픽셀

픽셀은 모든 컴퓨터, 휴대폰 또는 태블릿 디스플레이의 기본 요소이며, 컬러 디스플레이의 경우 빛의 세 가지 기본 색상인 빨간색, 녹색, 파란색으로 구성됩니다. 컴퓨터 이미지는 행과 열로 배열된 수천 개의 픽셀로 구성됩니다. 이러한 개별 픽셀이 컴퓨터 또는 장치 메모리와 이미지 파일에 저장되는 방식은 수년에 걸쳐 발전해 왔으며 아래에서는 이러한 방법 중 일부를 설명합니다.

픽셀은 단색, 회색조 또는 컬러일 수 있으며 이에 따라 단일 픽셀을 저장하는 데 필요한 컴퓨터 또는 장치 메모리의 양에 직접적인 영향을 미칩니다.

단색화

구형 컴퓨터 시스템에서는 비용 절감을 위해 일반적으로 녹색 또는 검정색 픽셀을 표시할 수 있는 흑백 화면이 제공되었습니다. 이는 화면의 디자인 요구 사항을 단순화했을 뿐만 아니라 컴퓨터 메모리 내에서 픽셀이 0 또는 1로 표시될 수 있음을 의미합니다 (바이너리 비트) 단일 이미지 내에 8픽셀을 저장할 수 있으므로 이미지를 저장하는 데 필요한 메모리가 최소화됩니다. 바이트 컴퓨터 메모리의.

풀컬러 장면

동일한 풀컬러 장면을 흑백으로 변환

동일한 흑백 이미지의 확대된 부분

그레이스케일

회색조 픽셀은 일반적으로 검은색과 흰색을 포함하여 256가지 회색 수준을 가질 수 있는 픽셀입니다. 256개의 가능한 값은 회색조 값을 저장하는 데 사용되는 단일 메모리 바이트의 결과입니다. 회색조 픽셀에 1바이트의 메모리만 필요하도록 하면 많은 이점이 있습니다. 이미지를 저장하는 데 필요한 메모리를 줄일 뿐만 아니라 소프트웨어 개발자가 이러한 이미지를 처리하는 것이 상대적으로 간단해집니다.

풀컬러 장면

동일한 풀 컬러 장면이 그레이스케일로 변환됨

이미지에 사용된 256단계의 회색

색상

컬러 픽셀을 저장하기 위해 수년에 걸쳐 여러 가지 방법이 개발되었습니다. 이들 중 다수는 컬러 화면의 제약과 관련이 없으며 오히려 당시 매우 비싼 컴퓨터 메모리의 양을 최소화해야 할 필요성과 관련이 있습니다 (램 )는 컬러 이미지를 저장하는 데 필요하며 이전 컴퓨터에서 발견된 그래픽 하드웨어의 한계도 있습니다.

팔레트

컴퓨팅 초기에는 효율적인 메모리 사용을 보장하고 그래픽 하드웨어의 한계를 지원하기 위해 특정 크기의 색상 팔레트를 사용하여 색상 이미지를 지정할 수 있었습니다. 이러한 팔레트 크기는 대개 2, 4, 8, 16 및 256색입니다. 이러한 색상은 사용 가능한 훨씬 더 큰 색상 풀에서 가져오는 경우가 많습니다. 다음과 같은 다양한 알고리즘을 사용할 수 있었습니다. 플로이드-스타인버그 디더링 수천 가지 색상으로 구성된 풀 컬러 사진을 찍고 이를 256색 팔레트에 맞게 줄이면서도 여전히 매우 좋은 이미지 품질을 유지합니다. 이는 정확히 다음과 같은 이전 이미지 형식에서 사용되는 방법입니다. GIF.

풀컬러 장면

동일한 풀 컬러 장면이 256색 팔레트로 축소되었습니다.

256색 팔레트 사용

풀 컬러

시간이 지남에 따라 장치 메모리의 용량이 증가하고 가격이 낮아지면서 일반적으로 장치 하드웨어 성능이 지속적으로 향상됨에 따라 이미지를 저장하는 데 필요한 메모리 양을 줄이기 위해 색상 팔레트를 사용하는 것이 덜 중요해졌습니다. 이로 인해 최신 이미지 형식의 픽셀은 빨간색 1바이트, 녹색 1바이트, 파란색 요소 1바이트의 하이 컬러 형식으로 저장되어 풀 컬러 픽셀에 약 1,670만 색상 범위를 제공합니다.

이로 인해 장치 하드웨어 용량과 성능이 향상되었지만 팔레트가 필요하지 않게 되었다고 해서 이미지를 저장하는 데 필요한 공간을 줄일 필요가 없어지지는 않았습니다. 따라서 다음을 제공하는 이미지 형식 손실이 많은 그리고 무손실 팔레트에 의지할 필요 없이 이미지 크기를 줄이기 위해 압축 옵션이 만들어졌습니다.