하이컬러
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1. 개요
하이컬러는 컴퓨터 그래픽에서 색상을 표현하는 방식 중 하나로, 15비트 또는 16비트를 사용하여 각 픽셀의 색상을 나타낸다. 15비트 하이컬러는 2바이트 중 1비트를 사용하지 않거나 투명도에 할당하고, 나머지 15비트를 빨강, 녹색, 파랑 각 색상 채널에 5비트씩 할당하여 32,768가지 색상을 표현한다. 16비트 하이컬러는 각 색상 채널에 5비트 또는 6비트를 할당하여 65,536가지 색상을 표현하며, RGB565 형식이 주로 사용된다. 인간의 눈이 녹색에 더 민감하기 때문에, 16비트 하이컬러에서는 녹색 채널에 더 많은 비트를 할당하는 경우가 많다. 24비트 트루 컬러 이미지를 16비트 하이컬러로 변환할 때 색상 표현의 불일치가 발생할 수 있으며, 특히 균일한 회색이 자홍색 색조를 띨 수 있다.
15비트 하이 컬러는 2바이트(16비트) 중 1비트를 사용하지 않거나 알파 채널(투명도)에 할당하고, 나머지 15비트를 빨강, 녹색, 파랑 색상 표현에 사용한다. 각 색상 채널당 5비트를 할당하여 32(2⁵) 단계의 색조 표현이 가능하며, 총 32,768(32 × 32 × 32)가지 색상을 표현할 수 있다.[1]
16비트 하이 컬러는 2바이트(16비트)를 사용하여 색상을 표현하는 방식이다. 일반적으로 RGB565 형식에서는 빨강(R)과 파랑(B) 채널에 각각 5비트를 할당하고, 녹색(G) 채널에 6비트를 할당한다. 이는 인간의 눈이 녹색에 더 민감하게 반응하는 특성을 고려한 것이다. 16비트 하이 컬러는 총 65,536가지 색상을 표현할 수 있다.
2. 15비트 하이 컬러
2. 1. 15비트 하이 컬러의 활용
1990년대 초반 시러스 로직 그래픽 칩은 "혼합" 비디오 모드를 통해 15비트 하이 컬러와 8비트 팔레트 색상을 함께 사용할 수 있는 기능을 제공했다.[1] 비트 15가 지워지면 비트 0부터 14까지는 RGB 값으로 처리되었고, 비트 15가 설정되면 비트 0부터 7까지는 256색 팔레트의 8비트 인덱스로 해석되었다. (비트 8에서 14는 사용되지 않음)[1] 이를 통해 제한적인 환경에서 고품질 컬러 이미지와 팔레트 전환 화면 요소를 동시에 구현할 수 있었지만, 실제로 이 기능을 활용하는 소프트웨어는 드물었다.[1]
3. 16비트 하이 컬러
하지만, 이러한 방식은 24비트 트루 컬러 이미지를 16비트 하이 컬러로 서브샘플링하는 과정에서 일부 색상 표현에 불일치를 초래하기도 한다. 예를 들어, 균일한 회색은 16비트에서 표현될 때 원래의 색조와 다르게 보일 수 있다.
3. 1. RGB565 형식
RGB565는 빨강(R)에 5비트, 녹색(G)에 6비트, 파랑(B)에 5비트를 할당하는 16비트 하이컬러 형식이다.
16비트가 모두 사용되면, 구성 요소 중 하나(일반적으로 RGB565의 녹색)가 추가 비트를 얻어 해당 구성 요소에 64단계의 강도를 허용하고 총 65,536개의 사용 가능한 색상을 제공한다.
이는 인코딩에 작은 불일치를 초래할 수 있다. 예를 들어, 24비트 색상 RGB (40, 40, 40)을 16비트로 인코딩하려는 경우(서브샘플링에 일반적인 문제), 40을 이진법으로 표현하면 00101000이다. 빨간색 및 파란색 채널은 5개의 가장 중요한 비트를 차지하며 00101 또는 0에서 31(16.1%)까지의 척도로 5의 값을 갖는다. 녹색 채널은 6비트 정밀도로 001010 또는 0에서 63(15.9%)까지의 척도로 10의 이진 값을 갖는다. 이 때문에 색상 RGB (40, 40, 40)는 16비트로 표시될 때 약간 자주색(''마젠타'') 색조를 갖는다. 0에서 255까지의 척도로 40은 15.7%이다. 다른 24비트 색상은 서브샘플링 시 ''녹색'' 색조를 띠게 된다. 예를 들어 14.1% 회색의 24비트 RGB 표현, 즉 (36, 36, 36)은 빨간색 및 파란색 채널에서 4/31(12.9%)로 인코딩되지만 녹색 채널에서는 9/63(14.3%)로 인코딩된다. 36은 이진법에서 00100100으로 표현되기 때문이다.
