디지털 풍화의 원인은?


 디지털(Digital)이란 단어는 익숙할 텐데, 이 글에서는 컴퓨터나 스마트폰 등의 전자기기를 통해 볼 수 있는 사진 또는 영상 등의 파일을 의미합니다. 그리고 풍화(風化)는 물리적 또는 화학적인 작용으로 점차 파괴되거나 분해되는 의미를 지닌 단어입니다.


(종이가 낡는 것처럼...)



 그러니까 디지털 풍화는 전자기기의 저장장치에 저장한 사진 또는 영상 파일의 화질이나 음질 등이 시간이 지남에 따라 훼손되는 현상을 말합니다. 근데 디지털 파일에서 왜 이런 현상이 발생하는 걸까요? 이는 개념적인 접근보다 반복적인 경험을 통해서 나온 결론인데, 시간이 지나서 디지털 파일이 훼손됐다기보다는 디지털 파일을 저장하는 과정에서 데이터가 일부 손실돼 발생한 현상입니다.


 먼저 이미지 파일의 형식에 관해서 알아보면 PNG, RAW, JPEG(JPG), TIFF, GIF, BMP 등이 있습니다. 사실 일반인이 파일 형식을 구분해서 아는 경우는 드뭅니다. 어쨌든 우리가 주제의 의문을 해결하기 위해서는 JPEG에 관한 이해가 필요합니다.



 JPEG(Joint Photographic Experts Group)는 사진 등의 정지화상을 통신에 사용하기 위해서 압축하는 기술의 표준으로 이전에는 BMPGIF의 파일형식을 주로 사용했습니다. BMP는 이미지를 압축 없이 보여줬기에 화질이 좋았으나 용량이 컸고, GIF는 화질 손상 없이 용량을 줄일 수 있었으나 최대 256색으로만 구현할 수 있어서 쓰임에 한계가 있었습니다.


 이런 문제점을 극복하기 위해 1986JPEG 위원회를 결성해서 JPEG라는 디지털 이미지의 표준 규격을 만들었습니다. JPEG는 약 1,670만의 색을 구현할 수 있고, 데이터의 압축 효율이 높았으며 제작하는 사람이 화질과 파일의 크기 등을 조절할 수 있어서 사용이 자유로웠습니다.


 당연히 웹사이트 입장에서는 용량이 작으면서 화질이 좋고, 사용이 자유로운 이미지 파일 형식을 사용하길 원합니다. 그래서 대부분이 JPEG를 사용하는데, 이미지를 JPEG로 했을 때 용량이 적으면서 화질이 어떻게 좋은 걸까요? 사실 JPEG로 이미지를 저장하면 데이터를 압축하면서 일부 데이터 손실이 발생합니다. 하지만 원본과 비교했을 때 크게 차이점을 느끼지 않을 정도로 압축하므로 화질에 차이를 느끼지 못합니다.


(JPEG로 약 20여차례 압축해봤습니다)



 근데 압축 과정에서 분명 화질이 안 좋아집니다. 그리고 이렇게 데이터 손실이 발생한 이미지 파일을 다시 JPEG 파일로 저장하고, 이를 반복한다면 언젠가는 차이를 크게 느낄 수 있을 정도로 화질이 안 좋아집니다. 이런 이미지를 보고 우리는 디지털 풍화가 발생했다고 합니다.


 특히 JPEG 압축 과정에서 이미지에 있는 빨간색은 잘 뭉개지는 편이고, 흰색도 녹화 현상이 잘 발생해서 종종 디지털 풍화라고 불리는 이미지를 보면 흰색 바탕일 것 같은 부분에 녹색을 띠는 경우가 많습니다.


(녹화현상 예시)


 JPEG 압축 과정까지 알아보려고 했으나 매우 전문적인 내용이므로 읽어도 쉽게 이해하기가 힘듭니다. 따라서 원론적인 개념만 파악하고, 자세한 내용을 잘 정리한 글을 안내하도록 하겠습니다.


(한빛미디어)



JPEG의 압축과정 <Chapter별 링크> 클릭


(tvN '알쓸신잡3')


 끝으로 tvN'알쓸신잡 (알아두면 쓸데없는 신비한 잡학사전) 3'에 출연한 김상욱 교수가 디지털로 된 기록들은 4~5년이 지나면 20~30%의 데이터가 무작위로 날아가므로 영구적이지 않다는 말을 했습니다. 그러니까 다른 과정으로 디지털 풍화가 일어날 수 있습니다.

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