2026 컴활 2급 필기 1과목 1-7장 | 멀티미디어와 파일 형식 — 핵심 이론

필기 · 핵심 이론

멀티미디어는 이미지·소리·동영상의 표현 방식과 압축을 연결해서 이해합니다. 픽셀 수와 색 깊이, 샘플링과 MIDI, 손실·무손실 압축을 구분하고 원시 데이터 용량을 직접 계산합니다.

이 장의 학습 순서

• 비트맵과 벡터 이미지
• 해상도·색 깊이·용량
• 이미지 파일 형식
• 디지털 오디오와 MIDI
• 동영상·코덱·압축

1. 비트맵과 벡터 이미지

비트맵은 픽셀 격자의 색 정보로 이미지를 표현합니다. 확대하면 계단 현상이나 픽셀 경계가 두드러질 수 있습니다. 벡터는 도형·선·좌표 등의 수학적 정보로 표현하므로 기하학적 그림의 확대·축소에 유리합니다.

사진과 복잡한 질감을 벡터가 언제나 더 작은 파일로 저장한다고 볼 수는 없습니다. 이미지의 목적과 표현 방식에 따라 적절한 형식이 달라집니다. 파일 확장자만 보지 말고 비트맵·벡터라는 원리를 먼저 구분합니다.

2. 해상도·색 깊이·용량

가로·세로 픽셀 수가 정해지면 픽셀 개수는 둘의 곱입니다. 색 깊이 n비트는 한 픽셀에서 최대2ⁿ개 색 상태를 구별할 수 있다는 의미입니다. 24비트 RGB는 각 색 채널8비트의 조합으로 설명하는 대표 사례입니다.

압축·메타데이터·행 패딩 등을 제외한 기초 계산에서는 가로×세로×픽셀당비트÷8로 바이트 수를 구합니다. 해상도를 가로·세로 각각2배로 늘리면 픽셀 수는4배가 됩니다. 선형 크기와 면적을 같은 배수로 읽지 않습니다.

3. 이미지 파일 형식

JPEG는 사진 저장에 널리 쓰이는 손실 압축 형식입니다. PNG는 무손실 압축과 투명도 지원의 대표 사례이고, GIF는 제한된 팔레트와 간단한 애니메이션의 예로 학습합니다. BMP는 비트맵 계열 형식으로 이해합니다.

투명 배경 지원과 압축 손실 여부, 애니메이션 지원은 서로 다른 속성입니다. JPEG로 저장을 반복하면 설정에 따라 손실이 누적될 수 있습니다. 형식을 바꿀 때 확장자만 고치는 것이 아니라 실제 인코딩으로 저장해야 합니다.

4. 디지털 오디오와 MIDI

소리의 디지털화는 시간 간격으로 값을 얻는 표본화, 진폭을 단계로 표현하는 양자화, 코드로 저장하는 과정으로 이해합니다. 샘플링 주파수는1초에 얻는 표본 수이고 비트 깊이는 표본의 정밀도와 관련됩니다.

PCM 원시 용량은 샘플링주파수×비트수×채널수×시간÷8로 계산합니다. 스테레오는 일반적으로2채널입니다. MIDI는 실제 녹음 파형 대신 음정·길이·악기 등 연주 정보를 전달하는 방식으로 구분합니다. 녹음 음성과 같은 정보가 아닙니다.

5. 동영상·코덱·압축

동영상은 연속된 프레임과 음성 등을 결합합니다. 프레임 속도는 시간당 표시 프레임 수와 관련되고 코덱은 미디어 데이터를 부호화·복호화하는 방식입니다. MP4 같은 컨테이너와 내부 영상 코덱을 무조건 같은 것으로 보지 않습니다.

무손실 압축은 복원 후 원래 자료를 유지하는 방식, 손실 압축은 일부 정보를 버려 크기를 줄이는 방식입니다. 이미 압축된 파일을 다시 압축해도 크기가 크게 줄지 않을 수 있습니다. 높은 압축률이 언제나 높은 화질을 뜻하는 것은 아닙니다.

핵심 비교표

용량 계산을 식으로 정리하는 방법

그림은 가로×세로×색 깊이, 소리는 초당 표본 수×표본 비트 수×채널 수×시간을 먼저 계산합니다. 두 결과는 비트이므로 바이트를 묻는다면8로 나눕니다. 문제에서 압축률·헤더·저장 방식 조건을 주었다면 그 조건을 추가해야 합니다. 원시 데이터와 실제 파일 크기를 혼동하지 않습니다.

