[IT講義室] 스마트폰 高畫素 카메라, 무엇이 좋고 무엇이 나쁠까?

[IT東亞 차주경 記者] 스마트폰 카메라 畫素 數가 꾸준히 늘어납니다. 이제는 5000萬 畫素 카메라 스마트폰은 例事고 1億 800萬 畫素, 甚至於는 2億 畫素 카메라를 가진 스마트폰도 곧 나올 豫定입니다. 문득 궁금해집니다. 大體 왜 스마트폰 製造社는 카메라의 畫素 數를 높이는 것일까요? 長點이 있기에 하는 競爭이겠지만, 短點은 없는 것일까요? 스마트폰 高畫素 카메라의 長短點을 살펴봅니다.

長點부터 紹介합니다. 畫素 數가 많은 스마트폰 카메라는 ‘寫眞을 더 크고 鮮明하게’ 찍습니다. 우리가 보는 寫眞은 네모난 點 數百萬~數千萬 個를 모아 만듭니다. PC에서 寫眞을 볼 때 擴大를 繼續 해 보세요. 結局에는 네모난 占이 나옵니다. 或은 點을 찍어 그린 點描畫를 聯想하면 됩니다. 이 때 點의 個數가 곧 畫素 數입니다.

5000萬 畫素 카메라로 찍은 寫眞은 點 5000萬 個로, 1億 800萬 畫素 카메라로 찍은 寫眞은 點 1億 800萬 個로 만들어지는 셈입니다. 그래서 寫眞의 가로세로 解像度를 곱하면 畫素 數가 나옵니다. 例를 들어 寫眞의 解像度가 4000 x 3000이라면, 4000 x 3000 = 12000000, 1200萬 畫素입니다.

따라서 스마트폰 카메라의 畫素 數가 많으면 많을 수록 큰 寫眞을 만듭니다. 寫眞의 크기가 큰 만큼 더 큰 크기로 人和 可能합니다. 葉書 크기나 A4用紙 크기의 寫眞을 人和하려면 500萬 畫素 카메라로도 充分하지만, 建物의 壁 한 켠을 메울 程度로 큰 寫眞을 人和하려면 數千萬 畫素 카메라로 찍은 寫眞이 있어야 합니다.

實際로 삼성전자는 最近 한 廣告에서 自體 開發한 2億 畫素 이미지 센서를 使用해 찍은 寫眞을 建物 크기로 印畫해 展示하는 모습을 보였습니다. 같은 理致로, 畫素 數가 많은 스마트폰 카메라로 寫眞을 찍으면 被寫體를 한層 鮮明하게 描寫합니다. 같은 被寫體를 點 5000萬 個로 描寫할 때와 1億 個로 描寫할 때, 어느 쪽이 鮮明하게 보일까요?

스마트폰 高畫素 카메라는 많은 畫素 數를 活用해 ‘畫質 低下 없는 줌(화면 擴大)’도 提供합니다. 高畫素로 寫眞을 찍은 다음 그 寫眞의 一部만 잘라내는 原理입니다. 大槪 줌이라 하면 ‘光學 줌’을 말합니다. 디지털 카메라의 줌 렌즈는 內部 렌즈의 配列을 앞뒤로 바꿔 擴大/縮小 效果를 냅니다. 줌 렌즈의 길이만큼 렌즈 配列을 幅넓게 調節 可能하고, 그래서 10倍 以上의 高倍率 줌도 畫質 低下 없이 表現합니다.

反面, 스마트폰 카메라의 렌즈는 두께가 작아 內部 렌즈의 配列을 앞뒤로 바꾸기 어렵습니다. 렌즈 配列을 앞뒤가 아니라 위아래로 바꿔서 光學 줌 效果를 내는 潛望鏡 줌 技術이 있지만, 光學 構造의 限界(렌즈가 움직이는 範圍가 스마트폰의 두께 或은 길이의 一部만큼으로 制限됩니다)상 줌 倍率을 많이 높일 수 없고 效果도 디지털 카메라의 줌 렌즈보다 떨어집니다.

