많은 사람들이 "더 큰 센서는 다른 모든 것을 압도할 수 있다"는 말을 들어봤을 것입니다.
이 진술 뒤에는 실제로 몇 가지 진실이 있습니다. CMOS 센서가 클수록 더 많은 빛을 포착할 수 있어 일반적으로 이미지 품질이 향상됩니다. 이는 스마트폰 제조업체가 지속적으로 더 큰 센서 크기를 홍보하고 카메라 하드웨어에서 치열한 경쟁을 벌이는 이유이기도 합니다.
그러나 주목할만한 몇 가지 중요한 사항이 있습니다.
"1인치 센서" 마케팅 관점
왼쪽 이미지는 Sony의 1-인치 IMX989 센서에 거의 풀프레임 카메라 느낌을 줍니다.
스마트폰 브랜드는 CMOS 센서가 얼마나 커졌는지 강력하게 강조하지만, 오늘날 가장 큰 스마트폰 센서인 -미러리스 카메라 표준에 접근하는 것으로 판매되는 소위 "1-인치 센서"-도 풀프레임 센서는 물론 APS-C 센서보다 여전히 훨씬 작습니다.
스마트폰 카메라가 아무리 공격적으로 진화하더라도 스마트폰이 전용 카메라 센서 크기를 따라잡는다는 생각은 현 시대에 여전히 비현실적입니다.
재미있는 사실: CMOS 센서 크기가 실제로 측정되는 방법
CMOS 센서 크기에 대한 명명 규칙은 실제로 역사적인 유산입니다.
센서 크기는 이미징 영역의 실제 대각선 길이를 사용하여 직접 측정되지 않습니다. 대신 CCD 및 CMOS 센서가 존재하기 전에 사용된 오래된 "비디오 카메라 튜브"의 크기를 기반으로 합니다.
이 광전 이미징 튜브는 전자빔을 사용하여 이미지를 스캔하여 빛을 전기 신호로 변환합니다. 당시 일반적으로 사용되는 "1-인치" 이미징 튜브에는 두꺼운 유리 인클로저가 있었지만 내부의 실제 직사각형 감광 영역은 대각선이 약 16mm에 불과했습니다.
실제로 실제 1인치 직사각형의 대각선 길이는 25.4mm입니다.
최신 CMOS 및 CCD 센서는 이러한 명명 규칙을 물려받았으며, 이것이 오늘날의 "1인치 센서"의 실제로 이미징 대각선이 약 16mm에 불과한 이유입니다.
센서 크기만으로는 전부가 아닙니다
주요 주제로 돌아가서, 센서 크기는 카메라가 얼마나 많은 빛을 포착할 수 있는지를 결정하기 때문에 중요한 역할을 합니다. 빛이 많을수록 노출, 다이내믹 레인지, 저조도 성능, 심지어 이미지 선명도까지 직접적인 영향을 받습니다.-
그러나 단순히 센서 크기만 보는 것만으로는 충분하지 않습니다.
제조업체가 종종 명확하게 설명하지 않는 더 깊은 요인은 다음과 같습니다.
- CMOS 유효 면적 활용
- 렌즈 이미지 서클 적용 범위
CMOS 활용 및 렌즈 이미지 서클
"이미지 서클"은 렌즈에 의해 이미징 평면에 투영되는 원형 영역을 나타냅니다.
예를 들어, APS-C 렌즈가 풀{1}}프레임 카메라에 장착된 경우 렌즈 이미지 서클이 너무 작아서 풀{2}}프레임 센서를 완전히 덮을 수 없습니다. 이로 인해 모서리가 어두워지거나 강제로 잘려지게 됩니다.
이상적으로는 렌즈에 의해 투사된 원형 이미지가 전체 CMOS 센서 영역을 완전히 덮어야 합니다.
Sony Xperia Pro-I 예
좋은 예가 소위 1인치 센서가 탑재된 Sony의 Xperia Pro-I 스마트폰입니다.-
- 센서: 소니 IMX383
- 센서 크기: 1인치
- 해상도: 12MP 출력
- 픽셀 크기: 2.4μm
- 기술: 엑스모어 RS
- 원래 Sony RX100 VII 컴팩트 카메라에서 파생되었습니다.
원래 센서 자체에는 실제로 약 20 메가픽셀이 포함되어 있습니다.
하지만 스마트폰 렌즈에는 이미지 서클이 충분히 크지 않기 때문에 Xperia Pro-센서 영역 중 약 1200만 픽셀 정도만 효과적으로 사용할 수 있습니다.
나머지 8메가픽셀은 다음 용도로 예약되어 있을 가능성이 높습니다.
- 무손실 16:9 비디오 전환
- 전자 안정화
- 비디오 및 세로 모드 자르기
자르기가 대형 센서의 이점을 감소시키는 이유
센서 자르기의 일반적인 예는 스마트폰에서 사진 모드와 비디오 모드 사이를 전환할 때 관찰할 수 있습니다. 이미지가 잘리면서 시야가 눈에 띄게 바뀌는 경우가 많습니다.
Xperia Pro-I의 경우 대형 1인치 센서를 사용함에도 불구하고 전체 센서를 완전히 활용할 수 없기 때문에 다음과 같은 장점이 크게 줄어듭니다.
- 초점 거리 유연성
- 피사계 심도 성능
- 해결
즉, 인물 사진이나 비디오 안정화와 같은 추가 크롭 모드를 활성화하기 전에 카메라는 이미 센서 기능의 일부를 희생했습니다.
자르기 후 효과적인 이미징 성능은 대략 1/1.3인치 센서와 비슷해집니다.
전반적으로 Xperia Pro-I에서 1-인치 센서를 자르기로 한 결정은 장점보다 단점이 더 많을 것입니다.
전용 카메라가 여전히 더 나은 성능을 발휘하는 이유
소니의 RX100 VII 컴팩트 카메라에 동일한 센서를 사용하면 렌즈 시스템이 전체 센서 영역을 최대한 활용할 수 있기 때문에 눈에 띄게 더 나은 결과를 얻을 수 있습니다.
카메라가 이미징을 위해 전체 CMOS 센서를 효과적으로 사용할 수 없는 경우 실제 이미지 품질은 소형 센서와 매우 유사할 수 있습니다.
그렇긴 하지만, 대형 센서는 여전히 의미 있는 이점을 제공합니다.
- 더 나은 저조도-성능
- 더 높은 다이내믹 레인지
- 이후 자르기의 유연성 향상-
따라서 대형 센서를 충분히 활용하지 못하는 것은 그야말로 기회를 놓치는 것입니다.
