인공지능으로 눈의 역할이 더 커진, 스마트폰 카메라 경쟁

2019. 08. 26

스마트폰이 보편화되고 다양한 모바일 앱이 등장하면서 사람들이 스마트폰에서 가장 많이 이용하는 기능도 달라지고 있습니다. 어떤 사람들은 페이스북과 같은 소셜미디어나 게임을, 또 어떤 사람들은 ‘옥수수(oksusu)’나 유튜브 같은 동영상 앱을 가장 많이 이용합니다. 그러나 모든 사람들이 공통적으로 상당히 많이 이용하는 기능이 있습니다. 바로 ‘사진 촬영’입니다.

이제 여행지에서도 별도의 콤팩트 카메라가 아닌 스마트폰으로 사진을 찍는 사람들이 상당히 많습니다. 스마트폰 카메라가 발전하면서 기존의 카메라 못지않은 선명한 사진은 물론 동영상까지 찍을 수 있고, 바로 페이스북이나 인스타그램에 업로드해 공유하는 것이 가능하기 때문이죠.

이로 인해 일부 이용자들은 스마트폰을 새로 구입할 때 카메라 성능을 기준으로 삼고 있으며, 각 제조사들도 새로운 제품을 발표할 때 사진 기능을 상당히 강조하고 있습니다. 그렇다면 스마트폰 카메라는 어떻게 발전해왔고, 앞으로 어떻게 발전해갈까요?

지속되는 화소수와 멀티렌즈 경쟁

▲ 샤오미의 1억8백만 화소 스마트폰 개발을 알리는 티저

휴대폰에 디지털카메라가 장착된 카메라 폰의 역사는 상당히 오래되었습니다. 1999년 일본의 교세라가 세계 최초의 카메라 폰을 선보였고, 한국에서는 삼성전자가 2000년에 ‘SCH-200’이라는 카메라 폰을 출시했습니다. 물론, 당시의 카메라 폰은 그저 사진을 찍을 수 있다는 의미일 뿐 일반 카메라에 비해 형편없는 화질이었지만, 소비자들은 이 기능에 대해 환호하기 시작했지요. 특히 3G 시대를 맞아 카메라 폰으로 영상통화가 가능해지면서 휴대폰의 카메라는 단순히 사진을 찍는 용도를 벗어나 활용도가 더욱 커지기 시작합니다.

이로 인해 이후 제조사들은 카메라 폰의 성능을 개선하는데 주력하기 시작했으며, 카메라 화소 수를 더욱 높이는 경쟁을 시작했습니다. 초창기의 수백만 화소에서 벗어나 이제는 천만 단위의 화소 카메라가 장착되고 있습니다. 최근에는 삼성전자가 1억 화소가 넘는 이미지 센서를 개발했고, 중국의 샤오미가 1억 8백만 화소의 카메라를 장착한 스마트폰을 개발 중이라는 소식을 전하기도 했습니다. 물론, 단순히 화소 수가 높다고 무조건 좋은 화질의 이미지를 얻을 수 있는 것은 아닙니다. 화소 수 외에도 조리개 등 이미지 품질을 높이는 데는 여러 변수가 있습니다.

제조사들이 화소 수 외에 카메라 시스템을 개선하기 위해 주력한 또 다른 기술혁신은 멀티 렌즈 도입입니다. 하나의 렌즈가 아닌 여러 기능을 하는 두 개 이상의 렌즈를 적용하는 것인데요. 일반적인 표준 렌즈 외에도 광각이나 망원, 심도 등 다양한 기능을 수행하는 여러 렌즈가 결합돼 사진을 촬영하는 상황에 맞는 이미지를 얻을 수 있도록 지원합니다. 듀얼 렌즈는 이미 표준화되었고, 최근에는 플래그십 단말에 3개 이상의 렌즈를 넣는 것이 트렌드입니다.

▲ 오포의 스마트폰용 10배 광학 줌 기술

여기서 더 나아가 광학 줌(optical zoom) 기능이 도입되고 있습니다. 광학줌 기능은 카메라 렌즈 사이의 간격을 조정해야 하기 때문에 매우 얇은 스마트폰에서는 고배율의 줌 기능을 적용하기 어려운 것으로 알려졌었는데, 최근 이를 극복하는 기술들이 등장했습니다. 지난해 중국의 오포(Oppo)는 스마트폰용 10배 광학줌 기술을 공개해 주목받았습니다. 특히 삼성전자는 이 분야에서 최고의 기술을 갖고 있는 이스라엘의 스마트폰 카메라 솔루션 업체 ‘코어포토닉스(Corephotonics)’를 인수한 것으로 알려졌는데요. 아직 양 사의 공식 발표는 없습니다. 그러나 이 인수가 사실이라면 갤럭시 스마트폰에 고배율 광학 줌 기능이 곧 들어올 것으로 예상할 수 있습니다. 멀리 떨어져 있는 사람을 스마트폰으로 보다 선명하게 촬영하는 시대도 멀지 않았습니다.

