이미지 성능

이미지는 웹에서 가장 무겁고 가장 일반적인 리소스입니다. 따라서 이미지를 최적화하면 웹사이트의 성능을 크게 개선할 수 있습니다. 대부분의 경우 이미지를 최적화한다는 것은 바이트 수를 줄여 네트워크 시간을 줄이는 것을 의미하지만, 사용자의 기기에 적합한 크기의 이미지를 제공하여 사용자에게 전송되는 바이트 수를 최적화할 수도 있습니다.

<img> 또는 <picture> 요소 또는 CSS background-image 속성을 사용하여 페이지에 이미지를 추가할 수 있습니다.

이미지 크기

이미지 리소스 사용과 관련하여 실행할 수 있는 첫 번째 최적화는 이미지를 올바른 크기로 표시하는 것입니다. 여기서 크기는 이미지의 크기를 의미합니다. 다른 변수를 고려하지 않을 때 500x500픽셀 컨테이너에 표시되는 이미지는 500x500픽셀 크기가 최적입니다. 예를 들어 1, 000픽셀 정사각형 이미지를 사용하면 이미지가 필요한 크기의 두 배가 됩니다.

하지만 적절한 이미지 크기를 선택하는 데는 많은 변수가 관련되어 있어 모든 경우에 적절한 이미지 크기를 선택하는 작업이 상당히 복잡합니다. 2010년 iPhone 4가 출시되었을 때 화면 해상도(640x960)는 iPhone 3 (320x480)의 두 배였습니다. 하지만 iPhone 4의 화면 물리적 크기는 iPhone 3와 거의 동일하게 유지되었습니다.

모든 항목을 더 높은 해상도로 표시하면 텍스트와 이미지가 이전 크기의 절반으로 크게 작아집니다. 대신 1픽셀이 2개의 기기 픽셀이 되었습니다. 이를 기기 픽셀 비율 (DPR)이라고 합니다. iPhone 4와 그 이후에 출시된 많은 iPhone 모델의 DPR은 2였습니다.

앞의 예로 돌아가서 기기의 DPR이 2이고 이미지가 500x500픽셀 컨테이너에 표시되는 경우 이제 정사각형 1,000픽셀 이미지(내재적 크기라고 함)가 최적의 크기입니다. 마찬가지로 기기의 DPR이 3인 경우 정사각형 1,500픽셀 이미지가 최적의 크기입니다.

srcset

<img> 요소는 브라우저에서 사용할 수 있는 이미지 소스 목록을 지정할 수 있는 srcset 속성을 지원합니다. 지정된 각 이미지 소스에는 이미지 URL과 너비 또는 픽셀 밀도 설명자가 포함되어야 합니다.

<img
  alt="An image"
  width="500"
  height="500"
  src="/https/web.developers.google.cn/image-500.jpg"
  srcset="/image-500.jpg 1x, /image-1000.jpg 2x, /image-1500.jpg 3x"
>

위 HTML 스니펫은 픽셀 밀도 설명자를 사용하여 DPR이 1인 기기에서는 image-500.png를, DPR이 2인 기기에서는 image-1000.jpg를, DPR이 3인 기기에서는 image-1500.jpg를 사용하도록 브라우저에 힌트를 제공합니다.

이 모든 것이 명확해 보일 수 있지만 화면의 DPR은 특정 페이지에 최적의 이미지를 선택할 때 고려해야 하는 유일한 요소는 아닙니다. 페이지의 레이아웃도 고려해야 합니다.

sizes

이전 솔루션은 모든 뷰포트에서 동일한 CSS 픽셀 크기로 이미지를 표시하는 경우에만 작동합니다. 대부분의 경우 페이지 레이아웃과 함께 컨테이너 크기가 사용자의 기기에 따라 변경됩니다.

sizes 속성을 사용하면 소스 크기 집합을 지정할 수 있습니다. 각 소스 크기는 미디어 조건과 값으로 구성됩니다. sizes 속성은 CSS 픽셀로 된 이미지의 의도된 표시 크기를 설명합니다. srcset 너비 설명자와 결합하면 브라우저에서 사용자 기기에 가장 적합한 이미지 소스를 선택할 수 있습니다.

<img
  alt="An image"
  width="500"
  height="500"
  src="/https/web.developers.google.cn/image-500.jpg"
  srcset="/image-500.jpg 500w, /image-1000.jpg 1000w, /image-1500.jpg 1500w"
  sizes="(min-width: 768px) 500px, 100vw"
>

위의 HTML 스니펫에서 srcset 속성은 브라우저가 선택할 수 있는 이미지 후보 목록을 쉼표로 구분하여 지정합니다. 목록의 각 후보는 이미지의 URL과 이미지의 내재적 너비를 나타내는 구문으로 구성됩니다. 이미지의 내재적 크기는 이미지의 크기입니다. 예를 들어 1000w 설명자는 이미지의 내재적 너비가 1, 000픽셀임을 나타냅니다.