그런데, 몇몇 스마트폰은 100倍 줌을 支援하지요? 이것은 畵面을 强制로 擴大해서 만드는 ‘디지털 줌’입니다. 寫眞을 表現하는 點의 크기 或은 寫眞의 크기를 소프트웨어로 强制로 크게 만드는 原理인데, 이 까닭에 디지털 줌으로 찍은 寫眞 畫質은 光學 줌으로 찍은 寫眞보다 흐립니다. 저畫素, 크기가 작은 寫眞을 PC로 볼 때 100%를 넘어 400%, 600% 等으로 繼續 擴大하면 畫素가 깨지고 寫眞이 흐려집니다. 이것과 같은 理致입니다.

그런데, 1億 畫素 스마트폰 카메라로 寫眞을 찍고 가운데 5000萬 畫素에 該當하는 領域만 잘라내면 寫眞을 擴大하는 效果가 있습니다. 여기서 5000萬 畫素가 아닌, 1000萬 畫素에 該當하는 領域만 잘라낸다면? 寫眞 擴大 效果는 더 커집니다. 위 寫眞을 보면 쉽게 理解 可能합니다. 따라서 畫素 數가 많은 스마트폰 카메라는 寫眞을 더 크게 擴大합니다.

畫素 여러 個를 함께 使用해 寫眞의 畫質을 더욱 좋게 만드는 ‘特殊 機能’도 있습니다. 이미지 센서의 畫素는 빛을 받아 電氣 信號로 바꾸는 일을 합니다. 따라서 畫素 여러 個를 모아서 하나처럼 쓰면 빛을 더 많이 받아들입니다. 그러면 寫眞의 色을 더 正確히 把握하고 어두운 곳에서도 빛을 모아 조금 더 밝은 寫眞을 만듭니다.

高畫素 카메라를 搭載한 스마트폰은 이렇게 長點이 많습니다. 單, 위에 羅列한 機能들을 모든 스마트폰 高畫素 카메라가 支援하는 것은 아니니 注意하세요.

長點이 있으면 短點도 있습니다. 스마트폰 高畫素 카메라의 短點은 무엇일까요? 優先은 ‘비싼 價格’입니다. 高畫素 카메라를 만들려면 반드시 ‘高畫素 이미지 센서’가 必要한데, 이 이미지 센서의 價格이 비싼 만큼 스마트폰 價格도 비싸집니다.

高畫素 이미지 센서의 ‘面積(크기)’도 잘 봐야 합니다. 畫素 數가 많으면 이미지 센서의 面積도 커야 합니다. 논에 벼를 심는 것을 생각해보세요. 좁은 논에 벼를 너무 많이 심으면 제대로 자라지 못합니다. 마찬가지로, 이미지 센서의 面積은 좁은데 畫素 數가 지나치게 많으면 畫素가 빛을 받아들일 때 바로 옆 畫素에 影響을 미치는 빛 干涉 現象이 일어납니다. 빛 干涉 現象이 일어나면 被寫體의 色相을 제대로 表現하지 못하거나, 寫眞에 울긋불긋한 點으로 찍히는 노이즈가 생깁니다.

이 빛 干涉 때문에 以前 디지털 카메라 時代에는 ‘高畫素가 곧 高畫質로 이어지지 않는다’라는 이야기가 나왔습니다. 最新 스마트폰 이미지 센서 製造社는 이 短點을 줄이려 畫素와 畫素 사이에 障壁을 세우는 技術을 開發했습니다. 그러면 畫素가 빛을 제대로 잘 받아들여 빛 干涉 現象이 顯著히 줄어드는 것으로 알려졌습니다.

高畫素 이미지 센서는 大槪 面積이 큽니다. 그래서 高畫素 카메라를 搭載한 스마트폰은 大槪 ‘부피’도 큽니다. 光學系가 크기에 本體 두께가 두껍고 무거워집니다. ‘카툭튀(카메라만 툭 튀어나온’도 이 탓에 생깁니다. 高畫素 카메라를 搭載한 스마트폰 가운데 몇몇은 本體 두께가 1cm를 훌쩍 넘을 程度로 두껍기도 합니다.

스마트폰 高畫素 카메라의 長點과 短點을 알아봤습니다. 모든 것이 좋기만 한 境遇는 없습니다. 高畫素 카메라를 가진 스마트폰에도 長短點이 있으니 被寫體, 撮影 用途와 스마트폰 購買 豫算, 부피 等을 잘 따져 選擇하세요.

글 / IT東亞 차주경(racingcar@itdonga.com)