광학 vs 디지털…MWC 2019서 스마트폰 줌 경쟁 본격화

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입력 2019.02.14 06:00
2월 말 스페인 바르셀로나에서 열리는 모바일 기술·기기 전시회 ‘MWC2019’를 앞두고 스마트폰 제조사는 경쟁 준비에 분주한 모습을 보인다. MWC2019의 주인공으로 5G 스마트폰과 폴더블폰이 꼽히지만, 눈부시게 발전한 카메라 줌 기술도 주목할 만 하다.

스마트폰 줌 특화 기능. / 제조사 제공
스마트폰 업계는 2018년 말부터 2019년 초에 걸쳐 고배율 줌과 고화소 이미지 센서, 팝업식 카메라와 구멍 뚫린 홀 디스플레이 등 다양한 스마트폰 카메라 기술을 공개했다.

그 중에서도 MWC2019에서는 ‘카메라 줌’ 기술 경쟁이 벌어질 전망이다. 스마트폰 카메라 줌은 광학 줌과 디지털 줌으로 나뉜다. 삼성전자와 중국 제조사는 기계식 광학 줌을, 구글을 비롯한 소프트웨어 제조사는 디지털 줌 연구에 주력한다.

14일 LG전자 한 관계자는 "줌을 비롯한 스마트폰 카메라 기술은 소비자에게 새로운 경험을 전달한다"며 "5G 스마트폰 시대에도 업계는 카메라 기술을 꾸준히 향상할 것이다"고 말했다.

◇ 삼성전자·화웨이는 스텝 광학 줌, 오포는 잠망경 광학 줌

스마트폰 카메라의 광학 줌은 대부분 멀티 카메라를 활용한 ‘단계 줌’이다. 28㎜ 렌즈 카메라 유닛과 56㎜ 렌즈 카메라 유닛을 함께 사용하면 28/56㎜ 2배 줌 효과를 누릴 수 있다.

애플 아이폰X시리즈를 비롯해 많은 멀티 카메라 스마트폰이 이 방식을 사용한다. 렌즈 초점 거리를 늘리면 18/28/90㎜와 같은 식으로 5배 줌 효과를 낼 수도 있다. 펜타(5)카메라 스마트폰 LG전자 V40씽큐가 이처럼 초광각·일반·망원 카메라로 고배율 줌 효과를 낸다.

단계 줌을 탑재한 애플 아이폰 Xs. / 애플 제공
트리플 카메라를 최초로 개발한 중국 스마트폰 제조사, 화웨이가 단계 줌을 즐겨 쓴다. MWC2019에서 공개될 화웨이 P30 시리즈에는 트리플 및 쿼드(4)카메라와 고배율 단계 줌이 장착될 것으로 예상된다.

단계 줌의 단점은 ‘정해진 초점 거리’만 쓸 수 있다는 점이다. 28/56㎜ 2배 줌 카메라의 경우 그 중간인 35㎜ 초점 거리는 광학 줌으로 구현할 수 없고, 화질이 저하되는 디지털 줌으로만 사용해야 한다.

스마트폰 업계는 초점 거리 변환이 자유로운 광학 줌 연구·개발에 나섰지만, 난국에 부딪혔다. 광학 줌을 구현하려면 카메라 렌즈를 앞뒤로 움직여야 하는데, 이 경우 카메라 유닛 두께가 두꺼워져 스마트폰 부피에 악영향을 준다.

중국 스마트폰 제조사 오포는 이를 해결한 ‘잠망경 줌’ 기술을 2018년 초 공개했다. 카메라 렌즈를 앞뒤가 아닌 옆으로 움직이는 기술로, 2000년 초반 디지털 카메라 업계가 개발한 ‘이너 줌’과 같은 원리다. 이어 오포는 2019년 이 기술을 개량, 줌 배율을 광학 5배에서 10배로 늘리고 스마트폰에 실제 적용해 MWC2019에서 공개하겠다고 밝혔다.

오포가 개발한 스마트폰 카메라용 잠망경 광학 줌. / 오포 홈페이지 갈무리
오포가 개발한 잠망경 줌 기술은 업계에 파급 효과를 일으켰다. 오포에 이어 중국 스마트폰 제조사 원플러스가 잠망경 줌 카메라를 탑재한 스마트폰의 티저 광고를 게재했다.

삼성전자는 1월, 오포와 함께 이 기술을 연구·개발한 이스라엘 광학 기술 기업 코어포토닉스를 인수했다. 이에 삼성전자 갤럭시 스마트폰 신제품에 잠망경 방식 고배율 줌이 적용될 가능성도 점쳐진다.

◇ 구글 비롯한 소프트웨어 업계는 저손실 디지털 줌 연구·개발

광학 줌 등장 이전, 스마트폰 카메라에는 화면 확대 방식 디지털 줌이 탑재됐다. 사진은 수천만개의 점으로 만들어진다. 이 점 크기를 무리하게 늘리면 사진 속 피사체의 윤곽이 허물어지고 거칠게 표현된다.

스마트폰 업계는 ‘사진 잘라내기’ 방식으로 디지털 줌의 단점을 보완했다. 고화소 사진의 일부를 잘라내면 그만큼 확대 효과를 누릴 수 있다. 화질 저하 없이 2배 혹은 그 이상의 확대 효과를 얻을 수 있지만, 화소수가 줄어든다는 단점이 있다. 삼성전자 아이소셀, 4800만 고화소 소니 IMX586 등 2019년형 최신 이미지 센서에도 잘라내기 방식의 사진 확대 기능이 적용됐다.

구글 인공지능 디지털 줌(왼쪽)과 일반 디지털 줌. / AI맬런스 홈페이지 갈무리
최근 스마트폰 업계는 화질 저하를 최소화한 디지털 줌 기술 개발에 나섰다. 이 부문 선두는 구글이다. 구글은 수많은 사진을 분석해 피사체·밝기·색상·구도를 데이터로 만들고, 이를 토대로 디지털 줌 사용 시 사진 화질을 자동 수정하는 인공지능 디지털 줌 기술을 2018년 12월 공개했다.

구글 인공지능 디지털 줌 기술을 가진 스마트폰 카메라는 디지털 줌 사용 시 촬영 환경을 스스로 분석, 사진이 거칠어지지 않도록 색상과 화소를 스스로 채워넣는다. 사진을 더 많이 분석해 데이터가 많아질 수록 이 기술의 완성도는 향상된다.

스마트폰 카메라에 광학 줌을 적용하면, 소비자는 더욱 다양한 구도로 사진을 찍을 수 있게 된다. 광학 줌은 렌즈군을 움직여 확대 효과를 내는 만큼 화질도 우수하다. 단, 광학 줌은 구조가 복잡해 고장 가능성이 크다. 스마트폰의 가격을 높이는 단점도 있다.

디지털 줌은 단일 카메라로 구현할 수 있다. 줌 배율도 광학 줌보다 높다. 반면, 광학계가 아닌 이미지 확대 방식이므로 화질은 떨어진다. 흔들림 보정 기능을 적용하기 어려운 것도 단점이다.


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