[영상학] 이미지와 주사 방식의 이해: 비트맵/벡터, 순차/비월

이미지와 주사방식

비트맵 이미지 / 벡터 이미지

순차 주사 방식 / 비월 주사 방식

'픽셀(picture + element = Pixel)'이란
픽셀은 우리말로 '화소'라고도 하며, 디지털 화면 이미지를 구성하는 최소 단위입니다. 픽셀의 수가 많을수록 깨끗하고 선명한 이미지를 나타낼 수 있습니다. 즉 같은 면적 안에 픽셀이 조밀하게 많이 들어가면 더 정교하기 때문입니다. 모니터를 통해 보는 이미지는 실제로는 '픽셀'이라는 매우 작은 사각형의 점들로 이루어져 있습니다.

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| 이미지의 이해

1. 비트맵 이미지(Bitmap image)
- 래스터 그래픽스(점 방식) 이미지라고도 하며, 픽셀들로 이루어진 이미지를 말합니다. 주로 포토샵과 같은 프로그램에서 많이 사용됩니다. 비트맵 이미지는 다양한 색상을 표현할 수 있는 장점이 있습니다. 하지만 이미지를 확대할 경우, 경계선 부분이 오돌토돌하게 보이는 계단현상이 나타날 수 있습니다.

 

2. 벡터 이미지(vector graphics)

- 선과 면이 지정된 함수값에 의해 표현되는 이미지를 말합니다. 주로 전문적인 이미지를 다룰 때 일러스트레이터와 같은 프로그램에서 많이 사용됩니다. 벡터 이미지는 수학방정식을 기반으로 점, 선, 면 등을 그리기 때문에 그림이 선명하고 파일 용량이 작습니다. 또한, 이미지를 아무리 확대해도 손상이 없기 때문에 로고, 캐릭터 디자인에 많이 쓰입니다.

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| 영상 형식(Frame 및 Field)과 프레임 레이트의 이해

* 영상 형식: 6mm DVCam으로 촬영된 영상을 디지털 전환을 위한 캡쳐과정에서 프레임 오차가 발생하는데 이를 동기화하기 위해 필요

* 프레임 레이트(frame rate): 정지된 사진들이 1초에 몇 개가 보이는가, 즉 프레임이 보이는 속도를 의미하며, '재생율, 주사율'이라고 합니다. 헤르츠(Hz)를 단위로 사용하기도 합니다.

 

1. NTSC 방식
- 1초당 보내지는 이미지 수가 30 프레임으로 수평 주사선이 525라인을 갖는 컬러TV의 표준 규격입니다. 주로 한국, 미국, 일본 등에서 사용하는 방식으로 필드 주파수는 60Hz를 사용합니다.

2. PAL 방식
- 1초당 보내지는 이미지 수가 25프레임으로 수평 주사선이 625라인을 사용하는 컬러TV의 표준 규격입니다. 주로 영국, 이탈리아, 독일, 중국 등이 사용하는 방식으로 필드 주파수는 50Hz를 사용합니다.

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| 주사 방식의 이해

* 주사: 영상을 완벽하게 전기 신호로 출력되거나 화면에 재생하려면 영상정보가 있는 수백 개의 전자 빔이나 픽셀선이 전송되는 신호

출처: NCS

1. 순차 주사 방식(progressive scanning)
- 프로그레시브 주사 방식이라고도 하며, 패턴은 TV화면에 그려지는 것이 종이에 글씨를 쓰는 것과 같은 순서로 이루어집니다. 즉 왼쪽에서 오른쪽으로 한 줄씩 화면에 순서대로 영상 패턴(필드)를 표시하는 방법입니다. 비월 주사 방식에 비해 깜빡임이 적어 선명한 영상을 표시할 수 있습니다.

 

2. 비월 주사 방식(Interlace scanning)
- 인터레이스 주사 방식이라고도 하며, 하나의 영상을 홀수와 짝수 가로줄로 나뉜 것을 번갈아가면서 영상 패턴을 표시하는 방법입니다. 한 번에 전체 화면을 모두 그리는 것이 아니기 때문에 홀수 번째의 줄 테이터와 짝수 번째의 줄 테이터가 합쳐지면 하나의 온전한 프레임을 이룹니다. 보통 짝수 필드를 먼저 그린 후, 홀수 필드를 그립니다. 현재 국내 HDTV (1920×1080) 표준 규격으로 채택되어 있습니다.

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※ 시간 계산 방식의 차이: 드롭 프레임 vs 논드롭 프레임

• 드롭 프레임(drop frame): 한국 방송 규격인 NTSC 방식은 정확히 1개의 프레임을 표시하는 데 1/30초보다 아주 작은 시간 차이다 발생하여 평균적으로 초당 29.97 프레임(59.94필드) 시간 차가 생긴다.

- 이를 영상편집 프로그램의 타임코드에서
1. 원칙적으로 매초 30프레임을 센다. (00~29)
2. 매분 00초에서는 예외로 2프레임을 적게 센다. (02~29)
3. 단 매 10분마다는 30프레임 만큼을 센다.(00~29)
라는 시간 방식법을 드롭 프레임이라고 한다.

• 논드롭 프레임(non-drop frame)
- 단순하게 매초 30프레임을 가정하는 계산 방식

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[발췌 및 출처: 네이버 지식백과사전 / NCS]