해상도란 무엇인가?

해상도와 화질이라는 단어는 디지털카메라 뿐만 아니라 사진 그리고 그래픽 분야에 있어서 쉽게 그리고 폭넓게 사용되면서도 그 명확한 의미를 정확히 아는 사람은 그리 많지 않을 것입니다. 때로는 폭잡한 수치와 새로운 단위들이 등장해 쉽게 눈을 돌리다가도 어느순간 다시 마주치는 용어가 해상도와 화질이라는 단어가 아닐까 합니다. 이 장에서는 보다 쉽게 그리고 세부적으로 접근하여 체계적으로 정리해 보는 시간을 갖어 보겠습니다. 1. 해상도 내카메라의 해상도는 몇 백만화소니 내 프린터는 몇dpi 라는 말을 종종 하는 것을 들을 수 있을 것 입니다. 해상도는 이처럼 디지털카메라 뿐만 아니라 프린터, 스캐너, 모니터 그리고 마우스까지 다양하게 사용됩니다. 각 장치별로 사용되는 단위 또한 틀려 일쑨 머리가 복잡해 질 것입니다. 지금 한 번 책상위를 보면 여러가지 기기들이 보일 것입니다. 모니터, 키보드, 마우스, 경우에 따라 프린터, 스캐너 그리고 옆에 곱게 올려놓은 디지털카메라가 보일 수도 있을 것입니다. 이런 기기들은 크게 입력장치와 출력장치로 나뉘어 지게 됩니다. 키보드, 마우스, 디지털카메라, 스캐너는 입력장치이고 모니터와 프린터는 출력장치 입니다. 여기서는 디지털 이미지를 이루는 근간이 되는 픽셀이라는 개념을 먼저 살펴보고 입력장치와 출력장치로 나누어 해상도가 어떤 것이며 무슨 역할을 하는 것인지 살펴보겠습니다. (1) 픽셀 그리고 화소수? 누구나 한번쯤 픽셀(Pixel)이라는 말을 들어보았을 것 입니다. 픽셀은 Picture Element에서 유래한 말로 디지털이미지를 이루는 기본이 되는 최소단위 입니다. 포토샵 등의 그래픽프로그램을 이용하여 디지털 이미지를 확대하여 보면 단일색의 정사각형을 볼 수 있는데 이것이 픽셀이라고 하는 것입니다. 그림은 동일 이미지를 100%로 본 원본과 각각 300%, 600%, 1600%로 확대한 것을 보여주고 있습니다. 디지털 이미지를 확대하여 보면 결국 픽셀이라고 불리는 점을 확인 할 수 있습니다. 당연히 하나의 픽셀은 하나의 색만을 가지며 디지털이미지의 크기는 결국 얼마큼의 픽셀을 갖느냐에 따라 결정됩니다. 그럼 화소는 무엇일까요? 화소는 디지털카메라에서 사용되는 픽셀의 다른말입니다. 결국 삼백만화소를 지원하는 디지털카메라로 찍은 이미지는 픽셀의 개수가 삼백만개로 이루어진 이미지를 찍을 수 있다는 이야기입니다. 그림은 삼백만 화소로 찍은 이미지의 픽셀 구성을 보여줍니다. 가로 2048개의 픽셀과 세로 1536개의 픽셀로 구성되어 있으며 가로와 세로를 곱하면 (2048x1536=3145728) 대략 삼백만개의 화소로 이루어진 것을 알 수 있습니다. 일반적으로 고화소수의 카메라를 이용하면 좀 더 큰 크기의 인화가 가능하고 크롭핑 등에 자유로운 이점이 있습니다만 가격이 올라가게 됩니다. (2) 입력해상도 이번에는 해상도의 개념을 입력과 출력이라는 부분으로 나누어 살펴보겠습니다. 해상도는 절대적인 크기라는 개념보다 단위면적당의 밀도라는 개념입니다. 반면 디지털 카메라는 피사체와 카메라의 거리, 렌즈의 초점거리 등에 따라 기록되는 피사체의 상대적인 크기가 달라지므로 엄밀하게 말하자면 이 해상도라는 개념이 없고 앞서 살펴본 기록화소수라는 개념이 있을 뿐 입니다. 디지털카메라와 그 원리가 유사한 스캐너의 해상도를 알아보겠습니다. 스캐너란 이미 출력된 문서나 사진과 같은 아날로그 매체를 디지털로 바꾸어 주는 장치입니다. 무한한 정보를 가지고 있는 아날로그 데이터를 디지털로 변환하기 위해서는 일정한 허용치를 정해주어야 하는데 이것이 입력해상도입니다. 예를들어 문서를 스캐닝하는데는 스캔한 이미지가 글자를 읽어낼 수 있을 정도면 충분하지 종이의 조직구성과 같은 정보까지는 필요없을 것 입니다. 이 처럼 얼마의 허용치를 가지고 스캔할 것인지를 정하는 것이 입력해상도이며 스캐너는 dpi라는 단위를 사용합니다. dpi는 dot per inch에서 나온 말로 1인치당 몇 개의 점을 읽을 것인가를 나타내는 것입니다. 그림은 200dpi와 100dpi로 동일 문서를 스캔한 결과를 1:1 상태로 보여주고 있습니다. 200dpi로 스캔한다는 것은 1인치당 200개의 점을 읽어낼 수 있다는 의미로 100dpi에 비해 보다 디테일한 정보까지 기록할 수 있다는 것을 의미합니다. (3) 출력해상도와 인화크기에 따른 화소수 대표적인 출력장치로는 프린터와 모니터로 나누어 집니다. 또한 프린터는 개인이 쉽게 접할 수 있는 잉크젯 프린터와 온라인인화업체를 통한 디지털인화기기로 나뉘어 질 수 있습니다. 