2013.10.02

'좀비 사진은 안녕' 아이폰 5s 카메라 집중해부

Marco Tabini | Macworld
이동 중에 사진을 촬영할 때 스마트폰만큼 편리한 기기도 없다. 커다란 SLR 카메라보다 가벼우면서 일반적인 똑딱이 카메라을 언제든 주머니에 넣고 다닐 수 있기 때문이다. 그러나 이런 편리함이 지난 몇 년 사이 아이폰을 세계에서 가장 널리 사용되는 카메라로 만든 이유의 전부인 것은 아니다. 애플은 하드웨어와 소프트웨어의 조합을 통해 카메라를 계속해서 발전시켜 왔고 이러한 전통은 아이폰 5s에도 그대로 계승되고 있다.



클수록 좋다
제조사들은 카메라의 해상도를 자랑하기 좋아한다. 높은 화소수는 좋은 마케팅 자료가 되고 소비자들에게 손쉬운 비교 기준이 된다. 하지만 CPU의 동작 속도나 TV 크기와 마찬가지로 화소가 의미하는 성능 관련 요소는 일부분일 뿐이며 특히 일정 수준 이상이 되면 더이상 '명확한' 기준도 되지 못한다.

따라서 애플이 5s를 개발할 때 아이폰 5의 카메라 해상도인 800만 화소보다 더 높이지 않은 것은 당연한 선택이라 할 수 있다. 대신 애플은 (말로 설명하기는 쉽지 않지만) 일반적인 사용자들이 더 좋은 사진을 찍을 수 있도록 다른 기능에 초점을 맞춰 개선했다.

아마도 가장 적절한 사례는 아이폰 5 대비 15%나 넓어진 신형 센서일 것이다. 화소수는 바뀌지 않았기 때문에 휴대폰의 각 광센서(photoreceptor)는 이제 최대 33%나 더 많은 빛을 감지할 수 있다고 애플 측은 설명했다. 또한 아이폰 5보다 향상된 대형 f/2.2 조리개가 장착돼 센서에 더 많은 빛이 도달할 수 있는 5 엘레먼트 렌즈가 적용됐다. 이에 따라 빠르게 움직이는 피사체를 촬영하거나 어두운 곳에서 촬영할 때 더 좋은 성능을 발휘하는 카메라가 탄생하게 됐다.

CCD(Charge-Coupled Device), 현대의 모든 디지털 카메라에 내장돼 있다.


칩 개선
하지만 아이폰 5s의 카메라에서 가장 크게 개선된 부분은 렌즈가 아니라 A7 CPU에 통합돼 있는 ISP(Image Signal Processor)이다. 이 하드웨어는 센서로부터 가공되지 않은 원데이터를 받아 들여 실제 사진으로 바꾸어 주는 역할을 한다. 애플의 서드파티 하드웨어에 의존하는 대신 아이폰 4s와 함께 자체 ISP를 개발했고 이후 이 칩의 기능을 지속적으로 개선해왔다.

아이폰 5s는 ISP에 스마트폰보다는 고급 전용 카메라에서나 찾아볼 법한 기능들이 추가됐다. 예를 들어, 화이트 밸런스와 노출 보정 등의 기능 외에 이 칩은 로컬 색조 맵핑(Local Tonal Mapping)을 통해 사진의 각 부분을 촬영하고 색 대비를 독립적으로 향상시킨다. 밝은 배경에서 어두운 피사체를 촬영한다면 아이폰은 전자를 조절해 빛이 바랜 것처럼 보이지 않도록 하면서 후자를 더 밝게해 선명하게 한다.

하지만 이것이 전부가 아니다. 새로운 ISP는 멀티존 측정 기능을 추가해 초점 또는 색상 균형 등에 관한 결정을 내릴 때 사진의 여러 영역을 분석할 수 있다. 이로 인해 자동 초점 기능의 반응성이 높아지고 색 대비가 향상되며 사진이 더 선명하게 되었다.

빠를수록 좋다, 사실이다
센서가 더 민감하고 ISP가 더 빠르면 소프트웨어 수준에서의 기능도 향상된다. 예를 들어, 카메라 앱에 새로운 '연사모드'가 추가돼 여러 장의 사진을 연속해서 촬영할 수 있고 심지어 그 중에서 가장 잘 찍힌 사진을 골라 주기까지 한다. 이와 유사한 기술을 카메라 앱도 사용해 카메라가 흔들려서 발생하는 초점이 흐릿한 사진을 방지한다. 매우 짧은 시간 동안 여러 장의 사진을 연속으로 촬영하고 색 대비가 가장 높은 사진을 선택해 사용자가 불안정한 자세로 사진을 촬영할 때도 선명한 사진을 촬영하는 방식이다.

