21세기 고성능 카메라 시대, 디지털 카메라의 역사 III

21세기 고성능 카메라 시대, 디지털 카메라의 역사 III

전자신문|기사입력 2008-03-18 11:21

[쇼핑저널 버즈] 2000년대 초 200만 화소급의 디지털 카메라가 대중화되었다. 이후 디지털 카메라는 빠른 발전을 거듭했으며, 오늘날 출시되는 카메라를 살펴보면 1000만 화소 지원, 다양한 부가 기능 등 첨단 광학 기술을 탑재하고 있다. 이번 시간에는 오늘날 출시되고 있는 고성능 디지털 카메라의 기능 및 제품 모델을 살펴보고, 미래에 출시될 디지털 카메라는 어떤 기능이 추가될지 알아보자.


주변에서 흔히 사용하고 있는 디지털 카메라를 살펴보면 과거 초창기 디지털 카메라와 비교할 수 없을 만큼 큰 폭으로 발전된 것을 알 수 있다. 디지털 카메라의 역사를 전체적으로 돌아보면(지난 1월~2월호에서 초창기 디지털 카메라부터 2000년대 대중화 디지털 카메라의 도입까지 살펴봤다) 초창기부터 2000년대까지 성능 및 기능에 다양한 발전이 있었다.

2000년대 이후 21세기 디지털 카메라는 미래 인텔리전트 이미징 도구로서의 면모를 갖추기 위한 폭넓은 성장을 이루고 있다. 21세기 이후 디지털 카메라에 어떤 변화가 있었는지 자세히 살펴보자.

■ 1,000만 화소급, 고성능 이미지 센서 도래
디지털 카메라의 이미지 품질은 이미지 센서의 크기와 성능, 센서가 받아들인 이미지 데이터를 처리하는 내장 소프트웨어의 능력에 따라 좌우된다. 흔히 화소 수를 디지털 카메라의 이미지 품질 결정의 주요 요소라고 생각하는데, 이는 잘못된 관념이다. 비록 화소 수는 적더라도 센서 크기가 큰 600만 화소급 DSLR 카메라가 1,000만 화소의 콤팩트 디지털 카메라로 촬영된 사진보다 우수한 결과물을 얻을 수 있다.

그러나 화소 수가 많을수록 이미지의 세부 재현력이 향상되어 이미지 활용도가 높아지고, 더 큰 사이즈로 인화할 수 있기 때문에 화소 수는 상업용으로 사용되는 카메라의 성능을 표현하는 데에는 매우 중요한 수치이다.

1995년 발표된 디지털 카메라 카시오 QV-10은 20만 화소의 이미지 센서에 320×200 해상도를 지원하는데 그쳤었다. 이에 반해 2008년인 오늘날 출시되는 디지털 카메라의 경우 주머니에 쏙 들어가는 크기로, 1,000만 화소를 넘어가는 이미지 센서를 지원한다.
 

캐논에서 내놓은 DSLR로 2000만 화소가 넘는 이미지 센서를 갖추고 있다.	소니의 DSC-R1은 하이엔드형의 괴물이라고 지칭할 만한 고성능 스펙을 자랑한다. 칼짜이즈 렌즈에 회전형 LCD, High ISO 지원, 광학 5배 줌 기능을 지원한다.

 
특히 최근 출시되는 DSLR을 살펴보면 고성능 이미지 센서를 지원해 보다 향상된 성능을 갖추고 있다. 2007년 말 출시된 DSLR 캐논 EOS-1Ds Mark 3는 2,110만 화소의 초 고화소 이미지 센서를 채택했다. 35mm 아날로그 필름의 한 프레임 사이즈(36×24mm)와 동일한 크기의 대형 이미지 센서를 탑재한 마크 3는 일반 콤팩트형 디지털 카메라의 센서보다 수십 배 이상 큰 면적을 가진다.

