008_포토샵 픽셀과 이미지 사이즈

서론 (8)

요즘 핸드폰의 해상도에 대한 관심도 많아져서 픽셀이란 단어는 모두들 한번씩은 들어 봤을 거라 생각됩니다. 해상도는 핸드폰, 프린트 등 물리적 크기가 정해져 있는 곳에만 해당 하는 것이지 사실 디지털 사진에서 해상도란 존재 하질 않습니다. 디지털 사진이 모니터에 표현 되거나 프린트에 인쇄 되었을 경우에만 해상도의 의미를 갖습니다. 해상도의 정확한 의미는 특정 길이당 표현 가능한 픽셀 수 이고 어느 크기로나 표시될 수 있는 디지털 사진 파일의 경우는 오직 크기만 가지고 있지 해상도를 가지고 있지 않습니다.

 

1. 픽셀이란?

   픽셀은 디지털 이미지에서 이미지를 표현하는 가장 최소 단위라고 생각 하시면 됩니다. 모든 물질은 쪼개 보면 원자와 분자로 이루어져 있듯이 사진은 이 픽셀을 가지고 이루어져 있습니다. 하나의 픽셀 안에서는 색상의 변화도 명암의 변화도 없고 단일 색으로 이루어져 있습니다. 디카의 원본 파일인 RAW파일을 JPEG으로 변환하던 BMP로 변환하던 각기 변환 방식이 다르지만 어떤 것이던지 이 픽셀을 가지고 사진 정보를 표현 합니다. 이 픽셀은 사각형의 격자 모양이며 곡선을 표현 할 수 없고 곡선을 표현 하기 위해서 수많은 격자가 모여서 곡선처럼 이어 집니다. 그러므로 실제 이미지를 표현하기 위해서는 엄청난 숫자의 픽셀을 필요로 합니다. 다들 초등 학교 때 점묘법인가 하는 붓으로 스케치북에 점을 찍어서 그림을 그리는 것을 해 보셨을 거라 생각합니다. 모든 디지털 이미지는 그런 방식으로 이루어 집니다. 그리고 제가 이제껏 설명했던 포톤의 개념도 이 픽셀을 기준으로 한 것입니다. 색상도 이 픽셀 하나에서 나오는 RGB의 값이며 밝기도 이 픽셀 하나에 해당하는 포톤의 숫자 입니다. 포토샵의 원리는 이 원본 사진 파일이 가지고 있는 픽셀 하나 하나의 포톤 수를 계산하여 종류를 바꾸어서 색깔을 바꾸고 숫자를 바꾸어서 명암, 대비 효과를 주고 픽셀당 포톤의 차이점을 이용하여 정교한 선택을 할 수 있도록 합니다.

    

   지금 보시는 사진은 자연스럽게 그린 것 같지만 사실 픽셀이라는 격자로 이루어진 이미지 입니다.

   

    

    

   사진을 계속 확대하다 보면 격자 단위로 이루어진 픽셀을 볼 수 있으며 하나의 픽셀 안에는 정확히 모든 정보가 같습니다.

   

    

   사진의 픽셀 정보를 모니터의 픽셀에 표현하는데 반드시 1:1 될 필요는 없습니다. 위의 예제는 1개의 픽셀 디지털 정보에 모니터는 여러 개의 픽셀을 동원하여 같은 정보를 보여 주는 것 이고 실제 모니터의 픽셀 크기는 눈으로 보기 힘들 만큼 작기에 이미지를 1:1로 대응 시키면 자연스러운 사진 처럼 보이는 것 입니다.

2. 이미지 크기 vs 해상도

   현재 사진의 픽셀 수는 2481x3509= 8705829, 아이폰의 카메라의 픽셀 수는 8,000,000 (8메가) 이므로 이 원본사진 보다는 떨어지지만 요즘 나오는 핸드폰으로도 이정도 퀄리티의 사진을 찍을 수 있으니 정말 놀라울 따름입니다. 여기서 해상도의 의미를 분명히 하셔야 합니다. 해상도란 특정 길이당 픽셀수로 정의 하고 있으며 핸드폰의 경우에는 PPI (Pixel per inch)라는 단위를 사용하고 1인치당 몇 개의 픽셀이 존재 하는지 해상도를 결정합니다. 8메가 픽셀의 사진을 찍었다 해도 만약 건물 전체 벽보 만한 사진을 인쇄한다면 예제처럼 픽셀 단위의 격자가 보일 것이고 아이폰 처럼 작은 화면으로 본다면 매우 정교한 사진처럼 보입니다. 즉 사진의 이미지 파일에는 해상도를 적용할 수 없고 오로지 사진 크기만 존재 하고 해상도는 그 디지털 이미지가 실제 프린터나 화면으로 나왔을 때만 정의 할 수 있습니다.

