1 4 장 이미지와 그래픽 멀티미디어의 이해

2 4.1 이미지와 그래픽의 기본개념  픽셀의 이해  컬러모델  해상도  이미지와 래스터 / 벡터 그래픽

3 픽셀의 이해  시각적 정보 인간이 받아들이는 정보 중 시각적 정보는 전체 정보 중 상당 부분 멀티미디어 디자인에서 가장 중심적인 위치 차지 이미지 그래픽 이미지와 그래픽의 합성  기본 개념 Pixel: Picture Element 의 합성어, 화면을 구성하는 가장 기본이 되는 단위 이미지는 픽셀의 집합으로 표현, 비트맵 (Bitmap) 방식으로 저장장치에 기록 4.1 이미지와 그래픽의 기본개념 비트맵 표현

4  색상의 수 각 픽셀은 Red, Green, Blue 의 값을 적절히 배합시켜 색을 표현 색상의 수는 픽셀당 비트에 비례 : 2 k 개 색상 4.1 이미지와 그래픽의 기본개념 비트 의 수 표현가능한 색상의 수 비고 12 (2 1 ) 흑백 416 (2 4 ) 팔레트 사용 ( 인덱스 컬러 ) 8256 (2 8 ) 팔레트 사용 ( 인덱스 컬러 ) (2 16 ) 하이컬러 (R:G:B = 5:5:5) 2416,777,216 (2 24 ) 트루컬러 (R:G:B = 8:8:8) 32 16,777,216 (2 24 ) + 8 비트 알파채널트루컬러 + 알파채널

5 4.1 이미지와 그래픽의 기본개념 1 비트 이미지 4 비트 이미지 8 비트 이미지 16 비트 이미지

6 컬러 모델 (Color model)  어떤 특정 상황에서 컬러의 특징을 설명하기 위한 방법 하나의 컬러 모델을 사용하여 컬러의 모든 성질을 설명 못함 따라서, 여러 종류의 컬러 모델을 정의하여 상황에 따라 사용  컬러모델의 종류 RGB, CMY, HSV 등 보통 세가지 요소를 사용하여 색을 표현하므로 3 차원 좌표 시스템 에 대응시켜서 각 색상을 하나의 점으로 표시 4.1 이미지와 그래픽의 기본개념

7 RGB(Red, Green, Blue) 모델  가산 모델 (additive model) 빛의 삼원색 ( 적색, 녹색, 청색 ) 이 기본색이 되는 컬러 모델 기본 색 세가지를 더하여 새로운 컬러를 생성 → 더해질 수록 흰색 사용 : 빛의 성질을 이용하여 컬러를 표현하는 곳, CRT 모니터 등 4.1 이미지와 그래픽의 기본개념

8 CMY(Cyan, Magenta, Yellow) 모델  감산 모델 (additive model) 빛의 혼합에 의해 발생한 2 차 색상들을 기본으로 하는 컬러 모델 색의 삼원색 Cyan, Magenta, Yellow 는 Red, Green, Blue 와 보색 물감, 잉크 등의 성질을 이용하는 컬러 프린터나 인쇄 등에 사용 CMYK 모델을 많이 사용 : K(Kappa) - 검은색  CMY 를 섞으면 검은색이 생성되지만 만족스럽지 못하며 잉크낭비 4.1 이미지와 그래픽의 기본개념

9 HSV or HSB 모델  인간의 직관적인 시각 모델과 흡사 색상 (Hue), 채도 (Saturation), 명도 (Value 또는 Brightness) 의 세가 지 속성을 이용 인간은 128(H) * 130(S) * 23(B) = color 구별  RGB 모델, CMY 모델, HSV 모델들 사이에는 변환이 가능 4.1 이미지와 그래픽의 기본개념

10 인덱스 컬러 (Indexed Color)  팔레트, 색상 보기표 (CLUT : Color Look-Up Table) 이용 팔레트 ( 색상보기표 ) 에 미리 정의된 색상을 사용하여 이미지 표현 화면상의 한 점은 팔레트의 번호 ( 인덱스 ) 를 갖고 있으며, 여기에는 그 점이 나타낼 색상의 RGB 값이 기억되어 있음 사용자가 임의로 정의하여 사용할 수도 있음 4.1 이미지와 그래픽의 기본개념

11  사용할 수 있는 색상의 수가 제한된 시스템에서 사용 보통 8 비트에서 총 256 color 사용 사용이 가능한 색상의 수가 제한되므로 색 변화가 일어날 수 있음 4.1 이미지와 그래픽의 기본개념