일반적으로 디지털 카메라의 이미지 센서가 커질수록 촬영된 사진의 심도와 계조 표현이 풍부해지고 화소 간의 간섭이 줄어 노이즈도 적어지게 된다. 캐논에서 내놓은 DSLR 마크 3가 대형 이미지 센서를 처음으로 채용한 것은 아니지만 대형 센서의 장점을 바탕으로 2,000만 화소를 구현한 것은 주목받을 만하다.

최근에는 DSLR 기종이 아니어도, 고사양 이미지 센서를 자랑하는 디지털 카메라가 종종 출시되고 있다. 소니에서 내놓은 Cybershot R1은 일반적인 DSLR에서 사용되는 APS-C 포맷의 CMOS 이미지 센서를 사용한 최초의 하이엔드급 카메라이다. 시원한 광각부터 망원까지 (35mm 필름 환산 24-120mm 렌즈) 넓은 화각을 커버하는 칼 짜이스 바리오-조나 렌즈를 탑재해 하이엔드 답지 않은 고성능을 보여준다.

그러나 하이엔드급이라는 기본 설계의 한계가 DSLR의 성능과 자유로운 표현 폭을 능가하기는 어려웠고, 갈수록 빠르게 저렴해지는 DSLR에 비해 가격 또한 매우 비싼 단점이 있어 보급 대수는 그리 많지 않았다. 그러나 하이엔드급 기종과 DSLR의 경계가 무너지는 시기에서 상당한 역사적 의미를 가진 기종임에는 분명한 사실이다.

슬림, 콤팩트, 하이엔드, 그리고 DSLR 21세기 출시되는 디지털 카메라를 크게 분류하자면 슬림, 콤팩트, 하이엔드, 그리고 DSLR로 나누어 볼 수 있다. 전문적으로는 좀 더 복잡하게 분류해야 하겠지만 큰 카테고리로 사용자 취향에 따라 나눈 것이다. 슬림, 콤팩트, 하이엔드, DSLR 각각의 특징을 살펴보자. 슬림형 : 이너줌 렌즈를 채택하며, 작고 가볍게 디자인된 디지털 카메라를 말한다. 작은 사이즈가 중심이 되기 때문에 휴대성이 용이하며, 기본적인 디지털 카메라의 기능 및 촬영에 즐거움을 주는 요소를 내장하고 있다. 하지만 노출, 조첨 등 촬영할 때 수동 기능을 지원하지 않는 것이 대부분이고, 자동으로 촬영하기 때문에 보통 ‘똑딱이’ 카메라라고 부른다.   후지필름 Z100fd 코닥 이지셰어 v803 콤팩트형 : 슬림형 디지털 카메라보다 크기가 크고, 필름 카메라보다는 작은 사이즈로 슬림형 보다 다양한 기능을 지원하는 디지털 카메라를 콤팩트형이라고 지칭한다. 콤팩트형은 슬림형보다 카메라다운 구성을 지원하며, 좀 더 다양한 성능과 렌즈를 제공한다. 기종에 따라서 수동 기능도 지원하고 있어, DSLR의 느낌을 연출할 수 있다. 그러면서도 주머니에 들어가는 작은 크기로 휴대성도 우수한 편이다. 하이엔드형 : 콤팩트 카메라와 비교해 크고, 고배율 줌 렌즈와 수동 조절 기능, 고속 연사 성능 등 DSLR에 가까운 성능을 지원한다. 그러나 그 기본 특성상 반응 속도나 작동감이 DSLR을 따라잡지는 못한다. 특히 최근 들어 점점 작아지고 저렴해지는 DSLR이 출시되면서 하이엔드형 디지털 카메라의 입지가 다소 약해지고 있다. 파나소닉 루믹스 FZ50 캐논 EOS-5D DSLR (디지털 일안반사식) : DSLR은 렌즈교환식 아날로그 카메라와 같이 전문가형 레이아웃을 갖춘 디지털 SLR 카메라를 말한다. 다양한 종류의 교환 렌즈와 액세서리를 장착시킬 수 있다. 중급 이상의 DSLR은 외부 환경에 대한 신뢰성이 우수해 폭넓은 촬영이 가능하다. 보통 아날로그 필름 대비 1/1.5배 정도의 이미지 센서(APS-C 포맷)를 사용한다. 전문가급 최고 성능 DSLR의 경우 필름과 같은 풀 사이즈 포맷의 이미지 센서를 채용하기도 한다.

