스마트폰 카메라의 줌 기능은 광고에서 보이는 것보다 훨씬 복잡합니다. 삼성과 같은 제조사들은 10배, 50배, 심지어 100배 줌을 자랑하지만, 실제로 이러한 성능이 가능한 것일까요? 광학 줌과 디지털 줌의 차이점을 자세히 알아보겠습니다.
줌은 실제로 무엇을 의미할까요?
카메라에서 5배 또는 10배 줌이라는 것은 정확히 무엇을 의미할까요? 광학적인 관점에서 볼 때, ‘줌’이라는 개념은 단순하지 않습니다. 렌즈의 배율은 초점 거리와 시야각에 따라 결정됩니다. 초점 거리가 긴 렌즈는 시야가 좁아 멀리 있는 피사체를 더 가깝게 보이게 합니다.
렌즈는 피사체를 얼마나 확대하는지로 판매되는 것이 아니라, 초점 거리로 판매됩니다. 예를 들어, 화웨이 P40 Pro의 광각 렌즈는 “0.6배 광학 줌”이라고 광고합니다.
일반적으로 사용하는 ‘줌’이라는 용어는 원래 컴팩트 카메라에서 유래된 마케팅 개념입니다. 이는 렌즈의 가장 짧은 초점 거리와 가장 긴 초점 거리의 비율을 의미했습니다. 예를 들어, 10mm-100mm 렌즈는 10배 줌을 가지지만, 25mm-100mm 렌즈는 4배 줌을 가집니다. 이는 10배 줌 렌즈가 반드시 사물을 10배 더 크게 보이게 하는 것은 아니라는 의미입니다.
하지만 스마트폰 제조사들은 줌을 조금 다르게 사용합니다. 1배 줌은 일반적으로 메인 카메라의 시야각으로 간주됩니다. 아이폰 11 Pro와 같은 스마트폰은 더 넓은 렌즈를 추가하고 1배를 새로운 가장 넓은 각도로 재설정하는 대신, 이를 0.5배 줌이라고 부릅니다.
컴팩트 카메라와 달리, 이는 다른 10배 줌 스마트폰에서도 비슷한 배율을 기대할 수 있음을 의미합니다.
화웨이 P40 Pro에는 5배 광학 줌 기능을 갖춘 잠망경 렌즈도 있습니다. 줌 사양 계산 방법에 대한 자세한 정보는 참고 자료를 확인해 보세요. 하지만 핵심은 줌이 렌즈의 초점 거리와 센서 크기에 따라 달라지며, 실제와는 다소 거리가 있는 개념이라는 것입니다.
그렇다면 광학 줌과 실제 줌(여기서는 ‘겉보기 확대’ 또는 ‘더 좁은 상대 시야’를 의미)의 차이점은 무엇일까요?
광학 줌의 작동 원리
광학 줌은 렌즈의 물리적 특성을 이용하여 멀리 있는 물체를 실제로 확대하는 방식입니다. 망원경을 예로 들 수 있습니다. 달을 망원경으로 보면 더 크게 보입니다. 이 과정에서 품질 손실은 전혀 없습니다. 물체가 그냥 더 가깝게 보이는 것입니다.
광학 줌은 카메라 센서 크기에 비례하는 긴 초점 거리를 가진 렌즈에서 얻을 수 있습니다. 스포츠 사진작가들이 사용하는 DSLR용 망원 렌즈는 초점 거리가 500mm에서 1,000mm에 달하며, 이 때문에 무게가 많이 나갑니다.
작은 카메라에서는 초점 거리가 더 짧을 수 있습니다. 컴팩트 카메라는 100mm 렌즈로도 훌륭한 광학 줌을 얻을 수 있습니다. 여전히 크지만 축구 경기에서 사용되는 망원경보다는 훨씬 작습니다.
스마트폰 제조사들은 더 나은 광학 줌을 위해 잠망경 렌즈를 사용하기 시작했습니다. 이를 통해 5배 줌 렌즈(DSLR의 100mm 렌즈와 거의 동일한 배율)를 휴대폰 두께를 늘리지 않고 탑재할 수 있었습니다. 이는 매우 중요한 발전입니다.
하지만 5배 줌은 여전히 100배 줌과는 거리가 멉니다. 그렇다면 제조사들은 어떻게 이런 광고를 할 수 있는 것일까요?