이 정보를 사용하여 브라우저는 sizes 속성의 미디어 조건을 평가하고 이 경우 기기의 표시 영역 너비가 768픽셀을 초과하면 이미지가 너비 500픽셀로 표시되도록 지시합니다. 작은 기기에서는 이미지가 100vw(전체 뷰포트 너비)로 표시됩니다.

그러면 브라우저가 이 정보를 srcset 이미지 소스 목록과 결합하여 최적의 이미지를 찾을 수 있습니다. 예를 들어 사용자가 화면 너비가 320픽셀이고 DPR이 3인 모바일 기기를 사용하는 경우 이미지는 320 CSS pixels x 3 DPR = 960 device pixels로 표시됩니다. 이 예에서 가장 크기가 비슷한 이미지는 내재적 너비가 1, 000픽셀 (1000w)인 image-1000.jpg입니다.

파일 형식

브라우저는 여러 가지 이미지 파일 형식을 지원합니다. WebP 및 AVIF와 같은 최신 이미지 형식은 PNG나 JPEG보다 압축률이 높기 때문에 이미지 파일 크기가 작아 다운로드하는 데 시간이 덜 걸립니다. 최신 형식으로 이미지를 제공하면 리소스의 로드 시간을 줄일 수 있으며, 이는 최대 콘텐츠 렌더링 시간 (LCP)을 낮출 수 있습니다.

WebP는 모든 최신 브라우저에서 작동하며 널리 지원되는 형식입니다. WebP는 JPEG, PNG 또는 GIF보다 압축률이 더 높은 경우가 많으며 손실 압축과 무손실 압축을 모두 제공합니다. WebP는 손실 압축을 사용하는 경우에도 알파 채널 투명도를 지원합니다. 이는 JPEG 코덱에서 제공하지 않는 기능입니다.

AVIF는 최신 이미지 형식으로, WebP만큼 널리 지원되지는 않지만 브라우저 전반에서 적절한 수준의 지원을 받고 있습니다. AVIF는 손실 및 무손실 압축을 모두 지원하며, 경우에 따라 JPEG와 비교했을 때 50% 이상 절약되는 것으로 테스트에서 확인되었습니다. AVIF는 넓은 색상 영역 (WCG) 및 HDR (High Dynamic Range) 기능도 제공합니다.

압축

이미지의 경우 두 가지 유형의 압축이 있습니다.

1. 손실 압축
2. 무손실 압축

손실 압축은 양자화를 통해 이미지 정확도를 낮추는 방식으로 작동하며, 크로마 서브샘플링을 사용하여 추가 색상 정보가 삭제될 수 있습니다. 손실 압축은 노이즈와 색상이 많은 고밀도 이미지(일반적으로 콘텐츠가 비슷한 사진 또는 이미지)에 가장 효과적입니다. 손실 압축으로 생성된 아티팩트는 이러한 세부적인 이미지에서 훨씬 눈에 띄지 않기 때문입니다. 하지만 선화, 유사한 세부정보, 텍스트와 같이 선명한 모서리가 포함된 이미지에는 손실 압축이 덜 효과적일 수 있습니다. 손실 압축은 JPEG, WebP, AVIF 이미지에 적용할 수 있습니다.

무손실 압축은 데이터 손실 없이 이미지를 압축하여 파일 크기를 줄입니다. 무손실 압축은 인접한 픽셀과의 차이를 기반으로 픽셀을 설명합니다. 무손실 압축은 GIF, PNG, WebP, AVIF 이미지 형식에 사용됩니다.

Squoosh, ImageOptim 또는 이미지 최적화 서비스를 사용하여 이미지를 압축할 수 있습니다. 압축 시 모든 경우에 적합한 범용 설정은 없습니다. 이미지 품질과 파일 크기 간에 적절한 절충안을 찾을 때까지 다양한 압축 수준을 실험하는 것이 좋습니다. 일부 고급 이미지 최적화 서비스는 이를 자동으로 실행할 수 있지만 모든 사용자에게 경제적이지 않을 수 있습니다.

<picture> 요소

<picture> 요소를 사용하면 여러 이미지 후보를 더 유연하게 지정할 수 있습니다.

<picture>
  <source type="image/avif" srcset="image.avif">
  <source type="image/webp" srcset="image.webp">
  <img
    alt="An image"
    width="500"
    height="500"
    src="/https/web.developers.google.cn/image.jpg"
  >
</picture>

<picture> 요소 내에서 <source> 요소를 사용하면 AVIF 및 WebP 이미지 지원을 추가할 수 있지만 브라우저에서 최신 형식을 지원하지 않는 경우 더 호환되는 기존 이미지 형식으로 대체됩니다. 이 접근 방식을 사용하면 브라우저가 일치하는 첫 번째 <source> 요소를 선택합니다. 해당 형식으로 이미지를 렌더링할 수 있으면 해당 이미지를 사용합니다. 그렇지 않으면 브라우저가 다음 지정된 <source> 요소로 이동합니다. 위 HTML 스니펫에서 AVIF 형식은 WebP 형식보다 우선순위가 높으며 AVIF나 WebP가 지원되지 않는 경우 JPEG 형식으로 대체됩니다.