■ 디지털 이미지 처리 기술의 발전
디지털 카메라의 이미지 품질 향상은 센서 성능도 중요하지만 이미지 데이터를 얼마나 빠르게 제대로 처리하느냐가 가장 큰 관건이다. 특히 좁은 면적의 센서에 고화소를 집적시키고, 어두운 곳에서도 빠르게 반응하는 고감도 센서를 장착하면서 이미지 처리 기술이 발전하고 있다. 최근 출시되는 디지털 카메라를 보면, 슬림형 카메라임에도 1000만 화소, ISO 3200의 고감도를 지원하며, 노이즈를 줄여 깨끗하고 선명한 이미지 결과물을 보여준다.

ISO가 최대 25600까지 지원되는 DSLR로 니콘에서 내놓은 D3 모델

디지털 이미지의 색 재현에서 가장 중요한 요소 중 하나인 화이트밸런스(WB:White Balance) 기능 역시 성능이 향상되고 있다. 니콘에서 내놓은 DSLR D3은 ISO 6400에서도 노이즈 억제 성능을 이용해 깨끗한 이미지 처리 기능을 지원한다.

게다가 최대 ISO 25600에 이르는 엄청난 고감도 성능을 갖추고 있다. 이는 일반적인 아날로그 필름 카메라 세계에서도 상상하기 어려운 일이며, 디지털 카메라 분야에서도 불과 몇 년 전에 ISO 400이 최고 감도 인 것을 감안하면 엄청난 발전이 있었음을 알 수 있다.

최근 출시된 디지털 카메라의 이미지 처리 기술을 이용하면, 촬영 전 이미지 톤을 설정해 사용자가 촬영 상황에 맞는 이미지를 얻을 수 있다. 노출 차이가 있는 환경에서 카메라의 노출을 적절히 배분할 때마다 다른 느낌의 사진 결과를 볼 수 있다.

또한 디지털 카메라 자체에서 촬영된 이미지를 편집해 창작 의도를 반영하고, 이미지 품질도 높이는 기능도 탑재되고 있다. 다중 촬영 기능으로 다른 각도에서 찍은 이미지를 합성하는 기술은 물론, 촬영을 마친 이미지를 카메라에서 직접 편집할 수도 있다. 고급 기종으로 갈수록 다양한 기능을 세분화하게 제어할 수 있다. 원래 촬영된 이미지를 컴퓨터에서 불러들여 후보정을 해야 하는데, 자체 편집 기능을 이용하면 이런 번거로움을 없앨 수 있다.

게다가 LCD 기술의 발달로 디지털 카메라의 액정 모니터가 매우 선명해졌기 때문에 카메라의 LCD를 보며 사진을 편집하는 것이 보다 쉬워졌다. 이러한 변화는 디지털 이미지 프로세싱 기술이 얼마나 폭넓게 발전하고 있는지 보여 준다

■ 손 떨림도 잡아준다
작은 크기의 디지털 카메라로 촬영을 하다보면, 손 떨림 현상이 생겨 촬영된 이미지가 흔들려 선명하지 못한 결과를 얻은 적이 있을 것이다. 이를 방지할 수 있는 액티브 손 떨림 방지 기능이 디지털 카메라에 탑재되면서 떨림 현상에서도 선명한 사진을 촬영할 수 있다.
 

니콘의 VR로고	VR 작동 개념도

손 떨림 현상은 VR(Vibration Reduction), IS(Image Stabilizing), 그리고 AS(AntiShake)등의 다양한 이름으로 불리고 있다. 이 기술은 원래 SLR 카메라용 장초점 망원렌즈에 사용되었던 기능으로, 주변이 어두워 느린 셔터 속도를 사용해야 하는 경우에도 카메라의 흔들림을 상쇄시켜 이미지를 가능한 선명하게 표현하는 기술이다.
 

