사진과 동영상의 디지털 전송은 어떻게 할까 (5/4 월)

안녕하세요! 아주대 총장 박형주입니다. 음성도, 사진도 동영상도 디지털 신호로 변환해서 보관하고 전송한다는데, 이게 도대체 어떻게 가능할까요?

쉬운 예로, 흑백사진 또는 그레이스케일 사진을 가족에게 보내려면 일단 잘게 쪼개야 합니다. 예를 들어 가로줄 800개와 세로줄 600개를 그어서 쪼개보죠. 그럼 800×600, 즉 48만 개의 작은 직사각형들로 쪼개집니다. 여기서 각각의 사각형을 픽셀(pixel)이라고 합니다. 우리 말로는 화소라고 하죠. 48만 개 픽셀로 이루어진 800X600 사진을 흔히 Super-VGA 사진이라고 하는데요. 만개의 가로줄과 천개의 세로줄로 이루어진 사진은, 천만 픽셀, 즉 10메가 픽셀의 고해상도 사진이 되죠.

사진의 기본 단위인 픽셀의 밝기를 0에서 255까지 256개로 구분해볼까요. 0은 검은색, 255는 흰색을 나타네요. 이제 첫째 가로줄의 왼쪽부터 각 픽셀의 밝기를 체크합니다. 한 행이 끝나면 두 번째 행으로 넘어가요. 각 픽셀마다 어떤 것은 2, 어떤 것은 10 또는 255 등으로 밝기가 모두 다르겠죠. 밝기를 쭉 나열하면 특정 수열이 나옵니다. 사진을 보낸다는 의미는 이 수열을 보낸다는 뜻이에요. 2, 10, 255, 7 같은 수열이죠. 받는 사람이 이 수열에 따라 각 픽셀의 밝기를 복원하면, 원래 보낸 그림이 완벽하게 재현됩니다. 그런데 숫자는 이진법으로 바꿔서 보내야 전기적으로 보내기가 용이하잖아요? 그러니까 10010000, …, 이런 식으로 바꿔서 보내야 합니다. 256이면 2^8이라서 2진법으로 여덟 자리의 숫자들이 필요해요. 결국 보내는 건 많은 수의 0과 1이에요. 컬러 사진을 보내는 것도 다를 게 없어요. 각 픽셀에 밝기가 아니라, 빨강-초록-파랑(RGB)의 비율을 나타내는 세 개의 숫자를 할당하고 보냅니다. 물론 3배 더 많은 숫자를 보내야 하니까 컬러 사진 보내는 것은 더 느리겠죠.