샘플링 주파수와 비트 깊이는 서로 다른 축입니다. 전자는 시간 방향의 표본 수, 후자는 진폭 표현의 단계와 연결됩니다. 스테레오2채널을 빠뜨리면 오디오 용량이 절반으로 계산됩니다. 화질·음질을 한 숫자로만 판단하는 설명보다 어떤 정보의 정밀도가 바뀌는지 생각해야 합니다.

그림과 소리의 원시 용량 계산

800×600픽셀에 픽셀당24비트면800×600×24÷8=1,440,000바이트입니다. 가로·세로를각각2배로만들면1600×1200이되고용량은4배입니다. '해상도2배'가 가로·세로 각각인지 전체 픽셀 수인지를 문제 문장에서 확인하세요.

PCM 오디오가44,100Hz·16비트·스테레오·10초라면44,100×16×2×10÷8=1,764,000바이트입니다. 채널 수2와 비트에서 바이트로 바꾸는 계산을 빠뜨리기 쉽습니다. 압축된MP3 파일의 실제 크기와 그대로 같다고 읽지 않습니다.

투명한 로고가 필요하다면 투명도 지원 형식을 검토하고, 실제 녹음 음성을 보존하려면 파형 오디오를 사용합니다. MIDI 파일이 작다는 이유만으로 사람의 말소리를 같은 방식으로 그대로 저장할 수 있다고 생각하지 않습니다.

대표 유형을 풀이로 확인하기

풀이 예제 1

픽셀 격자로 이미지를 표현하는 방식은?

비트맵은 픽셀별 색 정보를 이용합니다. 크게 확대하면 픽셀 경계가 보일 수 있습니다. 선·도형·좌표를 수학적으로 표현하는 벡터와 구분합니다.

풀이 예제 2

벡터 이미지에 대한 설명으로 적절한 것은?

벡터는 선·도형·좌표 등의 표현으로 확대·축소에 유리한 사례가 있습니다. 사진까지 언제나 더 작아지는 것은 아니며 목적과 자료 특성을 함께 판단합니다.

풀이 예제 3

가로·세로 픽셀을 각각2배로 하면 전체 픽셀 수는?

픽셀 수는 가로×세로이므로2×2=4배입니다. 색 깊이 등이 같다면 압축 전 용량도4배로 계산합니다. 길이의 배수와 면적의 배수를 구분합니다.

풀이 예제 4

8비트 색 깊이에서 구별할 수 있는 최대 색 상태 수는?

2⁸=256개입니다. 색 깊이와 화면의 가로·세로 픽셀 수는 서로 다른 지표입니다. 압축 파일 전체의 바이트 수를 뜻하지도 않습니다.

풀이 예제 5

사진 저장에 널리 쓰이는 손실 압축 형식의 대표 예는?

JPEG는 사진의 손실 압축 형식으로 널리 사용됩니다. 저장 설정과 반복 재저장에 따라 정보가 달라질 수 있습니다. 파일 확장자 변경만으로 실제 변환이 되는 것은 아닙니다.

풀이 예제 6

MIDI에 대한 설명으로 옳은 것은?

MIDI는 연주 정보의 전달과 관련됩니다. 실제 녹음된 음성 파형을 저장하는PCM 오디오와 다르므로 사람의 말소리를 그대로 저장하는 방식으로 오해하지 않습니다.

풀이 예제 7

8000Hz·8비트·모노·2초PCM 오디오의 원시 용량은?

8000×8×1×2÷8=16000바이트입니다. 모노1채널, 시간2초, 비트→바이트 변환을 모두 적용합니다. 압축된 오디오의 실제 파일 크기와는 구분합니다.

오답을 줄이는 핵심 정리

• 가로·세로 각각2배면 픽셀 수는4배입니다.
• 색 깊이와 화면의 가로·세로 해상도는 다른 값입니다.
• MIDI는 실제 녹음 파형 자체가 아닙니다.
• 컨테이너와 코덱을 동일시하지 않습니다.
• 손실 압축은 설정에 따라 정보가 없어질 수 있습니다.

이해 확인

1. 256색을 표현하는 최소 비트 수는?

2. 8000Hz·8비트·모노·1초의 원시 용량은?

3. 확장자를 png로 바꾸면 JPEG 사진에 잃은 정보가 복구되나요?

다음 학습

이 장의 객관식 15문제에서 개념을 확인하고, 틀린 항목은 위의 비교표와 풀이 예제로 돌아와 다시 정리하세요.