카메라 형태도 각양각색으로 발전

▲ 삼성전자 갤럭시 A9의 수직으로 배열된 쿼드 카메라

멀티 렌즈 시대가 되면서 스마트폰의 카메라 시스템 형태도 업체에 따라 특색 있게 변하고 있습니다. 가장 일반적인 형태는 스마트폰 후면에 2~3개의 렌즈를 일렬로 배치해 수직 또는 수평으로 길게 카메라 시스템을 구성하는 것입니다. 그리고 최근에는 사각형이나 원형의 카메라 모듈을 구성하는 경우도 쉽게 볼 수 있습니다.

셀카 사진을 찍는 전면 카메라 역시 화소 수가 더욱 높아지고 있으며, 최근 듀얼 렌즈로 구성되는 경우가 많아졌습니다. 전면 카메라는 스마트폰 앞면에 렌즈가 있어야 하기 때문에 보통 디스플레이 위의 베젤 부분에 위치하게 되는데요. 요즘에는 풀스크린 경쟁이 지속되면서 전면 카메라를 탑재할 공간이 점차 없어지고 있습니다.

이로 인해 등장한 스마트폰 디자인이 바로 디스플레이의 상단부분을 움푹 판 ‘노치(notch)’ 디자인입니다. 노치도 패인 부분이 점차 줄어들어서 이제는 카메라 렌즈 부분만 남긴 ‘물방울 노치 디자인’으로 변화했습니다. 이 같은 노치가 더 발전한 것이 스마트폰 부분만 구멍으로 남기고 나머지 스마트폰의 전면을 디스플레이로 꽉 채우는 ‘핀홀(pin-hole)’ 방식입니다. 이는 이미 갤럭시 S10이나 갤럭시 노트10을 통해 쉽게 보실 수 있습니다.

▲ 팝업, 슬라이드, 로테이션 등 전면 카메라의 변화

그리고 일부 중국 업체들을 시작으로 팝업, 슬라이드, 로테이션 카메라가 도입되고 있습니다. 팝업 카메라는 셀카를 찍을 때 전면 카메라가 튀어나오는 형태이며, 슬라이드와 로테이션은 스마트폰의 밑면을 밀어 올리면 전면 카메라가 등장하는 방식입니다. 이런 방식은 전면을 디스플레이로 꽉 채울 수 있다는 장점이 있습니다.

▲ 샤오미의 언더 디스플레이 카메라 기술

한편, 아직까지는 실제로 등장하지는 않았지만, 전면 카메라는 또 다른 변신을 준비 중입니다. 전면이 디스플레이로 꽉 차 있는데, 셀카를 찍을 때 화면 상단의 일부 부분이 투명해지면서 카메라 렌즈 구멍이 보이는 이른바 ‘언더 디스플레이 카메라’입니다. 샤오미와 오포가 이미 콘셉트 스마트폰을 공개했고, 삼성전자도 해당 기술을 보유하고 있습니다. 그러나 이 기술은 아직 완벽한 상태가 아니기에 내년에 해당 기술을 적용한 스마트폰이 실제로 판매될지는 불확실합니다. 실제로 샤오미가 공개한 스마트폰을 보면 화면 상단에 희미하게 카메라 렌즈가 보입니다.

인공지능으로 활용 범위가 넓어지고 있는 카메라

이처럼 휴대폰 카메라는 지난 20여 년에 걸쳐 발전을 거듭해왔고, 향후에도 새로운 기술 개발이 지속적으로 이루어질 것으로 예상되고 있습니다. 또한, 일부 고가 단말에 적용되었던 기능들도 이제 중저가 스마트폰으로 확대 적용되면서 누구라도 최신 카메라 기능을 이용할 수 있는 시대가 열리고 있는 중입니다.

또한, 렌즈와 같은 하드웨어뿐 아니라 촬영한 이미지를 분석하고 활용하는 소프트웨어 측면에서의 발전도 더욱 빨라지고 있습니다. 인공지능 기술의 발전으로 인해 촬영한 이미지 속의 글자를 인식해 외국어를 번역해주고 상품을 인식해 쇼핑몰로 연결해주는 기능들이 이미 보편화되고 있습니다. 스마트폰의 카메라 렌즈가 ‘눈(eye)’의 역할을 하고, 인공지능이 ‘뇌’ 역할을 하는 것인데요. 이를 통해 이용자가 사진을 왜 찍는지, 그리고 찍은 사진을 어떻게 활용해야 하는지에 대한 방안도 제시하는 것이지요.

▲ 프랑스의 카메라 전문 평가 기관인 ‘DXOMark’의 스마트폰 카메라 점수 랭킹

이처럼 스마트폰의 카메라 기능들이 중요해지면서 일부 벤치마킹 업체들은 새로운 스마트폰이 발표될 때 카메라 성능을 기존의 제품들과 비교 분석해 소비자들이 정보를 쉽게 알 수 있도록 지원하고 있습니다. 프랑스의 카메라 전문 평가 기관 ‘DXOMark(https://www.dxomark.com/)’가 가장 대표적인 서비스인데요. 현재 공개된 바에 따르면 삼성전자의 ‘갤럭시 노트10+ 5G’ 모델이 가장 높은 점수를 얻고 있습니다. SKT는 지난 8월 20일 행사를 통해 갤럭시 노트10+ 5G 개통을 시작했습니다. 갤럭시 노트 10+의 카메라 성능이 궁금한 분들이라면 가까운 T월드를 방문해 체험해보시기 바랍니다.

글. 투혁아빠(커넥팅랩)