#1억 화소 #100배 줌 #카메라 살 일 없겠네

삼성전자 '갤럭시 S20'은 예고됐던대로 괴물같은 카메라 성능을 앞세워 등장했다. 최상위 기종인 '갤럭시 S20 울트라'의 경우 1억800만 화소에 100배 줌, 8K 동영상 촬영 기능을 담았다. 단순 스펙상으론 DSLR을 능가하는 카메라 성능이다.

◆크고 강해진 카메라의 '심장'

그동안 진화를 거듭한 '폰카'는 기존 카메라 시장을 잠식할 만큼 성능이 좋아졌다. 스마트폰 화면으로 사진을 감상하기엔 이미 충분한 수준이다. 다만 이미지 센서 크기나 렌즈 배열 등 물리적 한계로 인한 여러 제약이 남아있는데, 갤럭시 S20 울트라의 경우 카메라 성능을 내세우기 위해 작정하고 만든 만큼 많은 부분의 개선을 이뤄냈다.

카메라 성능에 가장 중요한 요소 중 하나는 이미지 센서 크기다. 이미지 센서는 빛을 받아들여 디지털 신호로 변환하는 역할을 한다. 센서 면적이 넓을수록 빛을 더 많이 받아들일 수 있어 화질이 좋아진다. 최근 카메라 시장에서 인기를 끌고 있는 '풀프레임' 카메라의 경우 35mm 필름 규격과 동일한 센서 크기를 갖고 있다. '프리미엄 똑딱이'로 불리는 하이엔드 콤팩트 카메라의 이미지 센서는 보통 1인치 수준이다.

스마트폰에는 카메라 외에도 다양한 부품이 들어가기 때문에 이미지 센서 크기를 키우는 데 한계가 있다. 갤럭시 S20 울트라는 역대 삼성 스마트폰 중 가장 큰 1/1.33인치 크기의 이미지 센서를 탑재했다. 카메라 성능을 높이기 위해 더 많은 공간을 이미지 센서에 할애한 셈이다.

◆1억 화소로 털끝까지 세밀하게

갤럭시 S20 울트라가 내세우는 1억800만화소 역시 역대 최대 화소수다. DSLR 카메라에서도 4000만~5000만 화소면 고화소 제품군으로 취급된다. 1억800만 화소는 이미지를 구성하는 최소 단위인 '픽셀'이 1억개 이상 매우 촘촘하게 박혀있다고 보면 된다. 작은 화면에선 큰 차이를 느끼기 어렵지만 사진을 크게 확대해 볼수록 또렷함에 차이가 드러난다.

다만 카메라에서 '고화소'가 곧 '고화질'을 의미하진 않는다. 고화소를 구현하면 더 높은 해상도의 이미지를 얻을 수 있지만, 그만큼 큰 모니터로 보거나 대형 사진으로 출력하지 않는다면 화질상으로 큰 의미는 없다. 이 때문에 사진 전문가들 사이에서 화소수는 홍보용에 불과하다는 견해도 있다.

고화소 이미지의 경우 담은 정보가 많기 때문에 용량 문제도 신경을 써야하며 처리 속도가 느려지는 점도 극복해야 한다. 갤럭시 S20 울트라의 경우 최신 모바일 프로세스인 퀄컴 스냅드래곤 865와 12GB 고용량 램, 256GB의 기본 저장용량을 탑재한 최고 스펙을 갖추고 있기 때문에 자신있게 고화소 카메라를 채택한 것으로 보인다.

크기가 작은 모바일 이미지 센서에 초고화소를 구현하기 위해 픽셀 크기를 너무 줄이다보면 각 픽셀마다 받아들이는 빛의 양도 줄어 어두운 곳에서 화질이 크게 저하될 가능성도 있다. 이를 극복하기 위해 갤럭시 S20 울트라에는 '노나 비닝'이라는 기술이 적용됐다. 노나 비닝은 저조도 환경에서 9개의 픽셀의 하나의 픽셀로 묶어 더 많은 빛을 받아들이는 기술이다.

◆물리적 한계 극복하고 AI 힘 더한 '100배 줌'

갤럭시 S20 울트라는 초고화소를 구현하면서 확대(줌) 촬영 성능도 극적으로 끌어올렸다. 일반 카메라는 여러 장의 렌즈를 겹쳐서 배열하는 방식으로 다양한 화각을 만들어낸다. 이미지 센서와 렌즈 간 초점거리가 멀수록 고배율 광학줌이 구현되는데, 스마트폰은 두께가 얇기 때문에 물리적으로 이런 식의 배열에는 한계가 있다. 카메라 부위가 튀어나오는 이런바 '카툭튀'도 이런 이유로 생겨났다. 최근에는 다양한 화각의 렌즈를 여러개 배치하는 '멀티카메라'가 대안으로 사용되고 있다.

갤럭시 S20 울트라의 망원 카메라는 센서와 렌즈를 가로로 눕혀 놓고 프리즘으로 빛을 굴절시키는 잠망경 원리를 적용한 '폴디드 렌즈'를 적용했다. 기존에도 이런 원리로 광학 5배줌을 적용한 스마트폰이 출시된 바 있지만, 갤럭시 S20 울트라는 광학 10배줌까지 지원해 한 발 더 나아갔다.

여기에 인공지능(AI)이 적용된 '슈퍼 레졸루션 줌'을 결합하며 최대 100배까지 확대해 촬영이 가능하다. 소프트웨어 방식의 디지털 줌의 경우 배율을 높일수록 사진이 뭉개지는데, 갤럭시 S20의 경우 손상된 이미지를 스스로 보정하는 구글의 AI 기술을 적용해 화질을 유지한다.

◆다양한 소프트웨어 기능에 8K 동영상은 '덤'

스마트폰 카메라가 기존 카메라보다 강점을 보이는 지점은 소프트웨어의 활용이다. 일례로 구글이 만든 중저가폰 '픽셀 3a'의 경우 1220만 화소 카메라를 장착하고 있지만 인공지능이 이미지를 분석해 베스트샷을 추천하는 '톱샷' 등 각종 소프트웨어 기술을 적용해 고가폰 못지 않는 결과물을 내놓는다.

갤럭시 S20 역시 다양한 소프트웨어 기능을 탑재했다. '싱글 테이크' 기능의 경우 여러 개의 카메라 렌즈를 한번에 사용해 라이브 포커스, 광각 등 다양한 모드로 사진과 동영상을 촬영하면 AI가 해당 순간을 가장 잘 보여줄 수 있는 장면을 추천해준다.

아직 대중화가 안된 8K 동영상 촬영을 일찌감치 지원하는 점도 눈에 띈다. 8K는 4K 해상도(3840×2160)보다 가로세로 해상도가 각각 2배씩 더 큰 해상도(7680×4320)를 말한다. 4K보다 4배 많은 화소를 적용해 더 크고 선명한 화질을 구현할 수 있다. 여기에 기존 손떨림 방지에 회전 방지 기능과 AI 기반 모션 분석 기능을 더해 과격한 활동 중에도 흔들림 없이 안정적으로 영상을 촬영할 수 있는 '슈퍼 스테디' 기능을 더했다.

허준 기자 joon@techm.kr