PNG to BMP 변환기

현대 세계에서 PNG를 BMP로 변환하는 이유

PNG에서 BMP로의 변환은 처음에는 기술 발전의 후퇴처럼 보이는 작업입니다. PNG는 효율적인 무손실 압축과 완전한 투명도 지원을 제공하는 반면, BMP는 데이터를 거의 원시 형태로 저장하여 거대한 파일을 생성합니다. 그러나 특정 전문 분야에서는 BMP의 단순성과 예측 가능성이 필수 도구로 만듭니다.

BMP(Bitmap Image File)는 1986년 Microsoft가 초기 Windows 버전을 위해 만든 형식입니다. 거의 40년의 역사에서 거의 변경되지 않아 절대적인 하위 호환성을 제공합니다. 이미지를 다룰 수 있는 모든 장치나 프로그램은 BMP를 이해하는 것이 보장됩니다. 이 보편성은 특히 수십 년 동안 업데이트되지 않은 레거시 소프트웨어, 산업 시스템 및 특수 장비로 작업할 때 가치가 있습니다.

PNG(Portable Network Graphics)는 GIF의 현대적 대안으로 10년 후에 등장했습니다. 이 형식은 무손실 압축을 위해 DEFLATE 알고리즘을 사용하고 완전한 8비트 알파 채널을 지원합니다. 그러나 이 복잡성은 리소스가 제한된 시스템이나 PNG 디코더가 없는 구식 소프트웨어에서 문제가 됩니다.

BMP 형식의 기술 구조

BMP 파일 구조

BMP는 세 개의 순차적 블록으로 구성된 가장 간단한 래스터 형식 중 하나입니다:

파일 헤더(BITMAPFILEHEADER) — 14바이트의 고정 데이터:

• 서명 «BM» (0x42 0x4D) — 형식 식별자
• 총 파일 크기(바이트)
• 두 개의 예약 필드(보통 0)
• 파일 시작부터 픽셀 데이터까지의 오프셋

정보 헤더(BITMAPINFOHEADER) — 최소 40바이트:

• 헤더 크기(형식 버전 결정)
• 이미지 너비와 높이(픽셀)
• 색상 평면 수(항상 1)
• 색상 깊이: 1, 4, 8, 16, 24 또는 32비트
• 압축 유형(보통 0 — 압축 없음)
• 픽셀 데이터 크기
• 미터당 픽셀의 수평 및 수직 해상도
• 팔레트의 색상 수
• 중요한 색상 수

픽셀 데이터 — 실제 이미지로, 아래에서 위로 행별로 기록됩니다(위에서 아래로 스캔하는 대부분의 형식과 달리). 각 행은 패딩 바이트를 추가하여 4바이트 경계에 맞춥니다.

BMP의 데이터 저장 특성

BMP의 주요 특징은 일반적인 사용 시나리오에서 압축이 없다는 것입니다. 기술적으로 형식은 4비트 및 8비트 이미지에 대한 RLE 압축을 지원하지만 실제로는 거의 사용되지 않습니다. 표준 24비트 BMP(True Color)는 각 픽셀을 BGR 순서(파란색-녹색-빨간색)로 3바이트로 기록하며, 이는 익숙한 RGB의 역순입니다.

압축 없는 24비트 BMP 크기 공식:

크기 = 54 + ((너비 × 3 + 패딩) × 높이)

여기서 패딩 = (4 - (너비 × 3) mod 4) mod 4

예: 1920×1080 픽셀 이미지

• 행: 1920 × 3 = 5760 바이트
• 패딩: (4 - 5760 mod 4) mod 4 = 0 바이트
• 데이터: 5760 × 1080 = 6,220,800 바이트
• 헤더: 54 바이트
• 총: 약 5.93 MB

비교를 위해: 사진이 포함된 동일한 PNG 파일은 내용에 따라 1-3 MB를 차지합니다.