또한 이 모든 것들 덕분에 5s에서는 슬로우모션 비디오 모드도 가능하다. '시간을 늦추기' 위해 카메라는 각 프레임 동안 셔터를 약 25%만 개방해 일반적인 비디오를 촬영할 때보다 4배나 빠른 속도로 이미지를 촬영한다. 이는 더 민감한 광학부품과 더 빠른 이미지 처리능력이 지원되지 않으면 불가능했을 것이다(초당 50~60번 정도 켜졌다 꺼졌다를 반복하기 때문에 인공조명 아래서는 약간의 깜빡임을 느낄 수 있다).


더 빨라지고 강력해진 ISP 덕분에 연사모드와 슬로우모션 등이 가능해졌다.

영감을 주는 플래시
인공조명에서 플래시를 사용해 사진을 찍어본 경험이 있다면 (일반적으로 노란색 색조를 띄는) 환경광과 플래시가 방출하는 푸르스름한 불빛 사이의 색 온도 차이로 인해 ISP가 노출을 적절히 조절하지 못해 사진에 촬영된 사람이 조지 로메로의 영화에서 튀어나온 것처럼 보이는 '좀비 사진'을 본 적이 있을 것이다.

이를 수정할 수 있는 유일한 방법은 필름 카메라 촬영시 플래시 전면에 특수 젤 필터를 두고 텅스텐의 균형을 맞춘 전용 필름을 사용하는 것 뿐이었다. 디지털 카메라 기술이 아무리 발전했다고 해도 현재까지는 색조가 다른 2개의 광원을 보정하는 것이 불가능하다.

그래서 애플은 이 문제를 해결하기 위해 약간 다른 색상의 빛을 방출할 수 있는 보조 플래시를 추가했다. ISP는 환경광을 측정하고 2개의 플래시를 혼합해 색 온도를 유사하게 조절함으로써 특별한 장비 없이도 영화 '살아있는 시체들의 밤'(Night of the Living Dead) 같은 사진을 줄일 수 있게 됐다.

모두를 위한 카메라
아이폰 5s는 이와 같은 신기능을 통해 사용자가 별도로 설정하지 않아도 뛰어난 성능을 제공하는 카메라를 지원하게 됐다. 덕분에 아이폰 5s는 일상적인 사진 촬영의 완벽한 동반자가 됐으며, 경험이 부족한 사용자와 전문가들 모두 주저하지 않고 좋은 사진을 촬영할 수 있게 됐다. editor@idg.co.kr


2013.10.02

'좀비 사진은 안녕' 아이폰 5s 카메라 집중해부

Marco Tabini | Macworld
이동 중에 사진을 촬영할 때 스마트폰만큼 편리한 기기도 없다. 커다란 SLR 카메라보다 가벼우면서 일반적인 똑딱이 카메라을 언제든 주머니에 넣고 다닐 수 있기 때문이다. 그러나 이런 편리함이 지난 몇 년 사이 아이폰을 세계에서 가장 널리 사용되는 카메라로 만든 이유의 전부인 것은 아니다. 애플은 하드웨어와 소프트웨어의 조합을 통해 카메라를 계속해서 발전시켜 왔고 이러한 전통은 아이폰 5s에도 그대로 계승되고 있다.



클수록 좋다
제조사들은 카메라의 해상도를 자랑하기 좋아한다. 높은 화소수는 좋은 마케팅 자료가 되고 소비자들에게 손쉬운 비교 기준이 된다. 하지만 CPU의 동작 속도나 TV 크기와 마찬가지로 화소가 의미하는 성능 관련 요소는 일부분일 뿐이며 특히 일정 수준 이상이 되면 더이상 '명확한' 기준도 되지 못한다.

따라서 애플이 5s를 개발할 때 아이폰 5의 카메라 해상도인 800만 화소보다 더 높이지 않은 것은 당연한 선택이라 할 수 있다. 대신 애플은 (말로 설명하기는 쉽지 않지만) 일반적인 사용자들이 더 좋은 사진을 찍을 수 있도록 다른 기능에 초점을 맞춰 개선했다.

아마도 가장 적절한 사례는 아이폰 5 대비 15%나 넓어진 신형 센서일 것이다. 화소수는 바뀌지 않았기 때문에 휴대폰의 각 광센서(photoreceptor)는 이제 최대 33%나 더 많은 빛을 감지할 수 있다고 애플 측은 설명했다. 또한 아이폰 5보다 향상된 대형 f/2.2 조리개가 장착돼 센서에 더 많은 빛이 도달할 수 있는 5 엘레먼트 렌즈가 적용됐다. 이에 따라 빠르게 움직이는 피사체를 촬영하거나 어두운 곳에서 촬영할 때 더 좋은 성능을 발휘하는 카메라가 탄생하게 됐다.

CCD(Charge-Coupled Device), 현대의 모든 디지털 카메라에 내장돼 있다.


