도 픽셀과 해상도의 개념이 사용됩니다. 모니터의 해상도는 바로 이 픽셀의 수입니다. 모니터의 물리적인 크기가 아닙니다.
같은 크기(물리적인 크기가 같다)의 두 개의 모니터가 있을 때, 하나는 100개의 픽셀을 사용하고 다른 하나는 1000개의 픽셀을 사용하는 경우를 생각해 볼까요? 어떤 경우 이미지가 좀 더 선명하고 정교하게 표현될까요? 이미지 A와 C를 비교해 알 수 있듯 같은 면적에 픽셀이 많이 밀집돼 있을수록 이미지의 세부 정보를 더 많이 나타낼 수 있어 좀 더 자연스러운 표현이 가능합니다.
퀴즈 정답
첫 번째 답: 비트
두 번째 답: 100개, 2가지, 100비트
김학인 한성과학고 교사