홍라이프 계산기무압축 이미지·영상 용량 계산기 쉽게 이해하기 — 개념과 원리
이 계산기는 이미지나 영상을 압축하기 전, 즉 원본 그대로일 때 차지하는 메모리와 저장 공간을 계산합니다. 프레임 버퍼나 그래픽 메모리를 가늠할 때, 캡처 장비와 저장 장치의 처리 속도를 계획할 때, 그리고 JPEG·H.264·HEVC 같은 압축 기술이 왜 꼭 필요한지 이해할 때 쓰입니다.
계산 방법
- 이미지 용량(MB) = 가로 × 세로 × 픽셀당 비트 ÷ 8 ÷ 1,000,000
- 무압축 영상 용량(GB) = 가로 × 세로 × 픽셀당 비트 ÷ 8 × 초당 프레임 × 초 ÷ 1,000,000,000
- 무압축 비트레이트(Gbps) = 가로 × 세로 × 픽셀당 비트 × 초당 프레임 ÷ 1,000,000,000
가로·세로는 픽셀 수, 픽셀당 비트는 색 깊이입니다. 흑백은 8, 8비트 RGB는 24, 알파 채널이 있는 RGBA는 32입니다. 8로 나누는 것은 비트를 바이트로 바꾸는 과정이며, 결과는 10진 단위(1 MB = 10^6 바이트)입니다.
원리
래스터 이미지는 픽셀이 바둑판처럼 늘어선 구조이고, 모든 픽셀이 같은 수의 비트를 저장합니다. 그래서 용량은 픽셀 수에 픽셀당 비트를 곱하면 됩니다. 영상은 이런 프레임이 연속된 것이므로 한 프레임 용량에 초당 프레임 수를 곱하면 초당 비트 수가, 다시 시간을 곱하면 전체 용량이 나옵니다. 그림의 내용과 전혀 상관이 없다는 점이 바로 '무압축'의 의미입니다. 실제 영상은 4:2:0 색차 서브샘플링을 많이 쓰는데, 8비트 기준 픽셀당 약 12비트이므로 그 값을 넣으면 됩니다.
예제 풀이
- 입력값: 3840 × 2160(4K UHD), 픽셀당 24비트, 30 fps, 60초
- 한 프레임의 픽셀 수: 3840 × 2160 = 8,294,400
- 한 프레임의 비트: 8,294,400 × 24 = 199,065,600비트 = 24,883,200바이트, 즉 24.8832 MB
- 비트레이트: 199,065,600 × 30 = 5.971968 Gbps
- 1분 용량: 24,883,200 × 30 × 60 = 44.78976 GB
| 가로 (px) | 이미지 (MB) |
|---|---|
| 960 | 6.2208 |
| 1,920 | 12.4416 |
| 2,880 | 18.6624 |
| 3,840 | 24.8832 |
| 4,800 | 31.104 |
| 5,760 | 37.3248 |
| 7,680 | 49.7664 |
결과 해석
이미지 용량은 사진 파일이 2 MB짜리 JPEG이더라도 화면에 띄우기 위해 풀어 놓으면 메모리를 얼마나 차지하는지를 보여 줍니다. 비트레이트는 무압축 신호를 전송하거나 녹화할 때 필요한 속도입니다. 4K 30프레임 RGB는 약 6 Gbps인데, 인터넷 4K 스트리밍은 보통 15~25 Mbps 수준이므로 수백 배나 압축된 셈입니다.
흔한 실수
- 8로 나누지 않아 비트를 바이트로 착각하는 경우
- 10진 MB와 2진 MiB를 섞는 경우(24.8832 MB는 약 23.73 MiB)
- 4:2:0이나 10비트 영상에 24비트를 그대로 넣는 경우
자주 묻는 질문
4K 사진 파일은 왜 몇 MB밖에 안 되나요?
JPEG·HEIC·PNG 같은 형식이 화소 데이터를 압축하기 때문입니다. 계산기 값은 파일을 열어 메모리에 풀었을 때의 크기입니다.
HDR 영상은 픽셀당 몇 비트인가요?
보통 채널당 10비트라서 RGB는 30비트, 4:2:0이면 평균 15비트입니다.
투명도(알파)를 넣으면 용량이 늘어나나요?
네. 8비트 RGBA는 픽셀당 32비트로 RGB보다 3분의 1 더 큽니다.
출처: ITU-R Recommendation BT.2020 (UHDTV 시스템 파라미터) · Charles Poynton, Digital Video and HD: Algorithms and Interfaces, Morgan Kaufmann