16비트에서 녹색이 추가 비트로 선택되는 이유는 인간의 눈이 녹색 음영에 가장 높은 민감도를 갖기 때문이다. 각 구성 요소(7비트)에 대해 128단계의 강도를 사용하여 빨간색, 녹색 및 파란색의 어두운 음영이 표시되는 다음 그림을 통해 확인할 수 있다. (참고: 트루 컬러, 즉 24 또는 32비트를 표시하는 모니터에서만 작동한다).
정상적인 시력을 가진 독자는 녹색의 개별 음영을 비교적 쉽게 볼 수 있어야 하는 반면, 빨간색의 음영은 보기가 어려워야 하고 파란색의 음영은 구별하기 어려울 것이다. 더 드물게, 일부 시스템은 빨간색 또는 파란색 채널에 추가 색상 심도를 갖는 것을 지원하며, 일반적으로 해당 색상이 더 널리 사용되는 응용 프로그램(예: 피부톤 또는 하늘 사진 촬영)에서 지원한다.
3. 2. 16비트 하이 컬러의 색 표현 불일치 문제
24비트 트루 컬러 이미지를 16비트 하이 컬러로 서브샘플링하는 과정에서 일부 색상 표현에 불일치가 발생할 수 있다. 예를 들어, 균일한 회색(예: RGB(40, 40, 40))은 16비트 하이 컬러에서 약간 자홍색(magenta) 색조를 띨 수 있는데, 이는 각 색상 채널의 비트 수가 제한되어 있기 때문이다.
24비트 색상 RGB(40, 40, 40)을 16비트로 인코딩하는 경우를 예로 들면, 40을 이진법으로 표현하면 00101000이다. 빨간색 및 파란색 채널은 5개의 가장 중요한 비트를 차지하며 00101, 즉 0에서 31까지의 척도에서 5의 값을 갖는다. 정밀도가 6비트인 녹색 채널은 001010의 이진 값을 가지며, 이는 0에서 63까지의 척도에서 10(15.9%)에 해당한다. 이로 인해 RGB 색상 (40, 40, 40)은 16비트로 표시될 때 약간 자주색(마젠타) 색조를 띤다. 0에서 255까지의 척도에서 40은 15.7%이다.
반대로, 14.1% 회색의 24비트 RGB 표현인 (36, 36, 36)은 빨간색 및 파란색 채널에서 4/31(12.9%)로 인코딩되지만, 녹색 채널에서는 9/63(14.3%)로 인코딩된다. 36은 이진법으로 00100100으로 표현되기 때문이다. 이러한 이유로 (36, 36, 36)은 16비트로 표시될 때 녹색 색조가 나타난다.
일반적으로 16비트에서 녹색에 추가 비트를 할당하는데, 이는 인간의 눈이 녹색 음영에 가장 민감하기 때문이다.
3. 3. 인간의 시각과 녹색
인간의 눈은 녹색 계열의 색상 변화에 가장 민감하게 반응한다. 따라서 16비트 하이 컬러에서는 녹색 채널에 더 많은 비트를 할당하여 녹색 표현력을 높이는 것이 일반적이다. 예를 들어, RGB565 형식에서는 녹색에 6비트를 할당하여 64단계의 강도를 표현하고, 총 65,536가지 색상을 표현할 수 있다.
이러한 방식은 인코딩에 약간의 불일치를 초래할 수 있는데, 24비트 RGB 색상 (40, 40, 40)을 16비트로 인코딩하면 녹색 채널의 정밀도가 다른 채널보다 높아 약간 자홍색(마젠타) 색조를 띌 수 있다. 반대로, 다른 24비트 색상을 16비트로 서브샘플링하면 녹색 색조가 나타날 수 있다.
3. 3. 1. 녹색 민감도 시각 자료
True color영어 (24비트 또는 32비트) 디스플레이에서만 유효하다. 빨강, 녹색, 파랑의 어두운 색조(각 채널당 7비트, 128단계)를 비교하면, 녹색의 단계적 변화가 가장 뚜렷하게 구분된다. 반면 빨강은 비교적 구분하기 어렵고, 파랑은 거의 구분하기 어렵다.
일반적으로 정상적인 시력을 가진 사람은 녹색의 개별 음영을 상대적으로 쉽게 구분할 수 있다. 그러나 빨간색 음영은 보기 어렵고, 파란색 음영은 구별하기가 거의 불가능하다.
참조
[1]
서적
Web design in a nutshell
https://books.google[...]
O'Reilly
[2]
웹사이트
Microsoft Developer White Papers: PDC08 - Home
http://code.msdn.mic[...]
2009-12-09
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