픽셀과 그림

초등학교컴퓨터 과학픽셀당 1~3비트를 사용하고 고정 너비 런 길이 데이터 수를 명시하는 인덱스 색상 래스터

픽셀 스튜디오

모든 칸은 숫자입니다

잉크 색상을 선택하고 격자 위를 칠해 보세요. 키보드를 사용하는 경우 셀에 포커스를 맞춘 뒤 Enter 키를 누르세요.

왼쪽에서 오른쪽으로, 그다음 위에서 아래로 읽습니다. 런 길이 부호화는 각 런을 색상 인덱스와 고정 너비 길이로 저장합니다.

측정 기록장

설정을 변경하고 예측을 테스트한 다음 결과를 저장하세요. 스냅샷은 최대 12개까지 보관됩니다.

이 실험 소개

가장 작은 정사각형이 팔레트 인덱스로 저장되는 이미지를 그려 보세요. 해상도와 색 깊이를 바꾸고, 이진 코드를 확인하며, 압축되지 않은 페이로드 크기를 간단한 런 길이 표현과 비교할 수 있습니다. 정확한 픽셀 그리드를 PNG로 내보내 이미지 정보와 실제 파일 형식의 차이를 확인해 보세요.

학습 목표

  • 이미지 픽셀을 숫자 팔레트 인덱스에 연결합니다.
  • 크기와 픽셀당 비트 수를 바탕으로 원시 저장 용량을 계산합니다.
  • 런 길이 부호화로 어떤 배열이 잘 압축되는지 테스트합니다.

사용 방법

  1. 18×8 그림을 그리고 픽셀 안에 표시된 이진 팔레트 코드를 읽어 보세요.
  2. 2픽셀당 비트를 3에서 1로 바꿉니다. 사용할 수 있는 색상과 원시 저장 용량을 비교해 보세요.
  3. 3세로 줄무늬가 있는 그림과 아무것도 없는 그림을 비교하세요. 크기와 색상 심도는 그대로 유지하고 런 개수를 설명하세요.
  4. 4실행 취소를 사용해 편집 내용을 비교하고, 측정한 페이로드 개수를 기록한 다음 PNG로 내보내세요.

모델

인덱스 픽셀의 원시 비트 수
고정 폭 런 길이 인코딩 페이로드

가정

  • 픽셀은 각 행을 왼쪽에서 오른쪽으로 읽은 다음, 위에서 아래로 읽습니다. 각 픽셀에는 선택한 고정 비트 수가 사용됩니다.
  • RLE 모델은 각 런을 색상 인덱스와 길이로 저장하며, 각각 ceil(log2(픽셀 수 + 1))비트를 사용합니다. 런은 행 경계를 넘어 이어질 수 있습니다.
  • 팔레트 테이블, 크기, 파일 헤더 및 패딩은 페이로드 개수에 포함되지 않습니다. PNG는 다른 압축 방식을 사용하므로 다운로드한 파일 크기가 이 개수와 같지 않을 수 있습니다.

수업에서 해 보기

  1. Q1크기가 같은 두 그림에서 RLE 페이로드 크기가 달라질 수 있는 이유는 무엇인가요?
  2. Q2너비와 높이를 모두 두 배로 늘리면 원시 저장 공간이 네 배가 되는 이유는 무엇인가요?

자주 묻는 질문

RLE를 사용하면 그림이 항상 더 작아지나요?

아니요. 색상이 자주 바뀌면 런이 많아져 원시 래스터보다 더 많은 비트를 사용할 수 있습니다.

PNG 파일 크기가 표시된 페이로드보다 크거나 작은 이유는 무엇인가요?

파일에는 헤더가 포함되어 있고 PNG 압축을 사용하지만, 이 실험에서는 의도적으로 단순화한 픽셀 또는 RLE 페이로드를 계산합니다.