[비탄기] 2. 1픽셀은 몇바이트인가요?

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해당 게시글은 문현경님의 [초보 웹 개발자를 위한 학습 안내서]를 참고하여 작성된 스터디 시리즈입니다.

2. 1픽셀은 몇바이트인가요?

▪️ 디지털 이미지란 무엇인가?

픽셀을 이야기하기 위해서는 먼저 디지털 이미지에 대한 설명이 필요하다. 디지털 이미지는 자연계에 존재하는 사물과 장면 등을 이미지 센서를 통해 디지털 값들의 집합으로 표현한 것이다. 이 과정에서 아날로그 신호인 대상체의 빛의 패턴을 샘플링(sampling)과 양자화(quantization)을 통해 전기 신호로 바꾸고, 최종적으로 전압값을 이진수로 바꿔서 메모리에 저장하게 된다. 앞서 공부한 내용에도 나와있듯이, 데이터를 표현하는 가장 간단한 형태는 이진수(binary number)이며, 이 이진수들을 여러개 붙여서 그 조합을 통해 흑백 영상, 컬러 영상 등을 표현한다.

▪️ 픽셀(pixel)

이미지를 이루는 가장 작은 단위를 말한다. 픽셀(pixel)은 이미지를 이루는 점과도 같다. 보통 모니터 해상도를 말할 때 640x480 같은 숫자들을 본적이 있을 것이다. 이 숫자들이 바로 픽셀(pixel)의 개수를 의미한다. 즉, 640x480의 해상도일 경우 아래 그림과 같이 가로 640개, 세로 480개의 픽셀로 이루어진 이미지를 의미한다. 그리고 이미지의 총 픽셀의 갯수는 640x480=307200개이다.

이진 영상(binary image)
디지털 이미지 중 가장 간단한 형태를 말한다. 이진 영상은 각 픽셀(pixel)이 1bit로 이루어져 있으며, 각 픽셀은 오직 밝음(1)과 어두움(0) 두 가지만을 표현한다.

흑백 영상(gray-scale image)
각 픽셀의 밝기 값을 0~255 사이 값으로 표현한 이미지이다. 8bit=1byte의 메모리를 사용한다. 픽셀 값들의 범위가 0~255 사이 값이며, 픽셀의 밝기 값들은 어느 범위에서 표현할지에 따라 흑백 영상의 모습이 달라진다. 가장 작은 범위로 표현한 영상이 바이너리 이미지(0~1사이의 값으로 밝기를 표현)라고 할 수 있으며, 가장 큰 값으로 표현한 범위가 0~255인 8bit로 표현한 흑백 영상이다.

컬러 영상(color image)
컬러 영상은 3개의 채널로 표현된다. 이때 3개의 채널은 빛의 3원색인 빨강(red), 녹색(green), 파랑(blue)이며, 각 채널은 0~255 사이의 값으로 빨강의 정도, 녹색의 정도, 파랑의 정도를 각각 나타낸다.

컬러 영상에서는 각각의 8bit의 기본 컬러 3개를 조합하여, 256x256x256=16,777,216개의 컬러를 만들어낼 수 있으며 8bit(red, green, blue) 3개를 조합하여 총 24bit를 이용하여 컬러를 표현했으며 이를 트루 컬러(True color)라고 부른다. 24bit(RGB : 8bit / 8bit / 8bit) 는 하나의 픽셀당 표현할 수 있는 bit의 크기이다.

즉, 1px(픽셀)을 표현하기 위해서는 1byte(바이트)가 필요하고, 8bit(비트)를 표현하기 위해서는 1byte(바이트)를 사용하기에 1px(픽셀)은 1byte(바이트)라는 결론이 나온다.

참조
디지털 이미지의 표현과 크기 계산법
초보 웹 개발자를 위한 학습 안내서
[모두의 네트워크] - 미구치 카츠야