이미지와 그래픽의 개념을 정리해보자

● 글자를 표현하는 방식

 

  지금까지 이미지와 그래픽의 전반적인 개념에 대해서 학습하는 시간을 가졌습니다. 이번 시간에는 그 개념들을 정리하고 마무리하는 시간을 가지겠습니다. 먼저 문자 폰트에 대해서 공부하겠습니다. 문자 폰트는 래스터 폰트(Raster Font)와 벡터 폰트(Vector Font)로 구분할 수 있습니다.

 

 - 래스터 폰트(Raster Font)

 

  글자를 표현하기 위해 픽셀들의 위치를 기억하여 비트맵 형식으로 표현하는 폰트입니다. 장점은 화면에 빠르게 디스플레이가 가능하다는 것이며 단점으로는 확대 시 '계단 현상'이 나타나는 것을 말할 수 있습니다. 저해상도 프린터/디스플레이 기기에서 사용이 가능합니다.

 

 

 

 - 벡터 폰트(Vector Font)

 

  선의 종류/좌표와 그에 따른 인수들을 기억합니다. 장점은 확대 시에도 깨끗한 글자를 유지한다는 것입니다. 단점은 계산이 필요하므로 디스플레이 시간이 상대적으로 더 많이 소요된다는 것입니다. 현재 윈도우 및 프린터는 대부분이 벡터 폰트를 사용합니다.

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● 2D 그래픽

 

  2차원 벡터 그래픽을 구성하는 기본 도형으로는 점, 선, 원, 타원, 다각형, 곡선 등이 있습니다.

 

 - 선분 그리기

 

  아무리 복잡한 그림이더라도 기본도형의 조합으로 구성되고, 기본 도형은 일반적으로 작은 선분으로 나누어 그립니다. 선분 생성과 도형 내부 채우기가 2D 그래픽의 가장 기본적 작업입니다. 선분 그리기는 XY 평면상에 양 끝점이 주어지고 두 점 사이의 선번에 해당하는 픽셀을 찾아내는 작업으로 이루어집니다.

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 - 내부 채우기

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  먼저 윤관석을 먼저 그리고 난 후 내부 영역을 채우는 방식인 '영역 채우기'  방식이 있습니다. 시드픽셀로부터 경계를 만날 때까지 사방으로 채우기를 진행합니다. 주로 칠하기(Painting) 프로그램에서 많이 사용됩니다. 그 다음으로는 '다각형 채우기' 방식이 있습니다. 윤곽선의 픽셀을 구하면서 동시에 채우기를 하는 방식입니다. 스캔의 라인 순서대로 윤곽 픽셀과 내부 픽셀을 찾아가면서 내부를 채웁니다. 다각형 도형의 채우기나 그리기 프로그램에서 주로 사용됩니다.

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 - 앤티앨리어싱(Antialiasing)

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  물체의 윤곽선이 사선의 경우 배경과의 접촉면은 계단 형태로 표시되어 미관상 부자연스러운 것을 앨리어스(Aliased) 되었다고 말합니다. 물체 경계면의 픽셀을 물체의 색상과 배경의 색상을 혼합해서 표현하여 경계면이 부드럽게 보이도록 하는 기법을 '앤티앨리어싱(Antialiasing)'이라고 말합니다. 앤티앨리어싱을 사용한 경우 훨씬 부드럽게 느껴집니다.

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● 3D 그래픽

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​  3차원 그래픽의 가장 큰 목적은 '실감 효과'입니다. 실세계에 존재하지 않는 물체를 입체적으로 표현이 가능합니다. 3차원 그래픽 생성 과정은 흔히 물체의 기하적인 형상을 모델링(Modeling)하고, 3차원 물체를 2차원 평면에 투영(Projection), 생성된 3차원 물체의 색상과 명암을 렌더링(Rendering)하는 것으로 이루어집니다.

