[박기자의스맛폰] “화소에 의미 두지 마세요”

스마트폰 화소 수가 높다고 선명한 사진을 촬영하는 것은 아니다. /사진=이미지투데이

2009년 11월 200만화소의 카메라를 탑재한 ‘아이폰3G’가 국내에 첫선을 보였다. 비슷한 시기 등장한 삼성전자의 ‘옴니아2’는 후면에 500만화소 카메라를 탑재했고 1년 뒤 등장한 모토로라의 ‘모토로이’는 800만화소라는 무시무시한 화소 수를 자랑했다. 10년 전만 해도 1000만화소 스마트폰 카메라는 꿈이었다.

스마트폰에 1000만화소 카메라가 도입된 것은 2013년부터다. 삼성전자는 갤럭시S3에서 800만 화소에 불과했던 스마트폰 카메라의 성능을 갤럭시S4에서 1300만화소까지 끌어올렸다. 애플은 3년 뒤인 2016년 아이폰7에서 1200만화소 카메라를 출시하며 1000만화소 시대를 열었다.

이후 2018년을 전후해 스마트폰 카메라 경쟁에 불이 붙었고 삼성전자와 애플, LG전자 등 주요 스마트폰 제조사들은 3~4개에 달하는 카메라를 탑재하는 등 경쟁을 벌였다.

스마트폰 제조사의 카메라 경쟁은 화소 수 늘리기에 집중되는 경향을 보였다. 삼성전자는 지난 3월 출시한 갤럭시S20 울트라에 1억800만화소 카메라를 탑재하며 1억화소의 벽을 넘었고 LG전자도 4800만화소 카메라를 탑재한 ‘LG벨벳’을 선보였다. 중국 제조업체 화웨이도 메이트20X에서 4000만화소 카메라를 선보였지만 애플은 여전히 1200만화소 카메라에 머무르는 모습이다.

한가지 의문이 든다. 스마트폰 화소 수가 높을수록 사진이 선명하게 나올까.

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‘화소=화질’은 잘못된 상식

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전문가들은 스마트폰 화소 수가 높다고 무조건 선명한 사진을 찍는 것은 아니라고 말한다. 업계 관계자는 “화소는 사진을 출력할 때 사용되는 픽셀(점)의 수를 말하는 것으로 해상도에 영향을 미치는 한 부분에 불과하다”며 “사진을 선명하게 찍기 위해서는 렌즈와 이미지센서가 커야 한다. 이미지센서의 변화 없이 지나치게 화소만 높일 경우 오히려 결과물에 악영향을 미칠 수 있다”고 설명했다.

스마트폰 카메라를 비롯해 디지털카메라는 광학기술이 녹아든 전자장비다. 사진을 촬영하면 렌즈가 빛을 받아들여 이미지센서에 전달하고 이미지센서는 CMOS(상보형금속산화반도체)로 광학신호를 전자신호로 변환한 후 메모리에 저장하는 과정을 거친다. 광학을 활용하니 빛의 양이 많을수록 유리하고 이미지센서가 클수록 더 좋은 품질의 사진을 촬영할 수 있게 된다.

갤럭시S20 울트라에 적용된 ‘폴디드 렌즈’. /사진=아이픽스잇

통상 스마트폰에 탑재되는 이미지센서는 손톱 크기 정도다. 스마트폰 이미지센서 크기는 매년 커지는 모습이다. 2010년대 중반 1/3인치 크기(▲갤럭시S4 1/3.08인치 ▲아이폰6 1/3인치 ▲LG G3 1/3.08인치)에 그쳤던 이미지센서는 1/2인치 크기를 넘어서 1.7인치 수준(▲갤럭시S20 플러스 1/1.76인치 ▲아이폰11 프로 1/2.55인치 ▲LG벨벳 1/2.0인치)까지 커졌다. 다른 스마트폰 부품이 소형화 추세를 보이는 것과 달리 이미지센서는 선예도(화상의 선명도를 나타내는 감각량)확보를 위해 덩치를 키웠다.

이미지센서의 크기가 클 경우 높은 화소는 선명한 사진을 보장한다. 하지만 이미지센서 자체가 작을 경우 픽셀의 크기도 작아져 결과물의 품질이 나빠진다. 작은 공간에 더 많은 화소를 채우기 위해서는 픽셀의 크기를 줄여야 하기 때문. 픽셀의 크기가 지나치게 작으면 사진을 확대했을 때 사진이 뭉개지는 현상이 발생한다.

스마트폰 카메라로 촬영한 사진이 디지털카메라를 따라가지 못하는 원인은 이 때문이다. 스마트폰에 탑재되는 이미지센서는 디지털카메라의 센서보다 월등히 작다. 비교하자면 스마트폰 카메라와 디지털카메라의 이미지센서 크기는 탁구공과 축구공, 학종이와 A4용지 정도의 차이를 보이기 때문에 비교가 불가능한 수준이다.

스마트폰 제조사 관계자는 “어떤 스마트폰의 카메라가 우수한지 화소 수만으로 콕 집어 말하는 것은 사실 불가능하다. 사진의 품질은 렌즈의 크기, 이미지센서의 크기, 이미지를 처리하는 소프트웨어 등 다양한 요소의 영향을 받는다”며 “다만 제조사가 스마트폰 카메라를 출시할 때 화소 수를 내세워 카메라 성능을 홍보하는 이유는 과거부터 이어져 온 습관이기 때문”이라고 설명했다. 그는 이어 “현재의 이미지센서는 1000만화소만 넘기면 크게 문제가 없다”고 덧붙였다.

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광학 줌까지 탑재… 폰카의 성장

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최근에는 스마트폰 카메라 성능이 급속도로 발전하고 언제 어디서나 사진을 촬영할 수 있는 편의성이 담보돼 디지털카메라시장을 흡수하고 있다. 일본 카메라·영상제품연합(CIPA)는 “2020년 디지털 카메라 출하량은 1167만대로 1년 전보다 23.3% 줄어들 것”이라고 내다봤다.

스마트폰 카메라는 디지털카메라시장을 집어삼키면서도 태생적인 한계를 극복하기 위한 기술 개발도 멈추지 않는다. 삼성전자가 선보인 ‘폴디드 렌즈’는 스마트폰의 한계를 없앤 대표 기술이다.

삼성전자는 갤럭시S20 울트라에서 광학 10배 줌이 가능한 ‘스페이스줌’을 도입해 한계를 뛰어넘었다. 두께가 7㎜에 불과한 스마트폰에 여러장의 렌즈를 겹친 망원렌즈를 넣기 위해 삼성전자는 잠망경의 원리를 도입했다. 렌즈가 흡수한 빛은 스마트폰 내부에서 거울에 두번 반사되며 ‘Z’형태로 굴절된 뒤 이미지센서에 정보를 전달하는 방식을 적용한 것.

삼성전자는 “폴디드 렌즈를 활용하면 10배 줌으로 사진을 찍어도 화질에 손상이 없다”며 “광학 줌과 디지털 줌을 통해 최대 100배까지 피사체를 확대할 수 있다”고 말했다.

☞ 본 기사는 <머니S> 제647호(2020년 6월2~8일)에 실린 기사입니다.