<picture> 요소에는 내부에 중첩된 <img> 요소가 필요합니다. alt, width, height 속성은 <img>에 정의되며 선택된 <source>에 관계없이 사용됩니다.

<source> 요소는 media, srcset, sizes 속성도 지원합니다. 앞의 <img> 예와 마찬가지로 이는 브라우저에 다양한 뷰포트에서 선택할 이미지를 나타냅니다.

<picture>
  <source
    media="(min-resolution: 1.5x)"
    srcset="/image-1000.jpg 1000w, /image-1500.jpg 1500w"
    sizes="(min-width: 768px) 500px, 100vw"
  >
  <img
    alt="An image"
    width="500"
    height="500"
    src="/https/web.developers.google.cn/image-500.jpg"
  >
</picture>

media 속성은 미디어 조건을 사용합니다. 위의 예에서는 기기의 DPR이 미디어 조건으로 사용됩니다. DPR이 1.5 이상인 기기는 첫 번째 <source> 요소를 사용합니다. <source> 요소는 브라우저에 표시 영역이 768픽셀보다 넓은 기기에서 선택된 이미지 후보가 500픽셀 너비로 표시된다고 알려줍니다. 작은 기기에서는 전체 뷰포트 너비를 차지합니다. media 및 srcset 속성을 결합하면 사용할 이미지를 더 세밀하게 제어할 수 있습니다.

다음 표에서는 여러 뷰포트 너비와 기기 픽셀 비율을 평가합니다.

DPR이 1인 기기는 image-500.jpg 이미지를 다운로드합니다. 여기에는 너비가 500픽셀인 외부 크기로 이미지를 보는 대부분의 데스크톱 사용자가 포함됩니다. 반면 DPR이 3인 모바일 사용자는 DPR이 3인 데스크톱 기기에서 사용되는 것과 동일한 이미지인 더 큰 image-1500.jpg를 다운로드합니다.

<picture>
  <source
    media="(min-width: 561px) and (min-resolution: 1.5x)"
    srcset="/image-1000.jpg 1000w, /image-1500.jpg 1500w"
    sizes="(min-width: 768px) 500px, 100vw"
  >
  <source
    media="(max-width: 560px) and (min-resolution: 1.5x)"
    srcset="/image-1000-sm.jpg 1000w, /image-1500-sm.jpg 1500w"
    sizes="(min-width: 768px) 500px, 100vw"
  >
  <img
    alt="An image"
    width="500"
    height="500"
    src="/https/web.developers.google.cn/image-500.jpg"
  >
</picture>

이 예에서는 DPR이 높은 와이드 기기에 다른 이미지를 사용하기 위해 추가 <source> 요소를 포함하도록 <picture> 요소가 조정됩니다.

이 추가 쿼리를 사용하면 image-1000-sm.jpg 및 image-1500-sm.jpg이 작은 뷰포트에 표시됩니다. 이 추가 정보를 사용하면 해당 크기와 밀도에서는 압축 아티팩트가 잘 보이지 않으면서도 데스크톱 기기의 이미지 품질을 저하시키지 않으므로 이미지를 더 압축할 수 있습니다.

또는 srcset 및 media 속성을 조정하여 작은 표시 영역에 큰 이미지가 게재되지 않도록 할 수 있습니다.

<picture>
  <source
    media="(min-width: 561px)"
    srcset="/image-500.jpg, /image-1000.jpg 2x, /image-1500.jpg 3x"
  >
  <source
    media="(max-width: 560px)"
    srcset="/image-500.jpg 1x, /image-1000.jpg 2x"
  >
  <img
    alt="An image"
    width="500"
    height="500"
    src="/https/web.developers.google.cn/image-500.jpg"
  >
</picture>

위의 HTML 스니펫에서는 너비 설명자가 기기 픽셀 비율 설명자로 대체되었습니다. 휴대기기에 제공되는 이미지는 DPR이 3인 기기에서도 /image-500.jpg 또는 /image-1000.jpg로 제한됩니다.

복잡성을 관리하는 방법

반응형 이미지로 작업할 때는 각 이미지에 다양한 크기 변형과 형식이 있을 수 있습니다. 위의 예에서는 각 크기에 변형이 사용되지만 AVIF와 WebP는 제외됩니다. 변형은 몇 개가 있어야 하나요? 많은 엔지니어링 문제와 마찬가지로 대답은 '상황에 따라 다릅니다'인 경우가 많습니다.

