[ 웹디자인 기능사 필기 ] 웹그래픽 디자인 - 컴퓨터 그래픽스 일반

1. 컴퓨터 그래픽스의 역사

제 1세대 (1950년대, 진공관 시대)

• 세계 최초의 진공관 컴퓨터인 에니악 발명
• CRT에 의한 영상 시대 개막 
• 라인 프린터 XY 플로터
• 컴퓨터 그래픽스의 시작기

 

* CRT : 음극선을 이용해 형광물질에 빛을 내는 진공관으로 모니터나 텔레비전 수상기 등의 디스플레이로 사용된다.

 

제 2세대 (1960년대, 트랜지스터 시대)

• 본격적인 CRT 도입
• 리프레시 CRT 시대
• 스케치 패드 시스템 사용 
• 컴퓨터 그래픽스의 기반 구축

 

제 3세대 (1970년대, 직접회로 시대)

• 벡터 스캔형 CRT, 스타스캔형 CRT의 보급
• 스토리지형 CRT의 시대 
• 컴퓨터 그래픽스의 적용 확대

 

제 4세대 (1980년대, 고밀도 집적회로 시대)

• Auto CAD의 개발 
• 래스터 스캔형 CRT 시대 
• 만델브로의 프랙탈 이론 명명
• 컴퓨터 그래픽스의 전성기

 

제 5세대 (1990년대, 컴퓨터 지능화 시대)

• 컴퓨터 그래픽스의 대중화 
• LCD, LED, PDP의 개발

 

PLUS : 정보의 표현단위 

 

비트 : 컴퓨터에서 다루는 정보의 가장 작은 단위 

 1byte = 8bit 

 1KB = 1024byte

 1MB = 1024KB

 1GB = 1024MB

 

2. 컴퓨터 장치 구성 

1. 입력장치 

 키보드, 마우스, 태블릿, 디지타이저 , 스캐너, 디지털 카메라, 터치스크린, 조이스틱, 터치패드, 라이트 펜 등

 

2. 출력장치 

 모니터 (디스플레이)

• CRT 
  • 속도 빠르고 가격이 저렴함
  • 그래픽 작업에 용이 
  • 눈의 피로가 크고 부피가 큼
  • 전력 소모가 큼
• LCD 
  • 액체와 고체의 중간 성질 
  • 부피가 작아서 휴대용으로 좋음
  • 전력이 적게 들지만 정밀한 그래픽 작업은 어려움
• PDP
  • 네온과 유사한 플라즈마 가스를 이용
  • 발광형
  • 수명이 길지만 비싸고 열이 발생함

 

프린터 

• 충격식 : 도트 매트릭스 방식
• 비 충격식 : 잉크젯 방식 (잉크분사방식, 가격은 저렴하나 번짐) , 레이저 방식

 

플로터

• 그래프나 도형, 건축용 CAD, 도면 등의 출력을 위한 대형 출력장치

 

필름 레코더

 

3. 중앙 처리장치 (CPU)

• 연산장치 : 사칙연산, 논리연산 등 데이터 가공에 관한 동작 수행
• 제어장치 : 동작지시 및 감독
• 레지스터 : 임시 기억 장치 (일시 보관)

 

4. 기억장치 

 

주기억장치 

• ROM 
  • 읽기만 가능
  • 변경과 수정이 불가능 
  • 비 휘발성 메모리 (전력 중단되어도 데이터 보존 가능)
• RAM 
  • 읽기, 쓰기 모두 가능
  • 휘발성 메모리 (전력 중단되면 데이터가 지워져버림)

기타 기억 장치 

• 가상메모리
  • 주기억장치의 용량 한계 극복을 위함
• 캐시메모리 (고속 기억장치)
  • 중앙처리장치와 주기억장치 사이에서 실행속도를 높이기 위해 사용
• 플래시 메모리 
  • 휴대용 컴퓨터나 디카의 보조기억장치로 사용 

보조 기억장치

• 하드 디스크
• 플로피 디스크
  • 기억용량은 작으나 휴대가 쉬움, 먼지나 자기에 약하고 비교적 속도가 느림
• 자기 테이프 
  • 데이터 백업용으로 주로 사용
• CD_R
  • 단 한번의 기록만 가능한 매체 
• CD-RW 
  • 기록 끝난 후 데이터를 수정하거나 삭제가 가능함 
• DVD
  • CD의 4배 용량 저장 가능함

 

PLUS : SRAM 과 DRAM  비교 

 

SRAM 

• 전력 소비가 크고 가격이 비교적 비싸다. 
• 속도가 빨라서 캐시 메모리로 사용된다. 
• 구조가 복잡하고 전원공급이 되는 한 기억이 유지된다. 
• 용량이 적다. 

