이런 핸드폰 카메라는 없었다, 현존 최강 100배줌 갤S20 비결

갤럭시 언팩 행사 [연합뉴스]

삼성전자가 11일(현지시간) 미국 샌프란시스코에서 공개한 갤럭시S20 시리즈의 가장 큰 특징은 압도적인 카메라다. 가장 상위 모델인 갤럭시S20 울트라의 경우 1억800만 화소 카메라에 100배줌까지 제공한다. 현존하는 스마트폰 중 이런 카메라를 장착한 모델은 없다. 사실상 전문가급 카메라(DSLR)를 위협하는 수준이라는 평가가 나오는 이유다.

삼성전자는 12일 공식 유튜브 계정을 통해 갤럭시S20 울트라의 카메라 성능을 공개했다. 영상은 해변의 모습이 등장하고 모래사장과 멀리 떨어진 강아지로 점차 시선이 옮겨가는 구도로 진행된다. 10배 이상 피사체를 확대해도 화질이 또렷했다. 삼성전자에 따르면 10배 줌까지는 화질의 저하가 없는 무손실줌이며, 최대 100배까지 고배율 줌이 가능하다.

100배 줌의 비결은 잠망경식 폴디드 렌즈  

스마트폰은 꾸준히 디지털 카메라를 대체해왔다. 웬만한 휴대용 디지털 카메라(미러리스)를 뛰어넘는 제품들이 속속 등장하면서다. 그래도 고배율 광학줌이 가능한 DSLR을 위협할 정도는 아니었다. 다만 DSLR의 경우 100배줌을 구현하려면 별도의 고배율 렌즈가 필요하다. 그만큼 두껍고 무거워지는 셈이다. 하지만 갤럭시S20 울트라는 별도의 렌즈 장착 없이 DSLR에 준하는 성능을 구현해냈다.

폴디드 렌즈의 구조 [사진 삼성전기]

비결은 잠망경 구조로 배치한 폴디드 방식이다. 고배율 광학 줌을 구현하기 위해선 렌즈와 이미지 센서와의 거리가 그만큼 길어져야 한다. 렌즈를 켜켜이 쌓아서 배열할 공간이 있어야 한다는 뜻이다. 이러다보니 두께가 두터워질 수밖에 없다. 1㎝도 안되는 스마트폰 두께를 감안하면 불가능한 일이다. 그래서 갤럭시S20 울트라는 렌즈를 프리즘을 이용해 가로로 배치하는 접는(폴디드) 방식을 채택했다. 잠망경처럼 빛의 굴절을 이용하는 것이다.

폴디드 렌즈에 고해상도 이미지 센서 더해져  

사실 이 방식을 적용한 게 삼성이 처음은 아니다. 지난해 중국의 화웨이는 플래그십 스마트폰인 P30 모델에 비슷한 형태의 폴디드 렌즈를 적용했다. 하지만 광학줌은 5배, 50배 디지털 줌을 제공해 갤럭시 S20 울트라 보단 못하다. 갤럭시 S20 울트라가 비슷한 구조로 설계됐음에도 더 높은 배율을 구현하는 비결은 더 커진 이미지센서가 더해진 덕분이다.

삼성 1억800만 화소 이미지센서. [사진 삼성전자]

이미지센서 크기도 ‘1/1.33인치’로 전작 ‘1/2.55인치’ 대비 훨씬 넓어졌다. 카메라는 이미지센서의 면적이 넓고, 화소 수가 높을수록 고품질의 촬영이 가능하다. 이를 고려하면 전작인 갤럭시S10 시리즈 대비 크게 향상된 촬영 성능을 확보한 셈이다. 삼성전자 무선사업부 마케팅팀 김승연 상무는 “갤럭시S20과 S20 플러스는 갤럭시S10 대비 약 1.7배 센서를 키웠고, 갤럭시S20 울트라는 약 2.9배 큰 센서를 달았다”면서 “센서크기를 키우고 효율을 높인데다 카메라 구조를 바꿔 스마트폰의 정체성을 혁신했다”고 말했다.

압도적인 카메라, 결과물도 압도적일까

이미지센서의 크기를 무한정 키울 수 없는 스마트폰의 특성상 고해상도를 구현하려면 개별 화소를 줄일 수밖에 없다. 1억800만 화소를 촘촘히 박아 넣는 것이다. 이렇게 되면 픽셀 한개당 빛을 받아들이는 면적이 줄어들어서 상대적으로 사진이 어둡게 촬영된다. 삼성전자 측은 이같은 고해상도 이미지센서의 단점을 보완하기 위해 픽셀 9개를 한개처럼 묶어 보다 많은 빛을 받아들일 수 있는 ‘노나셀’ 기술을 적용했다고 밝혔다.

갤럭시 언팩 [연합뉴스]

이에 대해 IT 전문매체 더 버지는 “삼성이 문제에 대한 해결책을 찾았다고 주장하지만 충분히 테스트할 때까지 확실히 알 수는 없다”면서 유보적인 판단을 내렸다. 또 “현 시점에서 물리적인 화소수나 센서 크기는 큰 의미가 없다”면서 “이미지를 처리하는 과정이 얼마나 뛰어나느냐가 스마트폰 카메라 성능을 좌우한다”고 덧붙였다.
장주영 기자 jang.jooyoung@joongang.co.kr