디지털 이미지를 구성하는 기본 단위를 말할 때, 한국 사회에서는 화소라는 표현보다 픽셀(pixel)이라는 표현을 더 많이 쓰는 것 같다. pixel은 picture element의 앞 글자를 모아서 만들어낸 것이고, 말 그대로 이미지를 이루는 원소를 뜻한다. 요즈음 기술은 가격 경쟁력까지 갖추고 있어서, 연속적인 아날로그 이미지와 잘 구별이 가지 않을 정도로 세밀하게 구성된 디지털 디스플레이(화면)을 쉽게 접할 수 있다. 당장 우리 손이나 주머니에 있는 스마트폰이 그렇다. 현실의 연속적인 아날로그 이미지와 화면의 불연속적인 디지털 이미지를 구별하지 못하는 것은, 그만큼 화소가 작고 촘촘하게 화면에 배열돼있다는 것이다. 어느 정도 촘촘하면 우리가 그렇게 느낄 것인가? 물론 우리 눈이 구별할 수 없을 정도로 촘촘하면 될 것인데, 두 점이 떨어져 있는지를 구별할 수 능력을 분해능이라고 한다. 한때 스마트폰이나 디지털 카메라의 성능경쟁이 화소의 개수였던 적이 있었고, 아직도 경우에 따라서 화소 수는 중요할 때도 있다. 제한된 크기의 화면에 화소 수가 많아진다는 것은 결국 화소의 크기가 작아진다는 것이고, 시각적 분해능을 넘어서면 화소의 크기가 더 작아지는(화소 수가 더 많아지는) 것은 투자대비 경쟁력이 없어진다.
일상에서 쓰이는 픽셀과 화면의 해상도를 잠깐 보면, 가로가 1,024 픽셀이고 세로가 768 픽셀인 화면은 1024×768=786,432 이므로 약 0.8 메가 픽셀(줄여서 MP 혹은 Mpx)라고 한다. 보통 메가 픽셀이라는 용어는 백만을 나타내는 접두어 메가(Mega로 줄여서 대문자 M으로 표기하며, 106이다)과 화소수를 줄여서 표현하는 P 혹은 Px의 합성어임은 물론이다. 픽셀 수가 1600×1200인 화면은 약 1.9 메가 픽셀이고 2048×1536 해상도는 약 3.1 메가 픽셀이다. 일상에서 이미지의 크기를 이야기할 때, 이미지의 물리적인 크기가 아니라 가로와 세로의 픽셀 수를 픽셀 수를 의미하는데, 화면의 해상도가 얼마나 되느냐에 따라서 화면에 표시되는 이미지의 크기가 달라진다. 가령 1600×1200 크기를 가진 이미지는 화면의 크기가 12.1인치(1인치는 약 2.54 cm이다)냐 혹은 15인치냐에 따라서 화면에 표시되는 물리적 크기는 물론 다르므로, 디지털 이미지의 경우에 이미지의 크기를 물리적 크기가 아닌 픽셀 수로 정하는 것은 자연스럽다. 화면이 얼마나 촘촘한 픽셀들로 이미지를 자연스럽게 표현하느냐를 나타내는 단위는 해상도(resolution)로 표현하는데 dpi(dots per inch로 1인치에 들어간 픽셀 수를 의미한다)를 단위로 많이 사용된다. 72 dpi는 1인치에 72 개의 화소가 들어가고, 300 dpi는 1인치에 300 개의 화소가 있으므로 해상도가 높을수록 그만큼 이미지가 굴곡 없이 현실의 아날로그 물체처럼 자연스럽게 보인다. 해상도는 화면만이 아니라 프린터의 성능을 나타내는데도 쓰이며, 1200 dpi의 잉크젯 프린터는 1인치에 1,200 개의 점을 찍어서 이미지를 표현하므로 성능이 좋은 편이라고 말할 수 있다.
픽셀이 화면을 구성하는 단위이지만 픽셀보다 더 적은 서브 픽셀(sub pixel)도 있는데, 이것은 컬러 이미지의 경우에 R(red 빨강), G(green 초록), B(blue 파랑)의 세 가지 광원이 필요하기 때문이다. 하나의 픽셀에는 R, G, B에 해당되는 세 개의 서브 픽셀이 있는 것이다. 디지털 화면이 실제 세상과 거의 차이를 느끼게 하지 않을 정도로 높은 해상도(높은 dpi)를 구현하고 있기 때문에, 디스플레이 장치에 얼마나 많은 미세 기술이 들어가 있는지 생각하면 현대 기술은 정말 이전의 시대와 비교할 수 없다. 색을 표현함에 있어서 하나의 서브 픽셀의 밝기가 각각 얼마인가에 따라서 서브 픽셀 세 개로 구성된 하나의 픽셀은 다양한 색을 표현하게 된다. 하나의 서브 픽셀은 끄거나 켜거나 하는 두 단계만이 아니라 밝기를 조절하는 것으로 여러 색이 나올 수 있게 한다. 하나의 서브 픽셀의 밝기를 256 단계(256은 2의 8 제곱인 23 이다)로 조절한다면, 세 개의 서브 픽셀로 구성된 하나의 픽셀이 나타낼 수 있는 색의 수는 23×23×23 = 224 = 16,777,216 이므로 약 1천 6백만 색을 나타낼 수 있다. 이 정도로 많은 색은 일반적인 사람이 자연의 무한하게 많은 색과 거의 구별할 수 없으므로 트루 컬러(true color)라고 부른다. 트루 컬러로 색을 표현하는 것은 R, G, B 각각이 256 개의 값을 표현한다는 것이고, 10 진법에서 세 자리수인 256은 16×16이므로 16 진법(16 진수는 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9의 10 개 기호 외에 A, B, C, D, E, F의 6 개의 기호로 표현한다)으로 표현하면 두 자리로 표기할 수 있다. 서브 픽셀이 꺼진 것을 의미하는 0에서 가장 밝은 상태를 나타내는 FF까지 256 가지를 16 진법으로 해서 색을 표현하므로, 3 개의 서브 픽셀이 모두 꺼진 000000(검정)에서 모두 가장 밝은 상태인 FFFFFF(흰색)에 이르기까지, 빨강색에 해당되는 #FF0000와 보라색이 표현되는 #6600CC 등 224 = 16,777,216 개의 숫자아 컬러가 대응된다. #는 이 16진수로 구성된 숫자가 보통의 16 진가 아니라 색을 나타내는 것으로 구별하기 위하여 붙이는 것이고, 색을 표현하는 6 자리의 숫자의 두 자리는 앞에서부터 빨강(R), 초록(G), 파랑(B) 서브 픽셀의 밝은 정도를 표현한다.