12 해상도 (Resolution)  장치 해상도 (Device resolution) 단위 길이당 표시할 수 있는 픽셀 또는 점의 수로 표현 인치 (inch) 를 단위 길이로 많이 사용, 이 경우 해상도의 단위는 dpi(dot per inch) 프린터, 스캐너 : 300~700 dpi 이상, 모니터 : 85 ~ 120 dpi 이상  이미지 해상도 (Image resolution) 장치와 무관한 이미지 자체의 해상도, 전체 픽셀의 수 ( 또는 가로 세로 픽셀 수 ) 로 표현 디스플레이, 카메라, 이미지 등의 해상도에 적용 4.1 이미지와 그래픽의 기본개념

13 이미지와 래스터 / 벡터 그래픽  래스터 (Raster) 그래픽 픽셀단위로 저장하는 방식 → 이미지, 정지화상 화면을 확대할 때 화질이 떨어진다. : 계단현상 파일의 크기는 해상도에 비례 칠하기 도구 (Painting tool), 사진편집도구에서 사용하는 방식 4.1 이미지와 그래픽의 기본개념 확대 ⇒

14  벡터 (Vector) 그래픽 점, 선, 곡선, 원등의 기하적 객체 ( 즉, 그래픽 함수 ) 로 표현되므로, 화면 확대시 화질의 변화가 없다. 일반적으로 파일의 크기가 래스터 그래픽 방식에 비해 작다. 그리기 도구 (Drawing tool) 에서 점 / 선 / 원 / 다각형 등 기하 객체 생성  일러스트레이션 (illustration), 3D 그래픽, 애니메이션 등에 적합 4.1 이미지와 그래픽의 기본개념 확대 ⇒ 래스터벡터

입력장치  스캐너  디지털 카메라  펜 입력장치

출력장치  CRT 모니터  프린터

이미지의 처리와 압축  이미지의 디지털화  이미지 필터링  이미지의 압축

D/3D 그래픽스  문자 폰트  2D 그래픽스  3D 그래픽스

19 문자 폰트 (Character Font)  래스터 폰트 (Raster Font, Bitmap Font) 글자를 표현하기 위해 픽셀들의 위치를 기억 ⇒ 비트맵 장점 : 화면에 빠르게 디스플레이 단점 : 확대 시 계단 현상이 나타남 저해상도 프린터 / 디스플레이 기기에 사용 4.5 2D/3D 그래픽스

20  벡터 폰트 (Vector Font) 선의 종류 / 좌표와 그에 따른 인수들을 기억 장점 : 확대 시에도 깨끗한 글자를 유지 단점 : 계산이 필요하므로 디스플레이 시간이 더 소요 현재 윈도우 및 프린터는 대부분이 벡터 폰트 I am VECTOR Font I am VECTOR 4.5 2D/3D 그래픽스

21 2D 그래픽스 기법  디더링 (Dithering) 제한된 수의 색상들을 섞어서 다양한 색상을 만들어 내는 기법 현재 팔레트에 없는 컬러를 유사한 컬러의 패턴으로 표현  픽셀당 일정한 비트 수의 이미지를 더 낮은 비트의 이미지로 변환 가능  팔레트를 지원하는 대부분의 그래픽 소프트웨어에서 기본적으로 지원 CMY/CMYK 컬러 프린터에서 사용 4.5 2D/3D 그래픽스 원본 이미지 256 컬러로 디더링된 이미지 컬러 프린터에서 디더링

22  Photoshop 에서의 디더링 디퓨전 (Diffusion) : 점들을 임의로 흩어 놓아 자연스런 색을 표현 패턴 (Pattern) : 점들을 특정 패턴에 따라 색을 섞어 만드는 방식  그레이 이미지의 디더링 회색을 검은색과 흰색의 점을 섞어 표현 가능 4.5 2D/3D 그래픽스

23  앤티앨리어싱 (Antialiasing) 물체 경계면의 픽셀을 물체의 색상과 배경의 색상을 혼합해서 표 현하여 경계면이 부드럽게 보이도록 하는 기법 앤티앨리어싱을 사용한 경우 훨씬 부드럽게 느껴짐

24 3D 그래픽스  3 차원 그래픽스의 가장 큰 목적은 실감 효과 실세계에 존재하지 않는 물체를 입체적으로 표현 가능  3 차원 그래픽 생성과정 물체의 기하학적인 형상을 모델링 (Modeling) 3 차원 물체를 2 차원 평면에 투영 (Projection) 생성된 3 차원 물체의 색상과 명암을 그리기 (Rendering) 4.5 2D/3D 그래픽스

25  모델링 (Modeling) : 3 차원 좌표계로 모양을 표현하는 과정 와이어프레임 (Wireframe) 모델 다각형 표면 (Polygon Surface) 모델 솔리드 (Solid) 모델  3 차원 스캔에 의한 모델링 실제 사람의 얼굴이나 물체를 스캐닝 3 차원 디지타이저, 3 차원 레이저 스캐너 4.5 2D/3D 그래픽스