디지털 줌의 작동 방식
앞서 언급했듯이 ‘줌’은 다소 모호한 개념입니다. 디지털 줌은 이 모호함을 적극적으로 활용합니다. 본질적으로 디지털 줌은 사진의 일부를 잘라내어 피사체를 더 크게 보이게 할 뿐, 추가적인 이미지 정보를 캡처하지 않습니다.
아이폰 XS로 찍은 사진을 예로 들어보겠습니다. 아이폰 XS는 2배 광학 줌과 10배 디지털 줌을 지원합니다. 확대한 사진은 해상도가 현저하게 낮아집니다.
이것이 디지털 줌의 문제입니다. 광학 줌은 화질 손실 없이 확대가 가능하지만, 디지털 줌은 화질을 저하시킵니다. 확대를 많이 할수록 화질은 더욱 나빠집니다.
디지털 줌 기술의 발전
디지털 줌 기술은 개선의 여지가 있습니다. 광학 줌은 제조 비용이 비싸고 스마트폰에 추가하는 데 필요한 타협점이 많습니다. 잠망경 렌즈는 비교적 새로운 기술(최소한 스마트폰에서는)이므로 아직 개선할 부분이 있습니다.
따라서 스마트폰 제조사들은 디지털 줌을 개선하고 화질 손실을 최소화하기 위해 다음과 같은 기술을 사용하고 있습니다.
- 고해상도 센서 사용: 삼성의 갤럭시 S20에는 64MP 망원 카메라가 탑재되어 있습니다. 이러한 고해상도 센서는 이미지를 더 많이 잘라내어 디지털 줌 기능을 향상시킵니다.
- 픽셀 비닝: 여러 픽셀을 하나의 슈퍼 픽셀로 결합하면 디지털 확대 시 더 나은 화질을 얻을 수 있습니다.
- AI 및 머신 러닝: 이러한 기술은 사진 촬영 분야에서 많은 가능성을 보여줍니다. 카메라 제조사들은 AI 및 머신러닝을 사용하여 디지털 확대 이미지의 화질을 자동으로 향상시킬 수 있습니다.
하지만 높은 수준의 디지털 줌은 광학 줌 없이는 불가능합니다. 50배, 100배 줌은 광학 줌과 디지털 줌을 결합한 하이브리드 기술을 통해 구현됩니다. 광학 렌즈는 기본적인 확대 작업을 수행하고, 디지털 기술은 더 큰 줌 효과를 제공합니다.
삼성은 과도하게 확대/축소 수치를 부풀리는 경향이 있지만, 이러한 광고에는 렌즈 기술의 실제적인 발전이 뒷받침되어 있다는 점을 기억해야 합니다.
줌 기능의 활용
최근 스마트폰 카메라의 줌 기능에 대한 관심이 높아지고 있습니다. 하지만 지나치게 과장된 줌 기능은 오히려 불편함을 초래할 수 있습니다.
5배 또는 10배 광학 줌 렌즈는 사용자에게 다양한 촬영 옵션을 제공합니다. 또한 전용 카메라를 특정 용도에 더 적합하게 만듭니다. 이러한 줌 기능을 사용하면 스포츠 경기 중인 아이들, 뒷마당의 야생 동물, 또는 물리적으로 가까이 갈 수 없는 모든 것을 사진에 담을 수 있습니다.
디지털 줌이 무조건 나쁜 것은 아니지만(특히 적절하게 사용하는 경우), 과도하게 확대하면 여러 가지 단점이 있습니다. 당연히 화질이 저하될 뿐만 아니라 사진을 찍기가 더 어려워집니다.
20배 또는 30배 줌(DSLR의 약 1,000mm에 해당)으로 좋은 사진을 얻으려면 휴대폰을 최대한 흔들리지 않게 고정해야 합니다. 약간의 움직임에도 사진이 흐릿해지거나 촬영하려던 피사체가 프레임에서 벗어날 수 있습니다.
또한 촬영 환경의 조명 상태가 좋아야 합니다. 저조도 환경에서 선명한 사진을 찍으려면 스마트폰용 삼각대가 필요할 수 있습니다.
스마트폰 제조사들은 계속해서 더 높은 줌 수치를 놓고 경쟁할 것으로 보입니다. 항상 기본 광학 줌이 무엇인지 확인하세요. 이것이 실제로 중요한 요소입니다.