캐논 카메라의 손떨림 방지(IS) 기술을 적용한 렌즈

이 기술의 구현 방법은 렌즈에서 작동해 광축을 안정시키는 타입과 카메라에 고정된 이미지 센서 자체를 움직여 안정시키는 타입으로 크게 두 가지인데, 각각은 촬영 상황에 따라 일장일단을 가지고 있다.

최신 기종의 경우 최대 3~4스톱까지 셔터 속도를 보정해 주는 강력한 성능을 가지고 있는데, 이는 1/250의 셔터 속도가 꼭 필요한 상황에서 1/15의 느린 셔터 속도와 비슷하게 촬영할 수 있는 기능이다. 물론 목표물인 피사체가 셔터 속도에 비해 상대적으로 빠르게 움직여 버리면 큰 소용이 없다. 역동성이 다소 덜하기는 해도 전자식으로 이미지 자체에서 보정해 흔들림을 줄여 주는 기능도 있다.

이러한 손떨림 방지 기능은 어두운 실내 카페 등 디지털 카메라가 많이 사용되는 일상의 환경에서 유용한 기능임이 분명하다. 슬림형 디지털 카메라는 디자인은 예쁘지만 단순한 형태로 인해 안정되게 고정하고 촬영하기가 다소 어렵기 때문에 더욱 필요하다 할 수 있다.

손떨림 방지기능 적용 전	손떨림 방지기능 적용 후

■ 인텔리전트 촬영 기능
디지털이건 아날로그이건 카메라는 기본적으로 어둠상자라는 개념에서 크게 벗어나지 않는다. 다만 21세기형 디지털 카메라는 디지털이라는 이점을 이용해 카메라를 다루는 일에 익숙하지 않은 사람을 위한 배려는 물론, 다양한 촬영 환경에서 보다 편리하고 재미있게 쓸 수 있는 기능이 지원된다.

최근 출시되는 디지털 카메라가 지원하는 대표적 기능에는 얼굴인식, 인물우선 촬영 등을 지원해 보다 선명하게 얼굴을 촬영할 수 있다. 대부분의 사람들이 일상의 중요한 기록사진에 인물을 넣어 촬영을 하는데, 초점이나 노출을 잘못 맞추어 잘못된 사진 결과를 얻는 경우가 많다. 인물우선 자동초점(AF) 기능은 카메라가 화면상에서 인물의 존재를 자동으로 인식하여 그 포인트에 자동으로 초점을 맞추어 주는 기능이다. 빠르게 움직이는 사람의 얼굴을 자동으로 따라가기도 한다.
 

인물인식 초점 작동 전	인물인식 초점 작동 후

인물우선 자동노출(AE) 기능은 카메라가 자동으로 초점을 따라간 인물의 영역에서 노출을 측정해 배경보다 인물이 좀 더 잘 표현되도록 하는 기능이다. 이 기능을 적용하면 역광에서 배경이 밝고, 인물이 까맣게 표시되는 현상을 줄일 수 있다. 이러한 인물우선 초점 기능은 전문가용 카메라의 영역이었던 DSLR 기종에도 탑재될 만큼 대중적인 기능이 되었다.  

인물우선 자동노출 기능이 더욱 발전돼 얼굴인식 자동초점과 스마일 셔터 기능도 지원하는 카메라가 등장했다. 얼굴인식 기능은 여러 인물들 중에서도 특정 인물의 얼굴을 기억해 그 인물의 얼굴을 중심으로 초점을 따라가도록 하는 기능이다.  

스마일 셔터는 촬영 대상인 사람의 얼굴 형태를 추적하다가 웃을 때의 적절한 타이밍에 셔터가 작동되도록 하는 기능이다. 이러한 독특한 셔터 기능들은 정확한 셔터 찬스를 카메라가 자동으로 선택해 주는 것이라 생각하면 된다. 사진은 빛의 기록이기도 하지만 순간, 즉 시간의 기록이기도 한 것이다.

