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카메라사진/카메라

싱글 카메라가 달린 아이폰 SE 2세대가 아웃포커싱 사진을 찍는 방법

by 썬도그 2020. 4. 29.
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아이폰 SE 2세대가 출시되었습니다. 중저가 보급형 모델이지만 아이폰11 Pro 고급형 모델에서 사용하는 A13 AP를 넣어주는 등 성능 자체는 아주 아주 뛰어납니다. 그런데 가격은 55만 원으로 애플 제품 답지가 않습니다.

그러나 가격이 저렴하다 보니 떨어지는 기능도 분명 있습니다. 디스플레이 크기는 4.7인치 IPS LCD입니다. 이 자체는 문제가 되지 않습니다. 영상 볼 때는 OLED가 좋지만 텍스트 읽기나 야외 시인성은 IPS LCD가 좋으니까요.

아쉬운 점은 카메라입니다. 먼저 카메라가 듀얼도 트리플도 아닌 싱글 카메라에다가 화소수도 1200만 화소입니다. 조리개는 f1.8을 제공합니다. 화소수야 1200만 화소가 아쉽지는 않습니다. 오히려 고화소수는 사진 용량만 늘릴 수 있습니다. SNS에 올릴 사진으로는 충분합니다. 문제는 1개의 카메라로 배경을 흐리는 아웃포커싱 사진을 만들기가 쉽지 않습니다. 

듀얼 카메라와 트리플 카메라는 2개의 카메라의 물리적 위치 차이 등을 이용해서 어떤 피사체가 근거리에 있고 원거리에 있는지 거리 측정이 가능합니다. 마치 우리 눈이 사물의 위치를 측정하듯이요. 눈 2개로는 양손의 검지 손가락 펴고 끝을 닿게 하면 100% 성공인데 한 눈을 감고 하면 쉽지 않듯이 2개의 눈을 이용해서 피사체와의 거리를 측정하고 감지합니다. 

그럼에도 아이폰 SE 2세대는 후면 카메라가 1개임에도 피사계 심도 제어가 가능하고 배경을 흐리게 하는 아웃포커싱을 할 수 있습니다. ToF라는 적외선을 쏴서 피사체와의 거리를 측정하는 3D 스캔 기능이 있는 센서가 달려 있는 것도 아닙니다. ToF 센서는 야외에서는 거리 측정 오류가 많은 단점도 있습니다. 

ToF 센서가 없으면서도 아이폰 SE 2세대는 피사체를 인식하고 배경을 흐리는 심도 제어 기능이 있습니다. 어떻게 이런 기술이 가능한 것일까요?

https://blog.halide.cam/iphone-se-the-one-eyed-king-96713d65a3b1

 

iPhone SE: The One-Eyed King?

After four years, we have a new budget-conscious iPhone. Like previous SE, it reaches that price point by sticking to components from…

blog.halide.cam

인기 카메라 앱인 Halide를 개발한 팀이 아이폰 SE 2세대의 아웃포커싱이 어떻게 이루어지고 있는지를 담은 글에 그 비밀이 담겨 있습니다. 먼저 아이폰 SE 2세대는 2017년에 발매된 아이폰 8과 동일한 카메라 모듈을 사용하고 있습니다. 아이폰 XR도 싱글 카메라이면서 아웃포커싱이 가능하지만 피사체와의 거리를 센서로 측정하는 '포커스 픽셀'기능을 사용하고 있습니다. 이미지센서에 초점 센서인 '포커스 픽셀'센서를 넣어서 아웃포커싱을 할 수 있습니다. 

그러나 아이폰 SE 2세대는 '포커스 픽셀'이 센서가 이미지센서에 들어가 있지만 많이 들어가 있지 않아서 Depth Map 만드는 기능이 떨어집니다. 그럼에도 뛰어난 아웃포커싱을 할 수 있습니다. 

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<아이폰 XR 피사계 심도 인식 (왼쪽),  아이폰SE 2세대 피사계심도 인식(오른쪽) >

위 샘플 사진을 놓고 아이폰 XR과 아이폰 SE 2세대로 피사계심도 인식차이를 살펴봤습니다. 아이폰 XR은 중앙에 있는 피사체가 주변에 있는 피사체보다 앞에 있다고 판정하고 정교한 심도를 인식합니다. 반면 아이폰 SE 2세대는 오류가 좀 있긴 하지만 그럼에도 꽤 정교한 심도 인식을 합니다. 

왼쪽 : iPhone 11 Pro, 오른쪽 : iPhone SE 2세대

위 사진을 보면 더 확실히 알 수 있습니다. 아이폰 11 Pro는 여러 대의 카메라로 피사체와의 거리를 제대로 인식하는데 아이폰 2세대 SE는 그냥 다 마룻바닥으로 인식할 정도로 심도 조절을 할 수 없습니다. 

왼쪽 : iPhone 11 Pro, 오른쪽 : iPhone SE 2세대

확실히 아이폰 SE 2세대가 아웃포커싱 능력이 아이폰 11 프로보다 떨어집니다. 

왼쪽 : iPhone 11 Pro, 오른쪽 : iPhone SE 2세대

아이폰 11 프로는 여러 개의 카메라로 비슷한 모양의 피사체를 모두 잘 인식하고 배경을 제대로 흐립니다만 아이폰 SE 2세대는 사물 인식력이 떨어져서 배경도 흐리고 식물도 일부 흐립니다. 

하지만 아이폰 SE 2세대는 인물 사진에서는 아웃포커싱이 제대로 됩니다. 위 사진은 오래된 슬라이드 필름을 아이폰 SE 2세대로 촬영했는데 인물을 인식하고 배경을 제대로 흐리네요. 이 이유는 아이폰 SE 2세대는 기계학습을 이용해서 사물을 인식하고 그 피사체가 사람이면 인물 사진으로 인식하고 뛰어난 심도 측정을 합니다. 즉 인물 사진에서만 뛰어난 아웃포커싱을 제공하고 다른 피사체는 아웃포커싱(배경 흐림) 능력이 떨어집니다. 

그래서 강아지를 촬영하면 뒤에 있는 배경과 개를 분리하지 못하고 나뭇가지 일부분도 초점이 맞게 합니다. 기계학습을 통해서 피사체를 인식하고 그 피사체가 인물이면 뛰어난 아웃포커싱을 제공하네요. 이 기계학습을 통한 피사계심도 측정하는 건 피사체 인식을 제대로 못하면 심도 조절을 제대로 할 수 없는 단점이 있고 그 단점을 아이폰 SE 2세대는 잘 보여주고 있습니다. 

하지만 기계학습은 학습을 많이 할수록 그 성능이 좋아지고 인식력이 좋아지기에 지금은 여러 문제점이 있지만 몇 년 후에는 심도 측정 오류가 많이 사라질 것이라고 Halide는 말하고 있습니다. 

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