11. 영상과 컴퓨터 그래픽스

1. 디저털 영상의 이해

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1) 동영상 파일의 이해

(1) 연속적 이미지

- 실제로는 변화되는 화면을 연속적으로 보여줌

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(2) 프레임 수에 따른 차이

- ex: 영화 1초/24프레임, TV는 1초/40프레임 등

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(3) 압축의 중요성

- 동영상 파일 크기가 큰 편으로 압축을 해서 사용하게 됨.

- 일반 아날로그급 화질은 1초에 17Mb, 1분에 1.05Gb정도.

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2) 동영상 화질에 영향을 주는 요소

- 해상도(resolution) : 화면의 크기, 픽셀의 수

- 초당 프레임 수 (frames per second)

- 데이터비트 레이트 (data vitrate) : 오디오, 비디오

- 영상압축방식 (codec, 코덱)

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(2) 해상도 : 영상의 형식과 화면 크기

- SDTV : 320*240 / 640*480 / 720*480

- HDTV : HD720p - 1280*729 / FHD1080i,1080p - 1920*1080 (초당프레임30)

- UHDTV : 4K UHD - 3840*2160(초당프레임30 - TV), 4096*2160(초당프레임24 - 영화)/ 8K UHD - 7680*4320(초당프레임24)

- 시정거리, 용도, 화질에 따라 권장 크기가 다름

- 해상도 높아질수록 색심도, 프레임 크기, 스트림 속도 커짐.

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(3) 동영상 압축(codec: encoding, decoding)

- 해상도, 초당프레임, 픽셀크기, 컬러 압출률,에 따라 파일크기가 다름

- 동영상을 파일로 저장할 때 특정 코덱을 이용하여 압축함

- 동영상 재생시 압축한 코덱을 이용해야 해제해서 시청가능

- 압축방법은 여러가지임.

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(3)-1. 코덱

- Code- decode의 준말

- 이미지 또는 동여앙 파일 압축의 기술 표준

- 압축코덱과 해제코덱이 같아야함

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(4) 동영상 압축 요소

(4)-1. 인트라 프레임 압축 : 한화면 내에서 압축(Intraframe compression) 이미지 압축에 이용

(4)-2. 인터프레임 압축 : 여러화면의 비교를 통한 압축(interframe compression) 프레임이 연속적으로 지속되는 경우 인접한 프레임간 차이가 크지 않다는 점을 이용하며 이전 프레임과 차이값만 기반으로 예측하는 방법 이용

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(5) 델타프레임 기법(Delta Frame)

- 서로 연속되는 동영상 프레임 사이에는큰 차이가 나지않는다는 것을 이용, 일정한 간격만으로 프레임 이미지 정보를 저장하고 그사이 프레임들은 저장된 정보를 참조하여 예측을 통해 프레임 정보를 재생산함.

* 정보가 온전히 저장되는 프레임 : 키프레임, I프레임

* 키프레임을 참조하여 예측으로 재구성하는 프레임 : 델타프레임, P프레임, B프레임

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(6) 동영상 압축 표준의 설정

- 압축할 이미지 및 동영상 압축 기법을 복합적으로 적용하여 표즌을 만듬

- 다양한 연산작용, 최종이미지의 화질 저하를 방지, 최소파일크기유지

- 다양한 기관에서 압축표준 설정

- MPEG, H.264, Ogg, WebM 등이 있음

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(7) 코덱 vs 동영상 파일

압축할 때 이용하는 수식 표준 설정 / 파일에 관한 다양한 데이터를 담음

코덱 표준을 실행하는 프로그램도 코덱이다 / 이미지, 소리, 메타데이터, 이용코덱 등 여러가지 정보

이용하는 코덱에 따라 결과파일의 종류가 다름 / 파일의 이름

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3) 동영상 파일의 형식

(1) AVI : 비디오 데이터 저장방식으로 가장 많이 이용됨, 오디오와 비디오가 번갈아 기록됨

(2) MPEG : 다양한 버전, MPEG1->VCD, MPEG2->DVD, MPEG4->네트웤,모바일,HD등의 환경

(3) MOV : 애플사의 퀵타임용

(4) FLV : 어디보사 플래시비디오용

(5) WMV : 윈도우 미디어 비디오용

(6) MKV : 마트료스카, 개수 재한없이 비디오, 오디오, 그림, 자막트랙을 한 파일 안에 저장가능한 파일형식

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4) 동영상 파일 변환

- 편집시 보통 avi 형식 이용

- 다양한 기기용 형식 개발되어 있으며 원하는 형식으로 변환하는 프로그램 이용하여 변환후 사용가능.

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5) 동영상 파일 저장매체

- 플래시 메모리 : SD카드, 메모리스틱

-디지털 테이프 : DIgital 9, Midi DV

-하드드라이브 : 용랑이 크지만 무거움

-광매체 : DVD, Blu-Ray

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(1) 플래시메모리

- 크기가 작고 카메라에 많이 이용됨

- 비디오 카메라에는 기기에 맞는 매체 써야함. SD, SDHC, 메모리스틱(소니사용)등이 이용됨

- 용량이 작은편

- 다양한 형식 : Compact, Micro SDHC

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(2) 디지털테이프

- miniDV, 8mm

- 비교적 저렴 ----> 사용이줄고있음

- 전송이오래걸림, 파일전송 시간이 녹화시간과 동일

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(3) 하드드라이브

- 기본적으로 내장된 것 이용

- 외장하드 추가 연결 이용 가능

- 대용량 저장가능, 전송빠름, 넌리니어 접근가능, 무거운편

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(4) 광매체

- DVD : 4.38GB, 8GB, 15.9GB

- Blu-Ray : 30~50GB

- 영상을 기록한 디스크를 즉시 이용가능하지만 오류에 대한 보완성이 낮음

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2. 디저털 영상의 편집, 제작

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1) 디지털 영상 기록

- 비디오 캡쳐 카드

- 디지털 비디오 리코더 기능 잇는 독립 기기 이용

- 저장 기능 있는 휴대 기기 또는 비디오 카메라, 화면 캡쳐 프로그램 이용 등

- 비디오 캡처 기능이 있는 기기를 컴퓨터에 연결

- 비디오를 디지털화 하고 영상압축

- 아나로그 비디오를 디지털 파일로 저장할때

- 영상으로 전송되는 비디오를 디지털 파일로 저장할때 이용

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2) 편집 프로그램

- 동영상 편집 : 어도비 프리미어(Adobe Premiere), 아비드(Avid), 파이널컷(Final Cut), 소니베가스(Sony Vegas), 피나클 스튜디오(Pinnacle Studio)

- 특수 효과용 : 애프터 이펙트 (After Effect), 파티클 이펙트(Particle Effects)

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3) 영상편집 과정 개요

: 작업 동영상 형식 지정 -> 영상,사진,사운드 등의 소스 불러오기 -> 소스 분량 편집 -> 기본효과, 화면전환 등 추가 -> 최종 동영상 파일 내보내기 [ 작업내용을 하나의 동영상 파일로 렌더링하여 저장함]

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