윤곽선 글꼴과 아이콘 이야기

1. 윤곽선 글꼴의 기술 디테일

옛날에 인쇄가 물리적인 활자로 행해졌고 컴퓨터에서도 비트맵 글꼴이 대세이던 시절에는, '폰트 한 벌'이라 하면 여기에는 서체뿐만 아니라 고정된 크기라는 개념까지 포함되어 범위가 더욱 제한적이었다.
진짜 말 그대로 활자 한 벌이다. 그 폰트가 제공하는 서너 종류의 크기로만 글자를 쓸 수 있는 것이다. 더욱이 컴퓨터용 서체의 경우 화면용과 인쇄용이 따로 있기도 했고 말이다. 한 서체를 나타내는 그런 각 크기별 폰트들을 모두 통틀어서 자족(font family)이라고 불렀다.

오늘날처럼 트루타입, 오픈타입 같은 베지어 곡선 기반의 윤곽선 폰트 기술이 보편화된 관점에서 보면, 다양한 크기를 얻는 건 너무 당연하고 하나도 특별할 게 없는 특성이지 않은가. 과거의 관행은 상상조차 하기 어려운 것 같다.
허나 과거에는 오히려 한 폰트가 혼자서 다양한 크기의 font family의 역할을 다하는 게 보통일이 아니었다. 그래서 글꼴 대화상자를 보면 트루타입 글꼴을 선택했을 경우 “이 글꼴은 트루타입 글꼴로, 화면과 프린터에서 동일한 글꼴이 사용됩니다”가 떴었다.

윤곽선 기술을 통해 크기 문제가 해결되고서야 영문 서체의 경우, font family는 다양한 크기의 집합이 아니라 bold나 italic 같은 변형의 총칭을 일컫는 개념으로 변모했다. 트루타입 글꼴이 도입되기 전엔 bold/italic은 그냥 원글꼴을 산술 연산으로 변형해서 구현했을 뿐, 별도의 글꼴로 만든다는 걸 생각하기 어려웠다. 조합 가짓수가 감당을 못 할 정도로 너무 많아지니 말이다.

인간이 쓰는 글자는 글자 하나하나가 생각보다 꽤 정교한 벡터 드로잉이다. 수많은 윤곽선 글꼴 자형을 화면에다 래스터라이즈 하려면 비트맵 글꼴만 상대하면 될 때보다 훨씬 더 많은 계산량과 메모리가 필요하다. 쉽게 말해 게임에서 2D 스프라이트가 3D 폴리곤으로 바뀌는 것과 비슷하다.

(지금이 아무리 컴퓨터의 성능이 좋아져도 3D 폴리곤으로 옛날의 스타크래프트 같은 수십· 수백 마리의 저글링 개떼 블러드를 구현하는 건 좀 찰진 맛이 안 난다. ㄲㄲㄲㄲㄲㄲ 또한 둠 2에서 둠 3으로 넘어가면서 가장 먼저 사라진 게, 예전 같은 광활한 개방된 맵에서 쏟아져 나오던 몬스터 개떼들이지 않던가. 뭐 어쨌든..)

그래서 자동차에 변속기가 필수인 것처럼 윤곽선 글꼴을 찍는 시스템은 운영체제든 무슨 프로그램이든간에 글꼴 캐시(font cache)가 반드시 있어야 한다. 쉽게 말해 자주 쓰이는 윤곽선 글꼴은 래스터라이즈된 비트맵 결과를 미리 저장해 놓고 재사용하라는 소리다.

제아무리 강한 엔진이라도 3~4단 기어에서 바로 출발 가능한 자동차는 없듯, 제아무리 날고 기는 고성능 폰트 엔진이라도 글꼴 캐시 없이 윤곽선 글꼴을 비트맵과 별 차이 없는 속도로 찍을 수는 없다.
폰트 캐시는 각종 운영체제나 소프트웨어가 잡아먹는 메모리에서 생각보다 많은 비중을 차지하고 있다. PC의 성능이 시원찮던 1990년대 중반에는 운영체제의 한글판과 영문판의 요구 시스템 사양의 차이를 만들 정도였다.