26  투영 (Projection) 3 차원 물체를 2 차원 평면에 투영 평행 투영법과 원근 투영법 4.5 2D/3D 그래픽스

27  렌더링 (Rendering) 그림자나 색채의 변화와 같은 3 차원적인 질감을 더하여 현실감을 추가하는 과정 은면제거 (Hidden Surface Removal) 쉐이딩 (Shading) 텍스쳐 매핑 (Texture Mapping) 4.5 2D/3D 그래픽스

이미지와 그래픽의 파일 포맷  래스터 방식의 파일 포맷  벡터 그래픽의 파일 포맷

29 3 차원 그래픽 파일 포맷  WRL VRML 을 위해 개발된 포맷 3 차원 객체에 대한 구성 및 그 객체의 위치정보  DXF Autodesk 사에서 자사의 AutoCAD 에 사용하기 위해 개발 CAD 소프트웨어에서 널리 사용  3DS 3D Studio 에서 사용된 파일 포맷 대부분의 3 차원 그래픽 소프트웨어에서 사용 4.6 이미지와 그래픽의 파일 포맷

30 래스터 방식의 파일 포맷  BMP 마이크로소프트에서 지원, 비트맵 방식에서 가장 기본 포맷 압축 하지 않기 때문에 파일 크기가 큰 것이 단점  GIF Compuserve 개발, 8bit 인덱스 컬러를 지원하는 대표적 압축 포맷 RLE(Run Length Encoding) 방식을 응용한 알고리즘을 사용  수평으로 압축이 진행되므로 수평으로 유사한 이미지의 경우 압축률 증가  일러스트레이션용 이미지 파일의 경우에 압축효과 증대 GIF89, GIF89a : 투명색 (transparent color), 애니메이션 기능 제공 4.6 이미지와 그래픽의 파일 포맷 501 bytes 1,148 bytes

31  JPEG(Joint Photographic Experts Group) 1992 년 ISO 표준으로 확정 특별히 사진의 압축을 위해 고안된 파일 포맷  사진의 경우 한 픽셀의 값은 바로 옆 픽셀과 큰 차이가 없다,  사람의 눈은 명암을 색상보다 더 잘 인식한다는 사실을 활용 손실 (Lossy) 압축  24 비트 컬러를 사용하며 압축 특성으로 인한 색번짐이 나타날 수 있음 GIF JPEG (1.49KB) (1.53KB) 4.6 이미지와 그래픽의 파일 포맷

32  파일 포맷의 비교 117.2KB 22.4KB(5.22:1) 6.6KB(17.91:1) 773.5KB 53.6KB (14.13:1)209.9KB(3.691:1) 원본 BMP 파일 JPEG 이미지 GIF 이미지 4.6 이미지와 그래픽의 파일 포맷

33 벡터 그래픽의 파일 포맷  EPS (Encapsulated Postscript) 프린터에 사용되는 포스트스크립트 (Postscript) 언어를 활용 텍스트의 그래픽 구조 및 폰트, 비트맵 정보를 표시  WMF (Windows Meta File) Windows 에서 사용하는 메타파일 방식 비트맵과 벡터 정보를 함께 표현하고자 할 경우 가장 적합  AI Adobe Illustrator 에서 사용된 파일 포맷  CDR Corel Draw 에서 사용되는 파일 포맷 4.6 이미지와 그래픽의 파일 포맷

이미지 / 그래픽스 편집 소프트웨어  그리기 도구  칠하기 도구  이미지 편집 도구  3 차원 그래픽 소프트웨어

35 그리기 도구 (Drawing Tool)  특징 벡터 방식을 기본으로 함 대부분의 편집 / 저작 도구에서 그리기 기능을 제공  대표적 소프트웨어 Adobe 사의 Illustrator, Corel 사의 Corel Draw 등 4.7 이미지 / 그래픽스 편집 소프트웨어

36 칠하기 도구 (Painting Tool)  특징 픽셀 단위를 기본으로 하는 래스터 데이터를 가짐 그리기 도구의 데이터에 비해 데이터 사이즈가 크다.  대표적 소프트웨어 MacPaint, SuperPaint, Painter 등 4.7 이미지 / 그래픽스 편집 소프트웨어

37 이미지 편집도구 (Image Editing Tool)  특징 스캐너나 디지털 카메라 등 입력장치를 통해 얻은 사진이나 이미 지에 다양한 그래픽 처리를 하기 위한 소프트웨어 필터링, 해상도 조정, 레이어, 화상 처리 등 다양한 기능 제공  대표적 소프트웨어 Photoshop, ImageFolio 등 4.7 이미지 / 그래픽스 편집 소프트웨어

38 3 차원 그래픽 소프트웨어  특징 크게 모델링 소프트웨어와 렌더링 소프트웨어로 구분 대부분의 프로그램이 두가지 기능을 모두 지원  대표적 소프트웨어 3D Studio Max, True Space, SoftImage 3D, Maya 등 4.7 이미지 / 그래픽스 편집 소프트웨어