최적의 광고를 게재하기 위해 최대한 많은 변형을 사용하는 것이 좋지만, 이미지 변형을 추가할 때마다 비용이 발생하고 브라우저 캐시를 덜 효율적으로 사용하게 됩니다. 변형이 하나만 있으면 모든 사용자에게 동일한 이미지가 표시되므로 매우 효율적으로 캐시할 수 있습니다.

반면 변형이 많은 경우 각 변형에는 다른 캐시 항목이 필요합니다. 변형의 캐시 항목이 만료되고 이미지를 원본 서버에서 다시 가져와야 하는 경우 서버 비용이 증가하고 성능이 저하될 수 있습니다.

이 외에도 HTML 문서의 크기는 각 변형에 따라 커집니다. 각 이미지에 대해 여러 킬로바이트의 HTML을 전송할 수 있습니다.

Accept 요청 헤더를 기반으로 이미지 제공

Accept HTTP 요청 헤더는 사용자의 브라우저가 이해하는 콘텐츠 유형을 서버에 알립니다. 이 정보는 서버에서 HTML 응답에 추가 바이트를 추가하지 않고 최적의 이미지 형식을 제공하는 데 사용할 수 있습니다.

if (request.headers.accept) {
  if (request.headers.accept.includes('image/avif')) {
    return reply.from('image.avif');
  } else if (request.headers.accept.includes('image/webp')) {
    return reply.from('image.webp');
  }
}

return reply.from('image.jpg');

위의 HTML 스니펫은 서버의 JavaScript 백엔드에 추가하여 최적의 이미지 형식을 선택하고 제공할 수 있는 코드의 간소화된 버전입니다. 요청 Accept 헤더에 image/avif이 포함된 경우 AVIF 이미지가 제공됩니다. 그렇지 않고 Accept 헤더에 image/webp가 포함된 경우 WebP 이미지가 제공됩니다. 이러한 조건이 모두 충족되지 않으면 JPEG 이미지가 제공됩니다.

거의 모든 유형의 웹 서버에서 Accept 요청 헤더의 콘텐츠에 따라 응답을 수정할 수 있습니다. 예를 들어 mod_rewrite를 사용하여 Accept 헤더에 따라 Apache 서버에서 이미지 요청을 다시 작성할 수 있습니다.

이는 이미지 콘텐츠 전송 네트워크(CDN)에서 볼 수 있는 동작과 유사합니다. 이미지 CDN은 이미지를 최적화하고 사용자 기기 및 브라우저에 따라 최적의 형식을 전송하는 데 유용한 솔루션입니다.

핵심은 균형을 찾아 적절한 수의 이미지 후보를 생성하고 사용자 환경에 미치는 영향을 측정하는 것입니다. 이미지가 다르면 결과가 달라질 수 있으며 각 이미지에 적용되는 최적화는 페이지 내 이미지 크기와 사용자가 사용하는 기기에 따라 달라집니다. 예를 들어 전체 너비 히어로 이미지는 전자상거래 제품 목록 페이지의 썸네일 이미지보다 더 많은 변형이 필요할 수 있습니다.

지연 로드

loading 속성을 사용하여 이미지가 표시 영역에 표시될 때 브라우저가 이미지를 지연 로드하도록 지시할 수 있습니다. lazy 속성 값은 브라우저에 이미지가 뷰포트에 있거나 뷰포트 근처에 있을 때까지 이미지를 다운로드하지 않도록 지시합니다. 이렇게 하면 대역폭이 절약되어 브라우저가 이미 뷰포트에 있는 중요한 콘텐츠를 렌더링하는 데 필요한 리소스에 우선순위를 둘 수 있습니다.

decoding

decoding 속성은 브라우저가 이미지를 디코딩하는 방법을 알려줍니다. async 값은 이미지를 비동기적으로 디코딩할 수 있음을 브라우저에 알려 다른 콘텐츠를 렌더링하는 시간을 개선할 수 있습니다. sync 값은 이미지가 다른 콘텐츠와 동시에 표시되어야 함을 브라우저에 알려줍니다. auto의 기본값을 사용하면 브라우저에서 사용자에게 가장 적합한 것을 결정할 수 있습니다.

이미지 데모

학습한 내용 테스트

다음: 동영상 실적

이미지는 웹에서 사용되는 가장 일반적인 미디어 유형이지만 성능과 관련하여 염두에 두어야 하는 유일한 미디어 유형은 아닙니다. 동영상은 웹에서 흔히 사용되는 또 다른 유형의 미디어이며 자체 성능 고려사항이 있습니다. 이 과정의 다음 모듈에서는 동영상 최적화 및 효율적으로 로드하는 방법에 관한 몇 가지 기법을 살펴봅니다.