이런 기능들이 작은 디지털 카메라까지 탑재될 수 있는 데에는 디지털 이미지 분석 기술과 고성능 처리 프로세서가 카메라에 내장될 수 있었던 덕이 컸다. 아직 모든 조건에서 기능의 신뢰성이 훌륭한 것은 아니지만, 능숙한 촬영기술이 없는 이들이 보다 정확한 화질의 사진 결과를 얻을 있게 도와주는 것임에는 틀림이 없다. 또한 앞으로 미디어 기기로서의 디지털 카메라의 역할 폭을 한층 확대하는 데에도 큰 역할을 할 것이다.

■ 고성능 DSLR의 대중화
몇 년 전만 해도 DSLR은 큰 크기로 휴대나 작동하이 힘들다는 단점으로 인해 전문가들만이 이용했다. 특히 부담스러운 가격으로 일반인에게 대중화되기 힘들었다. 2003년 말쯤 니콘에서 D70 DSLR, 캐논에서 EOS 300D를 내놓으면서 일반인들이 DSLR을 사용하기 시작했다.
 

DSLR 카메라 내부	올림푸스 E-1

이 두 기종은 기존의 플래그십(최고 기종) 기종들에 비해 기계적인 성능이 우수하지는 않았지만 이미지 화질은 우수한 편이었다. 디지털 이미지 기술의 빠른 발전에 힘입어서, 비록 급이 낮은 기종이라 해도 신형 기종이 구형 기종보다 이미지 품질만은 더욱 좋은 경우가 많기 때문이다.

니콘 D40x

D70과 300D는 보급형이라고는 하지만 600만 화소, APS-C 포맷의 이미지 센서를 채택했다. 이는 콤팩트 카메라의 이미지 센서에 비해 엄청나게 큰 것이다. 다만 이 센서는 필름보다 작은 크기여서 기존의 필름 카메라용 렌즈들의 활용에는 다소 제한이 있다.

이를 위해 캐논의 EF-s, 니콘의 DX 포맷 등 이를 위한 가볍고 작은 디지털 전용 렌즈들도 시장에 쏟아지기 시작했다. 참고로 올림푸스와 코닥이 공동 개발한 포써드(Forthird) 포맷은 4:3 비율의 디지털 전용 포맷으로, 이러한 렌즈 사용의 불합리한 점을 개선해 보려는 노력의 산물이기도 하다.
 
이러한 기종들은 SLR 카메라의 기본 설계 덕분에 작동 속도가 매우 빨랐고 ‘카메라 다운’ 조작감을 충분히 갖추었다. 또한 기존에 이미 오랜 기간 다양하게 생산되었던 교환 렌즈를 사용해 폭넓은 이미지 표현도 가능해졌다. 가격 역시 100만원 아래로 다운되어 소비자들은 DSLR 구입의 부담을 줄였다.

DSLR은 모든 면에서 기존의 콤팩트형 디지털 카메라와는 비교 자체가 되지 않을 정도의 고성능을 자랑한다. 지금도 DSLR 기종들은 계속 고급화되고 있지만, 보다 다양한 기능을 갖춘 보급형 후속 기종의 출시가 계속 이어져 일반인들에게도 대량 보급되었고 가격은 저렴해지고 있다.
 

캐논 EOS-400D	올림푸스 E-510

최근에는 불과 40만 원대 가격으로도 1000만 화소급의 DSLR 바디를 구입할 수 있게 되면서 급기야는 하이엔드 디지털 카메라 시장이 보급형 DSLR 기종들에게 거의 잠식되기에 이르렀다. 최근의 DSLR 시장은 신형 기종이라면 1000만 화소 이상이 기본으로 지원하며, 2000만 화소급의 풀사이즈 포맷의 고성능 전문가용 기종과 같은 고성능, 고기능 분야 이외에도 저렴한 가격에 재미있고 편리한 기능들을 탑재하고 있다.

과거 전문가들만이 사용하던 값비싼 고급 렌즈에만 채용된 액티브 손떨림 보정 기술은 이미 보급형 DSLR 기종에도 채용됨은 물론 앞서 소개한 바와 같이 콤팩트형 디지털 카메라에도 일반화되었다.