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 - 모델링(Modeling)

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  3차원 좌표계로 모양을 표현하는 과정입니다. 와이어프레임 모델, 다각형 표면 모델 등이 존재하고 3차원 스캔에의한 모델링도 가능합니다. 실제 사람의 얼굴이나 물체를 스캐닝할 수 있습니다. 3차원 디지타이저, 3차원 레이저 스캐너를 ​이용합니다.

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 - 투영(Projection)​

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  3차원 물체를 2차원 평면에 투영하는 것입니다. 평행 투영법과 원근 투영법이 존재합니다.

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 - 렌더링(Rendering)

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  그림자나 색채의 변화와 같은 3차원적인 질감을 더하여 현실감을 추가하는 과정입니다. 와이어프레임 이미지를 명암이 있는 이미지로 바꾸는데 사용합니다. 감추어진 면 제거, 쉐이딩, 그리고 텍스쳐 매핑을 모두 포함하는 개념입니다.​

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● ​파일 포맷

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 - 래스터 방식의 파일 포맷

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​  압축을 하지 않아 파일 크기가 큰 BMP, 스캐너에서 사용할 일반적인 파일 포맷으로 팩스, 의료 이미지 처리, 탁상출판 및 3D 응용 프로그램에서 사용하는 TIFF, 8bit 인덱스 컬러를 지원하는 대표적인 압축 포맷으로 일러스트레이션용 그래픽 파일의 경우에는 압축 효과가 높은 GIF가 있습니다. 또한 비손실 그래픽 파일 포맷으로 GIF의 256 칼라 제한을 극복하기 위해서 생성된 PNG가 있습니다. PNG는 대부분 GIF보다 압축율이 더 높으며 24비트 트루 컬러를 지원하여 원본의 색을 다 저장이 가능합니다. 다만 애니메이션은 지원하지 않습니다. 마지막으로 JPEG는 특별히 사진의 압축을 위해 고안된 파일 포맷으로 사람의 눈은 명암을 색상보다 더 잘 인식한다는 사실을 활용하여 압축하는 기법입니다. 손실 압축으로 유명하며 많은 컬러를 가지는 큰 이미지를 다룰 경우에는 당연히 JPEG가 가장 적합합니다.

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 - ​벡터 그래픽의 파일 포맷

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  프린터에 사용되는 포스트스크립트언어를 활용하는 EPS, Windows에서 사용하는 메타파일 방식, 오피스 클립아트에 사용되는 WMF, Adobe Illustrator에서 사용되는 파일 포맷인 AI 등이 있습니다.

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 - 3차원 그래픽

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  3D Studio에서 사용된 파일 포맷인 3DS, Autodesk사에서 자사의 AutoCAD에 사용하기 위해 개발된 DXF, VRML을 위해 개발된 WRL 등이 있습니다.

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● 이미지 편집

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​ - 그리기 도구

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  벡터 방식을 기본으로 하며 이동 및 확대/축소가 용이합니다. 대부분의 편집/저작 도구에서 그리기 기능을 제공합니다. 어도비 일러스트레이터(Adobe Illustrator)와 Corel사의 Corel Draw 등이 있습니다.

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 - 칠하기 도구

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  픽셀 단위를 기본으로 하는 래스터 데이터를 가지고 있습니다. 그리기 도구의 데이터에 비해 데이터 사이즈가 큽니다.

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 - 이미지 편집도구

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  스캐너나 디지털 카메라 등 입력장치를 통해 얻은 사진이나 이미지에 다양한 그래픽 처리를 하기 위한 소프트웨어입니다. 대표적인 소프트웨어가 바로 어도비 포토샵(Adobe Photoshop)입니다.

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● 3D 그래픽 소프트웨어

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  모델링 과정과 렌더린 과정을 포함하여 하나의 소프트웨어로 제공하는 것이 바로 3D 그래픽 소프트웨어입니다. 모델링은 앞서 말했듯이 3차원 물체를 만드는 과정을 의미하며 렌더링은 모델에 쉐이딩, 텍스쳐, 표면 처리 등의 작업을 수행하는 것을 의미합니다. 대표적 소프트웨어로는 3D Studio Max, MAYA 등이 있습니다.​