DRAM 

• 전력소비가 적고 가격도 저렴하다.
• 구조가 간단하다. 
• 동작속도가 느리다. 
• 전원이 공급되어도 일정시간이 흐르면 방전되어 기억이 사라진다. 
• 용량이 크다. 

3. 이미지의 표현방법

비트맵 방식 ( 픽셀 이미지, 래스터 이미지)

• 점들의 집합으로 이뤄진 이미지 표현방식
• 상세한 명암, 사진표현에 적합
• 부드러운 색감, 사진처럼 정교함
• 확대시 화질떨어지고 용량 늘어날 수 있음
• 포토샵, 페인터, 페인트샵 프로 등 

 

벡터 방식 

• 수학적 연산에 의한 것 
• 파일 용량이 비트맵 보다 작음 
• 정교한 색상 표현이 불가능 
• 일러스트레이터, 코렐드로우, 프리핸드, 오토캐드 등
• 이미지 확대 축소시 손상되지 않음 

4. 컴퓨터 그래픽의 색상

RGB 모드

• 가장 기본적인 컬러모드

 

CMYK 모드 

• 인쇄(4도 분판)나 프린트에 사용하는 모드 
• 감산 혼합, RGB에 비해 색상 표현이 제한적임 

 

인덱스 컬러모드 

• 대부분 웹상에서 이미지 전송용으로 많이 사용 
• 24비트 컬러중 정해진 256컬러를 이용하는 단일 채널 이미지 

 

그레이스 케일

• 검은색부터 흰색까지의 중간 단계를 나타내는 모드 
• 컬러 이미지를 그레이스케일로 변경하면 컬러정보를 잃게 됨

비트맵 모드 

• 가장 간단한 형태의 색상 체계

듀오톤 모드 

• 그레이 스케일에서 몇가지 컬러 추가 
• 한가지 색 계열로 만들기 위함 

5. 그래픽 파일 포맷

1. 비트맵

 

BMP 

• 압축하지 않은 표준 그래픽 파일 포맷

 

GIF

• 압축률이 좋고 웹에서 아이콘, 로고 등 간단한 그래픽 제작시 유용하게 쓰이는 포맷

 

TIFF

• 애플리케이션과 컴퓨터 플랫폼간에 파일 교환시 사용되는 포맷, 모든 종류의 시스템에서 호환 가능한 포맷방식

 

JPEG

• 가장 많이 사용되는 방식
• 압축률이 가장 좋음

 

PICT

• 매킨토시 기종의 표준 그래픽 파일 포맷 
• 매킨토시 그래픽과 페이지 레이아웃 어플리케이션들간에 파일 전송을 위해 가장 많이 사용되는 파일 포맷
• 비트맵 이미지와 포스트 스크립 이미지를 동시에 저장할 수 있다. 

 

PDF

• Adobe Acrobat 에서 사용되는 문서 작성용 파일 포멧

 

RAW

• 화소 자체의 정보만을 가지고 있음
• 디지털 카메라에서 사진 저장하는데에 주로 쓰임
• 화질 우수하고 용량 큼

 

2. 벡터

선과 곡선으로 구성된 파일로 선과 도형으로 이루어짐

svg와 eps로 나뉨

svg는 웹기반으로 ppt에 적용하지 못하고 변환프로그램을 이용해 eps로 바꾸어야한다. 

 

EPS 

• 인쇄시 4도 분판을 목적으로 하고 비트맵 이미지와 벡터 그래픽 파일을 함께 저장함

PSD

• 포토샵 전용 파일 포맷으로 파일 용량이 큰 편

기타

• CDR/CMX , WMF, AI 등

6. 그래픽 표현요소

해상도

• 화면에 그래픽을 얼마나 선명하게 표현할 수 있는가 결정하는 요소 
• 한 화면을 구성하고 있는 픽셀 수
• 보통 DPI또는 PPI라고 함
• 해상도가 클 수록 선명함
• DPI : 인치당 점의 수

출력해상도

• LPI라고 함
• LPI : 인치당 선의 수
• DPI : LPI = 2:1 이 되어야함

PLUS

앨리어싱 : 이미지에 계단 현상이 일어나는 것

안티 앨리어싱 : 계단 현상의 외형을 부드럽게 해주는 것

 

인터레이스 : GIF, PNG

• 하나의 프레임에 수평 주사선을 1개 간격으로 뛰어넘어 주사하는 방식
• 짝수열, 홀수열을 주사한것을 필드라고 부르며 두 필드를 합쳐 하나의 완전한 영상을 만들어 완전한 하나의 프레임이 구성된다. 