2. 힌팅

윤곽선 글꼴을 찍는 시스템은 이것만으로도 굉장히 복잡해지는데 또 하나 간과할 수 없는 것은, 바로 저해상도에서 심각하게 보기 안 좋아지는 품질 문제였다.
수백~수천 픽셀의 EM 크기에서 만들어진 매끄러운 윤곽선 패스를 수~수십 픽셀대로 축소하여 래스터라이즈하다 보면 획이 빠지거나 뭉개지거나 굵기가 뒤죽박죽이 되어 버린다. 컴퓨터의 래스터 디스플레이는 연속적인 실수가 아니라 유한한 정수 개의 픽셀로 구성되어 있으니 말이다.

요즘 유행하는 서브픽셀(ClearType)이라든가 그레이스케일은 한 픽셀에 담을 수 있는 정보량 자체를 흑백보다 더 늘려서 글자를 좀 더 부드럽게 보이게 하는 anti-aliasing 방법이다. 그러나 그 전에는 monochrome 디스플레이에서도 최대한 글자가 예쁘게 래스터라이즈 되게 하려면...

일단, 싱거운 결론이지만 이것은 원론적으로 100% 완전한 해결이 불가능한 문제이다.
래스터라이저를 아무리 귀신같이 잘 만든다 해도 이 획과 저 획이 어느 크기로 scale했을 때 간격이 같고 굵기가 같아야 할 기준을 스스로 찾을 수는 없다. 그 기준 자체가 아주 모호하고 인위적이기 때문이다.

결국, 서양에서 만들어 낸 것은 '힌팅'이라고 불리는 기술이다.
트루타입 폰트의 경우 이 힌팅이 특허로 등록되어 있었을 정도로 고급 핵심 기술이었다.
폰트 래스터라이저의 동작 알고리즘을 다 안다고 가정하고, 특정 크기에서 특정 글자는 윤곽점을 빼거나 추가하거나 위치를 옮겨서 인위적으로 이런 식으로 래스터라이즈되게끔(= 사람 눈에 보기 좋게) 윤곽선을 변조한다.

쉽게 말해 부가 정보를 덧붙인다는 뜻이다. 그래서 명칭도 힌트, 힌팅이다. 이건 100% 자동화를 할 수 없으며 장인의 정교한 수작업이 동원해야만 넣을 수 있다.
Times New Roman 같은 서체를 6~11포인트 크기로 anti-aliasing이 없이 보면 정말 하나하나 수작업으로 비트맵을 만든 게 아닌가 하는 생각이 들 정도로 모양이 예쁜 걸 볼 수 있는데, 그건 내장 비트맵이 아니라 힌팅만으로 주어진 윤곽선을 변형하여 만들어 낸 결과물이다. 래스터라이저의 범용적인 알고리즘만으로 만들 수 있는 결과물이 결코 아니다!

오늘날은 픽셀 자체를 anti-alias하는 기술이 발달하여 예전보다는 힌팅의 필요성이 줄어들었지만, 그래도 힌팅을 해 주면 윤곽선의 제어점이 래스터라이즈 기준 지점에 더 가까이 옮겨지기 때문에 뿌옇게 찍힐 것이 더 깔끔하고 배경과 글자 사이가 더 높은 채도로 찍히는 긍정적인 효과를 얻을 수 있다.

다만, 화면의 해상도까지 예전의 도트 프린터 수준으로까지 올라간다면 힌팅은 정말로 할 필요가 없고 그냥 anti-aliasing만으로 충분한 지경이 될 수 있다. 힌팅은 마치 옛날의 256색 팔레트 제어 기술만큼이나 legacy로 전락하는 날이 올지도 모른다.

그리고 한글이나 한자처럼 문자 집합의 크기가 커서 일일이 수제 힌팅을 도저히 줄 수 없는 문자는.. 애시당초 크기별로 내장 비트맵을 일일이 만들어 넣는 게 속 편하다. 뭐 요즘은 그 관행도 '맑은 고딕'을 시작으로 서서히 변하고 있긴 하지만 말이다.