   필자의 모니터는 1440x900 의 해상도를 가지고 있으므로 사진의 크기보다 적은 해상도를 가지고 있네요. 그렇다고 이 이미지를 정확히 표현하지 못할까요? 그렇지 않습니다. 모니터의 해상도와 상관없이 어떤 용량이 큰 사진이라도 다음과 같이 부분적으로 보여 주면 되지요. 포토샵의 100% 보기는 사진 파일의 픽셀 정보를 정확히 내 컴퓨터의 모니터 픽셀에 1:1로 대응 시킵니다. 사진의 전체 픽셀수가 모니터의 픽셀 수를 능가하니 한번의 사진을 다 보여주지 못하는 것 이지요. 다음과 같이 모든 사진을 한번에 보려고 하면 내 모니터의 해당 길이의 픽셀수가 사진의 원본 이미지 보다 부족하게 되고 원본의 정보를 잃게 되지요. 그러므로 자신의 모니터의 해상도가 낮다면 그리고 사진을 브로마이드 등 대형 이미지로 프린트를 할 것이 아니라면 사진의 크기는 무조건 크다고 좋은 것이 아닙니다.

    

   제 모니터의 해상도에 사진의 이미지 크기를 1:1로 대응 시킨 것 입니다. 사진의 이미지 정보가 모니터의 정보보다 크기 때문에 사진을 한번에 다 표현하지 못하고 이렇게 잘립니다.

   

    

3. 픽셀과 포톤 수, 그리고 밝기

   위에서 잠깐 설명 드렸지만 지금껏 설명 드렸던 포톤의 기준 RGB의 값은 모두 이 픽셀 한 개를 기준으로 하고 있습니다. 색상 피커의 색상도 이 픽셀 하나의 색상이며 밝기도 이 픽셀 하나에서 나오는 포톤 수 입니다. 전체 밝기를 수정하면 포토샵은 하나 하나의 픽셀 정보를 수정 하면서 밝기 조정을 합니다. 간단한 예제를 들어 보겠습니다. R=10.G=20,B=60의 픽셀 정보를 가지고 있다고 하면 밝기는 RGB의 최대값 60 이 되겠네요. 흰색 포톤의 수는 3개의 RGB에 공통으로 포함된 포톤 수, 즉 최소 포톤수가 되고 10개가 되겠네요. 이제 색을 색성 하는 포톤은 G포톤 10개와 B포톤 50개가 됩니다. 이것이 HSB의 H가 됩니다. 그리고 흰색 포톤의 비율로 S값이 정해 집니다. 지금 흰색 포톤을 10개라고 생각하면 되고 색을 만드는데 기여하는 포톤은 G 10개 B 50개 이므로 S 값은 10/60 % 가 됩니다. B 값은요? 사실 컴퓨터 모니터에서 R10, G20, B60을 발사한다면 밝기가 80이 되야 한다고 생각 할 수도 있지만 이것은 자연에서 일어나는 일이고 포토샵은 H와 S값에 밝기는 RGB값중에 최대 값으로 자동 조정 합니다.

   이걸 가장 쉽게 이해하는 방법은 RGB 값의 최대값에 대응하는 고유의 색깔을 갖는 포톤을 갖는 포톤이 나온다고 생각하시면 됩니다. 실제 모니터의 작업은 빨강, 파랑, 녹색 3가지 색만으로 이루어 지지만 R10, G20, B60 이라고 하면 녹색(10개)과 파랑 색(50개)을 적절히 배합한 고유의 파장을 갖는 포톤과 흰색 포톤이 이전 포스팅에서 설명 드린 S(채도)의 비율에 맞추어서 같이 나온다고 생각하시면 됩니다. 그러므로 앞으로 다른 색상도 포톤의 파장이라고 통일하고 흰색이라는 가상의 포톤 도 존재한다고 하겠습니다.

   왜 실제 포톤 수 대로 하지 않고 포토샵은 RGB값의 최대 포톤 수대로 조절 할 까요? 당연하죠. 물리적 기기가 당연히 밝기 한계를 가지기 때문입니다. 예를 들어 내 모니터가 255의 밝기를 표현 하는 게 한계라고 한다면 녹색도 255 밝기 빨강색도 255밝기가 되지요. 그런데 두 가지 색을 모두 표현할 때 밝기가 510이 될 수가 없죠. 이미 모니터의 한계를 정했으니까요. 이것은 포토샵에서 일어나는 일이고 당연히 자연에서는 에너지 보존 법칙이 적용되고 붉은색 후레쉬와 파란색 후레쉬를 두개 겹치면 밝기도 그것만큼 증가 합니다.

   사진 파일의 사이즈가 크다고 다 좋은 정보를 담고 있느냐면 그것도 아닙니다. 10,000 x 10,000로 1억개의 픽셀 정보를 가지고 있다고 해도 그 이미지를 찍는 사진이 자연으로부터 자연스러운 색상을 가져오지 못한다면 1000x1000의 이미지 보다 질이 떨어 질 수 있습니다. 또 내가 사진을 보는 도구가 핸드폰, 많이 커 봤자 컴퓨터 모니터라면 고해상도의 사진이 필요 없습니다.

   그러나 포토샵은 다릅니다. 포토샵에서는 이 픽셀 정보를 가지고 사진을 보정하고 이미지를 따고 합니다. 그러므로 내 컴퓨터의 해상도가 떨어지더라도 더 정확한 원본 이미지를 가지고 있으면 포토샵에 더 많은 정보를 주는 것이고 보정이 더 정확해 지고 쉬워 지는 것 입니다. 그래서 포토샵에서는 실제 보여지는 것도 중요하지만 원본 보존이 무척 중요합니다.