DSLR의 대중화와 더불어 DSLR 역시 콤팩트 카메라의 여러 장점들을 같이 배워가며 대중화되고 있다는 것이다. 앞서 소개한 인물우선 AF 기능과 더불어, 액정 모니터를 보면서 촬영할 수 있는 라이브 뷰 기능이 그 대표적인 사례이다.

■ 미래를 향한 미디어 네트워크 기능
디지털 카메라에 얼굴인식 촬영 기능을 지원하던 비슷한 시기에 인터넷에는 입력받은 이미지에서 자동으로 얼굴을 인식해 분류해주는 소셜 네트워크 서비스를 지원하기 시작했다. 소형 디지털 카메라가 대중화되는 결정적인 동기를 마련해 준 것도 인터넷의 소셜 미디어 네트워크 서비스인 ‘싸이월드’인 것을 보면, 사람들이 일상의 사진을 찍고 네트워크를 통해 서로 사진을 공유하는 일을 즐기고 있다는 사실을 단적으로 보여 준다. 이제 디지털 카메라가 단지 이미지를 편하고 재미있게 촬영하는 기능 이외에도 쉽고 빠른 공유에도 도움을 주는 기능들을 갖출 때가 된 것 같다.

싸이월드 미니홈피

사실 초창기의 디지털 카메라가 기존의 아날로그 필름 카메라보다 크게 향상된 부분이 디지털 이미지 기록 방식의 빠른 전송과 공유이다. 무선 전송 기능은 속도가 생명인 보도사진용 카메라에서 먼저 사용하던 기능이다. 처음에는 카메라에서 촬영된 사진을 블루투스나 적외선 등 무선으로 근거리에 위치한 PC에 전송해 내장 메모리의 한계를 극복하는 것이 전부였으며, 무선 수신이 가능한 포토 프린터와 무선으로 연결해 사진을 출력할 수도 있었다.

그러나 최신형 기종에서는 와이파이 무선 랜을 이용해 카메라를 바로 인터넷에 연결해 이미지를 전송함으로써, 무선 인터넷이 되는 환경이라면 어디에서든 멀리 떨어진 본인의 PC로 사진을 전송할 수 있다.

또 단지 본인만을 위한 것이 아니라, 이를 기반한 전용 웹 서비스를 통해 동시에 여러 사람에게 사진을 배포하거나 이메일을 전송할 수도 있다. 이미 휴대전화에 탑재된 폰 카메라에서 이런 기능들이 구현되고 있었지만, 순수한 카메라의 입장에서는 진정한 네트워크 카메라의 시작이라고 할 수 있다.
 

니콘에서 내놓은 슬림형 디지털 카메라 S51c로 얼굴 인식, 손떨림 방지, 무선 인터넷을 지원한다.	삼성의 블루 i70은 720만 화소의 디지털 카메라가 기본 기능으로 지원하며, 캠코더, PMP, MP3, Text Viewer, 보이스 레코더, 이동식 디스크의 기능도 갖추고 있다.

최근에는 GPS 수신기를 연동해 이미지의 메타데이터에 GPS 촬영위치 정보를 같이 기록하는 기능도 갖추고 있다. 기록된 위치 정보를 바탕으로 자동으로 이미지를 분류할 수 있도록 하는 웹 서비스도 오래 전부터 서비스되고 있다.

이 기능 역시 보도사진용 DSLR 카메라에서 옵션 장치로 구현되기 시작한 기능이지만, 이미 GPS 수신 칩이 내장된 휴대폰과 PDA, 내비게이션 장치들이 대중화되어 있는 것을 보면, 향후 디지털 카메라에도 기본 기능으로 내장될 것으로 기대된다.

※ 지금까지 3회 연재로 디지털 카메라의 역사 기사를 진행했다. 디지털 카메라는 지금도 꾸준히 발전하고 있으며, 다양한 기능이 추가되어 컨버전스 기기로 변화하고 있다. 다음호에는 새로운 모바일 기기의 역사가 이어진다.

김두호 테크니컬라이터 nutmeg76@nate.com

장수연 월간 PC라인 기자(jjang@pcline.co.kr)

'IT 제품의 모든것'