사진의 원리를 알아볼까요?
사진
사진 촬영용 필름은 은을 이용하여 영상을 저장한다. 프레임이 되는 플라스틱 필름에 발라놓은 감광성 은 화합물이 빛에 노출되면 분해된다. 그에 따라 빛이 닿은 모든 곳에 은 얼룩이 생기면서 영상이 필름에 저장되는 것이다. 필름이 노출된 곳에 더 많은 은이 생기게 하려면 현상을 해야 한다. 필름을 현상하면 '음화'가 생기는데 그 이유는 피사체의 밝은 부분은 필름에서는 은 때문에 검게 나타나기 때문이다. 필름 대신에 '양화' 된 사진으로 뽑을 때는 이런 과정을 한 번 더 거쳐야 한다. 이것은 필름을 사용한 아날로그 사진의 이야기 ㄱ이고 디지털 사진의 이야기로 넘어가 보자. 디지털 사진은 필름이 없다. 필름을 대신해 전자 센서가 영상을 포착하게 된다. 이 센서는 카메라의 배터리와 연결된 수천, 수백만의 감광성 소자로 구성된 그리드를 갖추고 있다. 감광성 소자에 비친 빛은 밝기가 밝을수록 고자에 더 많은 전류가 흐르도록 한다. 이런 전류는 아날로그 디지털 변환기와 영상 처리 장치를 거쳐 디지털 영상을 만든다. 이 디지털 영상은 메모리카드에 저장된다.
디지털 일안 리플렉스 카메라(DSLR)
디지털카메라 중에서도 제법 부피가 크고 세부 조작이 가능한 전문가용 카메라가 있다. 이것을 DSLR 카메라라고 한다. 내부 구조를 살펴보면 서로 다른 렌즈 두 조가 들어있다. 하나는 상을 보기 위한 것이고, 다른 하나는 영상 센서에 상을 맺히게 하기 위한 것이다. 많은 사진작가들이 사진을 찍기 전에 실제로 센서에 맺힐 상을 확인하고 싶어 하는데 한 개의 렌즈가 촬영용과 초점 조절을 겸하고 있어 '디지털 일안 리플렉스 카메라'라고 부른다. 센서 앞에는 45도 각도로 움직일 수 있게 거울이 장착되어 있는데 이 렌즈를 통과한 빛은 거울 위에 있는 파인터 스크린을 향해 반사된다. 그러면 스크린 위에 상이 생기고 그 빛은 펜타프리즘을 통해 반사되어 눈을 데고 보는 작은 파인더 접안렌즈로 향한다. 스크린 위의 상은 펜타프리즘 속의 오각형 안에서 여러 번 반사되기 때문에 접안렌즈를 통해서는 상하좌우로 눈으로 보는 것과 같은 정립상을 볼 수가 있다. 마음에 드는 장면이 나오고 셔터 버튼을 누르면 거울은 위로 올라가고 빛이 렌즈를 통과하여 센서를 비춘다.
디지털 비디오
영화의 프레임처럼 비디오 역시 프레임이라고 하는 정지된 영상을 빠른 속도로 보여주어 움직이는 것처럼 보이게 하는 것이다. 각각의 프레임은 수천에서 수백만 개의 화소로 이루어져 있는데 각 화소는 이진수 떠는 비트로 된 일련의 숫자로 표현된다. 화질이 높은 비디오의 경우 초당 수십억의 비트가 필요하다. 비디오를 압축하고 필요한 데이터의 양을 줄이면 쉽게 디지털 비디오를 저장하고 인터넷으로 전송할 수 있다.
이런 디지털 사진이나 영상의 화질은 아주 작은 화소가 여러 개 모여 우리 눈에 보이는 그림을 만든다. 각 프레임의 화소가 많을수록 더 세밀하고 선명한 동영상이 만들어진다. 비디오 영상의 크기 안에 가로세로 안에 있는 화소 수를 해상도라고 한다. 이 해상도가 높을수록 프레임 안의 정보량이 더 많아야 한다.
해상도
낮은 해상도는 저속 인터넷으로 재생하는 것처럼 동영상의 해상도가 낮아 화소들이 잘 보인다. 고화질은 표준 HD 텔레비전은 해상도가 1920 X 1080이다. 초고화질 UHD 텔레비전은 3840 X 2160까지 지원한다. 극도의 세밀한 화질을 표현하는 4K 해상도는 영화의 디지털이 영상이 그렇다. 4096 X 2160의 해상도라서 4K라고 한다. 실물처럼 생생하고 선명한 영상을 제공할 수 있다.
영상 압축
고화질 디지털 영상은 수십억 비트를 처리해야 하기 때문에 순식간에 하드디스크나 메모리카드 등 저장장치의 용량을 채워버린다. 이 때문에 영상 처리 장치는 영상을 압축해서 크기를 훨씬 작게 줄인다. 영상 처리 장치는 각 프레임이 넘어갈 때 반복되는 부분을 단일 색상의 사각형 구획으로 나타내고 일부분만 조금씩 바뀌는 부분을 표시하는 코드를 사용함으로 영상의 크기를 많이 줄일 수 있다. 텔레비전이나 컴퓨터에 있는 처리 장치는 화면의 프레임을 재구성하려면 동일한 코드를 사용하면 된다.
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