디지털 이미지는 무엇이고 컴퓨터에 어떻게 저장될까요?

안녕하세요. 연날리기 개발자입니다.

 

오늘은 디지털 이미지가 무엇인지, 디지털 이미지는 컴퓨터에 어떻게 저장되는지 말씀드리겠습니다

디지털(Digital)은 무엇일까요?

디지털(Digital)은 'Digit'과 '-al'의 합성어입니다.

 

Digit의 의미는 Cambridge Dictionary에 따르면 'any one of the ten numbers 0 to 9'라고 나와있습니다.

즉, 0~9 사이의 숫자를 의미합니다.

 

접미사 '-al'은 Cambridge Dictionary에 'used to add the meaning "connected with" to adjectives, or "the action of" to nouns:' 라고 나와있습니다. 한국말로 직역하면 '"연결된"이라는 의미를 형용사에 추가하거나 "동작"을 명사에 추가하는 데 사용'이 됩니다.

 

'Digit'과 '-al'을 합친 Digital은 '연결된 0~9사이의 숫자' 또는 '0~9 사이의 숫자의 동작'이라는 의미가 될 것 같습니다.

 

https://dictionary.cambridge.org/ko/%EC%82%AC%EC%A0%84/%EC%98%81%EC%96%B4/digit

DIGIT | Cambridge English Dictionary에서의 의미

https://dictionary.cambridge.org/ko/%EC%82%AC%EC%A0%84/%EC%98%81%EC%96%B4/al?q=-al

AL | Cambridge English Dictionary에서의 의미

 

디지털이 생긴 이유는 무엇이고 어떻게 사용되나요?

기계(컴퓨터)가 인간을 대신하여 계산을 하기 위해 현실 세계에 존재하는 모든 아날로그 정보를 숫자로 표한하기 위해 디지털이 생겼습니다. 아날로그란 자연에서 얻는 대부분의 연속성이 있는 신호로 빛의 밝기, 소리의 높낮이나 크기, 바람의 세기 등이 있습니다. ☎️유선 전화, ⏰태엽시계, 📼비디오 테이프 또한 아날로그라고 할 수 있습니다.

 

디지털과 아날로그 비교

 

디지털을 구성하는 가장 작은 입자인 Bit는 'Binary Digit'의 줄임말로 하나의 Bit는 0또는 1의 값을 가질 수 있습니다. 디지털은 이러한 비트를 이용하여 이미지, 음성, 영상 등을 1과 0으로 표현합니다.

0과 1로 표현되어있는 디지털 이미지

 

디지털 이미지란,

위키백과에서는 디지털 이미지를 "디지털 카메라를 이용하여 사물을 촬영하거나 스캐너를 이용하여 사진이나 그림을 디지털 형태로 받아들인 것을 가리킨다." 라고 정리되어 있습니다. 디지털 이미지에는 크게 비트맵 방식으로 저장된 이미지와 백터 방식으로 저장된 이미지가 있는데 여기에서는 비트맵 방식으로 저장된 이미지 기준으로 말씀드리겠습니다.

 

디지털 이미지는 Picture Element의 합성어인 픽셀(Pixel)의 집합으로 표현되고 각 픽셀은 색상의 수(비트수)에 비례하여 표현 가능한 색상의 수가 많아집니다. 각 픽셀은 Red, Green, Blue의 값을 적절하게 배합시켜 색을 표현하고 색상의 수(비트수)는 2^k로 표현합니다. 색상의 수(비트수)가 1이면 2^1로 표현가능한 색상의 수는 2개이고 흑백이미지를 의미합니다. 예를 들어 24비트수 이미지의 한 픽셀에는 Red, Green, Blue 각 채널당 8비트(1바이트) 표현 가능하여 (256*256*256)가지의 색을 표현할 수 있습니다.

색상의 수(비트수)	표현가능한 색상의 수
1	2 (2^1)
4	16 (2^4)
256	256 (2^8)
16	65,536 (2^16)
24	16,777,216 (2^24)

비트맵 이미지와 24비트수 이미지 예시

디지털 이미지는 컴퓨터에 어떻게 저장 될까요?

컴퓨터는 이진수(1 또는 0)만 이해할 수 있습니다. 디지털 이미지 또한 컴퓨터가 이해하기 위해서는 이진수(1 또는 0)로 표현 되어야 합니다. 디지털 이미지에는 각 픽셀안에 red, green, blue 채널에 색이 숫자로 표현되어 있습니다. 디지털 이미지는 그 숫자를 이진수(1 또는 0)로 바꾸어 컴퓨터에 저장됩니다. 그러므로 디지털 이미지의 용량은 색상의 수(비트수)와 픽셀 수에 비례하여 커지게 됩니다.