PNG와 BMP 비교: 주요 차이점

특성 표

변환 중 투명도에 발생하는 일

PNG는 256 수준의 투명도를 가진 완전한 8비트 알파 채널을 지원합니다. BMP는 기술적으로 32비트 모드(BGRA)에서 알파 채널을 저장할 수 있지만, 소프트웨어에서 이 기능의 지원은 매우 예측할 수 없습니다. 대부분의 응용 프로그램은 4번째 바이트를 무시하거나 잘못 해석합니다.

PNG에서 BMP로 변환할 때 투명한 영역은 다음 방법 중 하나로 처리해야 합니다:

• 흰색으로 채우기 — 표준 접근 방식, 대부분의 작업에 적합
• 검은색으로 채우기 — 어두운 배경에 배치된 이미지용
• 사용자 정의 색상으로 채우기 — 대상 배경을 알 때

반투명 픽셀(알파 1~254)은 알파 합성 공식을 사용하여 채우기 색상과 혼합됩니다:

결과 = 소스 × 알파 + 배경 × (1 - 알파)

여기서 알파는 0에서 1로 정규화됩니다.

이는 복잡한 효과 — 흐릿한 그림자, 그라디언트 투명도, 유리 오버레이 — 가 변환 중에 선택된 배경에 "평평하게" 되고 원래 투명도를 복원하는 것이 불가능함을 의미합니다.

PNG에서 BMP로의 변환 사용 사례

산업 장비 및 CNC 기계

산업 장비의 상당 부분이 DOS 및 초기 Windows 시대에 만들어진 임베디드 소프트웨어에서 실행됩니다. CNC 기계, 레이저 조각기, 플로터, 자수기 및 기타 장치는 종종 BMP 형식의 그래픽만 허용합니다.

이 제한의 이유:

• 간단한 디코딩 — BMP는 복잡한 압축 해제 알고리즘이 필요 없음
• 최소 시스템 요구 사항 — 디코더는 몇 킬로바이트의 코드만 차지
• 예측 가능한 메모리 크기 — 디코딩된 이미지 크기가 미리 알려짐
• 신뢰성 — 간단한 형식은 오류가 덜 발생

PNG에서 BMP로의 변환을 통해 이러한 장비에 로드할 현대 이미지를 준비할 수 있습니다.

레거시 기업 소프트웨어

기업 환경에서는 종종 15-25년 된 소프트웨어 시스템을 사용합니다: 전문 ERP 시스템, 의료 소프트웨어, 문서 관리 시스템, 레거시 애플리케이션. 이러한 소프트웨어를 업데이트하는 것은 막대한 비용과 위험을 수반하므로 기업은 검증된 솔루션을 계속 사용합니다.

이러한 시스템의 대부분은 Windows 95/98/XP 시대에 개발되었으며 제한된 그래픽 형식 세트를 지원합니다. BMP는 모든 곳에서 작동이 보장되는 거의 유일한 형식입니다.

임베디드 시스템 및 마이크로컨트롤러

임베디드 시스템 개발자는 형식 작업의 단순성 때문에 종종 BMP를 선택합니다:

• PNG 디코딩을 위한 라이브러리 필요 없음(메모리 절약)
• 픽셀 데이터에 직접 액세스
• 이미지를 비디오 메모리에 직접 로드 가능
• 예측 가능한 처리 시간

마이크로컨트롤러 프로젝트(Arduino, ESP32, STM32)의 디스플레이의 경우 BMP는 컴퓨터에서 이미지를 전송하는 데 종종 최적의 형식입니다.

파일 크기 비교

PNG에서 BMP로의 변환은 거의 항상 상당한 파일 크기 증가를 초래합니다:

가장 큰 증가는 PNG가 큰 단색 영역으로 인해 특히 효과적인 스크린샷과 간단한 그래픽에서 관찰됩니다. 사진의 경우 PNG가 사진 콘텐츠를 그렇게 효율적으로 압축하지 않기 때문에 차이가 더 적습니다.