칩 개선
하지만 아이폰 5s의 카메라에서 가장 크게 개선된 부분은 렌즈가 아니라 A7 CPU에 통합돼 있는 ISP(Image Signal Processor)이다. 이 하드웨어는 센서로부터 가공되지 않은 원데이터를 받아 들여 실제 사진으로 바꾸어 주는 역할을 한다. 애플의 서드파티 하드웨어에 의존하는 대신 아이폰 4s와 함께 자체 ISP를 개발했고 이후 이 칩의 기능을 지속적으로 개선해왔다.

아이폰 5s는 ISP에 스마트폰보다는 고급 전용 카메라에서나 찾아볼 법한 기능들이 추가됐다. 예를 들어, 화이트 밸런스와 노출 보정 등의 기능 외에 이 칩은 로컬 색조 맵핑(Local Tonal Mapping)을 통해 사진의 각 부분을 촬영하고 색 대비를 독립적으로 향상시킨다. 밝은 배경에서 어두운 피사체를 촬영한다면 아이폰은 전자를 조절해 빛이 바랜 것처럼 보이지 않도록 하면서 후자를 더 밝게해 선명하게 한다.

하지만 이것이 전부가 아니다. 새로운 ISP는 멀티존 측정 기능을 추가해 초점 또는 색상 균형 등에 관한 결정을 내릴 때 사진의 여러 영역을 분석할 수 있다. 이로 인해 자동 초점 기능의 반응성이 높아지고 색 대비가 향상되며 사진이 더 선명하게 되었다.

빠를수록 좋다, 사실이다
센서가 더 민감하고 ISP가 더 빠르면 소프트웨어 수준에서의 기능도 향상된다. 예를 들어, 카메라 앱에 새로운 '연사모드'가 추가돼 여러 장의 사진을 연속해서 촬영할 수 있고 심지어 그 중에서 가장 잘 찍힌 사진을 골라 주기까지 한다. 이와 유사한 기술을 카메라 앱도 사용해 카메라가 흔들려서 발생하는 초점이 흐릿한 사진을 방지한다. 매우 짧은 시간 동안 여러 장의 사진을 연속으로 촬영하고 색 대비가 가장 높은 사진을 선택해 사용자가 불안정한 자세로 사진을 촬영할 때도 선명한 사진을 촬영하는 방식이다.

또한 이 모든 것들 덕분에 5s에서는 슬로우모션 비디오 모드도 가능하다. '시간을 늦추기' 위해 카메라는 각 프레임 동안 셔터를 약 25%만 개방해 일반적인 비디오를 촬영할 때보다 4배나 빠른 속도로 이미지를 촬영한다. 이는 더 민감한 광학부품과 더 빠른 이미지 처리능력이 지원되지 않으면 불가능했을 것이다(초당 50~60번 정도 켜졌다 꺼졌다를 반복하기 때문에 인공조명 아래서는 약간의 깜빡임을 느낄 수 있다).


더 빨라지고 강력해진 ISP 덕분에 연사모드와 슬로우모션 등이 가능해졌다.

영감을 주는 플래시
인공조명에서 플래시를 사용해 사진을 찍어본 경험이 있다면 (일반적으로 노란색 색조를 띄는) 환경광과 플래시가 방출하는 푸르스름한 불빛 사이의 색 온도 차이로 인해 ISP가 노출을 적절히 조절하지 못해 사진에 촬영된 사람이 조지 로메로의 영화에서 튀어나온 것처럼 보이는 '좀비 사진'을 본 적이 있을 것이다.

이를 수정할 수 있는 유일한 방법은 필름 카메라 촬영시 플래시 전면에 특수 젤 필터를 두고 텅스텐의 균형을 맞춘 전용 필름을 사용하는 것 뿐이었다. 디지털 카메라 기술이 아무리 발전했다고 해도 현재까지는 색조가 다른 2개의 광원을 보정하는 것이 불가능하다.

그래서 애플은 이 문제를 해결하기 위해 약간 다른 색상의 빛을 방출할 수 있는 보조 플래시를 추가했다. ISP는 환경광을 측정하고 2개의 플래시를 혼합해 색 온도를 유사하게 조절함으로써 특별한 장비 없이도 영화 '살아있는 시체들의 밤'(Night of the Living Dead) 같은 사진을 줄일 수 있게 됐다.

모두를 위한 카메라
아이폰 5s는 이와 같은 신기능을 통해 사용자가 별도로 설정하지 않아도 뛰어난 성능을 제공하는 카메라를 지원하게 됐다. 덕분에 아이폰 5s는 일상적인 사진 촬영의 완벽한 동반자가 됐으며, 경험이 부족한 사용자와 전문가들 모두 주저하지 않고 좋은 사진을 촬영할 수 있게 됐다. editor@idg.co.kr


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