사진 회전하면 화질이 떨어질까

옆으로 누운 사진을 세우는 일은 흔합니다. 이 앱에서 한 번 돌리고, 다른 앱에서 또 돌리고, 보내기 전에 다시 돌리기도 합니다. 그때마다 JPG가 다시 저장된다면 화질은 얼마나 깎일까요? 카메라 원본 사진을 90°씩 20번 돌려 저장하면서 쟀습니다.

결과는 “한 번은 괜찮고, 반복은 생각보다 위험하다”였습니다. 그리고 손실이 커지는 이유가 사진의 가로세로 크기와 관련 있다는 것도 확인했습니다.

어떻게 측정했나

• 사진: NASA가 공공 도메인으로 공개한 거북이 사진(Canon EOS 5D Mark IV, 5522×4312, 15.78MB)
• 회전 방식: floor05 이미지 회전과 같은 과정. 브라우저(Chromium 151) 캔버스에 90° 돌려 그린 뒤 JPG 품질 92%로 저장하고, 그 파일을 다시 열어 또 돌렸습니다.
• 비교 세 가지: ① 회전 없이 다시 저장만 반복 ② 90° 회전 + 저장 반복 ③ 사진을 5520×4304(16의 배수)로 살짝 잘라낸 뒤 90° 회전 + 저장 반복
• 화질은 PSNR로 비교했습니다. 기준은 원본 픽셀을 손실 없이 같은 각도로 옮긴 이미지라, 숫자가 내려간 만큼이 순수하게 저장 과정에서 잃은 정보입니다.

측정 결과

원본 대비 PSNR. 높을수록 원본에 가깝습니다. 20번 회전하면 1,800°, 다섯 바퀴를 돌아 처음 방향으로 돌아옵니다.

1. 한 번 돌리는 것은 다시 저장하는 것과 같다

첫 줄을 보면 회전 한 번(40.59dB)과 재저장 한 번(40.57dB)이 사실상 같습니다. 90° 회전은 픽셀의 자리를 바꿀 뿐 값을 섞지 않기 때문에, 화질을 깎는 것은 회전이 아니라 JPG로 다시 저장하는 과정입니다. 사진 한 장을 세워서 한 번 저장하는 일이라면 걱정하지 않아도 됩니다.

2. 돌리고 저장하기를 반복하면 손실이 12배 빨리 쌓인다

차이는 반복에서 생겼습니다. 재저장만 20번 하면 PSNR이 0.51dB 내려갔는데, 90° 회전과 저장을 20번 반복하면 6.00dB 내려갔습니다. 같은 횟수인데 손실이 12배입니다.

용량도 이상하게 움직였습니다. 재저장만 할 때는 6.51MB 근처에서 거의 그대로였는데, 회전을 반복한 쪽은 6.54MB에서 7.03MB로 7.6% 늘었습니다. 저장할 때마다 생긴 잡티가 쌓이면서 JPG가 압축하기 어려운 정보가 늘어난 것입니다. 화질은 나빠지는데 파일은 커지는, 가장 손해 보는 방향입니다.

확대해 보면 재저장 20번은 원본과 거의 같지만, 회전 20번은 어두운 부분에 자글자글한 잡티가 끼고 밝은 점 주변의 색이 탁해졌습니다.

3. 원인은 16픽셀 칸이었다

JPG는 사진을 8×8 픽셀 칸으로 나눠 저장하고, 색 정보는 보통 2×2 픽셀씩 묶어 저장하기 때문에 실제로는 16×16 칸 단위로 움직입니다. 이 사진은 5522×4312라 가로세로 모두 16으로 나누어떨어지지 않습니다. 그래서 90° 돌릴 때마다 칸의 경계가 이전과 다른 자리에 생기고, 매번 새로운 경계에서 손실이 더해집니다.

확인하려고 사진을 5520×4304로, 오른쪽과 아래를 몇 픽셀씩만 잘라 16의 배수로 맞춘 뒤 같은 실험을 했습니다. 20번 회전해도 PSNR은 1.12dB만 내려갔습니다. 6.00dB에서 1.12dB로, 손실의 대부분이 사라졌습니다. 용량도 6.51MB 근처에서 거의 변하지 않았습니다.

4. 측정하다 고친 것: 투명 이미지가 검게 칠해지던 문제

floor05 이미지 회전은 PNG가 아닌 파일을 모두 JPG로 저장하고 있었습니다. 투명 배경이 있는 WebP를 돌리면 투명했던 자리가 검은색으로 칠해진 JPG가 나왔습니다. 지금은 원래 형식을 따라 PNG는 PNG로, WebP는 WebP로 저장해 투명 배경이 그대로 남습니다. WebP로 저장하지 못하는 브라우저에서는 PNG로 저장합니다.

측정으로 정리한 회전 습관

휴대폰 사진은 픽셀을 돌리는 대신 ‘이 방향으로 보여라’는 회전 정보만 EXIF에 적어 두는 경우가 많습니다. floor05는 사진을 열 때 이 정보를 읽어 바로 세운 상태에서 시작하므로, 이미 똑바로 보이는 사진을 한 번 더 돌릴 필요는 없습니다.

자주 묻는 질문