모니터의 해상도는 72dpi? 일반적으로 모니터의 해상도는 72dpi라고 말하는 이들이 많은데 이는 잘못된 말입니다. 요즘생산되는 대부분의 모니터는 해상도를 직접 변경할 수 있는 방식을 택하고 있습니다. 80년대 초반 전자출판(DTP)부분에서 위지윅 (WYSWYG; What you see is What you get)라는 것이 처음 등장했습니다. 이는 모니터에서 보이는 것을 똑같은 크기로 출력할 수 있다는 것으로 당시의 도트프린터가 모니터가 지원하는 72dpi를 지원하게 되어서 생긴 말입니다. 디스플레이의 등록정보를 이용하면 사용자가 모니터의 해상도를 조정할 수 있습니다. 이는 모니터의 하드웨어 성능의 하나인 도트피치(점과 점과의 거리)에 따라 실질적으로 사용할 수 있는 최대 해상도가 결정이 됩니다. 그림은 디스플레이 등록정보와 바탕화면의 아이콘을 접사촬영한 것으로 모니터의 도트구성을 확인할 수 있습니다. 일반적으로 디지털카메라의 액정화면, 컴퓨터용 모니터, PDA나 휴대폰의 액정화면 순으로 해상도의 품질차이가 납니다. 일반적으로 해상도라는 말은 출력해상도를 지칭하고 모니터보다는 프린터와 같은 출력장치에 사용됩니다. 고 품질의 이미지 출력을 위해서는 출력기의 해상도가 높아야 하지만 이미지크기가 상태적으로 출력기의 해상도보다 낮은 경우는 픽셀 입자들이 모자이크처럼 보이는 픽셀화 현상이 나타나게 됩니다. 그럼 가장 적정한 해상도는 얼마인가? 라는 궁금증이 생기게 될 겁니다. 인간의 눈은 검정 바탕에 0.1mm 정도의 슬릿(작은 틈)을 구별할 수 있다고 합니다. 이를 일반적으로 사용하는 해상도 단위로 변경하면 254dpi 라는 단위가 나오게 됩니다. 이는 우리가 고품질의 해상도라고 하는 300dpi라는 수치와 근접하게 되는 것입니다. -dpi는 dot/inch의 약어로 주로 스캐너와 같은 입력장치에 주로 사용되고 ppi(pixel/inch)는 주로 출력 혹은 그 과정에 주로 사용됩니다.- 경우에 따라서는 함께 사용되기도 하는데 즉 1인치당 몇 개의 점 혹은 픽셀로 입력 혹은 출력을 할 것인가를 결정하는 단위입니다. 그러면 우리가 일반적으로 가장 많이 이용하는 4 X 6 판에 300ppi로 인화를 할 경우 얼마의 이미지크기가 필요한 지 계산해 봅시다. 4inch X 300pixel/inch= 1200pixel 6inch X 300pixel/inch= 1800pixel 이 나오게 됩니다. 이를 다시 총화소수로 변경하면(1200 X 1800) 216만화소라는 만만치 않은 수치가 나옵니다. 그럼 과연 A4보다 약간 큰 11 x 14인 경우는 어떨까요? 11inch X 300pixel/inch= 3300pixel 14inch X 300pixel/inch= 4200pixel 즉 천사백만화소라는 어마어마한 수치가 나옵니다. 그럼 아직까지 이 정도의 크기에 인화를 하기에는 부족한 것일까요? 필름 자체는 아날로그 방식이라 화소로 정량화 하기는 힘들지만 35mm 필름카메라의 해상도는 이천만 화소정도라고 합니다. 하지만 이는 이론적인 수치에 불과하고 노이즈 간섭 등을 감안하면 실제 화소수는 육백만화소로 떨어집니다. 그렇다면 지하철 역사등에서 볼 수 있는 대형 이미지들은 어떻게 출력되는 것일까요? 답은 간단합니다. 해상도를 떨어뜨리는 것입니다. 일반적으로 출력크기가 클수록 멀리서 보기 때문에 해상도가 적어도 무리가 없습니다. 일례로 30cm 이상 떨어져서 본다면 200dpi 이상의 해상도는 별 의미가 없습니다. 이를 근거로 일반적인 의미에서 사용되는 인화시 고품질의 경우는 300dpi이며 적정해상도는 200dpi 최소해상도는 150dpi 정도가 적당합니다. 아래의 표는 각 크기별 필요로하는 화소수와 함께 적정해상도를 기준으로 디지털카메라의 화소수를 함께 비교해 보았습니다. 내 프린터는 1440dpi이다? 디지털사진 인화기가 받아들일 수 있는 최대 출력 해상도는 기기마다 달라지지만 보통 250dpi-400dpi 까지 지원됩니다. 그러면 1440dpi를 지원하는 잉크젯 프린터가 더 품질이 좋은 것인가 라는 의문이 생길 것입니다. 잉크젯 프린터의 경우는 Cyan, Magenta, Yellow, Back잉크를 섞어 다양한 색을 만들어야 하기 때문에 디지털인화기기보다 높은 기기해상도가 요구됩니다. 이상으로 해상도에 대해 알아보았습니다. 서두에서 밝힌 것과 같이 다음호에서는 화질이란 무엇인지에 대해 살펴보기로 합니다. 글/방희종(ipoint@unitel.co.kr)