[카메라 경험을 바꾸다] 갤럭시 S20 ‘초고화질 센서’와 ‘스페이스 줌’ 기술 해부

아름다운 야경을 마주하거나 멀리 있는 피사체를 사진으로 간직하고 싶을 때, 그 순간을 기록해줄 마땅한 장비가 없어 촬영을 포기할 때가 있다. 갤럭시 S20은 사용자들이 만나는 모든 순간을 최고의 사진으로 담을 수 있도록 첨단 카메라 하드웨어 시스템에 AI 기반 소프트웨어 기술을 결합했다. 갤럭시 최초 1억 8백만 화소, 스페이스 줌 등 갤럭시 S20 시리즈의 한 차원 다른 카메라 기술을 삼성전자 뉴스룸에서 자세히 살펴봤다.

어두울 때나 밝을 때나 선명하게…‘초고화질 센서’

세세한 디테일까지 포착해 사진의 선명함을 높이는 것은 ‘해상도’에 달려있다. 갤럭시 S20 울트라는 1억 8백만 화소를, 갤럭시 S20과 S20+는 6,400만 화소를 지원해 ‘초고해상도’ 시대를 활짝 열었다. 사진을 확대하거나 일부분만 잘라서 저장하면 디테일이 떨어졌던 과거와 달리, 갤럭시 S20 시리즈의 초고화질 센서로 찍은 사진은 확대해도 선명한 화질을 유지한다.

이 같은 ‘초고해상도’ 구현은 이미지 센서의 크기와 관련된 기술을 근본적으로 바꿨기에 가능했다. 센서의 크기가 커지면 더 많은 광량을 받아들이기 때문에, 조도가 낮은 상황에서도 또렷하고 풍부한 색감의 고품질 사진을 얻을 수 있는 것.

갤럭시 S20 울트라는 이에 더해 9개의 픽셀을 하나로 병합해 더 많은 빛을 받아들이는 ‘노나 비닝(Nona-binning)’ 기술을 도입했다. 이렇게 확대된 픽셀이 더 많은 광량을 받아들여 저조도 환경에서도 또렷한 사진을 완성한다.

반대로 주변이 밝은 상황에선 컬러 픽셀을 재정렬해 디테일을 살리는 ‘리모자이크(Re-mosaic)’ 기술을 적용했다. 픽셀을 기존 RGB 패턴으로 다시 맵핑해, 주변이 밝은 상황에서도 풍부한 디테일을 살려내는 알고리즘이다. 카메라 모드에서 상단의 4번째 ‘비율 9:16’ 버튼을 누른 뒤 3:4를 선택하면 1억 8백만 화소 모드로 전환할 수 있다.

더 멀리, 더 또렷하게…망원 렌즈로 구현한 ‘스페이스 줌’

갤럭시 S20은 멀리 있는 피사체도 또렷하게 촬영할 수 있는 ‘스페이스 줌(Space Zoom)’ 기능을 탑재했다. 이는 ‘하이브리드 광학 줌’에 AI 기반의 디지털 줌 기능을 결합한 형태로, 기존의 광학 줌을 뛰어넘는 경험을 제공하기 위해 혁신적인 렌즈에 고해상도 이미지 센서를 더했다. 덕분에 망원 렌즈 없이도 무대 위 가수의 얼굴까지 가깝게 당겨 사진을 찍을 수 있다.

갤럭시 S20과 S20+는 ‘하이브리드 광학 줌’을 통해 최대 3배까지, 갤럭시 S20 울트라는 최대 10배까지 확대해 사진 촬영이 가능하다. 여기에 AI 기반의 디지털 기능을 더하면, 갤럭시 S20과 S20+은 최대 30배까지, 갤럭시 S20 울트라는 최대 100배까지 줌 기능을 활용할 수 있다.

무려 ‘100배 줌’이라는 놀라운 기능을 구현하기 위해 갤럭시 S20 울트라는 ‘폴디드(Folded) 렌즈’와 고해상도 센서 기술을 탑재했다. ‘폴디드 렌즈’는 최대 10배의 하이브리드 광학 줌을 구현한다. 여기에 AI 멀티 프레임 처리 기술을 바탕으로 10 배 줌을 추가로 지원해, 손 떨림을 보정해 주는 것은 물론, 이미지를 확대해도 화질 저하를 최소화한다. 또한 광각 센서와 고해상도 센서의 크롭 줌(Crop Zoom)의 결합으로 더 선명한 결과물을 제공한다.

갤럭시 S20 울트라에 탑재된 4,800만 화소 센서는 조명 정도나 줌 배율과 같은 촬영 조건에 따라 ‘테트라 비닝(Tetra binning)’과 ‘리모자이크’ 모드를 전환하며 최대 10배의 고배율 줌을 구현한다. 테트라 비닝은 4개의 픽셀을 하나로 결합하는 기술로, 한 픽셀을 1,200만 화소 수준까지 확대해 고품질의 사진을 완성한다. 또한 리모자이크 기술로 RGB 픽셀이 재배열되면서 각 픽셀들이 독립적으로 센서 크롭을 작동시킨다.

1억 8백만 화소의 이미지 센서를 갖춘 갤럭시 S20 울트라가 얇은 두께를 유지할 수 있었던 것은 ‘폴디드 렌즈’ 덕분이다. 일반 렌즈의 경우 수직 구조로 공간을 더 필요로 하기 때문에 카메라가 두꺼워지지만, 폴디드 렌즈는 잠망경 원리와 같이 프리즘을 사용한 방식이기 때문에 스마트폰 카메라 바닥에 평평하게 자리 잡을 수 있었던 것. 스마트폰 뒷면을 통해 들어오는 빛이 프리즘에 의해 렌즈로 전달되면, 폰 내부에 렌즈의 구조를 가로로 정렬한 폴디드 렌즈가 이를 다시 90도로 굴절 시켜 초점 거리를 늘린다. 이렇게 카메라의 높이와 넓이가 줄어들어 갤럭시 S20 울트라의 혁신적인 줌 성능이 구현된다.