벡터 그래픽스

🖼️ 그래픽 포맷
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1. 개요2. 특징3. 활용4. 포맷5. 관련 문서

1. 개요

Vector Graphics

컴퓨터에서 그림을 표시하는 방식 중 하나.

2. 특징

디지털 매체에서 흔히 사용되는 .png, .jpg. .gif 확장자 이미지를 표시하는 방식은 비트맵, 혹은 래스터(raster) 이미지라고 부른다. 비트맵(Bitmap)은 영어 단어가 의미하는 대로 한 화소 크기의 점에다 색 정보를 담아서 그림을 표시한다.

이와 달리 벡터는 그림 자체가 가진 정보를 바탕으로 정점과 정점 사이를 수학적으로 계산하여 렌더링이라는 과정을 거쳐 그림을 표시한다. 수학시간에 방정식으로 그래프 그리는 것과 비슷하다고 생각하면 된다. 물론 2차 방정식 곡선처럼 단순한 것이 아니라 베지어 곡선(Bezier curve)이나 NURBS 같은 복잡한 계산을 요구하는 것들이 많지만 어쨌거나 도형을 이루는 개개의 점을 저장하는 것이 아니라 수학식으로 도형을 만들어내기 때문에 이미지 파일 크기가 비트맵에 비해 작으며 확대나 축소를 거쳐도 이미지가 가지고 있는 정보에는 변화가 없다. 당연히 비트맵에서의 고질병인 계단 현상이 일어나지 않고 깨끗하다. 이러한 특성 덕에 대형 출력을 요하거나, 고밀도 디스플레이에 대응하는 이미지를 만들 때 벡터 이미지를 많이 사용하며 트루타입 폰트 같은 글꼴 파일들도 본질적으로는 벡터 방식을 이용한다. 일반 사용자가 벡터 이미지를 다룰 일은 래스터 이미지에 비해 별로 없는 편이지만 디자인 분야, 특히 인쇄물 제작을 전제로 하는 시각디자인 분야에서는 래스터보다 벡터를 더 많이 다룬다고 해도 과언이 아닐 정도이다.

단점이라면 이미지의 크기에는 큰 영향을 받지 않는 대신 수학적 연산을 기반으로 하기 때문에 이미지의 형태가 복잡해질수록 연산 속도에 부하가 걸리게 된다. 비트맵이 이미지 크기(픽셀의 수)와 색심도(color depth)에 따라 메모리 부하가 커지는 대신 복잡도에 따른 연산 부하는 크게 상관관계가 없는 것과 대조적이다. 따라서 실사 사진과 같이 복잡하고 색조의 변화를 수학적으로 도출하기 어려운 이미지는 벡터보다는 비트맵이 적합하며 반대로 이미지가 수학적 연산으로 만들어내기 쉽고 색조의 변화가 규칙적일수록 벡터가 유리하다. 하지만 지금은 CPU의 성능이 비약적으로 좋아진데다 GPGPU 같은 기술의 도입으로 인해 연산 속도에 버프를 받을 수 있어서 상당히 복잡한 이미지도 벡터로 변환해서 표현하는 것이 가능해졌다. 말 그대로 그냥 계산능력으로 밀어붙여버리는 것이다.

비트맵 이미지 작업에 그래픽 태블릿이 유용하다면, 벡터 이미지 작업에 게이밍 마우스가 유용하다. 대부분 자체적으로 DPI 변경 기능을 지원하고, 일부 제품은 조이스틱이 내장되어 있어 좀더 세밀한 작업을 할 수 있기 때문.

3. 활용

어도비 일러스트레이터와 잉크스케이프가 벡터 드로잉을 이용한 대표적인 프로그램. 셀시스의 코믹 스튜디오와 레타스 같은 만화/애니메이션 관련 프로그램들에도 벡터 드로잉 기능은 중요한 역할을 한다. 만화 작업에서도 외곽선을 확대하거나 하는 경우가 종종 있는데 이럴 때 이미지를 깨끗하게 처리할 수 있기 때문.

오늘날 게임에서는 잘 사용되지는 않으나 아케이드 게임시장의 극초기, 1980년대 초반도 안 되던 시절에서 80년대 중반 사이에, 아타리 등 몇몇 북미 아케이드 게임 제작사들은 이러한 벡터 그래픽을 활용한 게임들을 출시한 적이 있었다. 대표적으로 애스트로이즈와 레드 바론이 있다. 1982년에는 벡트렉스(Vectrex)라는 벡터 그래픽 기반 콘솔이 출시 되기도 하였다. 이 시절에는 메모리의 가격이 비쌌기 때문에 비트맵 그래픽으로 큰 오브젝트를 표현하기 어려워서 게임에서 벡터 그래픽을 도입했던 것인데, 이런 게임들은 디스플레이도 아예 디스플레이 자체가 벡터만을 표시하기 위한 구조의 디스플레이였다.[1] 참고로 역사적으로 보면 벡터 디스플레이의 유래가 더 오래되었으며 오늘날의 컴퓨터에서는 기본적으로 비트맵 방식으로만 화면을 출력하므로 벡터 그래픽도 화면에 출력될 때는 비트맵 데이터로 변환해서 프레임 버퍼에 올려 화면에 표시하는 것이다.

저런 순수한 의미의 벡터 그래픽 게임은 시간이 지나면서 없어졌지만 8비트 컴퓨터 시절에 일부 게임들이 낮은 CPU 성능으로 3D 그래픽을 표현하기 위해 와이어 프레임으로 3D 표현을 한 경우가 제법 있었는데 이런 것들도 벡터 그래픽 기반의 게임의 연장선에 있다고 볼 수 있을 것이다. 16비트 시대가 되며 폴리곤이 게임에 사용되면서 이런 와이어프레임 표현은 사라졌지만[2] 실은 3D 그래픽, 특히 폴리곤이나 NURBS를 기반으로 하는 3D 그래픽도 특성상 본질적으로는 벡터 그래픽에 속한다.[3] 비트맵 이미지를 입히는 텍스처 매핑이라는 개념 때문에 완전히 벡터 이미지라고 말하기 애매한 부분이 있으나 수학적으로 이미지를 만들어낸다는 정의를 따르면 확실히 벡터에 가깝다고 볼 수 있다.

선으로만 구성된 벡터 이미지(와이어프레임)에는 도트 그래픽과는 또 다른 클래식한 느낌이 있고 와이어프레임은 80년대 SF 영화 등에서 가상현실을 표현할 때 많이 써먹은 표현 기법이라 독특한 미장센을 연출하기 때문에 근래에도 이를 의도적으로 사용하는 경우도 있는데, ABA Games의 쵸 켄타가 벡터 그래픽을 애용하는 제작자로 유명하다. 정작 본인은 그림을 못 그려서 그렇다고 하지만 독특한 미감으로 호평받는 사례.

4. 포맷

5. 관련 문서

나무위키:기능 도움말/벡터 이미지 업로드: 이미지 벡터화 방법을 제공하고 있다.
나무위키:프로젝트/이미지 벡터화

[1] 일반적인 CRT와 달리 전자총이 곡선이나 대각선으로 움직인다. 아날로그 오실로스코프를 생각하면 된다.[2] 1990년대에 이르러 벡터 그래픽을 사용한 버추얼 보이용 게임이 몇 개 출시된 적은 있었다.[3] 복셀 기반의 3D 이미지는 래스터 방식에 속한다.