 

프로그레시브 : JPEG

• 한장의 프레임 하나하나를 연속적으로 보여줌 
• 고화질 화면을 감상할때 유리함
• 한장 프레임을 하나하나 보여주므로 화면 흔들리거나 플리커(깜박임) 현상 일어나는데 이걸 인터레이스가 보완해줌

 

비트심도 : 한픽셀의 색상을 표현하기 위해 사용되는 컴퓨터의 비트 수

7. 웹 디자인 프로세스

1. 프로젝트 기획

전체적인 프로젝트의 컨셉 확정, 도메인 신청

 

2. 웹사이트 기획

• 제작팀 구성
• 아이디어 도출
• 사이트 컨셉 정의
• 자료 수집 및 분석
• 콘텐츠 디자인 정의 
• 플로우 차트 (작업 흐름) 작성
• 스토리보드 (작업 지침서 , 설계도) 제작

3. 웹사이트 구축

• 사이트 디자인
• 사이트 구축 : 도메인 확보, 프로그래밍 과정

4. 유지 및 관리

8. 네비게이션

순차구조 (선형구조)

• 정보를 순서에 따라 보여주는 것
• 앞, 뒤 이동만 가능함
• 대등한 정보를 순차적으로 보여줄때 사용함
• 사용자 입장에서는 자유로운 이동과 탐색이 어려움

그리드 구조

• 순차 구조를 여러개 합해놓은 상태 
• 수평적 또는 수직적 네비게이션 구조 
• 많은 양의 데이터를 카테고리로 나누어 분류 할때 사용함

계층 구조

• 가장 일반적으로 사용됨 
• 정보가 계층적으로 연결되어있음 
• 특정 정보를 중심으로 하위 페이지로 이동하는 네비게이션 구조 
• 사용자들이 효율적으로 탐색이 가능하나 현재 위치를 놓쳐 길을 잃을 수 있음

네트워크 구조

• 순서 없이 나열한 구조 
• 초보 사용자들에게는 혼동 야기 기능 (길잃는 현상이 가장 빈번)
• 고객 스스로가 하나의 정보를 가지고 학습할 수 있는 사이트에 적합

9. 레이아웃

텍스트 위주의 레이아웃

• 간결함
• 목록을 이용하여 정리하는 것이 좋음

테이블 레이아웃

• 부분적으로 배경 색상 입힐 수 있음

프레임 레이아웃

• 공통적인 부분이 매번 새롭게 열리는 것을 방지 
• 보통 2~3개의 프레임으로 구성

이미지 레이아웃

• 시각적인 효과가 좋음
• 프레임과 비슷한 효과 가능
• 용량이 너무 큰 이미지는 자제

10. 모델링

1. 와이어 프레임 모델

• 오브젝트의 골격만을 선으로 표현 
• 점과 선, 외 내부로의 자유로운 이동
• 부피는 나타나지 않음

2. 솔리드 모델

• 외, 내부 까지 채워진 입체를 이용한 모델링
• 속까지 꽉 채워져있음
• 물리적 성질을 가짐
• 복잡한 데이터 구조

 

3. 서페이스 모델

• 선 뿐만 아니라 표면도 정의되는 모델링 방식
• 속은 비워져있음
• 은선과 은면 제거 가능
• 메쉬 모델이라고도 함

 

4. 파라메트릭 모델

• 곡면 모델
• 매개변수 모델이라고도 함 
• 가장 많은 계산시간을 필요로 함

 

5. 프랙탈 모델

• 단순 -> 점차 복잡한 모양으로 만들어감
• 산, 구름, 해안선과 같은 자연 대상물의 불규칙한 성질을 갖는 움직임 표현

 

6. 파티컬 모델

• 입자를 이용하여 표현하는 모델링
• 불 , 수증기, 먼지, 불꽃, 기포등의 미세한 부분을 표현할때 사용

 

 

11. 렌더링 

 

모델링이 된 오브젝트의 표면을 처리하는 과정

렌더링 과정 : 투영 -> 클리핑 -> 은면 처리 -> 쉐이딩 -> 매핑

 