3. 아이콘과 아이콘 패밀리

글꼴이 비트맵에서 윤곽선으로 넘어가면서 겪은 변화와 비슷한 맥락의 변화를 겪고 있는 곳이 또 있으니, 그건 바로 아이콘이 아닌가 싶다.

원래 응용 프로그램의 아이콘은 32*32 16컬러 크기만 있었다. 그러던 것이 Windows 95 이래로 16*16이 활발히 쓰이기 시작해서 메뉴나 작업 표시줄 같은 데서 좋은 인상을 주려면 오히려 16*16을 심혈을 기울여 잘 만들어야 하는 지경이 되었다. 아이콘 하나 때문에 Windows API에는 윈도우 클래스 등록용으로 WNDCLASSEX라는 구조체가 새로 만들어졌고 RegisterClassEx 함수가 도입되었다.

그러다 아이콘의 색깔은 256색 이상으로 늘고, 윈도우 XP에서부터는 트루컬러 정도가 아니라 알파 채널이 들어간 32비트 색상 아이콘이 등장했다. 덕분에 아이콘 하나도 크기가 수만 바이트로 늘고 프로그래머가 대충 발로 만들 수 없는 물건이 되어 버렸다. Visual Studio IDE는 최신 2012버전까지도 32비트 아이콘은 내용을 볼 수만 있지 고칠 수는 없다. 전용 그래픽 에디터가 필요해졌다.

그리고 윈도우 비스타부터는 32*32보다도 더 큰 48*48이 표준 크기로 또 추가되고, 아예 크기가 세 자리 수로 진입한 png 이미지가 아이콘 안에 들어가는 경지가 되었다. 이젠 아이콘 이미지도 예전 관행처럼 압축 없이 저장했다간 크기가 너무 커지기 때문이다.
XP까지만 해도 수만 바이트에 불과하던 간단한 메모장 프로그램이(notepad.exe) 별로 기능이 추가된 것도 없는데 비스타 이후부터 크기가 세 배로 뻥튀기 된 건 전적으로 아이콘 이미지 때문이다.

이렇게 아이콘의 크기가 커졌음에도 불구하고 아이콘은 역시나 본문 글자만큼이나 16*16의 작은 크기에서도 자신의 본분에 충실해야 한다. 이 점에서 아이콘은 글꼴과도 비슷한 구석이 있다. 단지, 크기뿐만 아니라 색상까지 고려해야 한다는 차이가 있을 뿐.

요즘은 굳이 16색까지 갖출 필요는 거의 없어졌지만, 프로그램의 한 아이콘은 똑같은 컨셉이더라도 자고로 최소한 256색과 32비트 트루컬러, 그리고 16, 32, 48과 심지어 경우에 따라서는 24나 40 같은 그 중간 크기까지 따로따로 갖추고 있어야 한다. 옛날에 크기별로 비트맵 글꼴을 따로 만들던 거랑 정확히 같은 맥락이니, 그야말로 font family에 착안하여 icon family라는 말을 만들어야 할 판이다.

그리고 작은 크기일 때는 수제 도트 노가다 말고는 정말 답이 없다. 큰 이미지를 무식하게 축소시켰다가는 품질이 그야말로 개판이 되기 때문. 아이콘에 무슨 힌팅 같은 게 있는 것도 아니니 말이다.
오늘날 아이콘은 점점 벡터 이미지처럼 되고 있는 면모가 있지만, 그렇다고 도트 노가다가 필요하지 않은 것도 아니니 참 오묘한 존재가 되어 간다는 생각이 든다.

language bar에 표시되는 각종 IME 아이콘들의 경우, 담겨 있는 정보는 단색이더라도 무조건 32비트 알파 채널 이미지로 만들지 않으면 운영체제가 아이콘을 화면에 제대로 표시해 주지를 않는다(Vista 이상 기준). 아이콘 출력을 재래식 GDI가 아니라 GDI+ 같은 다른 계층으로 하는 것 같다.

Posted by 사무엘

2013/03/16 19:31 2013/03/16 19:31
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