이미지의 입출력 방식 이해하기!

● 이미지 입출력

 

  이미지는 스캐너, 디지털 카메라, 펜 입력장치, 디스플레이, 프린터 등으로 그 입출력이 가능합니다. 지금부터 하나씩 살펴보도록 하겠습니다.

 

 - 스캐너

 

  문서, 사진, 필름 등의 아날로그 데이터를 디지털 데이터로 변환하는 이미지 입력장치입니다. 스캐닝할 이미지에 반사되어 돌아오는 빛을 CCD(Charge Coupled Device)를 통해서 받아들여 그 빛의 양을 측정합니다. 해상도는 CCD입자의 정밀도에 비례하여 이를 "광학 해상도"라고 부릅니다. 스캐너는 센서부, 제어부, 이미지처리부, 데이터전송부로 구성됩니다. 이러한 CCD는 디지털 카메라와 비디오에 꼭 필요한 기술이며 전하를 유도하여 광하를 붙잡는 방식을 이용합니다. 전하를 가둘 수 있는 전자 우물이 있고 이를 이용해 빛의 세기 또한 추출이 가능합니다.

 

 

 - 디지털 카메라

 

   사진으로 찍은 화상을 인화과정 없이 컴퓨터에 바로 사용할 수 있도록 하는 카메라입니다. 해상도는 가로 X 세로 화소수인 픽셀의 곱으로 표현합니다. 일반적으로 200만 ~ 1200만 화소의 해상도를 가지고 있으며 전문가용의 경우에는 1500만 화소 이상을 지원하는 경우도 많습니다. 저장은 대부분 JPEG 압축 방식을 채택하며 보다 높은 화질을 위해 비압축모드인 TIFF 등도 지원합니다. 컴퓨터와 USB 포트를 이용해 접속할 수 있게 되어있는 경우가 대부분입니다. 현재는 소형 폰, 카메라 폰, PDA 모델도 대중화되어 디지털 카메라가 거의 필요 없는 시대가 왔습니다.

 

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 - 펜 입력장치

 

  그래픽 태블릿과 스타일러스 등이 활용됩니다. 페인터(Painter)와 같은 칠하기 소프트웨어에서 직접 그림을 그릴 때 스타일러스(Stylus)와 같은 펜 입력장치를 사용합니다. 스타일러스의 압력에 의해 태블릿으로 입력된 전기신호를 입력포트를 통해 컴퓨터에 전달합니다. 좌표는 태블릿에서의 절대 좌표를 사용하도록 되어 있으며 마우스보다 섬세한 움직임과 세밀한 작업이 가능합니다.

 

 

 - 디스플레이

 

  디스플레이는 멀티미디어 영상정보를 출력하기 위해 사용됩니다. TV와 모니터가 가장 흔힌 장치이면서 과거에는 CRT(Cathode-Ray Tube)가 많이 사용되었습니다. 최근에는 LCD나 PDP그리고 차세대 디스플레이로 유기 OLED 방식을 가장 많이 사용하고 있습니다. 여기서 활성화율이라는 단어가 등장합니다. 활성화율이란 '초당 화면이 디스플레이 되는 횟수'를 의미합니다. 단위는 Hz(헤르츠)를 이용하며 활성화율이 낮으면 화면이 심하게 깜빡입니다. 일반적으로 주파수가 75Hz 이상으로 설정되어야 깜빡임 없이 화면을 볼 수 있으며 VESA의 권장 규격은 85Hz입니다.

 

  CRT는 약 1900년 즈음에 독일의 과학자 Ferdinand Braun에 의해서 발명이 되었습니다. 텔레비전에서 1940년부터 사용이 되었고 그 작동 원리는 다음과 같습니다. 먼저 전자총(Electron Gun)에서 발사된 전자빔(Electron Beam)은 편광판 사이를 지납니다. 편광판은 여기서 전자빔의 방향을 정해줍니다. 이렇게 방향이 정해진 전자빔은 섀도우 마스크(Shadow Mask)라는 금속판을 거치게 됩니다. CRT 표면에 빔이 닿으면 빛을 발하는 형광 물질이 발라져 있는데, 섀도우 마스크는 점자빔이 특정 위치의 형광 물질에 정확히 도달하도록 돕는 역할을 합니다. 컬처 CRT는 빛의 삼원색인 적색, 녹색, 청색의 세 가지 색을 사용하여 화면을 표시합니다. 각각의 색에 대응하는 세 종류의 전자총을 가짐으로써 이를 가능하게 합니다.

 

 

  LCD는 최근에 많이 사용하는 액정 디스플레이입니다. LCD의 기본 원리는 두 개의 편광 유리판 사이에 모니터의 해상도에 따른 격자모양의 셀을 만들어 액체 상태의 결정(액정 크리스탈)을 주입하여 전압의 세기에 따라서 빛을 투과시키는 방식을 사용하고 있습니다. 평상시에는 편광 필터가 빛을 차단하지만 액정에 전압을 걸면 액정이 빛의 위상을 꼬아서 빛이 통과하게 됩니다. LCD 디스플레이는 CRT와는 다르게 두께가 얇기 때문에 데스크탑뿐만 아니라 노트북이나 벽결이 TV에도 널리 사용되고 있습니다.

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  차세대 디스플레이로서는 OLED와 전자종이 등을 이야기할 수 있습니다. ​OLED는 유기발광 다이오드 디스플레이로서 반응시간이 빠르고 해상도가 높으며 선명한 색상을 표현합니다. 뿐만 아니라 전력 소모가 적어서 미래의 모니터와 TV를 대체할 것으로 기대되고 있습니다. 또한 아주 얇아서 휘어지는 디스플레이에 속하는 전자잉크, 전자종이, 두루마리 디스플레이 등은 매우 얇고 가벼우며 전력 소모가 적은 장점이 있습니다.

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 - 프린터

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  프린터는 충격 방식과 비충격 방식으로 나누어집니다. 충격(Impact) 방식은 도트 매트릭스 방식이 대표적으로서 프린터 리본에 망치가 충격을 가하여 글자나 이미지를 출력하는 방식입니다. 이러한 방식은 유지비가 적게 드는 장점이 있지만 소음이 크고 인쇄 품질이 떨어져 멀티미디어 시스템에는 부적합합니다. 반면에 비충격(Non-impact)​ 방식은 레이저 방식과 잉크젯 방식이 대표적입니다. 레이저 방식은 드럼에 레이저로 인쇄할 이미지에 따라 전기장을 형성하여 토너를 묻혀 종이에 인쇄하는 방식입니다. 잉크젯 방식은 노즐에서 미세한 잉크 방울을 종이에 분사하는 방식입니다. 레이저 방식 프린터의 경우 인쇄 품질이 매우 뛰어나지만 가격이 비싸고 유지비가 많이 듭니다. 다행히도 많이 사용되고 있는 잉크젯 프린터는 품질은 레이저 프린터보다 조금 떨어지지만 그래도 사용하기에 큰 무리가 없으며 가격이 저렴해서 개인 사용자가 많습니다. 특히 요즘의 컬러 잉크젯 프린터는 기술의 발전으로 인해 고품질의 인화지를 사용할 경우 사진에 가까운 품질의 인쇄를 얻을 수 있습니다. 따라서 멀티미디어에 가장 적합하다고 할 수 있습니다.