• 클리핑 
  • 평면으로 정의된 일정공간 밖에 있는 보이지 않는 부분을 제거하는 것을 말함
• 은면 
  • 3D 입체에서 관찰자 시점에서 보이지 않는 다각형면을 말함
• 쉐이딩 
  • 빛에 의해 생기는 음영 (그림자)을 표현하는 작업 
  • 플렛 쉐이딩 : 면과 면 사이의 경계에서 급격한 명암 차이가 생김
  • 고라우드 쉐이딩 : 플렛보다는 부드럽지만 하이라이트 부분은 어색함
  • 퐁 쉐이딩 : 부드러운 곡면 표현에 적합하고 가장 사실적이나 시간이 오래걸림 , 고라우드 쉐이딩에서 할 수없던 하이라이트나 반사광 표현이 가능함

왼쪽부터 플렛 쉐이딩, 고라우드 쉐이딩, 퐁 쉐이딩

 

• 매핑
  • 오브젝트 표면의 질감을 처리하는 것으로 랜더링 작업의 가장 마지막에 하는 작업이다.
  • 텍스쳐 매핑 : 이미지 매핑이라고도 하며 2차원 이미지에 질감을 입히는 것
  • 범프 매핑 : 엠보싱(올록볼록) 효과, 흰부분은 돌출되어 보이고 검은 부분은 들어가 보이는 것으로 벽돌과 자갈 표현시 주로 사용됨
  • 불투명 매핑 : 유리나 반투명 물체 표현시 사용
  • 솔리드 텍스쳐 매핑 : 겉 표면이나 내부의 무늬가 비슷한 오브잭트에 사용됨
  • 반사 매핑 : 금속 거울 등 반사되는 오브젝트를 표현할때 사용됨 

PLUS : 라디오시티란

빛의 반사와 표면 분산을 분석하는 렌더링의 한 기법

 

 

12. 애니메이션 

프레임 : 영상에서 기본이 되는 단위로 보통 만화는 1초에 12~24 프레임, 영화나 광고는 1초에 24~30 프레임 이상이다. 

 

키프레임 : 동작의 중요한 변환점

• 동작 , 효과, 오디오 및 기타 속성에 대해 일반적으로 시간에 따라 변경되는 매개변수를 설정하는데 사용
• 시작프레임과 끝 프레임 중에 전체 정보를 가지고 있는 중심 프레임
• ex) 앉았다 일어서는 장면
  • 앉아있는 장면 : 처음 키프레임
  • 일어서있는 장면 : 마지막 키 프레임
  • 동작사이 움직이는 장면 : 중간 프레임 

제작과정 : 기획 -> 스토리보드 제작 -> 제작 -> 음향 합성 -> 레코딩

 

1. 셀 애니메이션

• 캐릭터만 움직이는 초창기 기법

2. 스톱모션 애니메이션

• 한프레임씩 따로 촬영한 후 각 프레임을 연결
• 클레이 애니메이션 : 찰흙으로 인형 제작 후 콤마 촬영해나가는 기법의 애니메이션 
  • 콤마 촬영 : 한 콤마씩 촬영하는것
  • ex) 스톱모션

3. 고우 모션 애니메이션

• 기계장치가 된 인형이나 제작물을 움직이게 하여 촬영하게 하는 기법
• 스톱모션보다는 생동감 있는 표현 가능 

4. 컷 아웃 애니메이션 

• 종이 위에 형태를 그리고 잘라 낸 다음 손으로 각각의 종이들을 직접 한 장면씩 움직여가며 촬영

5. 투광 애니메이션

• 라이트 테이블 위에 검은 종이나 점토등의 절단 부분이나 틈에서 나오는 빛을 촬영하는 기법

 

6. 로토 스코핑

• 실사와 애니메이션을 합성하는 기법으로 많이 사용
• 이미 촬영된 동영상을 따라그리거나 위에 효과를 그려만드는 애니메이션 기법

7. 플립 북

• 가장 간단한 애니메이션 효과로 책이나 노트등에 변해가는 동작을 페이지마다 그린 후 일정한 속도로 종이를 넘겨 애니메이션을 확인하는 방법

PLUS 

 

모핑이란 

• 2개의 서로 다른 이미지나 3차원 모델사이의 변화하는 과정을 서서히 나타내는 기법
• https://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%AA%A8%ED%95%91

크로마키란 

• 두가지 다른 화면을 합성하기 위한 그래픽 기술로 두대의 카메라로 배경과 전경을 따로 찍어 합성

 

모션 캡쳐란

• 실제 생명체의 움직임을 추적하여 얻은 데이터를 모델링된 캐릭터에 적용하는 기술
• 몸에 센서 부착시키거나 적외선을 이용
• 자연스런 움직임과 얼굴 표정 가능